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JP5057551B2 - Zr-based metallic glass sheet - Google Patents

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JP5057551B2
JP5057551B2 JP2006171877A JP2006171877A JP5057551B2 JP 5057551 B2 JP5057551 B2 JP 5057551B2 JP 2006171877 A JP2006171877 A JP 2006171877A JP 2006171877 A JP2006171877 A JP 2006171877A JP 5057551 B2 JP5057551 B2 JP 5057551B2
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Description

本発明は、結晶量が少ないZr基金属ガラス板材に関するものである。     The present invention relates to a Zr-based metallic glass sheet material having a small amount of crystals.

非晶質合金は、原子が規則正しく配列しておらず、強度・磁気特性・耐食性などの特性に優れていることから、様々な製品の部材として適用されている。さらに近年、製品の質を向上させる観点から、より結晶量が少ない非晶質合金が求められている。   Amorphous alloys are applied as members of various products because atoms are not regularly arranged and are excellent in properties such as strength, magnetic properties, and corrosion resistance. Furthermore, in recent years, an amorphous alloy having a smaller amount of crystals has been demanded from the viewpoint of improving the quality of products.

上記非晶質合金は、溶融させた金属ガラス材料(以下、溶融原料とも称する)を、非晶質になり始める冷却速度(臨界冷却速度)以上の速さで急冷させることで、結晶(結晶組織)を形成せずに非晶質な状態で固化(非晶質化)させて製造することができる。上記臨界冷却速度は、多くの場合、10〜10℃/s程度であるため、ガスアトマイズ法(特許文献1参照)や単ロール法、双ロール法、回転液紡糸法などで非晶質合金を製造するには、厚みや大きさを数百ミクロン以下にしなければならず、形状についても薄帯、極細細線、微粉末などに限定されていた。 The amorphous alloy is obtained by rapidly cooling a molten metal glass material (hereinafter also referred to as a melted raw material) at a speed equal to or higher than a cooling rate (critical cooling rate) at which it becomes amorphous. ) Is solidified (amorphized) in an amorphous state without being formed. In many cases, the critical cooling rate is about 10 4 to 10 7 ° C./s. Therefore, an amorphous alloy can be obtained by a gas atomization method (see Patent Document 1), a single roll method, a twin roll method, a rotary liquid spinning method, or the like. In order to manufacture the film, the thickness and size had to be several hundred microns or less, and the shape was limited to thin ribbons, ultrafine wires, fine powders, and the like.

それに対して近年、Ti、Zr、Hf(以上周期律表のIVb族に属する元素)、Al、Ga、B(以上周期律表のIIIb族に属する元素)、Y、希土類元素(以上周期律表のIIIa族に属する元素)、Be、Mg(以上周期律表のIIa族に属する元素)およびSiなどの活性な元素を主成分または合成成分として含有し、10〜104℃/s程度の冷却速度(臨界冷却速度)で製造できる金属ガラス材料(例えばZr55Cu30Ni5Al10合金、Mg50Ni3020合金、Ti50Cu25Ni15Sn5Zr5合金、Zr41Ti14Cu13Ni10Be22合金、Fe72Al5Ga21164合金など)が見出された(特許文献2など)。 In contrast, in recent years, Ti, Zr, Hf (elements belonging to group IVb of the periodic table), Al, Ga, B (elements belonging to group IIIb of the periodic table), Y, rare earth elements (periodic table) An active element such as Be, Mg (elements belonging to Group IIa of the periodic table) and Si as main components or synthetic components, and cooling at about 10 to 10 4 ° C / s. speed (critical cooling rate) can be prepared in metallic glass material (e.g. Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 alloy, Mg 50 Ni 30 Y 20 alloy, Ti 50 Cu 25 Ni 15 Sn 5 Zr 5 alloy, Zr 41 Ti 14 Cu 13 Ni 10 Be 22 alloy, Fe 72 Al 5 Ga 2 P 11 C 6 B 4 alloy, etc.) have been found (Patent Document 2 etc.).

そして特許文献3や特許文献4では、真空あるいは不活性ガス雰囲気中でセラミックス製のるつぼ容器や水冷銅製のハース(溶融容器)を用い、誘導加熱やアーク加熱、プラズマアーク加熱などの方法により、溶融原料を金型に注入・凝固させて得た金属ガラス素形材を開示している。   In Patent Document 3 and Patent Document 4, a ceramic crucible container or a water-cooled copper hearth (melting container) is used in a vacuum or an inert gas atmosphere to melt by a method such as induction heating, arc heating, or plasma arc heating. A metallic glass shaped material obtained by injecting and solidifying a raw material into a mold is disclosed.

また特許文献5では、冷却過程を二段階(第一急冷ゾーンと第二急冷ゾーン)に分け、第一急冷ゾーンでは溶融原料を融点±100℃まで冷却させた後、第二急冷ゾーンでさらに冷却して得た金属ガラス素形材を開示している。
特開平1−233048号公報 特開平7−252559号公報 特開2001−62548号公報 特開2000−271730号公報 特許第2815215号公報
In Patent Document 5, the cooling process is divided into two stages (first quenching zone and second quenching zone). In the first quenching zone, the molten raw material is cooled to the melting point ± 100 ° C. and further cooled in the second quenching zone. The metal glass raw material obtained in this way is disclosed.
Japanese Patent Laid-Open No. 1-233048 JP 7-252559 A JP 2001-62548 A JP 2000-271730 A Japanese Patent No. 2815215

板状の金属ガラス素形材(以下、「金属ガラス板材」とも称す)から部材を効率よく切り出すには、板材としては、できるだけ寸法の大きい(長さ方向、幅方向ともに大きい)ものが好ましい。   In order to efficiently cut out a member from a plate-shaped metal glass element (hereinafter also referred to as “metal glass plate”), a plate having a dimension as large as possible (large in both the length direction and the width direction) is preferable.

特許文献3および4に記載されている金属ガラス素形材は、いずれも比較的小さな鋳片であり、また特許文献3および4に記載されている方法では、鋳型内に溶融原料を注入する過程で凝固が次々と進行してしまうため(以下、「充填性が悪い」とも言う)、寸法の大きな板材は得られていなかった。   Each of the metallic glass shapes described in Patent Documents 3 and 4 is a relatively small slab, and in the methods described in Patent Documents 3 and 4, a process of injecting a molten raw material into a mold Because of this, solidification proceeds one after another (hereinafter, also referred to as “poor filling property”), so that a plate having a large size was not obtained.

特許文献5では、通常の鋳造法(以下、「重力鋳造法」とも称する)にて溶融原料を金型に注入した後、二段階で冷却して得た金属ガラス板材を開示している。しかし上記製造方法では、板厚が薄くなるに従って充填性が悪くなるため、寸法の大きな板材は得られていなかった。   Patent Document 5 discloses a metal glass plate material obtained by injecting a molten raw material into a mold by a normal casting method (hereinafter also referred to as “gravity casting method”) and then cooling in two stages. However, in the manufacturing method described above, since the filling property is deteriorated as the plate thickness is reduced, a plate member having a large size has not been obtained.

また本発明者らは、1〜2mmの隙間を有する金型を作製し、遠心力にて上記隙間に溶融原料を注入して製造した板材についても調べてみた。しかしこの方法では、遠心力によって注入流に乱れが生じてしまい、得られる板材の表層部には湯流れ模様(以下、「湯境」と言うこともある)がみられ、この湯境部分は、X線回折の結果では、結晶が発生し易い部分であった。そのため、上記方法では、結晶含有率の少ない板材は得られていなかった。   The inventors also examined a plate material manufactured by producing a mold having a gap of 1 to 2 mm and injecting a molten raw material into the gap by centrifugal force. However, in this method, the injection flow is disturbed by the centrifugal force, and a hot water flow pattern (hereinafter sometimes referred to as “bath”) is seen on the surface layer portion of the obtained plate material. As a result of X-ray diffraction, it was a portion where crystals were easily generated. Therefore, in the above method, a plate material having a low crystal content has not been obtained.

また上記特許文献5の実施例2にも開示されているロールを用いた製造方法(ベルト鋳造法や双ロール鋳造法、単ロール鋳造法など)で得られたLa基金属ガラス板材についても調べてみた。   In addition, the La-based metallic glass sheet material obtained by the manufacturing method (belt casting method, twin-roll casting method, single-roll casting method, etc.) using the roll disclosed in Example 2 of Patent Document 5 is also examined. saw.

上記特許文献5の実施例2では、La系金属ガラス材(La70Ni10Al20)を、第一冷却ゾーンで溶融金属を金属ガラス材料の融点(Tm)±100℃に急冷した後、第二冷却ゾーンで冷却した溶融金属を冷却ロールにてさらに冷却する2段階冷却によって製造された、厚さ1.2mm、幅6.3mmの長尺の金属ガラス板材を開示している。 In Example 2 of Patent Document 5, the La-based metallic glass material (La 70 Ni 10 Al 20 ) is rapidly cooled to the melting point (Tm) ± 100 ° C. of the metallic glass material in the first cooling zone. Disclosed is a long metallic glass sheet having a thickness of 1.2 mm and a width of 6.3 mm, which is manufactured by two-stage cooling in which the molten metal cooled in the two cooling zones is further cooled by a cooling roll.

しかし上記実施例2に記載の製造方法では、第一冷却ゾーンでは、できるだけ溶融金属の熱量を奪うことが好ましいとされており、さらに溶湯を第一冷却ゾーンから第二冷却ゾーンに導入させる際に、できるだけ小さく絞られた経路を通過させることで熱放出を早めて多量の熱量を奪っている。幅広の板材とするには、幅広の均一な湯流れが必要となるが、冷却ゾーンで幅広の湯流れを構成するのは難しく、そのため実施例2の板材の幅は6.3mmであった。つまり特許文献5の実施例2の製造方法で得られる板材は、長尺であるものの、幅に限界があった。   However, in the manufacturing method described in Example 2 above, it is preferable to take as much heat of the molten metal as possible in the first cooling zone, and when the molten metal is introduced from the first cooling zone to the second cooling zone. By passing through a narrowed path as much as possible, heat release is accelerated and a large amount of heat is taken away. In order to obtain a wide plate material, a wide and uniform hot water flow is required. However, it is difficult to form a wide hot water flow in the cooling zone. Therefore, the width of the plate material of Example 2 was 6.3 mm. That is, the plate obtained by the manufacturing method of Example 2 of Patent Document 5 is long but has a limit in width.

そこで本発明者らは、結晶含有率が少ない寸法の大きなZr基金属ガラス板材を提供することを課題とした。   Then, the present inventors made it a subject to provide a large Zr-based metallic glass sheet material with a small crystal content.

前記課題を解決したZr基金属ガラス板材は、Zr55Al20Ni25、Zr66Al8Cu12Ni14、Zr65Al7.5Ni10Cu17.5、Zr60Al10Ni10Cu15Pd5、Zr55Al10Cu30Ni5、Zr52.5Ti5Al12.5Cu20Ni10、Zr60Al10Co3Ni9Cu18、または(Zr55Al10Cu30Ni5)−Y1のいずれかの成分組成で表されるZr基金属ガラス板材のうちで、臨界冷却速度が10000K/sよりも低い材料において、厚さ0.5mm以上、2mm未満、幅150mm以上、長さ150mm以上であり、結晶含有率が30%以下であることを特徴としている。 Zr-based metallic glass sheet material which solves the above problems, Zr 55 Al 20 Ni 25, Zr 66 Al 8 Cu 12 Ni 14, Zr 65 Al 7.5 Ni 10 Cu 17.5, Zr 60 Al 10 Ni 10 Cu 15 Pd 5, Zr 55 Al 10 Cu 30 Ni 5 , Zr 52.5 Ti 5 Al 12.5 Cu 20 Ni 10 , Zr 60 Al 10 Co 3 Ni 9 Cu 18 , or (Zr 55 Al 10 Cu 30 Ni 5 ) -Y 1 Among the Zr-based metallic glass plates represented, in a material having a critical cooling rate lower than 10,000 K / s, the thickness is 0.5 mm or more, less than 2 mm, the width is 150 mm or more, and the length is 150 mm or more, and the crystal content is It is characterized by being 30% or less.

上記のようなTi基またはTiCu基金属ガラス板材は、Zr基金属ガラス板材の溶融原料を、該板材の融点よりも高い温度で双ロールの隙間に供給し、
該板材のガラス転移温度〜ガラス転移温度+250℃の範囲内の温度で該原料を取り出し、
該原料が該隙間を通過することで生じる該原料の幅方向での広がりを20%以下に抑えることによって製造できる。
The Ti-based or TiCu-based metallic glass sheet as described above supplies the molten raw material of the Zr-based metallic glass sheet to the gap between the twin rolls at a temperature higher than the melting point of the sheet,
The raw material is taken out at a temperature within the range of glass transition temperature to glass transition temperature + 250 ° C. of the plate material,
The raw material can be produced by suppressing the spread in the width direction of the raw material generated by passing through the gap to 20% or less.

本発明のZr基金属ガラス板材は、結晶含有率が少なく、寸法が大きいため、該板材から部材を無駄なく切り出すことができ、部材の製造コストを削減できる。   Since the Zr-based metallic glass plate material of the present invention has a small crystal content and a large size, the member can be cut out from the plate material without waste, and the manufacturing cost of the member can be reduced.

本発明のZr基金属ガラス板材とは、合金の中でZrを他の元素よりも多く含有し、Zr以外に、IVb族元素(Ti、Hf;但しZrを除く)、Vb族元素(V、Nb、Ta)、VIb族元素(Cr、Mo、W)、VIIb族元素(Mn他)、VIIIb族元素(Fe、Co、Ni、Pd他)、Ib族元素(Cu他)、IIIa族元素(Al他)、IVa族元素(Si他)、IIIb族元素(Y、ランタン系列元素他)などからなる群の中から選択される1種または2種以上の元素を含有するものである。   The Zr-based metallic glass sheet material of the present invention contains more Zr than other elements in the alloy. In addition to Zr, IVb group elements (Ti, Hf; except Zr), Vb group elements (V, Nb, Ta), VIb group elements (Cr, Mo, W), VIIb group elements (Mn, etc.), VIIIb group elements (Fe, Co, Ni, Pd, etc.), Ib group elements (Cu other), IIIa group elements ( It contains one or more elements selected from the group consisting of Al et al., IVa group elements (Si et al.), IIIb group elements (Y, lanthanum series elements, etc.) and the like.

Zrの含有量は、Zr以外に含有させる元素によっても異なるが、合金全体に対して45質量%以上(好ましくは50質量%以上)である。具体的には、Zr55Al20Ni25、Zr66Al8Cu12Ni14、Zr65Al7.5Ni10Cu17.5、Zr60Al10Ni10Cu15Pd5、Zr55Al10Cu30Ni5、Zr52.5Ti5Al12.5Cu20Ni10、Zr60Al10Co3Ni9Cu18、(Zr55Al10Cu30Ni5)−Y1などが挙げられ、中でもZr55Cu30Ni5Al10などのZr基合金が特に好ましい。 The Zr content is 45% by mass or more (preferably 50% by mass or more) with respect to the entire alloy, although it varies depending on the element to be contained other than Zr. Specifically, Zr 55 Al 20 Ni 25, Zr 66 Al 8 Cu 12 Ni 14, Zr 65 Al 7.5 Ni 10 Cu 17.5, Zr 60 Al 10 Ni 10 Cu 15 Pd 5, Zr 55 Al 10 Cu 30 Ni 5, Zr 52.5 Ti 5 Al 12.5 Cu 20 Ni 10 , Zr 60 Al 10 Co 3 Ni 9 Cu 18 , (Zr 55 Al 10 Cu 30 Ni 5 ) -Y 1, etc., among which Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 etc. The Zr-based alloy is particularly preferable.

板材の厚みは、厚いほど板材の強度が高まるものの、製造過程で、溶融原料を臨界冷却温度以下で冷却させることが困難となる。例えば比較的ガラス化し易いZr55Cu30Ni5Al10合金ですら、厚みが3mmを超えると板材中に結晶が発生し易くなる。そのため、板材の強度やガラス化させ易さなどを考慮すると、板厚は0.5mm以上(好ましくは0.8mm以上)、2mm未満とする必要がある。 As the thickness of the plate material increases, the strength of the plate material increases, but it becomes difficult to cool the molten raw material below the critical cooling temperature during the production process. For example, even a Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 alloy, which is relatively easy to vitrify, tends to generate crystals in the plate material when the thickness exceeds 3 mm. Therefore, in consideration of the strength of the plate material and the easiness of vitrification, the plate thickness needs to be 0.5 mm or more (preferably 0.8 mm or more) and less than 2 mm.

Zr基金属ガラス板材の寸法(長さや幅)は、実用的な構造材料として使用する観点から、少なくとも100mm以上(好ましくは150mm以上、さらに好ましくは200mm以上)必要である。   The dimensions (length and width) of the Zr-based metallic glass plate material are required to be at least 100 mm (preferably 150 mm or more, more preferably 200 mm or more) from the viewpoint of use as a practical structural material.

またZr基金属ガラス板材中に存在する結晶の量(結晶含有率)は、結晶を基点として生じる破壊を防止する観点から、30%以下(好ましくは20%以下、さらに好ましくは10%以下)に抑える必要がある。結晶含有率の測定方法は、板材の一部をX線回折に付し、得られた回折図から回折曲線とベースラインとで囲まれた総面積に対する結晶ピークの面積の割合から算出することができる。   In addition, the amount of crystals (crystal content) present in the Zr-based metallic glass sheet is 30% or less (preferably 20% or less, more preferably 10% or less) from the viewpoint of preventing breakage that occurs from the crystal as a starting point. It is necessary to suppress. The method for measuring the crystal content can be obtained by subjecting a part of the plate material to X-ray diffraction and calculating from the ratio of the area of the crystal peak to the total area surrounded by the diffraction curve and the baseline from the obtained diffraction diagram. it can.

板材作製時の冷却速度は、合金のTg、Tmおよび合金の凝固所要時間から、下記一般式(1)によって求めることができる。
冷却速度=(Tm−Tg)/(凝固所要時間)・・・・・・・・・・・・・・(1)
The cooling rate at the time of producing the plate material can be determined by the following general formula (1) from the Tg and Tm of the alloy and the time required for solidification of the alloy.
Cooling rate = (Tm−Tg) / (required solidification time) (1)

TgおよびTmの算出方法は特には限定されず、示差走査熱量計(DSC)などを用いて測定することができる。   The calculation method of Tg and Tm is not particularly limited, and can be measured using a differential scanning calorimeter (DSC) or the like.

上記凝固所要時間は、板厚によって変化し、一般には凝固界面の成長距離(X)と凝固所要時間(t)との間で、下記式(2)が成り立つ。
X=A√t・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・・(2)
(A:定数)
The solidification time varies depending on the plate thickness, and generally, the following formula (2) is established between the growth distance (X) of the solidification interface and the solidification time (t).
X = A√t (2)
(A: Constant)

上記A(定数)を算出するには、例えば溶融原料を銅製の金型に注入して放置して、鋳塊物(例えば、厚さ2mm、4mm、6mmの鋳塊物)を製造し、クロメルアルメル(K)のシース型熱伝対を用い、鋳塊が融点(Tm)からガラス転移温度(Tg)付近にまで自然に凝固するのに要する時間(凝固所要時間)を測定する。そして上記鋳塊物の厚み[凝固界面の成長距離(X)に相当する]と、凝固所要時間(t)から一般式(2)のA(定数)を算出する。   In order to calculate the above A (constant), for example, a molten raw material is poured into a copper mold and allowed to stand to produce an ingot (eg, an ingot having a thickness of 2 mm, 4 mm, or 6 mm), and chromel Using an alumel (K) sheathed thermocouple, the time required for the ingot to solidify naturally from the melting point (Tm) to the vicinity of the glass transition temperature (Tg) is measured. Then, A (constant) in the general formula (2) is calculated from the thickness of the ingot (corresponding to the growth distance (X) of the solidification interface) and the solidification time (t).

次に上記で得られたA(定数)の値を式(2)に代入し、所望するTi基金属ガラス板材の厚み[成長距離(X)に相当]に応じた凝固所要時間(t)を算出する。得られた凝固所要時間(t)の値と、Ti基金属ガラス板材のTm、Tgの値を一般式(1)に代入し、板厚での臨界冷却速度を算出する。通常板材では板の両面から凝固が進行するため、凝固界面の成長距離(X)は鋳塊の厚みの1/2として計算する(例えば厚さ4mmの板材であればXを2mmとして計算する)。   Next, the value of A (constant) obtained above is substituted into formula (2), and the time required for solidification (t) corresponding to the desired thickness of Ti-based metallic glass sheet [corresponding to growth distance (X)] is obtained. calculate. The value of the required solidification time (t) and the values of Tm and Tg of the Ti-based metallic glass plate material are substituted into the general formula (1), and the critical cooling rate at the plate thickness is calculated. Since solidification usually proceeds from both sides of the plate, the growth distance (X) of the solidification interface is calculated as ½ of the thickness of the ingot (for example, if the plate is 4 mm thick, X is calculated as 2 mm). .

図1は、Zr基金属ガラス板材の中でも比較的ガラス化し易いZr55Cu30Ni5Al10合金での式(2)の関係を、横軸に凝固所要時間(t)を取り、縦軸に凝固界面成長距離(X)を取ってグラフ化したものであり、A(定数)の値は1.85であり、厚さ0.5mmのときの凝固所要時間は0.018秒[t=(0.5/2)/1.85=0.018]となる。 FIG. 1 shows the relationship of the formula (2) in a Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 alloy that is relatively easy to vitrify among Zr-based metallic glass sheets, and the horizontal axis indicates the time required for solidification (t), and the vertical axis indicates The graph is obtained by taking the solidification interface growth distance (X), the value of A (constant) is 1.85, and the time required for solidification when the thickness is 0.5 mm is 0.018 seconds [t = ( 0.5 / 2) 2 /1.85 2 = 0.018].

上記Zr55Cu30Ni5Al10合金のTmは880℃(一般的なTi基金属ガラス材料では、850〜1000℃程度)であり、Tgは420℃(一般的なTi基金属ガラス材料では、400〜500℃程度)であり、Tm−Tgの値は460℃(一般的なTi基金属ガラス材料では、400〜600℃)である。そのため厚さ0.5mmでのZr55Cu30Ni5Al10合金の板材では、880℃から420℃への冷却速度は25600K/sとなる。また板厚が2mmの場合には、凝固所要時間は0.29秒となり、その冷却速度は1600K/sとなる。 Tm of the Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 alloy is 880 ° C. (about 850 to 1000 ° C. in a general Ti-based metallic glass material), and Tg is 420 ° C. (in a general Ti-based metallic glass material, The Tm-Tg value is 460 ° C. (400 to 600 ° C. for a general Ti-based metallic glass material). Therefore, the cooling rate from 880 ° C. to 420 ° C. is 25600 K / s in the Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 alloy plate material having a thickness of 0.5 mm. When the plate thickness is 2 mm, the time required for solidification is 0.29 seconds, and the cooling rate is 1600 K / s.

Zr基金属ガラス板材として代表的なZr55Cu30Ni5Al10合金では、鋳造法でも厚さ3mmほどまではガラス化することがわかっている。その冷却速度は、700K/sほどであり、従って臨界冷却速度は700K/sとなる。2mmの板材の冷却速度が1600K/sであれば、臨界冷却速度は700K/sよりも高速となるので、十分にガラス化できることを示している。もし、ガラス化しにくい臨界冷却速度1000K/sほどの金属ガラス材を用いて板材をつくる場合は、逆に0.5〜0.8mmの板厚であればガラス化した板材が製造できることになる。 It has been found that a Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 alloy, which is a typical Zr-based metallic glass plate material, is vitrified to a thickness of about 3 mm even by a casting method. The cooling rate is about 700 K / s, so the critical cooling rate is 700 K / s. If the cooling rate of the 2 mm plate is 1600 K / s, the critical cooling rate is higher than 700 K / s, which indicates that it can be vitrified sufficiently. If a plate material is made using a metal glass material having a critical cooling rate of about 1000 K / s, which is difficult to vitrify, on the contrary, if the plate thickness is 0.5 to 0.8 mm, a vitrified plate material can be produced.

上記Zr基金属ガラス板材は上記特性を得られるのであれば、製造方法については特には限定されないが、本発明者らが調べたところ、Zr55Cu30Ni5Al10合金を重力鋳造法で製造すると、板厚によって、得られる板材の寸法に限界があることが判った(下記表1)。これは、板厚が薄い場合は金型間のギャップを小さくする必要があり、溶湯が充填される前に凝固するためである。 The Zr-based metallic glass sheet material is not particularly limited as long as the above characteristics can be obtained, but the present inventors have investigated that a Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 alloy is produced by a gravity casting method. Then, it turned out that there is a limit in the dimension of the board | plate material obtained by board thickness (following Table 1). This is because when the plate thickness is thin, it is necessary to reduce the gap between the molds and solidify before the molten metal is filled.

そこで本発明者らが鋭意研究を行なった結果、Zr基金属ガラス板材の溶融原料を、双ロールの隙間に通して冷却させる双ロール法(上述の特許文献5の実施例2の方法とは異なる方法)を用いることで、本発明のZr基金属ガラス板材を好適に製造できることを見出した。   Therefore, as a result of intensive studies by the present inventors, the twin-roll method in which the molten raw material of the Zr-based metallic glass sheet material is cooled through the gap between the twin rolls (different from the method of Example 2 of Patent Document 5 described above). It was found that the Zr-based metallic glass sheet of the present invention can be suitably produced by using the method.

ロールの隙間に溶融原料を供給する温度(以下、「冷却開始温度」とも称する)は、Zr基金属ガラス板材の融点(Tm)未満であれば、板材中に結晶相が晶出して得られる板材の結晶量が多くなる。さらには溶湯がロールに接触して冷却する過程で溶融原料が短時間で固化してしまい、上記隙間を通る際に“割れ”などが生じて寸法の大きな板材を得ることが困難となる。そのため、冷却開始温度はZr基金属ガラス板材の融点(Tm)以上とする必要がある。   A plate material obtained by crystallizing a crystal phase in the plate material if the temperature at which the molten raw material is supplied to the gap between the rolls (hereinafter also referred to as “cooling start temperature”) is less than the melting point (Tm) of the Zr-based metallic glass plate material. The amount of crystals increases. Furthermore, the molten raw material is solidified in a short time in the process of cooling the molten metal in contact with the roll, and “cracking” occurs when passing through the gap, making it difficult to obtain a plate having a large size. Therefore, the cooling start temperature needs to be higher than the melting point (Tm) of the Zr-based metallic glass sheet.

上記冷却開始温度は、高くなるほど上記結晶相が晶出する確率が低くなり、結晶量が少ない板材が得られ易くなり、さらには上記冷却過程での“割れ”が生じる可能性も少なくなる。そのため上記冷却開始温度はTm+100℃超、さらにはTm+130℃以上とすることが好ましい。なお、製造段階で、板材の中央部と両端部とで、温度むらが生じることがある。そのため中央部での温度が融点付近であっても、両端部では融点以下となり、両端部で結晶が晶出することがある。上記のような観点からも冷却開始温度はTm以上に設定することが好ましい。しかし冷却開始温度が高すぎれば、ロールの隙間から取り出す温度(以下、「冷却終了温度」と称する)を後述する温度とするために、冷却速度を速めなければならない。そのため、上記冷却開始温度は、Tm+200℃以下、好ましくはTm+170℃以下とすることが好ましい。   The higher the cooling start temperature is, the lower the probability that the crystal phase is crystallized, and it becomes easier to obtain a plate material with a small amount of crystals, and the possibility of “cracking” in the cooling process is reduced. Therefore, it is preferable that the cooling start temperature is Tm + 100 ° C. or more, and Tm + 130 ° C. or more. In the manufacturing stage, temperature unevenness may occur between the center and both ends of the plate. For this reason, even if the temperature at the center is near the melting point, the both ends are below the melting point, and crystals may crystallize at both ends. Also from the above viewpoint, the cooling start temperature is preferably set to Tm or higher. However, if the cooling start temperature is too high, the cooling rate must be increased in order to set the temperature taken out from the gap between the rolls (hereinafter referred to as “cooling end temperature”) to a temperature described later. Therefore, it is preferable that the cooling start temperature is Tm + 200 ° C. or lower, preferably Tm + 170 ° C. or lower.

上記溶融原料は、ロールの隙間を通過する間に冷却されると同時に板状に成形される。その際冷却終了温度は、低いほど固化が進み、得られる板材は平坦さや平滑さに欠け、さらにはその後の加工・整形が困難となる。またロールに銅製ロールを用いる場合、破損して固化した板材の一部がロール表面に付着し、作業性が低下してしまう。そのため冷却終了温度はZr基金属ガラス板材のガラス転移温度(Tg)以上、さらにはTg+20℃以上とすることが好ましい。上記冷却終了温度は、高いほどその後の加工・整形が容易となるものの、高すぎれば上記冷却が不十分となり、ロールの隙間から取り出した後に結晶相が晶出し、結晶の少ない板材が得られ難くなる。そのため冷却終了温度はTg+250℃以下(より好ましくはTg+200℃以下、さらに好ましくはTg+150℃以下)とする必要がある。   The molten raw material is cooled while passing through the gap between the rolls and simultaneously formed into a plate shape. At that time, the lower the cooling end temperature, the solidification proceeds, and the obtained plate material lacks in flatness and smoothness, and further processing / shaping becomes difficult. Moreover, when using a copper roll for a roll, a part of board | plate material damaged and solidified adheres to the roll surface, and workability | operativity will fall. Therefore, the cooling end temperature is preferably not less than the glass transition temperature (Tg) of the Zr-based metallic glass sheet material, and more preferably not less than Tg + 20 ° C. The higher the cooling end temperature is, the easier the subsequent processing / shaping becomes, but if it is too high, the cooling will be insufficient, and the crystal phase will crystallize after taking out from the gap between the rolls, making it difficult to obtain a plate material with few crystals. Become. Therefore, the cooling end temperature needs to be Tg + 250 ° C. or lower (more preferably Tg + 200 ° C. or lower, more preferably Tg + 150 ° C. or lower).

上記冷却終了温度は、ロールの周速で調節することができる。板材の組成やロールの隙間の大きさやロールの隙間に供給する溶融原料の温度などによっても異なるが、ロールの周速は、遅いほど溶融原料がロール部に滞留する状態が長くなり、板材中に結晶が晶出し始め、これに伴う凝固潜熱が放出されて十分な冷却効果が発揮できなくなる。そのためロールの周速は0.1m/s以上(好ましくは0.15m/s以上、さらに好ましくは0.25m/s以上)とすることが好ましい。ロールの周速は、早くなるほど板材の厚みは薄くなり、均一で十分な厚みを有するZr基金属ガラス板材が得られ難くなる。そのためロールの周速は、1.5m/s(好ましくは0.75m/s)以下とすることが好ましい。   The cooling end temperature can be adjusted by the peripheral speed of the roll. Depending on the composition of the plate material, the size of the gap between the rolls and the temperature of the molten raw material supplied to the gap between the rolls, the lower the peripheral speed of the roll, the longer the state that the molten raw material stays in the roll part, Crystals begin to crystallize, and the accompanying solidification latent heat is released, so that a sufficient cooling effect cannot be exhibited. Therefore, the peripheral speed of the roll is preferably 0.1 m / s or more (preferably 0.15 m / s or more, more preferably 0.25 m / s or more). As the peripheral speed of the roll increases, the thickness of the plate material decreases, and it becomes difficult to obtain a Zr-based metallic glass plate material having a uniform and sufficient thickness. Therefore, the peripheral speed of the roll is preferably 1.5 m / s (preferably 0.75 m / s) or less.

ロールの周速と得られる板材の厚みとの関係は、Zr55Cu30Ni5Al10合金の板材を例に取れば表2のようになる。 The relationship between the peripheral speed of the roll and the thickness of the obtained plate material is as shown in Table 2 when a plate material of Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 alloy is taken as an example.

またロールの隙間に溶融原料が通過する際に、幅方向に大きく広がると、取り出された板材の両端部で湯境や湯流れ模様が発生したり、表面に大きな凹凸が形成され、そのような領域では結晶が形成され易くなる。そのため幅方向での広がりは、20%以下(好ましくは15%以下、さらに好ましくは10%以下)に抑える必要がある。上記幅方向での広がりを抑制するには、例えばロールの隙間への溶融原料の供給をノズルを介して行い、該のノズルの幅を所望する板材の幅に対して0.83倍以上(好ましくは0.9倍以上)、1倍以下の大きさとすることで行なうことができる。   In addition, when the melted raw material passes through the gap between the rolls and spreads in the width direction, a hot water boundary or hot water flow pattern is generated at both ends of the extracted plate material, or large irregularities are formed on the surface. In the region, crystals are easily formed. Therefore, the spread in the width direction needs to be suppressed to 20% or less (preferably 15% or less, more preferably 10% or less). In order to suppress the spread in the width direction, for example, the molten raw material is supplied to the gap between the rolls through a nozzle, and the width of the nozzle is 0.83 times or more (preferably the width of the desired plate material) Is 0.9 times or more) and can be performed by setting the size to 1 time or less.

上記製造方法で用いる装置としては、図2のような装置が挙げられる。図中1は上述のZr基金属ガラス板材の原料を溶融させて溶融原料を得るための溶解炉を示しており、2は溶融原料を冷却させるためのロール部を示しており、さらにロール部は下部ロール5と上部ロール6の少なくとも2個のロールを備えている。   As an apparatus used in the above manufacturing method, an apparatus as shown in FIG. In the figure, 1 shows a melting furnace for obtaining a molten raw material by melting the raw material of the Zr-based metallic glass plate, 2 shows a roll part for cooling the molten raw material, and the roll part is At least two rolls of a lower roll 5 and an upper roll 6 are provided.

そして溶解炉1で溶融させた溶融原料をロール部2のロールの隙間に供給させる機構として、タンディッシュ(ノズル)3を配置している。上記機構を配置することで、溶融原料の流れを整流化し、溶融原料がロールに接近する際に生じる過度に乱れた渦状の流れの誘発を防止して結晶誘起を抑制し、より安定して長尺の板材を得ることができる。またタンディッシュ3には、内部に供給された溶融原料が冷却されるのを抑制するために、内部を加熱できる機構(ヒーター12)を有することが好ましい。なお、図2では、溶解炉1を傾け、受け部8を介して溶融原料をタンディッシュ3に移し変える機構となっているが、それ以外に、溶解炉1の底部周辺に開閉可能な弁などを配した排除口を配置し、排除口とタンディッシュ3とを受け台などを介して連結させ、上記弁の開閉度合いに応じて供給量を調節しながら、溶解炉1内の溶融原料をタンディッシュ3に移す機構であってもよい。   A tundish (nozzle) 3 is arranged as a mechanism for supplying the molten raw material melted in the melting furnace 1 to the gap between the rolls of the roll unit 2. By arranging the above mechanism, the flow of the molten raw material is rectified, the induction of excessively turbulent vortex flow that occurs when the molten raw material approaches the roll is prevented, and the crystal induction is suppressed, making it more stable and longer. A plate material with a scale can be obtained. The tundish 3 preferably has a mechanism (heater 12) that can heat the inside of the tundish 3 in order to suppress cooling of the molten raw material supplied to the inside. In FIG. 2, the melting furnace 1 is tilted and the molten raw material is transferred to the tundish 3 via the receiving part 8. In addition, a valve that can be opened and closed around the bottom of the melting furnace 1, etc. Displacement outlets are arranged, and the exclusion opening and the tundish 3 are connected via a cradle or the like, and the molten material in the melting furnace 1 is tanned while adjusting the supply amount according to the degree of opening and closing of the valve. A mechanism for transferring to the dish 3 may be used.

また幅方向での広がりを20%以下に抑えるには、タンディッシュ部の先端に配設するノズルの幅を、所望する板材の幅に対して0.83倍以上(好ましくは0.9倍以上)、1倍以下の大きさに設定することが好ましい。   Further, in order to suppress the spread in the width direction to 20% or less, the width of the nozzle disposed at the tip of the tundish portion is 0.83 times or more (preferably 0.9 times or more) with respect to the width of the desired plate material. ) It is preferable to set the size to 1 or less.

上記ロール部2の隙間から取り出されたZr基金属ガラス板材は、そのまま取り出してもよいが、取り出したZr基金属ガラス板材を搬送するための鋳片回収台4を備えていてもよい。上記鋳片回収台は、板材に過大な負荷を掛けないように搬送できる機構であることが望ましく、小さなロールを並べた架台状機構や耐熱性を有する回転ベルト(例えば鋼薄板など)機構などを採用することができる。これらの機構は、モーターなどの駆動機構によって作動させることができる。運搬速度としては、Zr基金属ガラス板材をロールの隙間から取り出される速度に相当する速度とすることが好ましい。また冷却過程で圧延効果が生じると、ロールから取り出す速度がロールの周速よりも速くなる。その場合、上記搬送速度はロールの周速よりも速くなるように制御して調節すればよい。   The Zr-based metallic glass sheet taken out from the gap of the roll part 2 may be taken out as it is, but may be provided with a slab collecting table 4 for conveying the taken-out Zr-based metallic glass sheet. The slab collection platform is preferably a mechanism that can transport the plate material without applying an excessive load, such as a frame-like mechanism in which small rolls are arranged, a heat-resistant rotating belt (for example, a steel thin plate) mechanism, or the like. Can be adopted. These mechanisms can be operated by a driving mechanism such as a motor. The transport speed is preferably a speed corresponding to the speed at which the Zr-based metallic glass sheet material is taken out from the gap between the rolls. Further, when a rolling effect is generated in the cooling process, the speed of taking out from the roll becomes faster than the peripheral speed of the roll. In that case, the conveyance speed may be controlled and adjusted to be faster than the peripheral speed of the roll.

さらに本発明の製造方法では、冷却終了温度を、Zr基金属ガラス材料のTgより高く、Tg+250℃より低く設定しているため、粘性流動成形が可能であり、隙間から取り出したZr基金属ガラス材料がTg以下となるまでの間に、矯正ロールなどを用いて形状および/または寸法を調整することができる。そのため、成形矯正機構7を備えていることも好ましい。上記矯正機構としては、図2に示すような複数のロールの間を通過させることで形を整える機構であってもよいし、板状物を押付ける機構であってもよい。   Furthermore, in the production method of the present invention, the cooling end temperature is set higher than Tg of the Zr-based metallic glass material and lower than Tg + 250 ° C., so that viscous flow molding is possible, and the Zr-based metallic glass material taken out from the gap The shape and / or dimensions can be adjusted using a straightening roll or the like until the temperature becomes Tg or less. For this reason, it is also preferable to have a shaping correction mechanism 7. The correction mechanism may be a mechanism that adjusts the shape by passing between a plurality of rolls as shown in FIG. 2, or a mechanism that presses a plate-like object.

また本発明の製造方法で用いる元素に、酸化物などの異物が存在していると、これの異物を基点に結晶化が起こり易いことから、装置内は真空状態または不活性ガス(ArガスやHeガスなど)で充満させた状態にすることが好ましい。より効果的に冷却を行なうには、取り出されるZr基金属ガラス板材やロールにガス(ArやNなどの不活性ガス)を吹きつけ、板材の冷却速度を増加させてもよい。   In addition, if a foreign substance such as an oxide is present in the element used in the production method of the present invention, crystallization is likely to occur with the foreign substance as a starting point, so the inside of the apparatus is in a vacuum state or an inert gas (Ar gas or It is preferable to be in a state filled with He gas or the like. In order to perform cooling more effectively, a gas (inert gas such as Ar or N) may be blown onto the Zr-based metallic glass plate or roll to be taken out to increase the cooling rate of the plate.

本実施例では、図3の装置を用い、表1に示す条件で、ZX1[Zr55Cu30Ni5Al10;Tm=880℃(溶融時の測定値)、Tg=420℃]と、ZX2[Zr53Cu20Ni10Al12Ti5;Tm=860℃(溶融時の測定値)、Tg=400℃]の2種類のZr基合金を製造した。 In this example, using the apparatus of FIG. 3, under the conditions shown in Table 1, ZX1 [Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 ; Tm = 880 ° C. (measured value at melting), Tg = 420 ° C.] and ZX2 Two types of Zr-based alloys of [Zr 53 Cu 20 Ni 10 Al 12 Ti 5 ; Tm = 860 ° C. (measured value at the time of melting), Tg = 400 ° C.] were produced.

図3に示す製造装置は、溶解炉1と、溶解炉1を傾けて溶解炉1内の溶融原料をタンディッシュ3に供給するための受け部8と、ロール部2に溶融原料を供給するためのタンディッシュ(点線部)3と、ロール部2と、ロール部2を通過して冷却したZr基金属ガラス板材を回収するための鋳片回収台4を備え、装置全体は、真空状態を形成・維持できるように真空チャンバー内に設置されている。   The manufacturing apparatus shown in FIG. 3 is for supplying the molten raw material to the melting furnace 1, the receiving part 8 for tilting the melting furnace 1 to supply the molten raw material in the melting furnace 1 to the tundish 3, and the roll part 2. The tundish (dotted line part) 3, the roll part 2, and the slab collecting base 4 for collecting the Zr-based metallic glass sheet cooled through the roll part 2 are formed, and the entire apparatus forms a vacuum state.・ It is installed in a vacuum chamber so that it can be maintained.

溶解炉1は黒鉛製のるつぼからなる高周波誘導溶解炉であり、高周波電源(周波数3000Hz、最大出力400kW)にて、1回あたり10〜25gのZr基金属ガラス材の原料を溶解させることができる。上記黒鉛製るつぼ1内には、溶融原料の温度を測定するための白金−ロジウム熱電対(R)9(アルミナ保護管の外周部を黒鉛製の保護管でカバーした保護管を備えている)を配置し、溶融原料の溶融時の温度を測定できるようになっている。   The melting furnace 1 is a high-frequency induction melting furnace made of a graphite crucible, and 10 to 25 g of a Zr-based metallic glass material can be melted at a time by a high-frequency power source (frequency 3000 Hz, maximum output 400 kW). . In the graphite crucible 1, a platinum-rhodium thermocouple (R) 9 for measuring the temperature of the molten raw material (including a protective tube in which the outer periphery of the alumina protective tube is covered with a protective tube made of graphite). The temperature at the time of melting of the molten raw material can be measured.

タンディッシュ3は、タンディッシュ内を加熱するために、外側面にヒータ12を配し、内部にはシース型のクロメルアルメル(K)熱電対9を配し、タンディッシュ内での溶融原料の温度を測定できるようになっている。さらにタンディッシュの先端部(ロール部に近接する部分)は、幅5mm程度のスリット部を介して内部から溶湯が均一に流れ込む構成となっており、タンディッシュ(ノズル)先端の幅は100〜270mmに調節できるようになっている。   In order to heat the inside of the tundish 3, the tundish 3 is provided with a heater 12 on the outer surface and a sheath-type chromel alumel (K) thermocouple 9 is provided on the inside, and the temperature of the molten raw material in the tundish Can be measured. Furthermore, the tip of the tundish (portion close to the roll) is configured so that the molten metal flows uniformly from the inside through a slit having a width of about 5 mm, and the width of the tip of the tundish (nozzle) is 100 to 270 mm. It can be adjusted to.

ロール部2は、上部ロール5と下部ロール6を有する水平型の双ロール装置からなっている。また上部・下部ロールは、共に直径400mm・幅270mmの銅製の水冷式ロールからなり、夫々はサーボモータにより個別に駆動させて調節することができる。   The roll unit 2 is a horizontal twin-roll device having an upper roll 5 and a lower roll 6. The upper and lower rolls are both copper-cooled rolls having a diameter of 400 mm and a width of 270 mm, and each can be adjusted by being driven individually by a servo motor.

鋳片回収台4は、ロール部2と近接するように配置されたキャタピラ状の搬送機構からなり、キャタピラの搬送速度を0.1〜3m/sの範囲で設定でき、かつロールの周速と整合するように調節できる構造となっている。   The slab collection base 4 is composed of a caterpillar-shaped transport mechanism arranged so as to be close to the roll unit 2, and the transport speed of the caterpillar can be set in a range of 0.1 to 3 m / s, and the peripheral speed of the roll The structure can be adjusted to match.

またロールの隙間から取り出されたZr基金属ガラス板材の温度は、覗窓10を介してチャンバーの外から放射温度計11で測定できるようになっている。   Further, the temperature of the Zr-based metallic glass plate taken out from the gap between the rolls can be measured by the radiation thermometer 11 from outside the chamber through the viewing window 10.

Zr基金属ガラス板材の原料は、水冷銅るつぼを用いてコールドクルーシブル誘導溶解法により溶解させ、合金成分を調整した後、溶湯を銅板上に注入して厚さ10mm程度の板状の鋳塊に凝固させて作製した。なお得られた鋳塊の酸素含有量は0.1重量%以下であり、炭素含有量は0.1重量%以下、窒素含有量は0.05重量%であることを確認した。   The raw material of the Zr-based metallic glass plate material is melted by a cold crucible induction melting method using a water-cooled copper crucible, and after adjusting the alloy components, the molten metal is poured onto the copper plate to form a plate-shaped ingot having a thickness of about 10 mm. It was made by solidification. It was confirmed that the obtained ingot had an oxygen content of 0.1% by weight or less, a carbon content of 0.1% by weight or less, and a nitrogen content of 0.05% by weight.

そして、上記原料10kgを溶解炉(黒鉛るつぼ)1に投入し、高周波誘導加熱を行い、原料を溶解させる。そしてチャンバー内の雰囲気を一旦真空排気した後、Arガスを入れ戻し、減圧の100〜400Torr(通常200Torr)に調整した後、高周波電源の出力を100kWにして原料を溶解させる。その際、熱電対9にて溶融原料の温度を確認し、溶湯原料の温度が表3に記載した温度となるように上記電源の出力を調整する。   Then, 10 kg of the raw material is put into a melting furnace (graphite crucible) 1 and high-frequency induction heating is performed to melt the raw material. Then, after evacuating the atmosphere in the chamber once, Ar gas is put back and adjusted to a reduced pressure of 100 to 400 Torr (usually 200 Torr), and then the raw material is dissolved by setting the output of the high frequency power source to 100 kW. At that time, the temperature of the molten raw material is confirmed by the thermocouple 9 and the output of the power source is adjusted so that the temperature of the molten metal raw material becomes the temperature described in Table 3.

なお、溶解時の最高温度は1350℃以下程度とした。また溶融原料が、黒鉛製の受け台8を通過する過程で冷却されることをみこし、黒鉛るつぼから出湯する際の温度は、最高温度よりやや低い1300℃〜1100℃とした。   In addition, the maximum temperature at the time of melt | dissolution was about 1350 degreeC or less. Moreover, the temperature at which the molten raw material is cooled in the process of passing through the graphite cradle 8 is 1300 ° C. to 1100 ° C., which is slightly lower than the maximum temperature.

表3中の「板形成の評価」で、「△」とは幅が不均一な板材を意味するのに対し、「○」とは安定して板材が形成されたものを意味している。   In “Evaluation of plate formation” in Table 3, “Δ” means a plate material having a non-uniform width, whereas “◯” means that a plate material was stably formed.

また表3中の「結晶含有率」は、下記する方法で算出した。まず得られた双ロール板材から、端部を余して四角形(実際に使用する部分)を切り出す。そして残った部分から、上記切り出した四角形の各辺に近接していた部分(各辺ごとに1点、計4点)を採取し、各点でリガク社製のRAD−RU300X線回折装置を用いてX線回折を行なう。得られた回折図から、回折曲線とベースラインで囲まれた部分の面積(総面積)と結晶ピークの面積を測定して結晶率を算出した[結晶含有率(%)=(結晶ピークの面積)/(総面積)×100]。   The “crystal content” in Table 3 was calculated by the following method. First, from the obtained twin-roll plate material, a square (a part to be actually used) is cut out with the end portion remaining. And from the remaining part, the part (one point for each side, a total of four points) that was close to each side of the cut out rectangle was sampled, and a RAD-RU300 X-ray diffractometer manufactured by Rigaku Corporation was used at each point. X-ray diffraction. From the obtained diffraction diagram, the area (total area) of the portion surrounded by the diffraction curve and the baseline and the area of the crystal peak were measured to calculate the crystal ratio [crystal content (%) = (area of the crystal peak ) / (Total area) × 100].

具体的には、図4の結果を用いて説明すると、上記“結晶ピーク面積”とは14に相当する部分(白抜き部)の面積を意味しており、“総面積”とは13(斜線部)と14とを合わせた部分に相当する面積を意味している。   Specifically, using the results of FIG. 4, the above-mentioned “crystal peak area” means the area of the portion corresponding to 14 (outlined portion), and “total area” means 13 (hatched line) Part) and the area corresponding to the part which combined 14 is meant.

本実施例では、表3に記載の材料を基にして製造した母材を溶解炉1内に充填し、チャンバー内を真空にした状態で、溶解炉1を表3の“溶融時”に記載されている温度で溶解させる。そして溶解炉1を傾けて、炉内部の溶融Zr基金属ガラス材料をタンディッシュ3内に流し込み、表3に記載した条件でZr基金属ガラス板材を製造し、結果を表3に記載した。   In this example, the base material manufactured based on the materials shown in Table 3 is filled in the melting furnace 1 and the chamber 1 is evacuated, and the melting furnace 1 is described in “When melted” in Table 3. Dissolve at the specified temperature. Then, the melting furnace 1 was tilted, and the molten Zr-based metallic glass material inside the furnace was poured into the tundish 3 to produce a Zr-based metallic glass sheet under the conditions described in Table 3. The results are shown in Table 3.

表3の実験No.2、4、5は本発明のZr基金属ガラス板材であり、No.6、8、9は比較として挙げた板材である。   Experiment No. 1 in Table 3 2, 4 and 5 are Zr-based metallic glass sheets of the present invention. Reference numerals 6, 8 and 9 are plate materials given as a comparison.

No.2、4、5の板材は、板材の形成も安定しており、結晶化率も30%以下であった。それに対してNo.6の板材では、タンディッシュノズルの幅を70mmに設定し、ロール部で溶融原料が広げられた板材である。No.6の板材では、両端部に多くの凹凸が形成されており、金属ガラス板材自体は製造されるものの、得られた板材の中央部と両端部とで結晶含有率に差がみられた。   No. In the plate materials 2, 4, and 5, the formation of the plate material was stable, and the crystallization rate was 30% or less. In contrast, no. The plate material No. 6 is a plate material in which the width of the tundish nozzle is set to 70 mm and the melted raw material is expanded at the roll portion. No. In the plate material 6, many irregularities were formed at both ends, and although the metal glass plate itself was manufactured, a difference in crystal content was observed between the central portion and both ends of the obtained plate material.

No.8および9の板材では、ロール排出部(冷却終了温度)がTg+250℃よりも高かったため、板材自体は形成されるものの、結晶含有率が高く、金属ガラス板材として使用できる部分は殆んど無かった。   No. In the plate materials of 8 and 9, since the roll discharge part (cooling end temperature) was higher than Tg + 250 ° C., the plate material itself was formed, but the crystal content was high and there was almost no portion that could be used as a metal glass plate material. .

図1は、Zr55Cu30Ni5Al10合金の凝固所要時間と凝固界面の成長距離との関係を示したものである。FIG. 1 shows the relationship between the time required for solidification of the Zr 55 Cu 30 Ni 5 Al 10 alloy and the growth distance of the solidification interface. 図2は、本発明のZr基金属ガラス板材の製造に好適に用いることができる装置の概略断面図を示したものである。FIG. 2 is a schematic cross-sectional view of an apparatus that can be suitably used for the production of the Zr-based metallic glass sheet of the present invention. 図3は、本実施例で用いた製造装置の構成を説明するために用いた概略断面図である。FIG. 3 is a schematic cross-sectional view used for explaining the configuration of the manufacturing apparatus used in this example. 図4は、本発明の結晶含有率の算出方法を説明するために用いた図面である。FIG. 4 is a drawing used for explaining the calculation method of the crystal content of the present invention.

符号の説明Explanation of symbols

1.溶解炉
2.ロール部
3.タンディッシュ
4.鋳片回収台
5.下部ロール
6.上部ロール
7.成形矯正機構
8.受け部
9.熱電対
10.覗窓
11.放射温度計
12.ヒーター
13.総面積に相当する部分から結晶ピーク面積に相当する部分を除いた部分
14.結晶ピーク面積に相当する部分
1. Melting furnace 2. Roll unit Tundish4. 4. Slab collection stand Lower roll 6. 6. Upper roll Molding straightening mechanism8. Receiving part 9. Thermocouple 10. Viewing window 11. Radiation thermometer 12. Heater 13. A portion obtained by removing a portion corresponding to the crystal peak area from a portion corresponding to the total area. The portion corresponding to the crystal peak area

Claims (1)

Zr55Al20Ni25、Zr66Al8Cu12Ni14、Zr65Al7.5Ni10Cu17.5、Zr60Al10Ni10Cu15Pd5、Zr55Al10Cu30Ni5、Zr52.5Ti5Al12.5Cu20Ni10、Zr60Al10Co3Ni9Cu18、または(Zr55Al10Cu30Ni5)−Y1のいずれかの成分組成で表されるZr基金属ガラス板材のうちで、臨界冷却速度が10000K/sよりも低い材料において、厚さ0.5mm以上、2mm未満、幅150mm以上、長さ150mm以上であり、結晶含有率が30%以下であることを特徴とするZr基金属ガラス板材。 Zr 55 Al 20 Ni 25, Zr 66 Al 8 Cu 12 Ni 14, Zr 65 Al 7.5 Ni 10 Cu 17.5, Zr 60 Al 10 Ni 10 Cu 15 Pd 5, Zr 55 Al 10 Cu 30 Ni 5, Zr 52.5 Ti 5 Al 12.5 Cu 20 Ni 10 , Zr 60 Al 10 Co 3 Ni 9 Cu 18 , or (Zr 55 Al 10 Cu 30 Ni 5 ) -Y 1 Zr group characterized in that in a material having a critical cooling rate lower than 10,000 K / s, the thickness is 0.5 mm or more, less than 2 mm, the width is 150 mm or more, the length is 150 mm or more, and the crystal content is 30% or less. Metal glass plate material.
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