层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法和铁芯的制造方法与流程

1.本发明涉及层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法和铁芯的制造方法。


背景技术：

2.非晶合金薄带的普及正在不断推进，例如作为变压器的铁芯材料。
3.作为减少非晶合金薄带的异常涡流损耗的方法，已知对非晶合金薄带的表面进行机械摩擦的方法、通过对非晶合金薄带的表面照射激光使其局部熔化、骤冷凝固而对磁区进行细分化的激光划片法等。
4.作为激光划片法，例如日本特公平3-32886号公报中公开了下述方法：通过在非晶质合金薄带的宽度方向上照射脉冲激光，使非晶质合金薄带的表面局部瞬间熔化，接下来使其骤冷凝固，通过以点列状形成非晶化的点而对磁区进行细分化。
5.日本特开昭61-258404号公报中公开了在非晶质合金薄带的表面温度为300℃以上期间，使激光一边在非晶质合金薄带的宽度方向上扫描一边进行照射。该专利文献中，公开了在处于利用冷却辊表面骤冷凝固的非晶质合金薄带与冷却辊接触的状态期间，使用yag脉冲激光装置对薄带的自由面照射激光束的实施例。此时，冷却辊的圆周速度为10m/sec，激光束的照射条件为激光输出200w、频率20khz、光束直径0.15mm、扫描速度25m/sec。
6.日本特开昭61-29103号公报中公开了一种非晶质合金薄带的磁性改善方法，其特征在于，使非晶质合金薄带的表面局部瞬间熔化，接下来使其骤冷凝固而再次非晶质化，然后对该薄带进行退火。此外，作为对非晶质合金薄带的自由面照射yag激光而导入局部熔化部时的条件，激光的照射条件为频率400hz、光束直径输出5w、线速度2cm/sec、光束扫描速度10cm/sec。
7.现有技术文献
8.专利文献
9.专利文献1：日本特公平3-32886号公报
10.专利文献2：日本特开昭61-258404号公报
11.专利文献3：日本特开昭61-29103号公报


技术实现要素：

12.发明所要解决的课题
13.以往，进行了对非晶合金薄带照射激光来改善铁损的尝试。非晶合金薄带例如被用作电力变压器、高频变压器等电力转换器的铁芯。用于该电力变压器、高频变压器的非晶合金薄带要求性能好。但仅凭性能好是无法被市场广泛接受的。为了被市场广泛接受，需要生产率高、成本不会过高。这里，性能好例如是指铁损低、保磁力低、励磁功率低。
14.如上所述，对非晶合金薄带照射激光而改善铁损是已知的。但经激光照射的非晶合金薄带并没有成为在市场上被广泛利用的状况。这被认为是由于生产率不被市场接受。
15.此外，使用非晶合金薄带的铁芯是将非晶合金薄带卷绕或重叠而构成的。在这一
点上，需要高效制造经激光照射的非晶合金薄带的层叠体。
16.因此，本公开的课题在于，提供能够在高效进行激光照射的同时高效对经激光照射的非晶合金薄带进行层叠的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法。
17.此外，本公开的课题还在于，提供高效制造铁芯的铁芯的制造方法。
18.用于解决课题的方法
19.用于解决上述课题的具体方法包括以下方式。
20.《1》一种层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，具备多个卷绕单层非晶合金薄带的单层非晶合金薄带保持卷轴，一边使从各单层非晶合金薄带保持卷轴放卷的单层非晶合金薄带行进，一边对上述单层非晶合金薄带照射激光，从而并行制作多个形成了激光照射痕的单层非晶合金薄带，
21.将多个上述形成了激光照射痕的单层非晶合金薄带层叠，将层叠的层叠非晶合金薄带卷绕在卷轴上。
22.《2》根据《1》所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，将上述单层非晶合金薄带的行进速度设为s1m/sec、上述激光的扫描速度设为s2m/sec时，上述s1为0.1m/sec以上30m/sec以下，上述s2为1m/sec以上800m/sec以下，s2/s1为3.0以上。
23.《3》根据《1》或《2》所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，上述激光的扫描方向与和上述单层非晶合金薄带的行进方向正交的方向的角度差为30度以下。
24.《4》根据《1》～《3》中任一项所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，从输出上述激光的透镜至上述单层非晶合金薄带表面的距离为200mm～1200mm。
25.《5》根据《1》～《4》中任一项所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，上述激光为通过cw(连续波)发射方式产生的激光。
26.《6》根据《5》所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，上述通过cw(连续波)发射方式产生的激光的激光密度为5j/m以上35j/m以下。
27.《7》根据《1》～《4》中任一项所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，上述激光为脉冲激光。
28.《8》根据《7》所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，上述脉冲激光的激光输出为0.4mj～2.5mj。
29.《9》根据《1》～《8》中任一项所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，上述单层非晶合金薄带的宽度为30mm～300mm、厚度为18μm～35μm。
30.《10》根据《1》～《9》中任一项所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，上述激光照射痕是朝向上述非晶合金薄带的宽度方向形成的线状痕迹，上述线状痕迹在上述非晶合金薄带的长度方向上隔开间隔形成多个。
31.《11》根据《10》所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，上述线状痕迹在上述非晶合金薄带长度方向上的间隔为2mm～200mm。
32.《12》根据《1》～《11》中任一项所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，在对上述单层非晶合金薄带照射激光的位置前后，具备抑制上述单层非晶合金薄带的振动的机构。
33.《13》根据《12》所述的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，抑制上述单层非晶合金薄带的振动的机构是使用多个辊筒调整上述单层非晶合金薄带的行进位置的机构。
34.《14》一种层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法，
35.具备多个通过《1》～《13》中任一项所述的制造方法得到的层叠非晶合金薄带保持卷轴，
36.层叠从多个上述层叠非晶合金薄带保持卷轴放卷的多个层叠非晶合金薄带，将层叠的层叠非晶合金薄带卷绕在卷轴上。
37.《15》一种铁芯的制造方法，从通过《1》～《14》中任一项所述的制造方法得到的层叠非晶合金薄带保持卷轴将层叠非晶合金薄带放卷，对上述层叠非晶合金薄带进行加工，制成层叠非晶合金薄带片，使上述层叠非晶合金薄带片重叠和/或弯曲而构成铁芯。
38.《16》根据《15》所述的铁芯的制造方法，具备多个上述层叠非晶合金薄带保持卷轴，对从各层叠非晶合金薄带保持卷轴放卷的层叠非晶合金薄带进行加工，制成层叠非晶合金薄带片，使上述层叠非晶合金薄带片重叠和/或弯曲而构成铁芯。
39.发明效果
40.根据本公开，可以提供能够在高效进行激光照射的同时高效层叠经激光照射的非晶合金薄带的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法。此外，根据本公开，还能够提供生产率高的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法。此外，根据本公开，可获得层叠有性能好的非晶合金薄带的层叠非晶合金薄带。此外，根据本公开，还能够使用高效层叠了经激光照射的非晶合金薄带的层叠非晶合金薄带构成铁芯。
附图说明
41.图1为显示本公开一个实施方式的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法的图。
42.图2为图1的单层非晶合金薄带中照射激光部分的放大图。
43.图3为显示本公开的形成了激光照射痕的单层非晶合金薄带的一例的图。
44.图4为对本公开的单层非晶合金薄带的行进方向与激光的扫描方向的关系进行说明的图。
45.图5为显示本公开的层叠非晶合金薄带片的一例的立体图。
46.图6为显示使用图5的层叠非晶合金薄带片的铁芯的一例的立体图。
47.图7为显示使用本公开的层叠非晶合金薄带片的铁芯的一例的示意图。
具体实施方式
48.以下详细地对本公开的实施方式进行说明。本公开不受以下实施方式的任何限制，在本公开目的的范围内，可以进行适当变更而实施。
49.参照附图对本公开的实施方式进行说明时，存在对附图中重复的构成要素和符号省略说明的情况。附图中用同一符号表示的构成要素表示同一构成要素。附图中的尺寸比率不一定必须表示实际的尺寸比率。
50.本公开中，用“～”表示的数值范围表示的是分别包括“～”前后记载的数值作为下限值和上限值的范围。本公开分段记载的数值范围中，某数值范围记载的上限值或下限值可以替换为另一分段记载的数值范围的上限值或下限值。此外，本公开记载的数值范围中，某数值范围记载的上限值或下限值也可以替换为实施例中所示的值。
51.本公开中，2个以上优选方式的组合是更优选的方式。
52.首先，使用图2对于对本公开一个实施方式涉及的单层非晶合金薄带照射激光的方法进行说明。需说明的是，本公开中，也将“单层非晶合金薄带”简单称为“非晶合金薄带”。
53.本公开一个实施方式中，对单层非晶合金薄带照射激光的方法中，从卷绕单层非晶合金薄带并保持的单层非晶合金薄带保持卷轴1将非晶合金薄带2放卷，使非晶合金薄带2沿箭头a所示方向行进。
54.在非晶合金薄带行进的路径上具备激光照射装置3。激光照射装置3对非晶合金薄带照射激光4。照射了激光并形成了激光照射痕的非晶合金薄带2沿箭头a所示方向行进。需说明的是，本公开中，照射激光时，非晶合金薄带是单层非晶合金薄带。此外，激光照射痕是照射激光后的痕迹。
55.使用图1对本公开一个实施方式涉及的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法进行说明。
56.本公开一个实施方式的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法具备多个对上述说明的单层非晶合金薄带照射激光的方法，并行进行多个对该单层非晶合金薄带照射激光的方法，制作多个形成了激光照射痕的单层非晶合金薄带，将多个形成了激光照射痕的单层非晶合金薄带层叠，将层叠的层叠非晶合金薄带卷绕在卷轴上。
57.也就是说，是对从多个卷轴放卷的非晶合金薄带照射激光后进行层叠、卷绕在一个卷轴上的制造方法，是从卷轴至卷轴的连续制造方法。
58.图1所示实施方式中，具备5个单层非晶合金薄带保持卷轴1，具备5个激光照射装置3。而且，一边使从各单层非晶合金薄带保持卷轴1放卷的非晶合金薄带2行进，一边对各非晶合金薄带2照射激光。由此能够并行制作5个形成了激光照射痕的单层非晶合金薄带。然后，将5个形成了激光照射痕的单层非晶合金薄带层叠，将层叠的非晶合金薄带(5层非晶合金薄带)卷绕在卷轴5上。由此，能够制造5层非晶合金薄带组成一组卷绕在卷轴5上的层叠非晶合金薄带保持卷轴。
59.这里是将5个非晶合金薄带作为一组的实施方式，但不限定为5个，个数可以适当变更。可以根据其个数设置必要数量的单层非晶合金薄带保持卷轴1、激光照射装置3。
60.此外，也可以设为下述层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法：具备多个通过上述方法制作的层叠非晶合金薄带保持卷轴5，将各自放卷的层叠非晶合金薄带进一步层叠，将层叠有多个层叠非晶合金薄带的层叠非晶合金薄带卷绕在卷轴上。
61.例如，具备5个卷绕有5层层叠非晶合金薄带的层叠非晶合金薄带保持卷轴并对其进行层叠的情况下，能够制造卷绕有25层非晶合金薄带的层叠非晶合金薄带保持卷轴。当然，此时的层叠非晶合金薄带保持卷轴的数量可以根据需要来设定。
62.在非晶合金薄带上形成激光照射痕时，一边使非晶合金薄带行进一边照射激光在提高生产率方面是优选的。
63.为了提高生产率，非晶合金薄带的行进速度设为0.1m/sec以上。优选为1m/sec以上，更优选为2m/sec以上。
64.如果非晶合金薄带的行进速度过快，则难以使激光照射稳定进行，激光照射痕的形态会被扰乱。因此，非晶合金薄带的行进速度设为30m/sec以下。优选为20m/sec以下，更优选小于10m/sec，进一步优选为9m/sec以下。
65.为了对行进的非晶合金薄带照射激光而形成目标激光照射痕，以及从激光输出的稳定性出发，激光的扫描速度设为1m/sec以上。优选为2m/sec以上，更优选为3m/sec以上。进一步，可以设为10m/sec以上，也可以设为35m/sec以上。此外，如果激光的扫描速度超过800m/sec，则难以对行进的非晶合金薄带稳定进行激光照射，激光照射痕的形态会被扰乱。因此，激光的扫描速度设为800m/sec以下。优选为500m/sec以下，更优选为300m/sec以下。
66.如果激光的扫描速度相对于非晶合金薄带的行进速度过慢或过快，则激光照射变得不稳定，难以稳定形成激光照射痕，难以保证生产率而形成目标激光照射痕。因此，将非晶合金薄带的行进速度设为s1m/sec、激光的扫描速度设为s2m/sec时，在将s2/s1设为3.0以上。优选为5.0以上，更优选为7以上，进一步优选为10以上。此外，优选为300以下，更优选为100以下。
67.优选将从激光照射装置3的输出激光的透镜至被照射激光的非晶合金薄带2表面的距离设为200mm～1200mm。由此，能够在行进的非晶合金薄带2中形成目标激光照射痕。如果该距离小于200mm，则激光焦点深度浅，激光失焦，因此无法进行稳定的激光照射。此外，如果该距离超过1200mm，则激光束直径变宽，无法获得目标激光照射痕。更优选为250mm以上，进一步优选为260mm以上，进一步优选为270mm以上，进一步优选为300mm以上。此外，更优选为1000mm以下，进一步优选为800mm以下。
68.从该激光照射装置3的输出激光的透镜至被照射激光的非晶合金薄带2表面的距离由图2的b表示。
69.本公开一个实施方式的非晶合金薄带的制造方法中，借助多个辊筒6～9来输送非晶合金薄带2。利用该辊筒，可以使非晶合金薄带2向目标位置行进。因此，可以根据目标位置调整辊筒的配置、数量。
70.这里，辊筒7、8作为抑制被照射激光时非晶合金薄带2的振动的机构发挥功能。因此，辊筒7、8与非晶合金薄带2的被激光照射的位置的距离(非晶合金薄带2被照射激光的位置与非晶合金薄带2与辊筒7或辊筒8接触的位置的距离)不宜离得太远。例如优选设为200mm以内。
71.本公开的激光照射痕是朝向非晶合金薄带的宽度方向形成的线状痕迹，优选线状痕迹在非晶合金薄带的长度方向上隔开间隔而形成多个。该线状痕迹可以是使用脉冲激光形成的点列状，或者是使用cw(连续波)振动方式的激光形成的线状。
72.多个线状痕迹在非晶合金薄带的长度方向上的间隔(以下也称为线间隔)优选为2mm～200mm。线间隔可以设为相邻线状痕迹间最短部分的长度。线间隔更优选为3.5mm以上，进一步优选为5mm以上，进一步优选为10mm以上，进一步优选为15mm以上。此外，更优选为100mm以下，进一步优选为80mm以下，进一步优选为60mm以下。可以进一步窄至50mm以下、40mm以下、30mm以下。
73.形成激光照射痕的激光优选使用脉冲激光或cw(连续波)振动方式的激光。
74.在使用脉冲激光时，例如可以利用国际公开第2019/189813号公开的激光照射痕的形态。
75.在使用脉冲激光时，激光照射痕是朝向非晶合金薄带的宽度方向的点状激光照射痕隔开间隔而形成连续的点列状的线状痕迹。而且，该点列状的线状痕迹在非晶合金薄带的行进方向上隔开间隔而形成。
76.该点状激光照射痕的间隔(设为点间隔)优选为0.10mm～0.50mm。通过隔开这样的间隔而形成，可以期待降低铁损及抑制励磁功率的增大。尤其对在频率60hz和磁束密度1.45t的条件下测得的铁损及励磁功率的减小是有效的。
77.此外，非晶合金薄带的行进方向上点列状的线状痕迹的间隔(设为线间隔)优选为10mm～60mm。
78.此外，在将线间隔设为d1(mm)、点间隔设为d2(mm)、点状激光照射痕的数密度d设为d＝(1/d1)
×
(1/d2)时，数密度d优选为0.05个/mm2～0.50个/mm2。
79.通过设为该线间隔、数密度，可以期待非晶合金薄带降低铁损及抑制励磁功率的增大。尤其对在频率60hz和磁束密度1.45t的条件下测得的铁损及励磁功率的减小是有效的。
80.脉冲激光的激光输出优选为0.4mj～2.5mj。
81.此外，在使用cw(连续波)振动方式的激光(以下也称为cw激光)时，激光照射痕是朝向非晶合金薄带的宽度方向的连续的线状的线状痕迹。需说明的是，线状痕迹也可以是断续的线状。
82.该cw激光导致的线状痕迹是照射激光后的痕迹，表面形成凹凸。在非晶合金薄带的行进方向上评价该凹凸时，非晶合金薄带的厚度方向的最高点与最低点之差hl优选为0.20μm～2.0μm。
83.此外，由线状痕迹的最高点与最低点之差hl和线状痕迹的线宽wl算出的hl
×
wl优选为6～180μm2。这里，线状痕迹的线宽wl是非晶合金薄带的行进方向上线状痕迹的宽度。
84.此外，线宽wl优选为28μm以上。
85.将相邻线状痕迹间的间隔作为线间隔时，线间隔优选为2mm～200mm。通过以这种方式隔开线间隔进行形成，可以期待降低铁损及抑制励磁功率的增大。尤其对在频率60hz和磁束密度1.45t的条件下测得的铁损及励磁功率的减小是有效的。
86.该线间隔更优选为3.5mm以上，进一步优选为5mm以上，进一步优选为10mm以上，进一步优选为15mm以上。此外，更优选为100mm以下，进一步优选为80mm以下，进一步优选为60mm以下。可以进一步窄至50mm以下、40mm以下、30mm以下。
87.cw激光的激光密度优选为5j/m以上35j/m以下。更优选为6j/m以上，进一步优选为7j/m以上，进一步优选为8j/m以上，进一步优选为10j/m以上。此外，更优选为31j/m以下，进一步优选为30j/m以下，进一步优选为28j/m以下，进一步优选为25j/m以下。激光密度也称为激光线密度。
88.在激光照射痕的形成中使用cw激光时，作为激光源，可以利用yag激光器、co2气体激光器、光纤激光器、二极管激光器等。其中，在能够长时期稳定照射高品质的激光一点上，光纤激光器是优选的。单模光纤激光器中，表示光束品质的m2(m平方)约为1.3以下。光纤激光器中，导入光纤的激光由于光纤两端的衍射光栅导致的fbg(fiber bragg grating，光纤布喇格光栅)原理而振动。激光在细长的光纤中激发，因而不存在晶体内部产生的温度梯度导致光束品质下降的热透镜效应的问题。进一步，光纤芯细达数微米，因而，激光即使是高输出也可单模传播，光束直径被压缩，得到高能量密度的激光。此外，焦点深度深，因而即使在宽度宽(例如薄带的宽度为300mm以上)的薄带中也能够高精度形成激光照射痕。
89.在使用cw激光时，根据激光源的不同，激光的波长约为250nm～10600nm，900～
1100nm的波长在合金薄带中被充分吸收，因此是优选的。
90.作为激光的光束直径，优选为10μm以上500μm以下，进一步更优选为25μm以上100μm以下。
91.上述点列状、线状的线状痕迹在沿非晶合金薄带的宽度方向的方向上形成。需说明的是，非晶合金薄带的宽度方向是与非晶合金薄带的行进方向正交的方向。
92.线状痕迹的长度占非晶合金薄带的宽度方向整个长度的比例优选在从宽度方向的中心朝向宽度方向两端的方向上分别为10％～50％。需说明的是，这里的“％”是将非晶合金薄带的宽度方向整个长度设为100％。
93.需说明的是，在线状痕迹的方向相对于宽度方向具有倾角的情况下，将换算成形成线状痕迹的部分中的在薄带的宽度方向上的长度的值作为线状痕迹在宽度方向上的长度，而不是具有倾角的线状痕迹本身的长度。
94.上述线状痕迹的长度的比例为50％的意思是，线状痕迹以非晶合金薄带宽度方向的中央为起点并在宽度方向上从一端到另一端。也就是线状痕迹在薄带的宽度方向上从一端到另一端形成的状态。
95.此外，上述线状痕迹的长度的比例为10％是指，线状痕迹具有以非晶合金薄带宽度方向的中央为起点且在朝向宽度方向两端的方向上分别各为10％的长度，即，在非晶合金薄带的中心区域，具有非晶合金薄带宽度方向长度的20％长度的线状痕迹。换句话说，意思是线状痕迹在非晶合金薄带的宽度方向的两端相对于宽度方向的整个长度各留40％的余白而形成。
96.线状痕迹在宽度方向上的长度占非晶合金薄带宽度方向的整个长度的比例更优选为在从宽度方向的中心朝向宽度方向两端的方向上分别为25％以上。
97.线状痕迹朝向非晶合金薄带的宽度方向形成。
98.这里，非晶合金薄带的宽度方向是与非晶合金薄带的行进方向正交的方向，是相对于长条状非晶合金薄带的长度方向垂直的方向。
99.本公开中，“朝向非晶合金薄带的宽度方向”并非仅限定为相对于长条状非晶合金薄带的长度方向垂直的方向。解释为相对于该垂直的方向具有角度也相当于“朝向宽度方向”。
100.本公开中，“朝向宽度方向”优选是与相对于非晶合金薄带的长度方向垂直的方向平行或成30度以下的角度。该角度更优选为10度以下。
101.由于线状痕迹朝向非晶合金薄带的宽度方向形成，因此激光的扫描方向与该线状痕迹的形成方向是相同的。
102.由于激光是在非晶合金薄带正在行进的状态下照射的，因而严格来说，线状痕迹的方向与激光的扫描方向并不完全一致，但因为激光的扫描速度比非晶合金薄带的行进速度快，所以是大体接近的方向。
103.例如设为相对于宽度方向平行的线状痕迹时，优选考虑非晶合金薄带的行进速度，将激光的扫描方向设为相对于宽度方向稍微倾斜的方向。
104.激光的扫描方向与和非晶合金薄带的行进方向正交的方向的角度差优选为30度以下。更优选为10度以下，进一步优选为5度以下。
105.使用图4对该方向进行说明。图4显示的是非晶合金薄带的平面图。将非晶合金薄
带2的行进方向用箭头a表示。将与非晶合金薄带2的行进方向正交的方向用箭头x表示。将激光的扫描方向的例子用c1和c2的箭头表示。激光的扫描方向c1、c2与和非晶合金薄带的行进方向正交的方向x的角度差为θ1、θ2，该θ1、θ2优选为30度以下。
106.非晶合金薄带优选通过单辊法来制造(铸造)。通过单辊法制造的非晶合金薄带具备铸造时与冷却辊接触的骤冷凝固的面(也称为“辊筒接触面”)以及相对于辊筒接触面为相反侧的面(即铸造时暴露在气氛中的面，也称为“自由凝固面”)。
107.需说明的是，非晶合金薄带的长度方向相当于通过单辊法制造时的铸造方向，是与冷却辊的圆周方向对应的方向。此外，该铸造方向与行进方向是同一方向。
108.本公开的非晶合金薄带的宽度优选为30mm～300mm。通过宽度为30mm以上，能够提高生产率。进一步优选为60mm以上。此外，制造宽度宽的非晶合金薄带并非易事，存在如果宽度超过300mm则生产率反而下降的倾向。
109.此外，本公开的非晶合金薄带的厚度没有特别限制，厚度优选为18μm～35μm。厚度为18μm以上在抑制非晶合金薄带的波动进而提高占积率这两点上是有利的。此外，厚度为35μm以下在非晶合金薄带的脆化抑制、磁饱和性这两点上是有利的。非晶合金薄带的厚度更优选为20μm～30μm。
110.本公开的非晶合金薄带的化学组成没有特别限制，优选为fe基非晶合金的化学组成(即以fe(铁)为主成分的化学组成)。例如优选为下述化学组成：由fe、si、b和杂质组成，将fe、si和b的合计含量设为100原子％时，fe的含量为78原子％以上、b的含量为10原子％以上、b和si的合计含量为17原子％～22原子％。
111.作为杂质，可列举fe、si和b以外的所有元素，具体地，可列举例如c、ni、co、mn、o、s、p、al、ge、ga、be、ti、zr、hf、v、nb、ta、cr、mo、稀土元素等。需说明的是，杂质可以仅为1种，也可以为2种以上。
112.相对于fe、si和b的总质量，这些杂质元素以总量计可以在1.5质量％以下的范围内含有。这些杂质元素的总含量优选为1.0质量％以下，进一步优选为0.8质量％以下，进一步优选为0.75质量％以下。需说明的是，在该范围内添加这些杂质元素也无妨。
113.(铁芯)
114.可以从本公开的层叠非晶合金薄带保持卷轴将层叠非晶合金薄带放卷，通过切割、冲切等方法制成希望形状的层叠非晶合金薄带片，将该层叠非晶合金薄带片层叠而构成铁芯。此外，也可以组合多个将层叠非晶合金薄带片层叠而构成的铁芯，构成希望形状的铁芯。
115.此外，还可以从本公开的层叠非晶合金薄带保持卷轴将层叠非晶合金薄带放卷，通过切割、冲切等方法制成希望形状的层叠非晶合金薄带片，将该层叠非晶合金薄带片层叠，使其弯曲，使端部重合，构成螺旋状的铁芯。
116.此外，也可以具备多个层叠非晶合金薄带保持卷轴，对从各自放卷的层叠非晶合金薄带进行加工，制成层叠非晶合金薄带片，使用该层叠非晶合金薄带片构成铁芯。
117.这些铁芯可以从形成了激光照射痕的非晶合金薄带层叠而成的层叠非晶合金薄带加工而构成，能够高效构成铁芯。此外，本公开的层叠非晶合金薄带层叠有性能好的非晶合金薄带，可获得性能好的铁芯。需说明的是，这些铁芯可以用于变压器、马达等。
118.实施例
119.〔实施例1〕
120.通过单辊法制造具有fe
82
si4b
14
的化学组成、厚度为25μm、宽度为210mm的非晶合金薄带。
121.这里，“fe
82
si4b
14
的化学组成”的意思是下述化学组成：由fe、si、b和杂质组成，将fe、si和b的合计含量设为100原子％时，fe的含量为82原子％、b的含量为14原子％、si的含量为4原子％。
122.在非晶合金薄带的制造中，使具有fe
82
si4b
14
的化学组成的熔融金属保持在1300℃的温度，接下来将该熔融金属从狭缝喷嘴喷出至进行轴旋转的冷却辊表面。使喷出的熔融金属在冷却辊表面骤冷凝固，制作非晶合金薄带。
123.制作的非晶合金薄带卷在卷轴上。由此，制作单层非晶合金薄带保持卷轴。
124.此时，冷却辊表面上，将形成熔融金属桨的狭缝喷嘴的正下方周边的气氛设为非氧化性气体气氛。
125.狭缝喷嘴的狭缝长度设为210mm，狭缝宽度设为0.6mm。
126.冷却辊的材质设为cu系合金，冷却辊的周速度设为27m/s。
127.调整喷出熔融金属的压力和喷嘴间隙(即狭缝喷嘴前端与冷却辊表面的间隙)，以使得制造的素材薄带的自由凝固面的最大截面高度rt(详细地，沿素材薄带的铸造方向测得的最大截面高度rt)为3.0μm以下。
128.接下来，如图1所示，准备5个单层非晶合金薄带保持卷轴1，从各自将非晶合金薄带2放卷，使其行进。这里，并排构成5个安装单层非晶合金薄带保持卷轴、将非晶合金薄带放卷、使非晶合金薄带行进的机构。
129.而且，还设有5个对非晶合金薄带2照射激光的激光照射装置3。
130.以这种方式，并排构成5个一边将单层非晶合金薄带放卷、使其行进一边照射激光的机构。
131.从5个单层非晶合金薄带保持卷轴1放卷的非晶合金薄带2一边行进一边被照射激光，成为形成了激光照射痕的非晶合金薄带2。由此，并行制作5个形成了激光照射痕的非晶合金薄带2。然后，将形成了激光照射痕的5个非晶合金薄带2层叠，作为5层非晶合金薄带卷绕在卷轴上，制作5层的层叠非晶合金薄带保持卷轴5。
132.激光照射装置3使用的是cw(连续波)振动方式的激光。然后，对非晶合金薄带2的自由凝固面照射激光，在非晶合金薄带2的自由凝固面上形成线状痕迹。这里，非晶合金薄带的行进方向与非晶合金薄带的长度方向为同一方向。
133.将形成了线状痕迹的非晶合金薄带的示意图示于图3。线状痕迹25朝向非晶合金薄带2的宽度方向从宽度方向的一端至另一端形成。
134.线状痕迹25朝向非晶合金薄带2的宽度方向形成，线状痕迹25的形成方向与非晶合金薄带2的长度方向的角度差为90度(与90度的差小于1度)。如以下说明的那样，激光的扫描速度相对于非晶合金薄带的行进速度约为33倍，足够快。
135.本实施例中，以使激光的扫描方向像图4的箭头c1所示那样相对于与非晶合金薄带2的行进方向(图4，箭头a)正交的方向(图4，箭头x)成1.7度的角度(θ1)的方式进行设定。由此，线状痕迹25朝向非晶合金薄带2的宽度方向形成，线状痕迹25的形成方向与非晶合金薄带2的长度方向的角度差为90度(与90度的差小于1度)。
136.线状痕迹25从非晶合金薄带2的宽度方向的一端至另一端形成。这相当于，线状痕迹宽度方向的长度占非晶合金薄带宽度方向的整个长度的比例从宽度方向的中心朝向宽度方向两端的方向分别为50％。
137.非晶合金薄带的长度方向上，相邻线状痕迹25的间隔lp1(线间隔)为20mm。
138.需说明的是，w1表示非晶合金薄带的宽度。这里，w1为210mm。
139.此外，cw(连续波)振动方式的激光的照射条件设为如下。
[0140]-cw激光的照射条件-[0141]
·
从激光照射装置3的输出激光的透镜至被照射激光的非晶合金薄带2表面的距离：550mm
[0142]
·
非晶合金薄带的行进速度(s1)：5m/sec
[0143]
·
激光的扫描速度(s2)：165m/sec
[0144]
·
s2/s1＝33
[0145]
·
激光密度：10j/m
[0146]
作为激光振动器，使用ipg光电公司的光纤激光器(ylr-150-wc)。该激光振动器的激光介质是掺yb玻璃光纤，振动波长为1064nm。
[0147]
另一方面，以非晶合金薄带2的自由凝固面上激光的点直径为63.0μm的方式进行调整。光束直径的调整使用作为光学部件的准直透镜：f100mm和fθ透镜：焦距420mm来进行。
[0148]
光束模式m2设为1.1(单模)。
[0149]
此外，入射直径dl与点直径dl0之间，dl0＝4λf/πdl(这里，λ表示激光的波长，f表示焦距)的关系成立，因而存在点直径dl0随着准直透镜焦距的增大(即，随着入射直径dl的增大)而变小的倾向。
[0150]
根据本实施例，一边分别从卷绕全长20000m的单层非晶合金薄带的单层非晶合金薄带保持卷轴1将非晶合金薄带放卷、使非晶合金薄带行进，一边在非晶合金薄带的表面形成激光照射痕。而且，并行制作5个形成了激光照射痕的非晶合金薄带。将5个这样的形成了激光照射痕的非晶合金薄带层叠，制成层叠非晶合金薄带，将该层叠非晶合金薄带卷绕在卷轴上，制作5层的层叠非晶合金薄带保持卷轴5。根据本实施例，能够一边使全长20000m的非晶合金薄带连续行进一边形成激光照射痕，而且，能够将形成了激光照射痕的非晶合金薄带连续层叠并卷绕，能够制造卷绕有全长20000m的5层的层叠非晶合金薄带的层叠非晶合金薄带保持卷轴。
[0151]
本实施例中，从一个形成了激光照射痕的单层非晶合金薄带采集测定用试样，进行以下评价。将评价结果示于表1。
[0152]
《铁损cl的测定》
[0153]
对于形成了激光照射痕的非晶合金薄带，利用频率60hz和磁束密度1.45t的条件以及频率60hz和磁束密度1.50t的条件这两种条件，用交流磁测定器通过正弦波励磁来测定铁损cl。
[0154]
《励磁功率va的测定》
[0155]
对于形成了激光照射痕的非晶合金薄带，利用频率60hz和磁束密度1.45t的条件以及频率60hz和磁束密度1.50t的条件这两种条件，用交流磁测定器通过正弦波励磁来测定励磁功率va。
[0156]
《保磁力hc的测定》
[0157]
对于形成了激光照射痕的非晶合金薄带，利用频率60hz和磁束密度1.45t的条件以及频率60hz和磁束密度1.50t的条件这两种条件，用交流磁测定器通过正弦波励磁来测定保磁力hc。
[0158]
[表1]
[0159]
[0160]
如表1所示，实施例1的非晶合金薄带在频率60hz和磁束密度1.45t条件下的铁损为0.099w/kg，并且，在频率60hz和磁束密度1.50t条件下的铁损为0.110w/kg，获得了低铁损的非晶合金薄带。
[0161]
此外，实施例1的非晶合金薄带在频率60hz和磁束密度1.45t条件下的保磁力为2.26a/m，并且，在频率60hz和磁束密度1.50t条件下的保磁力为2.38a/m，获得了低保磁力的非晶合金薄带。
[0162]
此外，实施例1的非晶合金薄带在频率60hz和磁束密度1.45t条件下的励磁功率为0.182va/kg，并且，在频率60hz和磁束密度1.50t条件下的励磁功率为0.283va/kg，励磁功率的增加受到抑制。
[0163]
如上所述，通过实施例1的制造方法得到的单层非晶合金薄带是低铁损、低保磁力且低励磁功率的非晶合金薄带。因此，通过实施例1，获得了层叠有性能好的非晶合金薄带的层叠非晶合金薄带保持卷轴。
[0164]
〔实施例2～8、比较例1～3〕
[0165]
分别改变非晶合金薄带的行进速度s1、激光的扫描速度s2、从输出激光的透镜至被照射激光的非晶合金薄带表面的距离，制作形成了激光照射痕的非晶合金薄带，将该形成了激光照射痕的非晶合金薄带层叠，制成5层的层叠非晶合金薄带，对该5层的层叠非晶合金薄带进行卷绕，制作层叠非晶合金薄带保持卷轴。分别使用全长20000m的单层非晶合金薄带保持卷轴制作全长20000m的层叠非晶合金薄带保持卷轴。
[0166]
将各自的条件示于表1。
[0167]
需说明的是，比较例1是未进行激光照射的非晶合金薄带的例子。
[0168]
此外，实施例2～8、比较例1～3中，分别从一个经激光照射的单层非晶合金薄带采集测定用试样，与实施例1同样地评价铁损、保磁力、励磁功率。将其评价结果示于表1。
[0169]
实施例1～8在频率60hz和磁束密度1.45t条件下的铁损为0.130w/kg以下，得到了损耗极低的非晶合金薄带。此外，在频率60hz和磁束密度1.50t条件下的铁损为0.145w/kg以下，得到了损耗极低的非晶合金薄带。
[0170]
实施例1～8在频率60hz和磁束密度1.45t条件下的保磁力为3.00a/m以下，得到了保磁力极低的非晶合金薄带。此外，在频率60hz和磁束密度1.50t条件下的保磁力为3.10a/m以下，得到了保磁力极低的非晶合金薄带。
[0171]
实施例1～8在频率60hz和磁束密度1.45t条件下的励磁功率为0.200va/kg以下，励磁功率的增加受到抑制。非晶合金薄带中形成了激光照射痕的情况下存在励磁功率增加的倾向，但本实施例中，能够抑制励磁功率的增加。此外，在频率60hz和磁束密度1.50t条件下的励磁功率为0.300va/kg以下，在该测定条件下也能够抑制励磁功率的增加。
[0172]
用激光显微镜对实施例1的线状痕迹进行观察，测定各尺寸。具体地，使用彩色3d激光显微镜vk-8710(株式会社keyence制)，使用50倍物镜cficepiplan50x(株式会社尼康制)拍摄表面形状(倍率为1000倍(物镜50倍
×
监控器倍率20倍))。由该光学照片测定线宽wl(熔融凝固部的宽度)。
[0173]
此外，观察线状痕迹表面的凹凸状态。观察方法使用激光显微镜(上述彩色3d激光显微镜vk-8710，倍率也相同)。具体地，用激光显微镜测量线状痕迹的宽度方向的轮廓。此时，对于线宽wl，分别在前后加上约30μm的宽度，测量其间(30μm+线宽wl+30μm)的轮廓。由
该轮廓测定高低差hl。需说明的是，轮廓倾斜的情况下，利用前后增加的30μm的范围，以成为水平方向的方式对倾斜进行直线校正，进行测定。
[0174]
结果，实施例1的线状痕迹的最高点与最低点之差hl为0.73μm，线宽wl为78.63μm。而且，由线状痕迹的最高点与最低点之差hl和线状痕迹的线宽wl算出的hl
×
wl为57.40μm2。
[0175]
如上所述，根据本公开的实施例，能够高效进行激光照射，能够获得性能好的非晶合金薄带。此外，根据本公开的实施例，一边使非晶合金薄带连续行进一边对长条状非晶合金薄带照射激光，而且，在激光照射后继续进行层叠5层的层叠非晶合金薄带并进行卷绕的工序，生产率高。因此，本公开的制造方法是在高效进行激光照射的同时连续层叠的方法，而且可获得性能好的非晶合金薄带，是对该性能好的非晶合金薄带进行层叠的方法。而且是生产率高的层叠非晶合金薄带保持卷轴的制造方法。
[0176]
将从本公开的层叠非晶合金薄带保持卷轴将层叠非晶合金薄带放卷、加工而制成希望形状的层叠非晶合金薄带片的一例示于图5。图5是切成矩形形状的例子。可以将该层叠非晶合金薄带片21层叠所需数量而构成铁芯。将该铁芯的一例示于图6。
[0177]
此外，也可以具备多个层叠非晶合金薄带保持卷轴，从各自将层叠非晶合金薄带放卷，对各层叠非晶合金薄带进行加工，制作多个希望形状的层叠非晶合金薄带片，由该层叠非晶合金薄带片构成铁芯。
[0178]
该图6所示铁芯是矩形形状，也可以组合多个该铁芯而构成铁芯。
[0179]
此外，还可以通过根据针对用途的铁芯形状加工成作为铁芯所需的形状，构成除了矩形形状以外的铁芯形状，而不是图5所示形状。
[0180]
此外，将下述例子示于图7：从本公开的层叠非晶合金薄带保持卷轴将层叠非晶合金薄带放卷，加工，制成希望形状的层叠非晶合金薄带片，将其层叠必要数量，将得到的层叠非晶合金薄带弯曲，使端部彼此重合，构成螺旋状的铁芯31。该铁芯31的上部是重合部32。
[0181]
此外，也可以具备多个层叠非晶合金薄带保持卷轴，从各自将层叠非晶合金薄带放卷，对各层叠非晶合金薄带进行加工，制作多个希望形状的层叠非晶合金薄带片，由该层叠非晶合金薄带片构成铁芯。
[0182]
如上述实施例所示，根据本公开的铁芯，可以使用层叠有形成了激光照射痕的性能好的非晶合金薄带的层叠非晶合金薄带构成铁芯，因此能够构成性能好的铁芯。
[0183]
此外，可以一边从层叠非晶合金薄带保持卷轴放卷一边制作希望形状的层叠非晶合金薄带片，也能够高效进行铁芯制作。