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(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】特許公報(B2)
(11)【特許番号】
(24)【登録日】2024-09-02
(45)【発行日】2024-09-10
(54)【発明の名称】アモルファス合金薄帯の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01F 1/153 20060101AFI20240903BHJP
C21D 8/12 20060101ALI20240903BHJP
C22C 45/02 20060101ALN20240903BHJP
【ＦＩ】
H01F1/153 141
H01F1/153 108
C21D8/12 H
C22C45/02 A
【請求項の数】
12
(21)【出願番号】P 2020197912
(22)【出願日】2020-11-30
(65)【公開番号】P2022086091
(43)【公開日】2022-06-09
【審査請求日】2023-10-12
【早期審査対象出願】
(73)【特許権者】
【識別番号】000005083
【氏名又は名称】株式会社プロテリアル
(72)【発明者】
【氏名】板垣 肇
(72)【発明者】
【氏名】野口 敦弘
(72)【発明者】
【氏名】黒木 守文
(72)【発明者】
【氏名】佐々木 淳
【審査官】久保田 昌晴
(56)【参考文献】
【文献】国際公開第２０１３／０９９２１９（ＷＯ，Ａ１）
【文献】特開昭６１－２５８４０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭５７－０９７６０６（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６０－２３３８０４（ＪＰ，Ａ）
【文献】特開昭６１－０２９１０３（ＪＰ，Ａ）
【文献】特公平０５－０３２８８１（ＪＰ，Ｂ２）
【文献】中国特許出願公開第１０１５０９０５３（ＣＮ，Ａ）
【文献】中国特許出願公開第１６４４７１４（ＣＮ，Ａ）
(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)
Ｈ０１Ｆ １／１５３、２７／２４５－２７／２５、４１／０２
Ｂ２３Ｋ ２６／００－２６／７０
Ｃ２１Ｄ １／３４、６／００、８／１２、９／４６
Ｃ２２Ｃ ３８／００、４５／０２
(57)【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｆｅ基アモルファス合金からなるアモルファス合金薄帯を走行させながら、前記アモルファス合金薄帯にレーザを照射し、前記アモルファス合金薄帯にレーザ照射痕を形成するアモルファス合金薄帯の製造方法であって、前記レーザ照射痕は、前記アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって形成された線状痕であり、前記線状痕が前記アモルファス合金薄帯の長手方向に間隔を開けて複数形成され、
前記アモルファス合金薄帯の走行速度をＳ１ｍ／ｓｅｃとし、前記レーザの走査速度をＳ２ｍ／ｓｅｃとしたとき、前記Ｓ１が１ｍ／ｓｅｃ以上３０ｍ／ｓｅｃ以下であり、前記Ｓ２が３ｍ／ｓｅｃ以上８００ｍ／ｓｅｃ以下であり、Ｓ２／Ｓ１が３．０以上である、アモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項2】
前記レーザの走査方向と、前記アモルファス合金薄帯の走行方向に直交する方向と、の角度差が３０度以下である、請求項１に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項3】
前記レーザが出力されるレンズから、前記アモルファス合金薄帯の表面までの距離が２００ｍｍ～１２００ｍｍである、請求項１または請求項２に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項4】
前記レーザがＣＷ（連続波）発信方式によるレーザである、請求項１～請求項３のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項5】
前記ＣＷ（連続波）発信方式によるレーザのレーザ密度が５Ｊ／ｍ以上３５Ｊ／ｍ以下である、請求項４に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項6】
前記レーザがパルスレーザである、請求項１～請求項３のいずれか1項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項7】
前記パルスレーザのレーザ出力が０．４ｍＪ～２．５ｍＪである、請求項６に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項8】
前記アモルファス合金薄帯は、幅が３０ｍｍ～３００ｍｍであり、厚さが１８μｍ～３５μｍである、請求項１～請求項７のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項9】
前記線状痕の前記アモルファス合金薄帯の長手方向の間隔が２ｍｍ～２００ｍｍである、請求項１～請求項８のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項10】
前記アモルファス合金薄帯にレーザが照射される位置の前後に、前記アモルファス合金薄帯の振れを抑制する機構を備える、請求項１～請求項９のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項11】
前記アモルファス合金薄帯の振れを抑制する機構は、複数のロールを用いて前記アモルファス合金薄帯の走行位置を調整する機構である、請求項１０に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【請求項12】
アモルファス合金薄帯保持スプールから巻き出された前記アモルファス合金薄帯を走行させながら、前記アモルファス合金薄帯にレーザを照射する、請求項１～請求項１１のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本開示は、アモルファス合金薄帯の製造方法に関する。
【背景技術】
【0002】
アモルファス合金薄帯は、例えば、変圧器の鉄心材料として、その普及が進みつつある。
【0003】
アモルファス合金薄帯の異常渦電流損失を低減する方法として、アモルファス合金薄帯の表面を機械的にスクラッチする方法、アモルファス合金薄帯の表面にレーザ光を照射することにより局部的に溶解・急冷凝固させて磁区を細分化するレーザスクライビング法等が知られている。
レーザスクライビング法として、例えば特公平３－３２８８６号公報には、パルスレーザを非晶質合金薄帯の幅方向に照射することにより、非晶質合金薄帯の表面を局部的かつ瞬間的に溶解し、次いで急冷凝固させてアモルファス化させたスポットを点列状に形成することにより磁区を細分化する方法が開示されている。
特開昭６１－２５８４０４号公報には、非晶質合金薄帯の表面温度が３００℃以上にある間にレーザ光を非晶質合金薄帯の幅方向に掃引しながら照射することが開示されている。この特許文献には、冷却ロールの表面で急冷凝固した非晶質合金薄帯が冷却ロールと接触した状態にある間に、ＹＡＧパルスレーザ装置を用い、薄帯の自由面にレーザビームを照射する実施例が開示されている。このとき、冷却ロールの周速は１０ｍ／ｓｅｃであり、レーザビームの照射の条件はレーザパワー２００Ｗ、周波数２０ｋＨｚ、ビーム径０．１５ｍｍ、掃引速度２５ｍ／ｓｅｃである。
特開昭６１－２９１０３号公報には、非晶質合金薄帯の表面を局部的かつ瞬間的に溶解し、次いで急冷凝固させて再び非晶質化した後、該薄帯を焼鈍することを特徴とする非晶質合金薄帯の磁性改善方法が開示されている。また、非晶質合金薄帯の自由面にＹＡＧレーザを照射して局所溶解部を導入する際の条件として、レーザの照射条件は周波数４００Ｈｚ、ビ－ム径０．２ｍｍφ、出力５ｗ、ライン速度２ｃｍ／ｓｅｃ、ビーム掃引速度１０ｃｍ／ｓｅｃの記載がある。
レーザスクライビング法として、例えば特公平３－３２８８６号公報には、パルスレーザを非晶質合金薄帯の幅方向に照射することにより、非晶質合金薄帯の表面を局部的かつ瞬間的に溶解し、次いで急冷凝固させてアモルファス化させたスポットを点列状に形成することにより磁区を細分化する方法が開示されている。
特開昭６１－２５８４０４号公報には、非晶質合金薄帯の表面温度が３００℃以上にある間にレーザ光を非晶質合金薄帯の幅方向に掃引しながら照射することが開示されている。この特許文献には、冷却ロールの表面で急冷凝固した非晶質合金薄帯が冷却ロールと接触した状態にある間に、ＹＡＧパルスレーザ装置を用い、薄帯の自由面にレーザビームを照射する実施例が開示されている。このとき、冷却ロールの周速は１０ｍ／ｓｅｃであり、レーザビームの照射の条件はレーザパワー２００Ｗ、周波数２０ｋＨｚ、ビーム径０．１５ｍｍ、掃引速度２５ｍ／ｓｅｃである。
特開昭６１－２９１０３号公報には、非晶質合金薄帯の表面を局部的かつ瞬間的に溶解し、次いで急冷凝固させて再び非晶質化した後、該薄帯を焼鈍することを特徴とする非晶質合金薄帯の磁性改善方法が開示されている。また、非晶質合金薄帯の自由面にＹＡＧレーザを照射して局所溶解部を導入する際の条件として、レーザの照射条件は周波数４００Ｈｚ、ビ－ム径０．２ｍｍφ、出力５ｗ、ライン速度２ｃｍ／ｓｅｃ、ビーム掃引速度１０ｃｍ／ｓｅｃの記載がある。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0004】
【文献】特公平３－３２８８６号公報
【文献】特開昭６１－２５８４０４号公報
【文献】特開昭６１－２９１０３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0005】
従来、アモルファス合金薄帯にレーザを照射し、鉄損を改善する試みは行われていた。アモルファス合金薄帯は、例えば、電力トランス、高周波トランスなどの電力変換器の鉄心として用いられる。この電力トランスや、高周波トランス用のアモルファス合金薄帯は、性能が高いことが求められる。しかしながら、単に性能が高いことのみでは、市場で広く受け入れられることにはならない。市場で広く受け入れられるためには、生産性が高く、コストが過大とならないことが必要である。ここで、性能が高いとは、例えば、鉄損が低い、保磁力が低い、励磁電力が低いということである。
上記のとおり、アモルファス合金薄帯にレーザを照射して、鉄損が改善されることは知られている。しかしながら、レーザ照射されたアモルファス合金薄帯が市場で広く利用されている状況とはなっていない。このことは、市場で受け入れられるような生産性が伴っていないからであると考えられる。
そこで、本開示は、レーザ照射を効率よく行うことができ、生産性の高いアモルファス合金薄帯の製造方法を提供することを課題とする。
上記のとおり、アモルファス合金薄帯にレーザを照射して、鉄損が改善されることは知られている。しかしながら、レーザ照射されたアモルファス合金薄帯が市場で広く利用されている状況とはなっていない。このことは、市場で受け入れられるような生産性が伴っていないからであると考えられる。
そこで、本開示は、レーザ照射を効率よく行うことができ、生産性の高いアモルファス合金薄帯の製造方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【0006】
上記課題を解決するための具体的手段には、以下の態様が含まれる。
＜１＞ アモルファス合金薄帯を走行させながら、前記アモルファス合金薄帯にレーザを照射し、前記アモルファス合金薄帯にレーザ照射痕を形成するアモルファス合金薄帯の製造方法であって、
前記レーザ照射痕は、前記アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって形成された線状痕であり、前記線状痕が前記アモルファス合金薄帯の長手方向に間隔を開けて複数形成され、
前記アモルファス合金薄帯の走行速度をＳ１ｍ／ｓｅｃとし、前記レーザの走査速度をＳ２ｍ／ｓｅｃとしたとき、前記Ｓ１が０．１ｍ／ｓｅｃ以上３０ｍ／ｓｅｃ以下であり、前記Ｓ２が１ｍ／ｓｅｃ以上８００ｍ／ｓｅｃ以下であり、Ｓ２／Ｓ１が３．０以上である、アモルファス合金薄帯の製造方法。
＜２＞ 前記レーザの走査方向と、前記アモルファス合金薄帯の走行方向に直交する方向と、の角度差が３０度以下である、＜１＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜３＞ 前記レーザが出力されるレンズから、前記アモルファス合金薄帯の表面までの距離が２００ｍｍ～１２００ｍｍである、＜１＞または＜２＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜１＞ アモルファス合金薄帯を走行させながら、前記アモルファス合金薄帯にレーザを照射し、前記アモルファス合金薄帯にレーザ照射痕を形成するアモルファス合金薄帯の製造方法であって、
前記レーザ照射痕は、前記アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって形成された線状痕であり、前記線状痕が前記アモルファス合金薄帯の長手方向に間隔を開けて複数形成され、
前記アモルファス合金薄帯の走行速度をＳ１ｍ／ｓｅｃとし、前記レーザの走査速度をＳ２ｍ／ｓｅｃとしたとき、前記Ｓ１が０．１ｍ／ｓｅｃ以上３０ｍ／ｓｅｃ以下であり、前記Ｓ２が１ｍ／ｓｅｃ以上８００ｍ／ｓｅｃ以下であり、Ｓ２／Ｓ１が３．０以上である、アモルファス合金薄帯の製造方法。
＜２＞ 前記レーザの走査方向と、前記アモルファス合金薄帯の走行方向に直交する方向と、の角度差が３０度以下である、＜１＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜３＞ 前記レーザが出力されるレンズから、前記アモルファス合金薄帯の表面までの距離が２００ｍｍ～１２００ｍｍである、＜１＞または＜２＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【0007】
＜４＞ 前記レーザがＣＷ（連続波）発信方式によるレーザである、＜１＞～＜３＞のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜５＞ 前記ＣＷ（連続波）発信方式によるレーザのレーザ密度が５Ｊ／ｍ以上３５Ｊ／ｍ以下である、＜４＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜５＞ 前記ＣＷ（連続波）発信方式によるレーザのレーザ密度が５Ｊ／ｍ以上３５Ｊ／ｍ以下である、＜４＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【0008】
＜６＞ 前記レーザがパルスレーザである、＜１＞～＜３＞のいずれか1項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜７＞ 前記パルスレーザのレーザ出力が０．４ｍＪ～２．５ｍＪである、＜６＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜７＞ 前記パルスレーザのレーザ出力が０．４ｍＪ～２．５ｍＪである、＜６＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【0009】
＜８＞ 前記アモルファス合金薄帯は、幅が３０ｍｍ～３００ｍｍであり、厚さが１８μｍ～３５μｍである、＜１＞～＜７＞のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜９＞ 前記線状痕の前記アモルファス合金薄帯の長手方向の間隔が２ｍｍ～２００ｍｍである、＜１＞～＜８＞のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜１０＞ 前記アモルファス合金薄帯にレーザが照射される位置の前後に、前記アモルファス合金薄帯の振れを抑制する機構を備える、＜１＞～＜９＞のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜１１＞ 前記アモルファス合金薄帯の振れを抑制する機構は、複数のロールを用いて前記アモルファス合金薄帯の走行位置を調整する機構である、＜１０＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜１２＞ アモルファス合金薄帯保持スプールから巻き出された前記アモルファス合金薄帯を走行させながら、前記アモルファス合金薄帯にレーザを照射する、＜１＞～＜１１＞のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜９＞ 前記線状痕の前記アモルファス合金薄帯の長手方向の間隔が２ｍｍ～２００ｍｍである、＜１＞～＜８＞のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜１０＞ 前記アモルファス合金薄帯にレーザが照射される位置の前後に、前記アモルファス合金薄帯の振れを抑制する機構を備える、＜１＞～＜９＞のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜１１＞ 前記アモルファス合金薄帯の振れを抑制する機構は、複数のロールを用いて前記アモルファス合金薄帯の走行位置を調整する機構である、＜１０＞に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
＜１２＞ アモルファス合金薄帯保持スプールから巻き出された前記アモルファス合金薄帯を走行させながら、前記アモルファス合金薄帯にレーザを照射する、＜１＞～＜１１＞のいずれか１項に記載のアモルファス合金薄帯の製造方法。
【発明の効果】
【0010】
本開示によれば、レーザ照射を効率よく行うことができ、生産性の高いアモルファス合金薄帯の製造方法を提供することができる。また、性能が高いアモルファス合金薄帯を得ることができる。
【図面の簡単な説明】
【0011】
【図1】本開示の一実施形態のアモルファス合金薄帯の製造方法を示す図である。
【図2】本開示により得られたアモルファス合金薄帯の一例を示す図である。
【図3】本開示のアモルファス合金薄帯の走行方向と、レーザの走査方向との関係を説明する図である。
【発明を実施するための形態】
【0012】
以下、本開示の実施形態について詳細に説明する。本開示は、以下の実施形態に何ら制限されず、本開示の目的の範囲内において、適宜変更を加えて実施することができる。
【0013】
本開示の実施形態について図面を参照して説明する場合、図面において重複する構成要素、及び符号については、説明を省略することがある。図面において同一の符号を用いて示す構成要素は、同一の構成要素であることを意味する。図面における寸法の比率は、必ずしも実際の寸法の比率を表すものではない。
【0014】
本開示において、「～」を用いて示された数値範囲は、「～」の前後に記載される数値をそれぞれ下限値及び上限値として含む範囲を示す。本開示に段階的に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、他の段階的な記載の数値範囲の上限値又は下限値に置き換えてもよい。また、本開示に記載されている数値範囲において、ある数値範囲で記載された上限値又は下限値は、実施例に示されている値に置き換えてもよい。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
本開示において、２以上の好ましい態様の組み合わせは、より好ましい態様である。
【0015】
本開示の一実施形態にかかるアモルファス合金薄帯の製造方法について、図１を用いて説明する。
図１に示す本開示の一実施形態のアモルファス合金薄帯の製造方法は、アモルファス合金薄帯が巻かれて保持されているアモルファス合金薄帯保持スプール１からアモルファス合金薄帯２を巻き出し、アモルファス合金薄帯２を矢印Ａで示す方向に走行させる。
アモルファス合金薄帯が走行する経路に、レーザ照射装置３が備えられている。レーザ照射装置３は、アモルファス合金薄帯にレーザ４を照射する。レーザが照射され、レーザ照射痕が形成されたアモルファス合金薄帯２は矢印Ａで示す方向に走行する。なお、レーザ照射痕とは、レーザが照射された痕跡のことである。
図１に示す本開示の一実施形態のアモルファス合金薄帯の製造方法は、アモルファス合金薄帯が巻かれて保持されているアモルファス合金薄帯保持スプール１からアモルファス合金薄帯２を巻き出し、アモルファス合金薄帯２を矢印Ａで示す方向に走行させる。
アモルファス合金薄帯が走行する経路に、レーザ照射装置３が備えられている。レーザ照射装置３は、アモルファス合金薄帯にレーザ４を照射する。レーザが照射され、レーザ照射痕が形成されたアモルファス合金薄帯２は矢印Ａで示す方向に走行する。なお、レーザ照射痕とは、レーザが照射された痕跡のことである。
【0016】
アモルファス合金薄帯にレーザ照射痕を形成する場合、アモルファス合金薄帯を走行させながら、レーザを照射することが生産性を向上させる上で好ましい。
生産性を向上させるために、アモルファス合金薄帯の走行速度は０．１ｍ／ｓｅｃ以上とする。好ましくは、１ｍ／ｓｅｃ以上であり、より好ましくは２ｍ／ｓｅｃ以上である。
アモルファス合金薄帯の走行速度が速くなりすぎると、レーザ照射を安定して行うことが困難となり、レーザ照射痕の形態が乱れてしまう。そのため、アモルファス合金薄帯の走行速度は３０ｍ／ｓｅｃ以下とする。好ましくは、２０ｍ／ｓｅｃ以下であり、より好ましくは１０ｍ／ｓｅｃ未満であり、更に好ましくは９ｍ／ｓｅｃ以下である。
生産性を向上させるために、アモルファス合金薄帯の走行速度は０．１ｍ／ｓｅｃ以上とする。好ましくは、１ｍ／ｓｅｃ以上であり、より好ましくは２ｍ／ｓｅｃ以上である。
アモルファス合金薄帯の走行速度が速くなりすぎると、レーザ照射を安定して行うことが困難となり、レーザ照射痕の形態が乱れてしまう。そのため、アモルファス合金薄帯の走行速度は３０ｍ／ｓｅｃ以下とする。好ましくは、２０ｍ／ｓｅｃ以下であり、より好ましくは１０ｍ／ｓｅｃ未満であり、更に好ましくは９ｍ／ｓｅｃ以下である。
【0017】
走行するアモルファス合金薄帯にレーザを照射して、目的とするレーザ照射痕を形成するため、並びにレーザ出力の安定性からレーザの走査速度は１m／ｓｅｃ以上とする。好ましくは、２ｍ／ｓｅｃ以上であり、より好ましくは３ｍ／ｓｅｃ以上である。更に、１０ｍ／ｓｅｃ以上としても良いし、３５ｍ／ｓｅｃ以上としても良い。また、レーザの走査速度が８００ｍ／ｓｅｃ超となると、走行するアルファス合金薄帯にレーザ照射を安定して行うことが困難となり、レーザ照射痕の形態が乱れてしまう。そのため、レーザの走査速度は８００ｍ／ｓｅｃ以下とする。好ましくは、５００ｍ／ｓｅｃ以下であり、より好ましくは３００ｍ／ｓｅｃ以下である。
【0018】
アモルファス合金薄帯の走行速度に対し、レーザの走査速度が遅すぎたり、速すぎたりすると、レーザ照射が不安定となり、レーザ照射痕を安定して形成することが困難となり、生産性を保ちつつ、目的とするレーザ照射痕を形成することが困難となる。このため、アモルファス合金薄帯の走行速度をＳ１ｍ／ｓｅｃとし、レーザの走査速度をＳ２ｍ／ｓｅｃとしたとき、Ｓ２／Ｓ１を３．０以上とする。好ましくは、５．０以上であり、より好ましくは、７以上であり、更に好ましくは、１０以上である。また、好ましくは、３００以下であり、より好ましくは１００以下である。
【0019】
レーザ照射装置３のレーザが出力されるレンズから、レーザ照射されるアモルファス合金薄帯２の表面までの距離を２００ｍｍ～１２００ｍｍとすることが好ましい。これにより、走行するアモルファス合金薄帯２に、目的とするレーザ照射痕を形成することができる。この距離が２００ｍｍ未満であると、レーザ焦点深度が浅く、レーザ焦点が合わないため、安定したレーザ照射ができない。また、この距離が１２００ｍｍ超であると、レーザビーム径が広くなり、目的とするレーザ照射痕が得られない。より好ましくは、２５０ｍｍ以上であり、更に好ましくは、２６０ｍｍ以上であり、更に好ましくは、２７０ｍｍ以上であり、更に好ましくは、３００ｍｍ以上である。また、より好ましくは、１０００ｍｍ以下であり、更に好ましくは、８００ｍｍ以下である。
このレーザ照射装置３のレーザが出力されるレンズから、レーザ照射されるアモルファス合金薄帯２の表面までの距離を、図１のＢで示す。
このレーザ照射装置３のレーザが出力されるレンズから、レーザ照射されるアモルファス合金薄帯２の表面までの距離を、図１のＢで示す。
【0020】
本開示の一実施形態のアモルファス合金薄帯の製造方法では、複数のロール6～９を介して、アモルファス合金薄帯２が搬送される。このロールにより、アモルファス合金薄帯２を目的とする位置へ走行させることができる。そのため、目的とする位置によって、ロールの配置、数を調整することができる。
また、レーザ照射痕が形成されたアモルファス合金薄帯は、図１には記載がないが、切断したり、打抜いたりして薄帯片としても良いし、スプールに巻いて、アモルファス合金薄帯が巻かれたアモルファス合金薄帯保持スプールとしても良い。
また、レーザ照射痕が形成されたアモルファス合金薄帯は、図１には記載がないが、切断したり、打抜いたりして薄帯片としても良いし、スプールに巻いて、アモルファス合金薄帯が巻かれたアモルファス合金薄帯保持スプールとしても良い。
【0021】
ここで、ロール７、８は、レーザ照射されるときのアモルファス合金薄帯２の振れを抑制する機構として機能する。そのため、ロール７、８と、アモルファス合金薄帯２のレーザ照射される位置との距離（アモルファス合金薄帯２のレーザ照射される位置と、アモルファス合金薄帯２がロール７またはロール８と接触する位置と、の距離）は、離れ過ぎないことがよい。例えば、２００ｍｍ以内とすることが好ましい。
【0022】
本開示のレーザ照射痕は、アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって形成された線状痕であり、線状痕は、アモルファス合金薄帯の長手方向に間隔を開けて複数形成される。この線状痕は、パルスレーザを用いて形成された点列状であったり、ＣＷ（連続波）発振方式のレーザを用いて形成された線状であったりすることができる。
【0023】
複数の線状痕のアモルファス合金薄帯の長手方向の間隔（以下、ライン間隔とも言う）が２ｍｍ～２００ｍｍであることが好ましい。ライン間隔は、隣り合う線状痕間の最短部分の長さとすることができる。ライン間隔は、より好ましくは３．５ｍｍ以上であり、更に好ましくは５ｍｍ以上であり、更に好ましくは１０ｍｍ以上であり、更に好ましくは１５ｍｍ以上である。また、より好ましくは１００ｍｍ以下であり、更に好ましくは８０ｍｍ以下であり、更に好ましくは６０ｍｍ以下である。更に５０ｍｍ以下、４０ｍｍ以下、３０ｍｍ以下と狭くすることができる。
【0024】
レーザ照射痕を形成するレーザは、パルスレーザもしくはＣＷ（連続波）発振方式のレーザを用いることが好ましい。
パルスレーザを用いる場合、例えば、国際公開第2019/189813号に開示されたレーザ照射痕の形態を利用できる。
パルスレーザを用いる場合、例えば、国際公開第2019/189813号に開示されたレーザ照射痕の形態を利用できる。
【0025】
パルスレーザを用いる場合、レーザ照射痕は、アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって、点状のレーザ照射痕が間隔を開けて連なった点列状の線状痕が形成される。そして、この点列状の線状痕が、アモルファス合金薄帯の走行方向において、間隔を開けて形成される。
この点状のレーザ照射痕の間隔（スポット間隔とする）は、０．１０ｍｍ～０．５０ｍｍであることが好ましい。このような間隔を開けて形成することにより、鉄損を低減すること、並びに、励磁電力の増大を抑制することが期待できる。特に、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件で測定される鉄損、並びに励磁電力の低減に効果がある。
この点状のレーザ照射痕の間隔（スポット間隔とする）は、０．１０ｍｍ～０．５０ｍｍであることが好ましい。このような間隔を開けて形成することにより、鉄損を低減すること、並びに、励磁電力の増大を抑制することが期待できる。特に、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件で測定される鉄損、並びに励磁電力の低減に効果がある。
【0026】
また、アモルファス合金薄帯の走行方向における点列状の線状痕の間隔（ライン間隔とする）は、１０ｍｍ～６０ｍｍであることが好ましい。
また、ライン間隔をｄ１（ｍｍ）とし、スポット間隔をｄ２（ｍｍ）とし、点状のレーザ照射痕の数密度ＤをＤ＝（１／ｄ１）×（１／ｄ２）としたとき、数密度Ｄが、０．０５個／ｍｍ２～０．５０個／ｍｍ２であることが好ましい。
このライン間隔、数密度にすることにより、アモルファス合金薄帯の鉄損を低減すること、並びに、励磁電力の増大を抑制することが期待できる。特に、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件で測定される鉄損、並びに励磁電力の低減に効果がある。
また、ライン間隔をｄ１（ｍｍ）とし、スポット間隔をｄ２（ｍｍ）とし、点状のレーザ照射痕の数密度ＤをＤ＝（１／ｄ１）×（１／ｄ２）としたとき、数密度Ｄが、０．０５個／ｍｍ２～０．５０個／ｍｍ２であることが好ましい。
このライン間隔、数密度にすることにより、アモルファス合金薄帯の鉄損を低減すること、並びに、励磁電力の増大を抑制することが期待できる。特に、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件で測定される鉄損、並びに励磁電力の低減に効果がある。
【0027】
パルスレーザのレーザ出力は０．４ｍＪ～２．５ｍＪであることが好ましい。
【0028】
また、ＣＷ（連続波）発振方式のレーザ（以下、ＣＷレーザともいう）を用いる場合、レーザ照射痕は、アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって、連続した線状の線状痕となる。なお、線状痕は、断続的な線状となっていてもよい。
【0029】
このＣＷレーザによる線状痕は、レーザが照射された痕跡であり、表面に凹凸が形成される。この凹凸をアモルファス合金薄帯の走行方向に評価したとき、アモルファス合金薄帯の厚さ方向における最高点と最低点との差ＨＬが０．２０μｍ～２．０μｍであることが好ましい。
【0030】
また、線状痕の最高点と最低点との差ＨＬと、線状痕の線幅ＷＬとから算出されるＨＬ×ＷＬが６～１８０μｍ２であることが好ましい。ここで、線状痕の線幅ＷＬは、アモルファス合金薄帯の走行方向における線状痕の幅である。
また、線幅ＷＬは２８μｍ以上であることが好ましい。
また、線幅ＷＬは２８μｍ以上であることが好ましい。
【0031】
互いに隣り合う線状痕間の間隔をライン間隔とした場合に、ライン間隔は２ｍｍ～２００ｍｍであることが好ましい。このようにライン間隔を開けて形成することにより、鉄損を低減すること、並びに、励磁電力の増大を抑制することが期待できる。特に、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件で測定される鉄損、並びに励磁電力の低減に効果がある。
このライン間隔は、より好ましくは３．５ｍｍ以上であり、更に好ましくは５ｍｍ以上であり、更に好ましくは１０ｍｍ以上であり、更に好ましくは１５ｍｍ以上である。また、より好ましくは１００ｍｍ以下であり、更に好ましくは８０ｍｍ以下であり、更に好ましくは６０ｍｍ以下である。更に５０ｍｍ以下、４０ｍｍ以下、３０ｍｍ以下と狭くすることができる。
このライン間隔は、より好ましくは３．５ｍｍ以上であり、更に好ましくは５ｍｍ以上であり、更に好ましくは１０ｍｍ以上であり、更に好ましくは１５ｍｍ以上である。また、より好ましくは１００ｍｍ以下であり、更に好ましくは８０ｍｍ以下であり、更に好ましくは６０ｍｍ以下である。更に５０ｍｍ以下、４０ｍｍ以下、３０ｍｍ以下と狭くすることができる。
【0032】
ＣＷレーザのレーザ密度は、５Ｊ／ｍ以上３５Ｊ／ｍ以下であることが好ましい。より好ましくは６Ｊ／ｍ以上であり、更に好ましくは７Ｊ／ｍ以上であり、更に好ましくは８Ｊ／ｍ以上であり、更に好ましくは１０Ｊ／ｍ以上である。また、より好ましくは３１Ｊ／ｍ以下であり、更に好ましくは３０Ｊ／ｍ以下であり、更に好ましくは２８Ｊ／ｍ以下であり、更に好ましくは２５Ｊ／ｍ以下である。レーザ密度はレーザ線密度ともいう。
【0033】
レーザ照射痕の形成にあたり、ＣＷレーザを用いる場合、レーザ光源としては、ＹＡＧレーザ、ＣＯ２ガスレーザ、ファイバーレーザ、ダイオードレーザなどを利用することができる。中でも、高品位のレーザ光を長時間に亘り安定的に照射することができる点で、ファイバーレーザが好ましい。シングルモードファイバーレーザの場合、ビーム品質をあらわすＭ２(エムスクエア)はおおむね１．３以下である。ファイバーレーザでは、ファイバーに導入されたレーザ光が、ファイバー両端の回折格子によりＦＢＧ（Fiber Bragg grating）の原理で発振する。レーザ光は、細長いファイバー中で励起されるので、結晶内部に生じる温度勾配によりビーム品質が低下する熱レンズ効果の問題がない。更に、ファイバーコアは、数ミクロンと細いので、レーザ光は高出力でもシングルモードで伝播可能であり、ビーム径が絞られ、高エネルギー密度のレーザ光が得られる。その上、焦点深度が深いので、幅広（例えば、薄帯の幅が３００ｍｍ以上）の薄帯にも精度良くレーザ照射痕を形成できる。
【0034】
ＣＷレーザを用いる場合、レーザ光の波長は、レーザ光源により、約２５０ｎｍ～１０６００ｎｍであるが、９００～１１００ｎｍの波長が、合金薄帯において十分吸収されるため好適である。
レーザ光のビーム径としては、１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、さらに２５μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。
レーザ光のビーム径としては、１０μｍ以上５００μｍ以下が好ましく、さらに２５μｍ以上１００μｍ以下がより好ましい。
【0035】
上記した、点列状や線状の線状痕は、アモルファス合金薄帯の幅方向に沿う方向に形成される。なお、アモルファス合金薄帯の幅方向とは、アモルファス合金薄帯の走行方向に直交する方向である。
アモルファス合金薄帯の幅方向の長さ全体に占める、線状痕の長さの割合が、幅方向の中心から幅方向両端に向かう方向にそれぞれ１０％～５０％であることが好ましい。なお、ここでの「％」は、アモルファス合金薄帯の幅方向の長さ全体を１００％としている。
なお、線状痕の方向が幅方向に対して傾きを持つ場合は、傾きを持った線状痕自体の長さではなく、線状痕が形成されている部分において薄帯の幅方向における長さに換算した値を線状痕の幅方向の長さとする。
アモルファス合金薄帯の幅方向の長さ全体に占める、線状痕の長さの割合が、幅方向の中心から幅方向両端に向かう方向にそれぞれ１０％～５０％であることが好ましい。なお、ここでの「％」は、アモルファス合金薄帯の幅方向の長さ全体を１００％としている。
なお、線状痕の方向が幅方向に対して傾きを持つ場合は、傾きを持った線状痕自体の長さではなく、線状痕が形成されている部分において薄帯の幅方向における長さに換算した値を線状痕の幅方向の長さとする。
【0036】
上記線状痕の長さの割合が５０％であるとは、線状痕が、アモルファス合金薄帯の幅方向の中央を起点とし、幅方向に一端及び他端にまで到達していることを意味する。つまり、線状痕が薄帯の幅方向において、一端から他端まで形成されている状態である。
また、上記線状痕の長さの割合が１０％とは、線状痕が、アモルファス合金薄帯の幅方向の中央を起点とし、幅方向両端に向かう方向にそれぞれ１０％ずつの長さを有していること、即ち、アモルファス合金薄帯の幅方向の長さの２０％の長さの線状痕を、アモルファス合金薄帯の中心領域に有していることをいう。換言すると、線状痕が、アモルファス合金薄帯の幅方向の両端に、幅方向の全体の長さに対して４０％ずつの余白を残して形成されていることを意味する。
アモルファス合金薄帯の幅方向の長さ全体に占める線状痕の幅方向の長さの割合が、幅方向の中心から幅方向両端に向かう方向にそれぞれ２５％以上であることがより好ましい。
また、上記線状痕の長さの割合が１０％とは、線状痕が、アモルファス合金薄帯の幅方向の中央を起点とし、幅方向両端に向かう方向にそれぞれ１０％ずつの長さを有していること、即ち、アモルファス合金薄帯の幅方向の長さの２０％の長さの線状痕を、アモルファス合金薄帯の中心領域に有していることをいう。換言すると、線状痕が、アモルファス合金薄帯の幅方向の両端に、幅方向の全体の長さに対して４０％ずつの余白を残して形成されていることを意味する。
アモルファス合金薄帯の幅方向の長さ全体に占める線状痕の幅方向の長さの割合が、幅方向の中心から幅方向両端に向かう方向にそれぞれ２５％以上であることがより好ましい。
【0037】
線状痕は、アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって形成される。
ここで、アモルファス合金薄帯の幅方向とは、アモルファス合金薄帯の走行方向に直交する方向であり、長尺のアモルファス合金薄帯の長手方向に対し垂直な方向である。
本開示において、「アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって」とは、長尺のアモルファス合金薄帯の長手方向に対し垂直な方向のみに限定されない。その垂直な方向に対し、角度を有していても、「幅方向に向かって」に相当すると解釈する。
本開示において、「幅方向に向かって」とは、アモルファス合金薄帯の長手方向に対し垂直な方向に平行もしくは３０度以下の角度をなしていることが好ましい。この角度は、より好ましくは１０度以下である。
ここで、アモルファス合金薄帯の幅方向とは、アモルファス合金薄帯の走行方向に直交する方向であり、長尺のアモルファス合金薄帯の長手方向に対し垂直な方向である。
本開示において、「アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって」とは、長尺のアモルファス合金薄帯の長手方向に対し垂直な方向のみに限定されない。その垂直な方向に対し、角度を有していても、「幅方向に向かって」に相当すると解釈する。
本開示において、「幅方向に向かって」とは、アモルファス合金薄帯の長手方向に対し垂直な方向に平行もしくは３０度以下の角度をなしていることが好ましい。この角度は、より好ましくは１０度以下である。
【0038】
線状痕は、アモルファス合金薄帯の幅方向に向かって形成されるため、レーザの走査方向は、その線状痕の形成方向と同様となる。
アモルファス合金薄帯が走行している状態でレーザが照射されるので、厳密に言えば、線状痕の方向と、レーザの走査方向と、は完全一致ではないが、レーザの走査速度がアモルファス合金薄帯の走行速度よりも速いため、おおむね類似した方向となる。
例えば、幅方向に対し平行な線状痕とする場合、アモルファス合金薄帯の走行速度を考慮し、レーザの走査方向を幅方向に対して、やや傾けた方向とすることが好ましい。
レーザの走査方向と、アモルファス合金薄帯の走行方向に直交する方向と、の角度差は３０度以下であることが好ましい。より好ましくは、１０度以下であり、更に好ましくは５度以下である。
アモルファス合金薄帯が走行している状態でレーザが照射されるので、厳密に言えば、線状痕の方向と、レーザの走査方向と、は完全一致ではないが、レーザの走査速度がアモルファス合金薄帯の走行速度よりも速いため、おおむね類似した方向となる。
例えば、幅方向に対し平行な線状痕とする場合、アモルファス合金薄帯の走行速度を考慮し、レーザの走査方向を幅方向に対して、やや傾けた方向とすることが好ましい。
レーザの走査方向と、アモルファス合金薄帯の走行方向に直交する方向と、の角度差は３０度以下であることが好ましい。より好ましくは、１０度以下であり、更に好ましくは５度以下である。
【0039】
図３を用いて、この方向について説明する。図３は、アモルファス合金薄帯の平面図を示す。アモルファス合金薄帯２の走行方向を矢印Ａで示す。アモルファス合金薄帯２の走行方向に直交する方向を矢印Ｘで示す。レーザの走査方向の例をＣ１とＣ２の矢印で示す。レーザの走査方向Ｃ１，Ｃ２と、アモルファス合金薄帯の走行方向に直交する方向Ｘと、の角度差がθ１、θ２であり、このθ１、θ２が３０度以下であることが好ましい。
【0040】
アモルファス合金薄帯は、単ロール法によって製造（鋳造）されていることが好ましい。単ロール法によって製造されたアモルファス合金薄帯は、鋳造時、冷却ロールに接して急冷凝固された面（「ロール接触面」とも言う）と、ロール接触面に対して反対側の面（即ち、鋳造時、雰囲気に暴露されていた面であり、「自由凝固面」とも言う）と、を備えている。
なお、アモルファス合金薄帯の長手方向とは、単ロール法で製造される場合の鋳造方向に相当し、冷却ロールの周方向に対応する方向となる。また、この鋳造方向と走行方向とは同方向となる。
なお、アモルファス合金薄帯の長手方向とは、単ロール法で製造される場合の鋳造方向に相当し、冷却ロールの周方向に対応する方向となる。また、この鋳造方向と走行方向とは同方向となる。
【0041】
本開示のアモルファス合金薄帯は、幅が３０ｍｍ～３００ｍｍであることが好ましい。幅が３０ｍｍ以上であることにより、生産性を高めることができる。さらに好ましくは、６０ｍｍ以上である。また、幅が広いアモルファス合金薄帯を製造することは容易ではなく、幅が３００ｍｍを超えると、逆に生産性が下がる傾向がある。
また、本開示のアモルファス合金薄帯の厚さには特に制限なはいが、厚さは、好ましくは１８μｍ～３５μｍである。厚さが１８μｍ以上であることは、アモルファス合金薄帯のうねり抑制、ひいては占積率向上の点で有利である。また、厚さが３５μｍ以下であることは、アモルファス合金薄帯の脆化抑制、磁気的飽和性の点で有利である。アモルファス合金薄帯の厚さは、より好ましくは２０μｍ～３０μｍである。
また、本開示のアモルファス合金薄帯の厚さには特に制限なはいが、厚さは、好ましくは１８μｍ～３５μｍである。厚さが１８μｍ以上であることは、アモルファス合金薄帯のうねり抑制、ひいては占積率向上の点で有利である。また、厚さが３５μｍ以下であることは、アモルファス合金薄帯の脆化抑制、磁気的飽和性の点で有利である。アモルファス合金薄帯の厚さは、より好ましくは２０μｍ～３０μｍである。
【0042】
本開示のアモルファス合金薄帯の化学組成には特に制限はないが、Ｆｅ基アモルファス合金の化学組成（即ち、Ｆｅ（鉄）を主成分とする化学組成）であることが好ましい。例えば、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂ、及び不純物からなり、Ｆｅ、Ｓｉ、及びＢの合計含有量を１００原子％とした場合に、Ｆｅの含有量が７８原子％以上であり、Ｂの含有量が１０原子％以上であり、Ｂ及びＳｉの合計含有量が１７原子％～２２原子％である化学組成であることが好ましい。
不純物としては、Ｆｅ、Ｓｉ、及びＢ以外のあらゆる元素が挙げられるが、具体的には、例えば、Ｃ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、希土類元素などが挙げられる。なお、不純物は、１種のみであっても２種以上であってもよい。
これらの不純物元素は、Ｆｅ、Ｓｉ、及びＢの総質量に対し、総量で１．５質量％以下の範囲で含有することができる。これらの不純物元素の総含有量は、好ましくは１．０質量％以下であり、更に好ましくは０．８質量％以下であり、更に好ましくは０．７５質量％以下である。なお、この範囲で、これらの不純物元素は添加されていてもかまわない。
不純物としては、Ｆｅ、Ｓｉ、及びＢ以外のあらゆる元素が挙げられるが、具体的には、例えば、Ｃ、Ｎｉ、Ｃｏ、Ｍｎ、Ｏ、Ｓ、Ｐ、Ａｌ、Ｇｅ、Ｇａ、Ｂｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈｆ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、希土類元素などが挙げられる。なお、不純物は、１種のみであっても２種以上であってもよい。
これらの不純物元素は、Ｆｅ、Ｓｉ、及びＢの総質量に対し、総量で１．５質量％以下の範囲で含有することができる。これらの不純物元素の総含有量は、好ましくは１．０質量％以下であり、更に好ましくは０．８質量％以下であり、更に好ましくは０．７５質量％以下である。なお、この範囲で、これらの不純物元素は添加されていてもかまわない。
【実施例】
【0043】
〔実施例１〕
単ロール法により、Ｆｅ８２Ｓｉ４Ｂ１４の化学組成を有し、厚さが２５μｍであり、幅が２１０ｍｍであるアモルファス合金薄帯を製造した。
ここで、「Ｆｅ８２Ｓｉ４Ｂ１４の化学組成」とは、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂ、及び不純物からなり、Ｆｅ、Ｓｉ、及びＢの合計含有量を１００原子％とした場合に、Ｆｅの含有量が８２原子％であり、Ｂの含有量が１４原子％であり、Ｓｉの含有量が４原子％である化学組成を意味する。
単ロール法により、Ｆｅ８２Ｓｉ４Ｂ１４の化学組成を有し、厚さが２５μｍであり、幅が２１０ｍｍであるアモルファス合金薄帯を製造した。
ここで、「Ｆｅ８２Ｓｉ４Ｂ１４の化学組成」とは、Ｆｅ、Ｓｉ、Ｂ、及び不純物からなり、Ｆｅ、Ｓｉ、及びＢの合計含有量を１００原子％とした場合に、Ｆｅの含有量が８２原子％であり、Ｂの含有量が１４原子％であり、Ｓｉの含有量が４原子％である化学組成を意味する。
【0044】
アモルファス合金薄帯の製造は、Ｆｅ８２Ｓｉ４Ｂ１４の化学組成を有する溶湯を１３００℃の温度に保持し、次いでこの溶湯をスリットノズルから、軸回転する冷却ロールの表面に噴出した。噴出された溶湯を冷却ロールの表面で急冷凝固させ、アモルファス合金薄帯を作製した。
作製したアモルファス合金薄帯は、スプールに巻き回した。これにより、アモルファス合金薄帯保持スプールを作製した。
このとき、冷却ロールの表面における、溶湯のパドルが形成されるスリットノズルの直下の周辺の雰囲気は、非酸化性ガス雰囲気とした。
スリットノズルにおける、スリット長さは２１０ｍｍとし、スリット幅は０．６ｍｍとした。
冷却ロールの材質はＣｕ系合金とし、冷却ロールの周速は２７ｍ／ｓｅｃとした。
溶湯を噴出する圧力及びノズルギャップ（即ち、スリットノズル先端と冷却ロール表面とのギャップ）は、製造される素材薄帯の自由凝固面における最大断面高さＲｔ（詳細には、素材薄帯の鋳造方向に沿って測定された最大断面高さＲｔ）が、３．０μｍ以下となるように調整した。
作製したアモルファス合金薄帯は、スプールに巻き回した。これにより、アモルファス合金薄帯保持スプールを作製した。
このとき、冷却ロールの表面における、溶湯のパドルが形成されるスリットノズルの直下の周辺の雰囲気は、非酸化性ガス雰囲気とした。
スリットノズルにおける、スリット長さは２１０ｍｍとし、スリット幅は０．６ｍｍとした。
冷却ロールの材質はＣｕ系合金とし、冷却ロールの周速は２７ｍ／ｓｅｃとした。
溶湯を噴出する圧力及びノズルギャップ（即ち、スリットノズル先端と冷却ロール表面とのギャップ）は、製造される素材薄帯の自由凝固面における最大断面高さＲｔ（詳細には、素材薄帯の鋳造方向に沿って測定された最大断面高さＲｔ）が、３．０μｍ以下となるように調整した。
【0045】
次に、図１に示すとおり、アモルファス合金薄帯保持スプール１からアモルファス合金薄帯２を巻き出し、アモルファス合金薄帯をレーザ照射位置まで走行させる。そして、アモルファス合金薄帯を走行させながら、レーザ照射装置３からＣＷ（連続波）発振方式のレーザ４を照射し、アモルファス合金薄帯２の自由凝固面に線状痕を形成した。ここで、アモルファス合金薄帯の走行方向と、アモルファス合金薄帯の長手方向とは、同方向となる。
【0046】
線状痕が形成されたアモルファス合金薄帯の模式図を図２に示す。線状痕２５がアモルファス合金薄帯２の幅方向に向かって、幅方向の一端から他端まで形成されている。
【0047】
線状痕２５は、アモルファス合金薄帯２の幅方向に向かって形成され、線状痕２５の形成方向とアモルファス合金薄帯２の長手方向との角度差は、９０度（９０度との差が１度未満）であった。以下で説明するとおり、レーザの走査速度はアモルファス合金薄帯の走行速度に対し、約３３倍であり、十分に速い。
この実施例では、アモルファス合金薄帯２の走行方向（図３、矢印Ａ）に直交する方向（図３、矢印Ｘ）に対し、レーザの走査方向を図３のＣ１の矢印で示すように、１．7度の角度（θ１）となるように設定した。これにより、線状痕２５は、アモルファス合金薄帯２の幅方向に向かって形成され、線状痕２５の形成方向とアモルファス合金薄帯２の長手方向との角度差は、９０度（９０度との差が１度未満）となった。
この実施例では、アモルファス合金薄帯２の走行方向（図３、矢印Ａ）に直交する方向（図３、矢印Ｘ）に対し、レーザの走査方向を図３のＣ１の矢印で示すように、１．7度の角度（θ１）となるように設定した。これにより、線状痕２５は、アモルファス合金薄帯２の幅方向に向かって形成され、線状痕２５の形成方向とアモルファス合金薄帯２の長手方向との角度差は、９０度（９０度との差が１度未満）となった。
【0048】
線状痕２５は、アモルファス合金薄帯２の幅方向の一端から他端まで形成されている。これは、アモルファス合金薄帯の幅方向の長さ全体に占める、線状痕の幅方向の長さの割合が、幅方向の中心から幅方向両端に向かう方向にそれぞれ５０％であることに相当する。
アモルファス合金薄帯の長手方向において、互いに隣り合う線状痕２５の間隔ＬＰ１（ライン間隔）は２０ｍｍとした。
なお、Ｗ１はアモルファス合金薄帯の幅を示している。ここでは、Ｗ１は２１０ｍｍである。
アモルファス合金薄帯の長手方向において、互いに隣り合う線状痕２５の間隔ＬＰ１（ライン間隔）は２０ｍｍとした。
なお、Ｗ１はアモルファス合金薄帯の幅を示している。ここでは、Ｗ１は２１０ｍｍである。
【0049】
また、ＣＷ（連続波）発振方式のレーザの照射条件は、以下の通りとした。
－ＣＷレーザの照射条件－
・レーザ照射装置３のレーザが出力されるレンズから、レーザ照射されるアモルファス合金薄帯２の表面までの距離：５５０ｍｍ
・アモルファス合金薄帯の走行速度（Ｓ１）：５ｍ／ｓｅｃ
・レーザの走査速度（Ｓ２）：１６５ｍ／ｓｅｃ
・Ｓ２／Ｓ１＝３３
・レーザ密度：１０Ｊ／ｍ
レーザ発振器としては、ＩＰＧフォトニクス社のファイバーレーザ（ＹＬＲ－１５０－ＷＣ）を使用した。このレーザ発振器のレーザ媒質はＹｂドープのガラスファイバーであり、発振波長は１０６４ｎｍである。
一方、アモルファス合金薄帯２の自由凝固面におけるレーザのスポット径は、６３．０μｍとなるように調整した。ビーム径の調整は、光学部品であるコリメータレンズ：ｆ１００ｍｍと、ｆθレンズ：焦点距離４２０ｍｍと、を用いて行った。
ビームモードＭ２は１．１（シングルモード）とした。
また、入射径ＤＬとスポット径ＤＬ０との間に、ＤＬ０＝４λｆ／πＤＬ（ここで、λはレーザの波長を表し、ｆは焦点距離を表す）の関係が成り立つことから、コリメータレンズの焦点距離が大きくなるにつれ（即ち、入射径ＤＬが大きくなるにつれ）、スポット径ＤＬ０が小さくなる傾向となる。
－ＣＷレーザの照射条件－
・レーザ照射装置３のレーザが出力されるレンズから、レーザ照射されるアモルファス合金薄帯２の表面までの距離：５５０ｍｍ
・アモルファス合金薄帯の走行速度（Ｓ１）：５ｍ／ｓｅｃ
・レーザの走査速度（Ｓ２）：１６５ｍ／ｓｅｃ
・Ｓ２／Ｓ１＝３３
・レーザ密度：１０Ｊ／ｍ
レーザ発振器としては、ＩＰＧフォトニクス社のファイバーレーザ（ＹＬＲ－１５０－ＷＣ）を使用した。このレーザ発振器のレーザ媒質はＹｂドープのガラスファイバーであり、発振波長は１０６４ｎｍである。
一方、アモルファス合金薄帯２の自由凝固面におけるレーザのスポット径は、６３．０μｍとなるように調整した。ビーム径の調整は、光学部品であるコリメータレンズ：ｆ１００ｍｍと、ｆθレンズ：焦点距離４２０ｍｍと、を用いて行った。
ビームモードＭ２は１．１（シングルモード）とした。
また、入射径ＤＬとスポット径ＤＬ０との間に、ＤＬ０＝４λｆ／πＤＬ（ここで、λはレーザの波長を表し、ｆは焦点距離を表す）の関係が成り立つことから、コリメータレンズの焦点距離が大きくなるにつれ（即ち、入射径ＤＬが大きくなるにつれ）、スポット径ＤＬ０が小さくなる傾向となる。
【0050】
この実施例により、全長が約２００００ｍのアモルファス合金薄帯が巻かれたアモルファス合金薄帯保持スプールから、アモルファス合金薄帯を巻き出し、走行させながら、アモルファス合金薄帯の表面にレーザ照射痕を形成した。この実施例によれば、全長２００００ｍのアモルファス合金薄帯を連続的に走行させながら、レーザ照射痕を形成することができた。
このレーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯について、以下の評価を行った。評価した結果を表１に示す。
このレーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯について、以下の評価を行った。評価した結果を表１に示す。
【0051】
＜鉄損ＣＬの測定＞
レーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯について、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件の２条件にて、鉄損ＣＬを、交流磁気測定器により正弦波励磁で測定した。
レーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯について、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件の２条件にて、鉄損ＣＬを、交流磁気測定器により正弦波励磁で測定した。
【0052】
＜励磁電力ＶＡの測定＞
レーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯について、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件の２条件にて、励磁電力ＶＡを、交流磁気測定器により正弦波励磁で測定した。
レーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯について、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件の２条件にて、励磁電力ＶＡを、交流磁気測定器により正弦波励磁で測定した。
【0053】
＜保磁力Ｈｃの測定＞
レーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯について、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件の２条件にて、保磁力Ｈｃを、交流磁気測定器により正弦波励磁で測定した。
レーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯について、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件の２条件にて、保磁力Ｈｃを、交流磁気測定器により正弦波励磁で測定した。
【0054】
【表1】
【0055】
表１に示すとおり、実施例１のアモルファス合金薄帯は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における鉄損が０．０９９Ｗ／ｋｇであり、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における鉄損が０．１１０Ｗ／ｋｇであり、低鉄損のアモルファス合金薄帯が得られた。
また、実施例１のアモルファス合金薄帯は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における保磁力が２．２６Ａ／ｍであり、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における保磁力が２．３８Ａ／ｍであり、低保磁力のアモルファス合金薄帯が得られた。
また、実施例１のアモルファス合金薄帯は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における励磁電力が０．１８２ＶＡ／ｋｇであり、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における励磁電力が０．２８３ＶＡ／ｋｇであり、励磁電力の増加が抑制されていた。
以上のとおり、実施例１では、低鉄損、低保磁力で、低励磁電力のアモルファス合金薄帯が得られた。
また、実施例１のアモルファス合金薄帯は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における保磁力が２．２６Ａ／ｍであり、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における保磁力が２．３８Ａ／ｍであり、低保磁力のアモルファス合金薄帯が得られた。
また、実施例１のアモルファス合金薄帯は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における励磁電力が０．１８２ＶＡ／ｋｇであり、並びに、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における励磁電力が０．２８３ＶＡ／ｋｇであり、励磁電力の増加が抑制されていた。
以上のとおり、実施例１では、低鉄損、低保磁力で、低励磁電力のアモルファス合金薄帯が得られた。
【0056】
〔実施例２～５、比較例１～６〕
アモルファス合金薄帯の走行速度Ｓ１、レーザの走査速度Ｓ２、レーザが出力されるレンズから、レーザ照射されるアモルファス合金薄帯の表面までの距離、をそれぞれ変更して、レーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯を作製した。それぞれ、全長２００００ｍのアモルファス合金薄帯を作製した。
それぞれの条件、並びに特性の評価結果を表１に示す。
なお、比較例１は、レーザ照射を行わなかったアモルファス合金薄帯の例である。
アモルファス合金薄帯の走行速度Ｓ１、レーザの走査速度Ｓ２、レーザが出力されるレンズから、レーザ照射されるアモルファス合金薄帯の表面までの距離、をそれぞれ変更して、レーザ照射痕を形成したアモルファス合金薄帯を作製した。それぞれ、全長２００００ｍのアモルファス合金薄帯を作製した。
それぞれの条件、並びに特性の評価結果を表１に示す。
なお、比較例１は、レーザ照射を行わなかったアモルファス合金薄帯の例である。
【0057】
実施例１～５は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における鉄損が０．１３０Ｗ／ｋｇ以下であり、極めて低損失のアモルファス合金薄帯が得られている。また、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における鉄損が０．１４５Ｗ／ｋｇ以下であり、極めて低損失のアモルファス合金薄帯が得られている。
実施例１～５は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における保磁力が３．００Ａ／ｍ以下であり、極めて低保磁力のアモルファス合金薄帯が得られている。また、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における保磁力が３．１０Ａ／ｍ以下であり、極めて低保磁力のアモルファス合金薄帯が得られている。
実施例１～５は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における励磁電力が０．２００ＶＡ／ｋｇ以下であり、励磁電力の増加が抑制されている。アモルファス合金薄帯にレーザ照射痕を形成した場合、励磁電力が増加する傾向にあるが、本実施例では、励磁電力の増加を抑制できている。また、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における励磁電力が０．３００ＶＡ／ｋｇ以下であり、この測定条件においても、励磁電力の増加を抑制できている。
実施例１～５は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における保磁力が３．００Ａ／ｍ以下であり、極めて低保磁力のアモルファス合金薄帯が得られている。また、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における保磁力が３．１０Ａ／ｍ以下であり、極めて低保磁力のアモルファス合金薄帯が得られている。
実施例１～５は、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．４５Ｔの条件における励磁電力が０．２００ＶＡ／ｋｇ以下であり、励磁電力の増加が抑制されている。アモルファス合金薄帯にレーザ照射痕を形成した場合、励磁電力が増加する傾向にあるが、本実施例では、励磁電力の増加を抑制できている。また、周波数６０Ｈｚ及び磁束密度１．５０Ｔの条件における励磁電力が０．３００ＶＡ／ｋｇ以下であり、この測定条件においても、励磁電力の増加を抑制できている。
【0058】
実施例１の線状痕をレーザ顕微鏡で観察して、各寸法を測定した。具体的には、カラー３Ｄレーザ顕微鏡ＶＫ－８７１０（株式会社ＫＥＹＥＮＣＥ製）を用いて、５０倍対物レンズＣＦ ＩＣ ＥＰＩ Ｐｌａｎ ５０Ｘ（株式会社ニコン製）を使用して表面形状を撮影した（倍率は１０００倍（対物レンズ５０倍×モニター倍率２０倍））。この光学写真から線幅ＷＬ（溶融凝固部の幅）を測定した。
また、線状痕の表面の凹凸状態を観察した。観察方法は、レーザ顕微鏡（上記したカラー３Ｄレーザ顕微鏡ＶＫ－８７１０、倍率も同じ）を用いた。具体的には、レーザ顕微鏡で線状痕の幅方向のプロファイルを計測する。このとき、線幅ＷＬに対し、それぞれ略３０μｍの幅を前後に加え、その間（３０μｍ＋線幅ＷＬ＋３０μｍ）のプロファイルを計測する。このプロファイルから高低差ＨＬを測定した。なお、プロファイルが傾いている場合は、前後に加えた３０μｍの範囲を利用して、水平方向となるように傾きを直線補正して、測定した。
その結果、実施例１の線状痕の最高点と最低点との差ＨＬは０．７３μｍであり、線幅ＷＬは７８．６３μｍであった。そして、線状痕の最高点と最低点との差ＨＬと、線状痕の線幅ＷＬとから算出されるＨＬ×ＷＬは５７．４０μｍ２であった。
また、線状痕の表面の凹凸状態を観察した。観察方法は、レーザ顕微鏡（上記したカラー３Ｄレーザ顕微鏡ＶＫ－８７１０、倍率も同じ）を用いた。具体的には、レーザ顕微鏡で線状痕の幅方向のプロファイルを計測する。このとき、線幅ＷＬに対し、それぞれ略３０μｍの幅を前後に加え、その間（３０μｍ＋線幅ＷＬ＋３０μｍ）のプロファイルを計測する。このプロファイルから高低差ＨＬを測定した。なお、プロファイルが傾いている場合は、前後に加えた３０μｍの範囲を利用して、水平方向となるように傾きを直線補正して、測定した。
その結果、実施例１の線状痕の最高点と最低点との差ＨＬは０．７３μｍであり、線幅ＷＬは７８．６３μｍであった。そして、線状痕の最高点と最低点との差ＨＬと、線状痕の線幅ＷＬとから算出されるＨＬ×ＷＬは５７．４０μｍ２であった。
【0059】
以上のとおり、本開示の実施例によれば、レーザ照射を効率よく行うことができ、生産性の高いアモルファス合金薄帯の製造方法を得ることができた。また、本開示の実施例によれば、性能の高いアモルファス合金薄帯を得ることができた。
また、本開示の実施例によれば、長尺のアモルファス合金薄帯に対し、アモルファス合金薄帯を連続して走行させながら、レーザ照射を行うものであり、生産性が高い。したがって、本開示の製造方法は、レーザ照射を効率よく行うことができ、生産性の高いアモルファス合金薄帯の製造方法であり、さらに、性能が高いアモルファス合金薄帯が得られる製造方法である。
また、本開示の実施例によれば、長尺のアモルファス合金薄帯に対し、アモルファス合金薄帯を連続して走行させながら、レーザ照射を行うものであり、生産性が高い。したがって、本開示の製造方法は、レーザ照射を効率よく行うことができ、生産性の高いアモルファス合金薄帯の製造方法であり、さらに、性能が高いアモルファス合金薄帯が得られる製造方法である。
【図1】
【図2】
【図3】