JPH01301833A - 六方格子型反強磁性インバー型合金およびその製造方法 - Google Patents
六方格子型反強磁性インバー型合金およびその製造方法Info
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- JPH01301833A JPH01301833A JP9543089A JP9543089A JPH01301833A JP H01301833 A JPH01301833 A JP H01301833A JP 9543089 A JP9543089 A JP 9543089A JP 9543089 A JP9543089 A JP 9543089A JP H01301833 A JPH01301833 A JP H01301833A
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- Soft Magnetic Materials (AREA)
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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】
本発明は一５０℃〜＋１００℃における線熱膨脹係数が
−８Ｘｌ０−”＞＋ ３ ＸＩＱ−”と小さいＭｎ−Ｇ
ｅ基多元系六方格子型反強磁性インバー型合金に関する
ものである。
−８Ｘｌ０−”＞＋ ３ ＸＩＱ−”と小さいＭｎ−Ｇ
ｅ基多元系六方格子型反強磁性インバー型合金に関する
ものである。
従来、インバー型合金としては、鉄を基とする多数の強
磁性面心立方格子合金が見出されている。
磁性面心立方格子合金が見出されている。
しかし、これら合金は磁気変態点以下で正の大きな自発
体積磁歪をもつため、その熱膨脹係数が一般の合金に比
し数分の１以下であり、また強磁性であるため、その用
途には制限がある。特に、これらインバー型合金を例え
ばビデオテープレコーダのヘッド支持部、テレビ受像器
のシャドウマスク、電子顕微鏡の試料支持台、電動化の
ため発生する不均一磁界中での振動を要求される時計の
天府輪、ガンギ、アンクル等あるいは重力振子枠、原子
炉、各種の制御機器などへ適用することは困難で、これ
ら用途には非強磁性インバー型合金が要求される。
体積磁歪をもつため、その熱膨脹係数が一般の合金に比
し数分の１以下であり、また強磁性であるため、その用
途には制限がある。特に、これらインバー型合金を例え
ばビデオテープレコーダのヘッド支持部、テレビ受像器
のシャドウマスク、電子顕微鏡の試料支持台、電動化の
ため発生する不均一磁界中での振動を要求される時計の
天府輪、ガンギ、アンクル等あるいは重力振子枠、原子
炉、各種の制御機器などへ適用することは困難で、これ
ら用途には非強磁性インバー型合金が要求される。
非強磁性インバー型合金としては、すでに本発明者等の
発明になる六方格子型のＭｒ＋−Ｇｅ系合金があるが、
この合金は優秀なインバー型特性を示すにも拘わらず、
硬くかつ脆いため、成形するには一般には砥石による研
削加工を採用している。
発明になる六方格子型のＭｒ＋−Ｇｅ系合金があるが、
この合金は優秀なインバー型特性を示すにも拘わらず、
硬くかつ脆いため、成形するには一般には砥石による研
削加工を採用している。
従ってその加工性の改善が要求されていた。
本発明者等はインバー型特性を損うことなく上記Ｍｎ−
Ｇｅ系合金の加工性を改善するため幾多の実験、研究を
行った結果、重量比にて主成分としてＧｅ２０〜３３％
、好ましくは２３〜３２％、副成分としてＧｏ、Ｎｉの
何れがｏ、 ｏｉ〜８％と不可避の不純物１％以下と残
部Ｍｎとからなる合金に特定の熱処理を施すことにより
、−５０″Ｃ〜＋１００’Ｃニおける線熱膨脹係数が一
８Ｘ１０−６〜＋８Ｘ１０−６以内で、切削加工が容易
な六方格子型の反強磁性インバー型合金が得られること
を見出したものである。
Ｇｅ系合金の加工性を改善するため幾多の実験、研究を
行った結果、重量比にて主成分としてＧｅ２０〜３３％
、好ましくは２３〜３２％、副成分としてＧｏ、Ｎｉの
何れがｏ、 ｏｉ〜８％と不可避の不純物１％以下と残
部Ｍｎとからなる合金に特定の熱処理を施すことにより
、−５０″Ｃ〜＋１００’Ｃニおける線熱膨脹係数が一
８Ｘ１０−６〜＋８Ｘ１０−６以内で、切削加工が容易
な六方格子型の反強磁性インバー型合金が得られること
を見出したものである。
本発明に係わるＭｎ−Ｇａ４多元系合金は約５００℃を
境界として高温相が六方構造のε相、低温相が面心正方
構造のε、相であり、インバー特性はε相の構造をもつ
合金において発揮される。そしてε相よりε１相への変
態の速度が非常に遅いことが一つの特長である。
境界として高温相が六方構造のε相、低温相が面心正方
構造のε、相であり、インバー特性はε相の構造をもつ
合金において発揮される。そしてε相よりε１相への変
態の速度が非常に遅いことが一つの特長である。
本発明者等は上述のような反強磁性（非強磁性）インバ
ー型合金の特殊性を確認し、これを製造する方法を幾多
研究の結果、通常の電解で得られた純度のＭｎと９９〜
９９．９％程度の純度を有するＧｅとからなる合金に上
述した副成分から選択した第３ないし第４の元素を加え
ることによって反強磁性のインバー型合金の製造に成功
したもので、本発明は重量比にて主成分としてＧｅ２０
〜３３％、副成分としてＣｏ、Ｎｉの何れか０．０１〜
８％と不可避の不純物（１％以下）と残りＭｎとからな
る組成物を８７０ ’Ｃ（液相線）以上の高温で溶解し
た後、鋳造して所定形状の成品となし、少くとも５００
℃以上融点未満の温度で適当時間（例えば１分ないし５
００時間）加熱して均質化処理し、ついで（Ａ）の温度
より０．７℃／時間以上の速度で冷却するかあるいは、
（Ｂ）その温度より０．７℃／時間以上の冷却速度で急
冷した後、さらに５００℃以下３００℃以上の適当温度
に適当時間（例えば１分ないし５００時間）再加熱し、
０．７’Ｃ／時間より速い速度で冷却するか、いずれか
の熱処理方法により、これに六方格子型結晶構造をもた
せ一５０″Ｃ〜＋１００”ｃ ニおける線熱膨脹係数が
−８Ｘｌ０−’ 〜＋ ８ Ｘｌ０−’の範囲内にある
高性能のインバー型合金を製造するものである。
ー型合金の特殊性を確認し、これを製造する方法を幾多
研究の結果、通常の電解で得られた純度のＭｎと９９〜
９９．９％程度の純度を有するＧｅとからなる合金に上
述した副成分から選択した第３ないし第４の元素を加え
ることによって反強磁性のインバー型合金の製造に成功
したもので、本発明は重量比にて主成分としてＧｅ２０
〜３３％、副成分としてＣｏ、Ｎｉの何れか０．０１〜
８％と不可避の不純物（１％以下）と残りＭｎとからな
る組成物を８７０ ’Ｃ（液相線）以上の高温で溶解し
た後、鋳造して所定形状の成品となし、少くとも５００
℃以上融点未満の温度で適当時間（例えば１分ないし５
００時間）加熱して均質化処理し、ついで（Ａ）の温度
より０．７℃／時間以上の速度で冷却するかあるいは、
（Ｂ）その温度より０．７℃／時間以上の冷却速度で急
冷した後、さらに５００℃以下３００℃以上の適当温度
に適当時間（例えば１分ないし５００時間）再加熱し、
０．７’Ｃ／時間より速い速度で冷却するか、いずれか
の熱処理方法により、これに六方格子型結晶構造をもた
せ一５０″Ｃ〜＋１００”ｃ ニおける線熱膨脹係数が
−８Ｘｌ０−’ 〜＋ ８ Ｘｌ０−’の範囲内にある
高性能のインバー型合金を製造するものである。
次に本発明合金の製造方法について詳細に説明する。
本発明の合金を造るには、まず主成分としてＧｅ２０〜
３３％、副成分としてＣｏ、Ｎｉの何れが０．０１〜８
％と残部Ｍｎとの適当量を空気中もしくは非酸化性雰囲
気（例えば水素、窒素、アルゴンなど）中または真空中
において、適当な溶解炉中て少くとも８７０ ’Ｃ（液
相線）以上の温度に加熱し、充分撹拌しながら溶解して
、組成的に均一な溶融合金を造る。
３３％、副成分としてＣｏ、Ｎｉの何れが０．０１〜８
％と残部Ｍｎとの適当量を空気中もしくは非酸化性雰囲
気（例えば水素、窒素、アルゴンなど）中または真空中
において、適当な溶解炉中て少くとも８７０ ’Ｃ（液
相線）以上の温度に加熱し、充分撹拌しながら溶解して
、組成的に均一な溶融合金を造る。
次にこれを砂型や金型などの適当な鋳型に注入して、所
要の用途に適合する形状の鋳塊を得るが、あるいはこの
鋳塊より切断、研削、切削等の適当な加工法によって所
要の形状の物品を切り出す。
要の用途に適合する形状の鋳塊を得るが、あるいはこの
鋳塊より切断、研削、切削等の適当な加工法によって所
要の形状の物品を切り出す。
このようにして得た成形体を六方構造の反強磁性体とす
るために、該成形体に通常のアルゴン中、その他の非酸
化性雰囲気中あるいは真空中で少くとも５００″Ｃ以上
融点未満の適当な温度に適当時間（例えば１分以上５０
０時間以下）加熱することよりなる均質化処理を施す。
るために、該成形体に通常のアルゴン中、その他の非酸
化性雰囲気中あるいは真空中で少くとも５００″Ｃ以上
融点未満の適当な温度に適当時間（例えば１分以上５０
０時間以下）加熱することよりなる均質化処理を施す。
このようにして均質化処理された合金を組成の如何に拘
わらず５００″Ｃ以上融点未満の温度より０．７℃／時
間以上の速い速度で冷却すれば、ε相よりε１相への変
態速度が極めて遅いため、常温においてε相の反強磁性
のインバー型合金が得られる。
わらず５００″Ｃ以上融点未満の温度より０．７℃／時
間以上の速い速度で冷却すれば、ε相よりε１相への変
態速度が極めて遅いため、常温においてε相の反強磁性
のインバー型合金が得られる。
また、鋳造した成形体を５００″Ｃ以上融点未満の温度
で均質化処理した後急冷した場合、急冷歪が残る可能性
があり、この場合５００℃未満の温度で再加熱する必要
がある。この際、再加熱の保持時間は、再加熱温度が４
５０℃では５０時間以下、４００℃では５０時間以上１
２０時間以下にする必要があり、この時間は再加熱温度
の降下とともに急に長くなる。従って調質処理の再加熱
温度は５００“Ｃ未満３００℃以上とした方がよい。以
上の調質処理を施して所望の製品が得られる。
で均質化処理した後急冷した場合、急冷歪が残る可能性
があり、この場合５００℃未満の温度で再加熱する必要
がある。この際、再加熱の保持時間は、再加熱温度が４
５０℃では５０時間以下、４００℃では５０時間以上１
２０時間以下にする必要があり、この時間は再加熱温度
の降下とともに急に長くなる。従って調質処理の再加熱
温度は５００“Ｃ未満３００℃以上とした方がよい。以
上の調質処理を施して所望の製品が得られる。
次に本発明を実施例について説明する。
実去１３ＬＬ
Ｇｅを２７％と一定にしたＭｎ−２７％Ｇｅ二元合金に
種々の副成分を加えた場合の線熱膨張の測定結果を第１
図に示す。この場合、原料は９９．９％純度のＧｅ 、
Ｍｎ 、 ９９．８％純度のＣｏ、Ｎｉを用いた。試
料を造るには、まず全型ｉ３０ ｇの原料をアルミナル
ツボ中で、表面にアルゴンガスを吹きつけながらタンマ
ン炉により溶解した後、溶湯をよく撹拌し３００″Ｃに
加熱した砂型に鋳込んで直径３ａｍの丸棒を得た。この
とき、鋳造物の冷却速度を０．７℃／時間以上に制御し
た。次にこれから長さ１０ ｃｍの合金棒と５００１１
１ｇの合金塊を切りとり、それぞれ熱膨張および帯磁率
の測定用試料とした。
種々の副成分を加えた場合の線熱膨張の測定結果を第１
図に示す。この場合、原料は９９．９％純度のＧｅ 、
Ｍｎ 、 ９９．８％純度のＣｏ、Ｎｉを用いた。試
料を造るには、まず全型ｉ３０ ｇの原料をアルミナル
ツボ中で、表面にアルゴンガスを吹きつけながらタンマ
ン炉により溶解した後、溶湯をよく撹拌し３００″Ｃに
加熱した砂型に鋳込んで直径３ａｍの丸棒を得た。この
とき、鋳造物の冷却速度を０．７℃／時間以上に制御し
た。次にこれから長さ１０ ｃｍの合金棒と５００１１
１ｇの合金塊を切りとり、それぞれ熱膨張および帯磁率
の測定用試料とした。
次ニコれらを８５０℃に１０時間加熱後、１００℃／時
間および０．３℃／時間の速度で冷却した焼鈍状態と８
５０℃から水中冷却した状態とについて試験を行った。
間および０．３℃／時間の速度で冷却した焼鈍状態と８
５０℃から水中冷却した状態とについて試験を行った。
熱膨張係数は精密縦型膨脹計および横型全膨脹計により
、帯磁率は磁気天秤により１０ＫＯｅの磁場中でアルゴ
ン雰囲気中で求めた。なお、硬度はビッカース硬度計に
より、切削性は通常の旋盤により調べた。測定結果は第
１表に示すとおりである。
、帯磁率は磁気天秤により１０ＫＯｅの磁場中でアルゴ
ン雰囲気中で求めた。なお、硬度はビッカース硬度計に
より、切削性は通常の旋盤により調べた。測定結果は第
１表に示すとおりである。
第３図には、−５０℃〜＋１００ ’Ｃにおける線熱膨
脹係数α（１０−ｂ）を添加元素濃度（％）に対して描
いである。第３図に示すように線熱膨脹係数αは広い組
成範囲において一８Ｘ１０−６〜＋８Ｘ１０−’の値を
とることがわかった。しかしながら、その上限値８％を
越えると線熱膨脹係数は急激に大きくなり好ましくない
ことが確かめられた。
脹係数α（１０−ｂ）を添加元素濃度（％）に対して描
いである。第３図に示すように線熱膨脹係数αは広い組
成範囲において一８Ｘ１０−６〜＋８Ｘ１０−’の値を
とることがわかった。しかしながら、その上限値８％を
越えると線熱膨脹係数は急激に大きくなり好ましくない
ことが確かめられた。
第１表から明らかなように本発明合金は広い組成範囲お
よび温度範囲で線熱膨脹係数が小さく、従来の非強磁性
インバーに比較して、はるかに優っていることがわかる
。帯磁率は高磁場中においても２．５〜２．９ ＸＩＸ
ｌｏ−５ｅ／ ｇ程度の値であり、磁性は無視し得る程
小さい。さらに三元ないし四元合金としたことにより硬
度が減少し、これに伴ない切削性が良好になっているこ
とがわかる。
よび温度範囲で線熱膨脹係数が小さく、従来の非強磁性
インバーに比較して、はるかに優っていることがわかる
。帯磁率は高磁場中においても２．５〜２．９ ＸＩＸ
ｌｏ−５ｅ／ ｇ程度の値であり、磁性は無視し得る程
小さい。さらに三元ないし四元合金としたことにより硬
度が減少し、これに伴ない切削性が良好になっているこ
とがわかる。
要するに本発明合金は、主成分としてＧｅ２０〜３３％
、副成分としてＣｏ、Ｎｉ の何れか０．０１〜８％と
不可避の不純物１％以下と残部・Ｍｎとからなる多元合
金で、簡易な熱処理を施すことによって六方格子型の反
（非）強磁性となり、−８Ｘｌ０−６〜＋８×１０−”
の範囲の任意の線熱膨脹係数を有する優れた非強磁性イ
ンバー型合金である。従って本発明合金は精密機器或は
制御機器の部材として非常に好適である。
、副成分としてＣｏ、Ｎｉ の何れか０．０１〜８％と
不可避の不純物１％以下と残部・Ｍｎとからなる多元合
金で、簡易な熱処理を施すことによって六方格子型の反
（非）強磁性となり、−８Ｘｌ０−６〜＋８×１０−”
の範囲の任意の線熱膨脹係数を有する優れた非強磁性イ
ンバー型合金である。従って本発明合金は精密機器或は
制御機器の部材として非常に好適である。
最後に本発明合金において、Ｇｅ ｉｌを２０〜３３％
、Ｃｏ、Ｎｉの何れか０．０３〜８％と限定した理由は
、Ｇｅ量が３３％を越えるか２０％未満および副成分の
Ｃｏ、Ｎｉが８％を越えると如何なる処理によっても本
発明合金が必要とする反強磁性の六方構造が得られなく
なり、また線熱膨脹係数が±８Ｘ１０−’を越えるから
である。また、副成分として添加元素が０．０１％以上
含まれると、切削性が著しく改善されるが、０．０１％
未満では切削性が同等改善されていないので、その下限
を０．０１％以上と限定した。
、Ｃｏ、Ｎｉの何れか０．０３〜８％と限定した理由は
、Ｇｅ量が３３％を越えるか２０％未満および副成分の
Ｃｏ、Ｎｉが８％を越えると如何なる処理によっても本
発明合金が必要とする反強磁性の六方構造が得られなく
なり、また線熱膨脹係数が±８Ｘ１０−’を越えるから
である。また、副成分として添加元素が０．０１％以上
含まれると、切削性が著しく改善されるが、０．０１％
未満では切削性が同等改善されていないので、その下限
を０．０１％以上と限定した。
第１図は２７％Ｃｅ−１％Ｃｏ−Ｍｎ合金に種々の熱処
理を施した状態における線熱膨脹係数の温度変化を示す
特性曲線図、 第２図は２７％Ｇｅ−１％Ｎ ｉ −Ｍ ｎ合金のチル
鋳造状態とこれを４００℃で１１０および１３０時間加
熱したときの線熱膨脹係数の温度変化を示す特性曲線図
、 第３図はＭｎ−２７％Ｇｅ合金にＣｏ又はＮｉの副成分
を添加した場合の一５０℃〜＋１００℃における線熱膨
脹係数αの温度変化を示す特性曲線図である。 特許出願人 財団法人電気磁気材料研究所つ 第３図 （ａ） 蒲３元ｇ濃度（％） ｊ東ｆｆｉ ｆｉｇ ダ＆ｉｉ？！１．ｄ（ｘｒｏ−４
）轢ヂさ膨ｇｌ孫鞘ズ（ｘｔθ−４）
理を施した状態における線熱膨脹係数の温度変化を示す
特性曲線図、 第２図は２７％Ｇｅ−１％Ｎ ｉ −Ｍ ｎ合金のチル
鋳造状態とこれを４００℃で１１０および１３０時間加
熱したときの線熱膨脹係数の温度変化を示す特性曲線図
、 第３図はＭｎ−２７％Ｇｅ合金にＣｏ又はＮｉの副成分
を添加した場合の一５０℃〜＋１００℃における線熱膨
脹係数αの温度変化を示す特性曲線図である。 特許出願人 財団法人電気磁気材料研究所つ 第３図 （ａ） 蒲３元ｇ濃度（％） ｊ東ｆｆｉ ｆｉｇ ダ＆ｉｉ？！１．ｄ（ｘｒｏ−４
）轢ヂさ膨ｇｌ孫鞘ズ（ｘｔθ−４）
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １、重量比にて主成分としてＧｅ２０〜３３％、副成分
としてＣｏ、Ｎｉの何れか０．０１〜８％と不可避の不
純物１％以下と残部Ｍｎとからなり、−５０℃〜＋１０
０℃における線熱膨脹係数が−８×１０＾−＾６〜＋８
×１０＾−＾６の範囲であることを特徴とする六方格子
型反強磁性インバー型合金。 ２、重量比にて主成分としてＧｅ２０〜３３％、副成分
としてＣｏ、Ｎｉの何れか０．０１〜８と不可避の不純
物１％以下と残部Ｍｎとからなる組成物を８７０℃以上
の高温で溶解し、鋳造し、所定形状の成形品とし、５０
０℃以上融点未満の温度で１分ないし５００時間の範囲
の適当時間加熱して均質化処理を施した後、５００℃以
上融点未満の温度より０．７℃／時間以上の速度で冷却
して六方格子型結晶相となし、−８×１０＾−＾６〜＋
８×１０＾−＾６の範囲の線熱膨脹係数を具備せしめる
ことを特徴とする六方格子型反強磁性インバー型合金の
製造方法。 ３、重量比にて主成分としてＧｅ２０〜３３％、副成分
としてＣｏ、Ｎｉの何れか０．０１〜８％と不可避の不
純物１％以下と残部Ｍｎとからなる組成物を８７０℃以
上の高温で溶解し、鋳造し、所定形状の成形品とし、５
００℃以上融点未満の温度で１分ないし５００時間の範
囲で適当時間加熱して均質化処理を施した後、５００℃
以上融点未満の温度より０．７℃／時間以上の速度で冷
却する工程と、得られた成形物を更に３００℃以上５０
０℃未満の温度で１分ないし５００時間再加熱し、０．
７゜Ｃ／時間以上の速度で冷却して六方格子型結晶相と
なし、−８×１０＾−＾６〜＋８×１０＾−＾６の範囲
の線熱膨脹係数を具備せしめることを特徴とする六方格
子型反強磁性インバー型合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9543089A JPH01301833A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 六方格子型反強磁性インバー型合金およびその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP9543089A JPH01301833A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 六方格子型反強磁性インバー型合金およびその製造方法 |
Related Parent Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3787681A Division JPS57155341A (en) | 1981-03-18 | 1981-03-18 | Antiferromagnetic invar type alloy having hexagonal lattice and method for producing the same |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH01301833A true JPH01301833A (ja) | 1989-12-06 |
| JPH0349974B2 JPH0349974B2 (ja) | 1991-07-31 |
Family
ID=14137479
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9543089A Granted JPH01301833A (ja) | 1989-04-17 | 1989-04-17 | 六方格子型反強磁性インバー型合金およびその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH01301833A (ja) |
-
1989
- 1989-04-17 JP JP9543089A patent/JPH01301833A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0349974B2 (ja) | 1991-07-31 |
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