非晶質合金の製造方法

［目的］熱的安定性および過冷却液体状態を利用した成形加工性を向上させた非晶質合金を得る。
［構成］非晶質単相組織を得るための冷却速度で製造された状態では、真正結晶化温度Ｔｘ未満でガラス遷移現象を示し、且つ真正結晶化温度Ｔｘ以上において一部結晶化を生じる少なくとも１回の１次発熱現象を発生し、その後全体が結晶化に至る２次発熱現象を発生する、といった特性を有する合金を得るための溶湯を用いる。その溶湯に前記冷却速度よりも遅い冷却速度で冷却処理を施すことにより、その冷却処理段階で前記１次発熱現象に対応する発熱現象を発生させて一部に結晶粒を生成させ、非晶質単相組織の非晶質合金（線ａ₁）の真正結晶化温度Ｔｘよりも見掛上の結晶化温度Ｔを高温側へ移行させた非晶質合金（線ａ₂）を得る。

【発明の詳細な説明】
【０００１】
【産業上の利用分野】本発明は非晶質合金、特に、一部に結晶粒を生成させた非晶質合金の製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、非晶質合金としては、結晶化温度（以下、真正結晶化温度という）Ｔｘ未満でガラス遷移現象を示し、且つ真正結晶化温度Ｔｘ以上において一部結晶化を生じる少なくとも１回の１次発熱現象を発生し、その後全体が結晶化に至る２次発熱現象を発生する、といった特性を有する合金が知られている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】非晶質合金の熱的安定性および過冷却液体状態を利用した成形加工性を向上させるためには、ガラス化温度Ｔｇおよび真正結晶化温度Ｔｘ間の温度差の大きな合金が必要であるが、従来合金は前記温度差が小さいために前記要求を満たすことができない、という問題がある。
【０００４】本発明は前記に鑑み、従来合金を得るための素材を用い、その素材に特定の発熱現象を発生させることによって、結晶化温度を真正結晶化温度Ｔｘよりも見掛上高温側へ移行させた非晶質合金を得ることのできる前記製造方法を提供することを目的とする。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明に係る非晶質合金の製造方法は、真正結晶化温度Ｔｘ未満でガラス遷移現象を示し、且つ真正結晶化温度Ｔｘ以上において一部結晶化を生じる少なくとも１回の１次発熱現象を発生し、その後全体が結晶化に至る２次発熱現象を発生する、といった特性を有する合金を得るための素材に対し、前記１次発熱現象に対応する発熱現象を発生させて一部に結晶粒を生成させることを特徴とする。
【０００６】
【実施例】Ｍｇ₈₅Ｃｕ₅Ｙ₁₀（数値は原子％）といった非晶質合金組成の溶湯を、Ａｒ雰囲気下で高周波溶解を行うことにより調製した。
【０００７】次いで、単ロール法の適用下、厚さ０．０２mm、幅１mmのリボン状非晶質合金Ａ₁を製造した。製造条件は、次の通りである。石英ノズル：直径０．３mm；Ｃｕロール：直径２５０mm；回転速度：４０００rpm ；ギャップ：０．３mm；噴射圧：０．４kgｆ／cm²；雰囲気：Ａｒ、−４０cmＨｇ。
【０００８】図１は、非晶質合金Ａ₁のＸ線回折図であり、非晶質特有のハローパターンが見られる。本図より非晶質合金Ａ₁は非晶質単相組織であることが判る。
【０００９】図２において、線ａ₁は非晶質合金Ａ₁の示差熱量分析結果を示す。この非晶質合金Ａ₁のガラス化温度Ｔｇは４３５Ｋ、真正結晶化温度Ｔｘは４６３Ｋである。
【００１０】図２、線ａ₁から明らかなように、非晶質合金Ａ₁は、非晶質単相組織を得るための冷却速度で製造された状態では、真正結晶化温度Ｔｘ未満でガラス遷移現象を示し、且つ真正結晶化温度Ｔｘ以上において一部結晶化を生じる少なくとも１回、本例ではピークｐ₁で示されるように１回の１次発熱現象を発生し、その後、ピークｐ₂で示されるように全体が結晶化に至る２次発熱現象を発生する、といった特性を有する。この一部結晶化の過程では、Ｍｇ結晶またはＭｇ金属間化合物が生成される。
【００１１】次に、前記溶湯を素材として用い、単ロール法の適用下、ギャップを０．５mmに、またＣｕロールの回転数を５００rpm にそれぞれ設定し、他の条件は前記と同様に設定して、厚さ０．１mm、幅３mmのリボン状非晶質合金Ａ₂を製造した。
【００１２】図３は、非晶質合金Ａ₂のＸ線回折図であり、一部結晶化に伴うピークｐ₃が見られる。
【００１３】これは、溶湯に、非晶質合金Ａ₁を得るときの冷却速度よりも遅い冷却速度で冷却処理を施したので、その冷却段階で前記１次発熱現象に対応する発熱現象が発生して、一部に結晶粒が生成されたことを示している。
【００１４】図２、線ａ₂は、非晶質合金Ａ₂の示差熱量分析結果を示す。線ａ₂から明らかなように、この非晶質合金Ａ₂においては、１次発熱現象のピークｐ₁が現われない。そして、見掛上の結晶化温度Ｔは２次発熱現象に伴うピークｐ₂の基部側、したがって真正結晶化温度Ｔｘよりも高温側へ移行し、その見掛上の結晶化温度Ｔは４７５Ｋであった。また非晶質合金Ａ₂は、１次発熱現象に対応する発熱現象発生下で得られたものであっても、ガラス化温度Ｔｇを有し、見掛上の結晶化温度Ｔ未満でガラス遷移現象を示す。
【００１５】かくして、非晶質合金Ａ₂によれば、ガラス化温度Ｔｇおよび見掛上の結晶化温度Ｔ間の温度差ΔＴ₂を、前記非晶質合金Ａ₁の場合の温度差ΔＴ₁に比べて大きくすることができる。
【００１６】次に、両非晶質合金Ａ₁，Ａ₂の熱的安定性を調べるため、それら合金Ａ₁，Ａ₂に加熱処理を施し、その後各合金Ａ₁，Ａ₂について示差熱量分析を行い、ガラス化温度Ｔｇが存在するかどうかを測定した。加熱処理温度は、ガラス化温度Ｔｇおよび見掛上の結晶化温度Ｔ間の４４５Ｋに設定した。これは成形加工時の温度を想定したものである。
【００１７】表１は、ガラス化温度Ｔｇの測定結果を示す。表中、「○」は、ガラス化温度Ｔｇが存在することを、また「×」はガラス化温度Ｔｇが消滅していることをそれぞれ示す。
【００１８】
【表１】

表１から明らかなように、非晶質合金Ａ₂は非晶質合金Ａ₁に比べて熱的安定性に優れ、一部結晶化に伴う不具合は生じていないことが確認された。
【００１９】次に、両非晶質合金Ａ₁，Ａ₂について、ガラス化温度Ｔｇ近傍における粘性変化を熱機械分析（ＴＭＡ）により測定した。
【００２０】図４は、測定結果を示し、線ｂ₁が非晶質合金Ａ₁に、また線ｂ₂が非晶質合金Ａ₂にそれぞれ該当する。本図より、両非晶質合金Ａ₁，Ａ₂が最終的に到達する粘性は同等であっても、そこに至るまでの粘性変化は、非晶質合金Ａ₂の方が非晶質合金Ａ₁に比べて緩慢であることが判る。
【００２１】これは、非晶質合金Ａ₂によれば、成形加工時に、軟化した一部分のみが選択的に変形することにより、全体の均一変形が妨げられる、といった不具合を解消し得ることを示している。
【００２２】以上のように、非晶質合金Ａ₂は、前記温度差ΔＴ₂の拡大に伴い、優れた熱的安定性と成形加工性とを有するもので、押出し加工、鍛造加工等を行う場合の素材として極めて有効である。この成形加工に当っては、非晶質合金の結晶化温度として、見掛上の結晶化温度Ｔが用いられる。
【００２３】他の例として、前記溶湯を、直径０．４mmの石英ノズルからＣｕ金型に注入して直径２mm、長さ３０mmの非晶質合金を製造した。
【００２４】この非晶質合金について示差熱量分析を行ったところ、図２、線ａ₂と同様の結果が得られた。これは、溶湯がＣｕ金型によって、非晶質合金Ａ₁を得るときよりも遅い冷却速度で冷却処理を施されたことに起因する。
【００２５】
【発明の効果】本発明によれば、前記のように特定された素材に特定の発熱現象を発生させることによって、熱的安定性および過冷却液体状態を利用した成形加工性を向上させた非晶質合金を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】非晶質合金のＸ線回折図である。
【図２】非晶質合金の示差熱量分析図である。
【図３】非晶質合金のＸ線回折図である。
【図４】ガラス化温度Ｔｇとの温度差と、粘度との関係を示すグラフである。

【特許請求の範囲】
【請求項１】結晶化温度Ｔｘ未満でガラス遷移現象を示し、且つ結晶化温度Ｔｘ以上において一部結晶化を生じる少なくとも１回の１次発熱現象を発生し、その後全体が結晶化に至る２次発熱現象を発生する、といった特性を有する合金を得るための素材に対し、前記１次発熱現象に対応する発熱現象を発生させて一部に結晶粒を生成させることを特徴とする非晶質合金の製造方法。

【図１】