JPH01119643A - 高電気抵抗軟磁性鋼 - Google Patents
高電気抵抗軟磁性鋼Info
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- JPH01119643A JPH01119643A JP27597887A JP27597887A JPH01119643A JP H01119643 A JPH01119643 A JP H01119643A JP 27597887 A JP27597887 A JP 27597887A JP 27597887 A JP27597887 A JP 27597887A JP H01119643 A JPH01119643 A JP H01119643A
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- 239000010959 steel Substances 0.000 title claims abstract description 39
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- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［産業上の利用分野］
本発明は電磁弁の可動鉄芯等に用いられる電気抵抗に優
れた高電気抵抗軟磁性鋼に関する。
れた高電気抵抗軟磁性鋼に関する。
［従来の技術］
近年、電磁弁の可動鉄芯は保持電力を下げ、小型化しよ
うとする要求があり、そのため高い磁束密度と高い電気
抵抗を有する材料が要求されてきた。従来、軟磁性材料
としては３Ｓｉ鉄、純鉄、Ｓ ｉ −Ａ Ｉ鉄が使用さ
れているが、純鉄は磁気特性については優れているが電
気抵抗が低く、３％Ｓｉ鉄は純鉄に比べ電気抵抗が優れ
ているがその値は５０μΩｃ１ｍと必ずしも十分でなく
、磁束密度については純鉄にやや劣り、５ｉ−ＡＩ鉄は
純鉄と同様に磁束密度については優れているが電気抵抗
が低い。
うとする要求があり、そのため高い磁束密度と高い電気
抵抗を有する材料が要求されてきた。従来、軟磁性材料
としては３Ｓｉ鉄、純鉄、Ｓ ｉ −Ａ Ｉ鉄が使用さ
れているが、純鉄は磁気特性については優れているが電
気抵抗が低く、３％Ｓｉ鉄は純鉄に比べ電気抵抗が優れ
ているがその値は５０μΩｃ１ｍと必ずしも十分でなく
、磁束密度については純鉄にやや劣り、５ｉ−ＡＩ鉄は
純鉄と同様に磁束密度については優れているが電気抵抗
が低い。
［発明が解決しようとする問題点］
本発明は電磁弁の可動鉄芯等に使用される軟磁性材料の
前記のごとき問題点を解決すべくなされたもので、磁束
密度を劣化させずに電気抵抗を増加させて、高い磁束密
度と高い電気抵抗を有する軟磁性材料を提供することを
目的とする。
前記のごとき問題点を解決すべくなされたもので、磁束
密度を劣化させずに電気抵抗を増加させて、高い磁束密
度と高い電気抵抗を有する軟磁性材料を提供することを
目的とする。
［問題点を解決するための手段］
本発明者等は軟磁性材料の組成と電気抵抗および磁束密
度との関係について鋭意研究を重ねた。
度との関係について鋭意研究を重ねた。
その結果、ＳｉおよびＡ１を添加する５ｉ−ＡＩ系にお
いては、ＳｉおよびＡ１を添加することによって電気抵
抗が増加するが磁束密度が低下すること、およびこれに
Ｃｒを添加した５ｉ−Ｃｒ−ＡＩ系では、磁束密度を劣
化させず電気抵抗が著しく増加することを見出だした。
いては、ＳｉおよびＡ１を添加することによって電気抵
抗が増加するが磁束密度が低下すること、およびこれに
Ｃｒを添加した５ｉ−Ｃｒ−ＡＩ系では、磁束密度を劣
化させず電気抵抗が著しく増加することを見出だした。
すなわち、同じ磁束密度でもＳ ｉ −Ｃｒ −Ａ Ｉ
系の方が５ｉ−ＡＩ系よりも高い電気抵抗を持つ、この
ことは５ｉ−ＡＩ系および５ｉ−Ｃｒ−ＡＩ系について
磁束密度と電気抵抗の関係について示した第１図より明
らかである。また、ＳｉおよびＡ１に加えてＣｒの組成
と電気抵抗および磁束密度の関係について検討を加えた
。その結果、ＳｉとＡＩはほぼ同じ効果を示すためＳｉ
＋ＡＩとし、これとＣｒの添加量について第２図に示し
たように最適の電気抵抗と磁束密度を示す範囲を見出だ
して本発明を完成したものである。
系の方が５ｉ−ＡＩ系よりも高い電気抵抗を持つ、この
ことは５ｉ−ＡＩ系および５ｉ−Ｃｒ−ＡＩ系について
磁束密度と電気抵抗の関係について示した第１図より明
らかである。また、ＳｉおよびＡ１に加えてＣｒの組成
と電気抵抗および磁束密度の関係について検討を加えた
。その結果、ＳｉとＡＩはほぼ同じ効果を示すためＳｉ
＋ＡＩとし、これとＣｒの添加量について第２図に示し
たように最適の電気抵抗と磁束密度を示す範囲を見出だ
して本発明を完成したものである。
本発明の高電気抵抗軟磁性鋼は、第１発明として重量比
にしてＳｉ；０．１〜５．０％、Ｃｒ；２〜６％、Ａｌ
；０．１〜５．０％を含有し、かつ、２≦Ａｌ＋ｓｉ≦
５％であり、残部Ｆｅならびに不純物元素からなること
を要旨とする。第２発明は第１発明にさらにＳ；０．０
５０％以下、ｐｂ；ｏ、３０％以下のうち１種ないし２
種を含有し、また第３発明は第１発明にＴｉ；０．０８
％以下を含有し、第４発明は第１発明にＴｉ；０．０８
％以下を含有し、さらにＳ；０．０５０％以下、Ｐｂ；
０．３０％以下のうち１１１ないし２種を含有すること
をそれぞれ要旨とする。
にしてＳｉ；０．１〜５．０％、Ｃｒ；２〜６％、Ａｌ
；０．１〜５．０％を含有し、かつ、２≦Ａｌ＋ｓｉ≦
５％であり、残部Ｆｅならびに不純物元素からなること
を要旨とする。第２発明は第１発明にさらにＳ；０．０
５０％以下、ｐｂ；ｏ、３０％以下のうち１種ないし２
種を含有し、また第３発明は第１発明にＴｉ；０．０８
％以下を含有し、第４発明は第１発明にＴｉ；０．０８
％以下を含有し、さらにＳ；０．０５０％以下、Ｐｂ；
０．３０％以下のうち１１１ないし２種を含有すること
をそれぞれ要旨とする。
次に本発明において成分組成を限定する理由について説
明する。
明する。
Ｓｉ；０．１〜５．０％
Ｓｌは通常製鋼時の脱酸に必要な元素であり、下限を０
．１％とした。また、Ｓｉは電気抵抗を急激に向上させ
る元素である。しかし、５％を越えて含有させると磁束
密度が低くなりすぎ、かつ加工性および被剛性を劣化さ
せるので、上限を０゜１〜５．０％とした。
．１％とした。また、Ｓｉは電気抵抗を急激に向上させ
る元素である。しかし、５％を越えて含有させると磁束
密度が低くなりすぎ、かつ加工性および被剛性を劣化さ
せるので、上限を０゜１〜５．０％とした。
Ｃｒ；２〜６％
Ｃｒは電気抵抗を改善する元素であり、特にＳ１＋ＡＩ
が２〜５％と複合添加された場合、その効果は顕著とな
り、さらに磁束密度をも改善する。
が２〜５％と複合添加された場合、その効果は顕著とな
り、さらに磁束密度をも改善する。
このことは、電気抵抗および磁束密度とＳ ｉ ＋ Ａ
Ｉの添加量およびＣｒの添加量の関係を示した第２図
より明らかである。Ｃｒが２％未満になると磁束密度お
よび電気抵抗は十分な値が得られな゛い。
Ｉの添加量およびＣｒの添加量の関係を示した第２図
より明らかである。Ｃｒが２％未満になると磁束密度お
よび電気抵抗は十分な値が得られな゛い。
Ｃｒが６％を越えると電気抵抗は増加するものの磁束密
度が低下して所期の値が得られない、したがって、磁束
密度および電気抵抗ともに満足する範囲として、Ｃｒ含
有量を２〜６％とした。
度が低下して所期の値が得られない、したがって、磁束
密度および電気抵抗ともに満足する範囲として、Ｃｒ含
有量を２〜６％とした。
Ａｌ；０．１〜５．０％
Ａ１は製鋼時の脱酸に必要な元素であり、下限を０．１
％とした。また、Ａ１はＳｉと同じく電気抵抗を著しく
改善する本発明の主要な元素で、特に２〜６％のＣｒと
複合添加された場合にその効果は顕著となる。しかし、
５％を越えて含有させると、磁束密度が低くなりかつ加
工性および被剛性を損なうので、上限を５％とした。
％とした。また、Ａ１はＳｉと同じく電気抵抗を著しく
改善する本発明の主要な元素で、特に２〜６％のＣｒと
複合添加された場合にその効果は顕著となる。しかし、
５％を越えて含有させると、磁束密度が低くなりかつ加
工性および被剛性を損なうので、上限を５％とした。
２≦Ａｌ＋Ｓｉ≦５％
ＳｉおよびＡ１は電気抵抗の増加に効果的な元素である
が、磁束密度を劣化させる元素でもある。
が、磁束密度を劣化させる元素でもある。
ＳｉおよびＡＩはほぼ同じ効果を示すため、その合計添
加量Ｓｉ＋ＡＩとして、Ｓｉ＋ＡＩが５％を越えた場合
は電気抵抗は増加するものの磁束密度が低くなり所望の
値が得られず、Ｓｉ＋ＡＩが２％未満の場合、磁束密度
は上昇するものの電気抵抗が低くなりすぎる。そのため
Ｓｉ＋ＡＩの含有量は２〜５％の範囲に限定した。
加量Ｓｉ＋ＡＩとして、Ｓｉ＋ＡＩが５％を越えた場合
は電気抵抗は増加するものの磁束密度が低くなり所望の
値が得られず、Ｓｉ＋ＡＩが２％未満の場合、磁束密度
は上昇するものの電気抵抗が低くなりすぎる。そのため
Ｓｉ＋ＡＩの含有量は２〜５％の範囲に限定した。
Ｓ、０．０５０％以下、Ｐｂ：０．３０％以下Ｓおよび
ｐｂは切削性を改善する元素である。
ｐｂは切削性を改善する元素である。
しかし、Ｓおよびｐｂは多量に添加されると磁束密度を
損なうので、上限をＳ；０．０５０％、Ｐｂ８０．３０
％とした。
損なうので、上限をＳ；０．０５０％、Ｐｂ８０．３０
％とした。
Ｔｉ；０．０８％以下
固溶したＣおよびＮは結晶格子を歪ませ磁壁移動を阻害
し磁束密度を著しく損なう。Ｔｉは炭窒化物形成元素で
あり、このＣおよびＮの悪影響を軽減させるため添加さ
れる。固溶したＣおよびＮを炭窒化物化するためのＴｉ
の添加量は０．０８％で十分であり、これ以上添加する
と磁束密度を阻害するので、上限を０．０８％とした。
し磁束密度を著しく損なう。Ｔｉは炭窒化物形成元素で
あり、このＣおよびＮの悪影響を軽減させるため添加さ
れる。固溶したＣおよびＮを炭窒化物化するためのＴｉ
の添加量は０．０８％で十分であり、これ以上添加する
と磁束密度を阻害するので、上限を０．０８％とした。
なお、Ｃ含有量については０．０５％以下にすることが
望ましい、ＣはＮと共に磁束密度を劣化させる元素であ
るのでできる限り少ないほうが望ましいが、実際の製造
性を考慮して０，０５％以下とする。また、Ｍｎ含有量
については、０．５％以下が望ましい、Ｍｎも磁束密度
を著しく阻害するので、０．１０％以下が望ましいが、
実際の製造性を考慮して０．５％以下が良い。
望ましい、ＣはＮと共に磁束密度を劣化させる元素であ
るのでできる限り少ないほうが望ましいが、実際の製造
性を考慮して０，０５％以下とする。また、Ｍｎ含有量
については、０．５％以下が望ましい、Ｍｎも磁束密度
を著しく阻害するので、０．１０％以下が望ましいが、
実際の製造性を考慮して０．５％以下が良い。
［実施例］
次に本発明の特徴を従来鋼、比較鋼と比べて実施例でも
って明らかにする。第１表はこれら供試鋼の化学成分を
示すものである。
って明らかにする。第１表はこれら供試鋼の化学成分を
示すものである。
（以下余白）
第１表において、Ａ〜Ｄは第１発明鋼、Ｅ〜Ｇは第２発
明鋼、Ｈ〜Ｉは第３発明鋼、Ｊ−には第４発明鋼である
。また、Ｌ〜Ｎは比較鋼で、Ｌは本発明の組成範囲より
低いＣｒを含有する鋼、Ｍ”は本発明の組成範囲より高
いＣｒを含有する鋼、ＮはＳｉ＋ＡＩ含有量が本発明の
組成範囲より高い鋼である。０〜Ｑは従来鋼であって０
は３Ｓｉ鉄、Ｐは純鉄、Ｑは５ｉ−ＡＩ鉄である。
明鋼、Ｈ〜Ｉは第３発明鋼、Ｊ−には第４発明鋼である
。また、Ｌ〜Ｎは比較鋼で、Ｌは本発明の組成範囲より
低いＣｒを含有する鋼、Ｍ”は本発明の組成範囲より高
いＣｒを含有する鋼、ＮはＳｉ＋ＡＩ含有量が本発明の
組成範囲より高い鋼である。０〜Ｑは従来鋼であって０
は３Ｓｉ鉄、Ｐは純鉄、Ｑは５ｉ−ＡＩ鉄である。
第１表の供試鋼について、９００℃×２Ｈ「保持し、つ
いで冷却速度１００℃／Ｈｒという熱処理を施した後、
電気抵抗、保持力、磁束密度および切削性について測定
し、その結果を第１表に併せて示した。
いで冷却速度１００℃／Ｈｒという熱処理を施した後、
電気抵抗、保持力、磁束密度および切削性について測定
し、その結果を第１表に併せて示した。
電気抵抗については、ホイーストンブリッジ法により試
験片として１．２φＸ５００ｍｍ線を用いて測定した。
験片として１．２φＸ５００ｍｍ線を用いて測定した。
磁気特性については、直流型ＢＨトレーサを用いて、試
験片として外径２４φ、内径１６φ、厚さ１６論論のリ
ングを作製し、磁束密度、保磁力を測定した。
験片として外径２４φ、内径１６φ、厚さ１６論論のリ
ングを作製し、磁束密度、保磁力を測定した。
被剛性については、１０＋ｓ−厚の試験片を用いて回転
数７２５ ｒｐｍ、ドリル５ＫＨ５φ、荷重４ｋｇで穿
孔試験を行い、穴明けに要する時間を測定し、従来の５
ｉ−ＡＩ鉄であるＱ鋼を１００とした指数で示した。
数７２５ ｒｐｍ、ドリル５ＫＨ５φ、荷重４ｋｇで穿
孔試験を行い、穴明けに要する時間を測定し、従来の５
ｉ−ＡＩ鉄であるＱ鋼を１００とした指数で示した。
第１表より知られるように、比較鋼についてはＬ鋼はＣ
ｒ含有量が低いので、磁束密度の点では優れているが電
気抵抗が低く、Ｍ鋼はＣｒ含有量が高いので電気抵抗は
高いものの磁束密度が劣っており、Ｎ鋼はＳｉ＋Ａ１％
が高いため、電気抵抗の点では優れているが磁束密度が
低い、また、従来鋼については０鋼は３Ｓｉａであって
電気抵抗および磁束密度が劣っており、Ｐ鋼は純鉄であ
って磁束密度は優れているが電気抵抗が極端に低く＜、
Ｑ鋼は５ｉ−ＡＩ鉄であって磁束密度はまずまずの値で
あるが電気抵抗が低い。
ｒ含有量が低いので、磁束密度の点では優れているが電
気抵抗が低く、Ｍ鋼はＣｒ含有量が高いので電気抵抗は
高いものの磁束密度が劣っており、Ｎ鋼はＳｉ＋Ａ１％
が高いため、電気抵抗の点では優れているが磁束密度が
低い、また、従来鋼については０鋼は３Ｓｉａであって
電気抵抗および磁束密度が劣っており、Ｐ鋼は純鉄であ
って磁束密度は優れているが電気抵抗が極端に低く＜、
Ｑ鋼は５ｉ−ＡＩ鉄であって磁束密度はまずまずの値で
あるが電気抵抗が低い。
これに対して本発明鋼であるＡ〜に鋼はＣｒを２〜６％
、ＡＩを０．１〜５％、Ｓｉを０．１〜５％を含有し、
かつＡＩ＋Ｓｉを２〜５％に規制することによって、電
気抵抗が６２〜８３μΩＣＩＩと高い値を示し、かつ磁
気特性についても磁束密度が１４２００以上、かつ保磁
力が１．３０ｅ以下と浸れており、さらに被剛性につい
ても優れているものである。
、ＡＩを０．１〜５％、Ｓｉを０．１〜５％を含有し、
かつＡＩ＋Ｓｉを２〜５％に規制することによって、電
気抵抗が６２〜８３μΩＣＩＩと高い値を示し、かつ磁
気特性についても磁束密度が１４２００以上、かつ保磁
力が１．３０ｅ以下と浸れており、さらに被剛性につい
ても優れているものである。
［発明の効果］
本発明の高電気抵抗軟磁性鋼は、高い磁束密度と高い電
気抵抗を有する軟磁性材料を開発すべくなされたもので
あって、ＳｉおよびＡ１を添加すると電気抵抗は増加す
るが磁束密度が劣化するという欠点を克服すべく、適量
のＣｒを添加することにより電気抵抗と磁束密度を同時
に満足する組成範囲を見出だしたものであって、Ｃｒを
２〜６％、Ａ１を０．１〜５％、Ｓｉを０．１〜５％を
含有し、かつＡＩ＋Ｓｉを２〜５％に規制することによ
って、高い電気抵抗と優れた磁気特性を示すものである
。
気抵抗を有する軟磁性材料を開発すべくなされたもので
あって、ＳｉおよびＡ１を添加すると電気抵抗は増加す
るが磁束密度が劣化するという欠点を克服すべく、適量
のＣｒを添加することにより電気抵抗と磁束密度を同時
に満足する組成範囲を見出だしたものであって、Ｃｒを
２〜６％、Ａ１を０．１〜５％、Ｓｉを０．１〜５％を
含有し、かつＡＩ＋Ｓｉを２〜５％に規制することによ
って、高い電気抵抗と優れた磁気特性を示すものである
。
さらに必要に応じてｓ、ｐｂまたはＴｉを複合添加する
ことにより、被剛性および磁気特性をさらに改善するも
のである０本発明は保持電力を下げ小型化した電磁弁の
可動鉄芯に適した軟磁性材料であり高い実用性を有する
ものである。
ことにより、被剛性および磁気特性をさらに改善するも
のである０本発明は保持電力を下げ小型化した電磁弁の
可動鉄芯に適した軟磁性材料であり高い実用性を有する
ものである。
第１図はＳ ｉ −Ａ Ｉ系および５ｉ−Ｃｒ−ＡＩ系
について磁束密度と電気抵抗の関係について示した図、
第２図は電気抵抗と磁束密度についてＳｉ＋Ａ１の添加
量とＣｒの添加量との関係を示した図である。
について磁束密度と電気抵抗の関係について示した図、
第２図は電気抵抗と磁束密度についてＳｉ＋Ａ１の添加
量とＣｒの添加量との関係を示した図である。
Claims (4)
- （１）重量比にしてＳｉ；０．１〜５．０％、Ｃｒ；２
〜６％、Ａｌ；０．１〜５．０％を含有し、かつ、２≦
Ａｌ＋Ｓｉ≦５％であり、残部Ｆｅならびに不純物元素
からなることを特徴とする高電気抵抗軟磁性鋼。 - （２）重量比にしてＳｉ；０．１〜５．０％、Ｃｒ；２
〜６％、Ａｌ；０．１〜５．０％を含有し、さらにＳ；
０．０５０％以下、Ｐｂ；０．３０％以下のうち１種な
いし２種を含有し、かつ、２≦Ａｌ＋Ｓｉ≦５％であり
、残部Ｆｅならびに不純物元素からなることを特徴とす
る高電気抵抗軟磁性鋼。 - （３）重量比にしてＳｉ；０．１〜５．０％、Ｃｒ；２
〜６％、Ａｌ；０．１〜５．０％、Ｔｉ；０．０８％以
下を含有し、かつ、２≦Ａｌ＋Ｓｉ≦５％であり残部Ｆ
ｅならびに不純物元素からなることを特徴とする高電気
抵抗軟磁性鋼。 - （４）重量比にしてＳｉ；０．１〜５．０％、Ｃｒ；２
〜６％、Ａｌ；０．１〜５．０％、Ｔｉ；０．０８％以
下を含有し、さらにＳ；０．０５０％以下、Ｐｂ；０．
３０％以下のうち１種ないし２種を含有し、かつ、２≦
Ａ１＋Ｓｉ≦５％であり、残部Ｆｅならびに不純物元素
からなることを特徴とする高電気抵抗軟磁性鋼。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27597887A JPH01119643A (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | 高電気抵抗軟磁性鋼 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP27597887A JPH01119643A (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | 高電気抵抗軟磁性鋼 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01119643A true JPH01119643A (ja) | 1989-05-11 |
Family
ID=17563070
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP27597887A Pending JPH01119643A (ja) | 1987-10-31 | 1987-10-31 | 高電気抵抗軟磁性鋼 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01119643A (ja) |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5976862A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-02 | Hitachi Ltd | 自動車の燃料噴射用電磁弁 |
| JPS59185762A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-22 | Sanyo Tokushu Seikou Kk | 耐食快削性軟磁性棒管用鋼 |
| JPS59190349A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-29 | Hitachi Ltd | 高電気抵抗・高磁束密度及び高切削性磁性合金 |
-
1987
- 1987-10-31 JP JP27597887A patent/JPH01119643A/ja active Pending
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5976862A (ja) * | 1982-10-25 | 1984-05-02 | Hitachi Ltd | 自動車の燃料噴射用電磁弁 |
| JPS59185762A (ja) * | 1983-04-07 | 1984-10-22 | Sanyo Tokushu Seikou Kk | 耐食快削性軟磁性棒管用鋼 |
| JPS59190349A (ja) * | 1983-04-08 | 1984-10-29 | Hitachi Ltd | 高電気抵抗・高磁束密度及び高切削性磁性合金 |
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