JPH02138443A - Ｆｅ―Ｃｏ系焼結磁性材料の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 く産業上の利用分野〉 本発明は、射出成形法を用いた直流または交流磁気特性
に優れたＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料の製造方法および得
られる軟磁性材料に関する。

〈従来技術とその問題点〉 Ｆ　ｅ　−Ｃｏ系合金は、あらゆる磁性材料の中で最高
の飽和磁束密度を有する軟質磁性材料として知られてお
り、小型でも高い６ｎ気エネルギーの伝達が要求される
モーターや磁気ヨークなどへの応用が期待されている。

　　しかし溶製材としてのＦｅ−Ｃｏ系合金は、脆いた
め、冷間加工が不可能に近いという欠点を持っている。

このためバナジウムを添加することにより冷間加工性を
改善する試みがなされているが、ある程度改善がみられ
るものの加工性はやはり不十分である。

粉末冶金法は、このような難加工性を克服する有力な手
段と考えられているが、焼結体の高密度化が困難で、実
用性のある磁気的特性を有する材料が得られない。　こ
のため種々の方法が提案されている。

例えば特開昭６１−２９１９３４号では、規則格子を形
成していないＦｅ−Ｃｏ合金ノ利用により、圧縮性の改
善と焼結性の改善をはかっている。　また特開昭６２−
５４０４１号ては、熱間静水圧プレス（ＨＩＰ）処理に
よる焼結密度向上がなされ、特開昭６２−１４２７５０
号ではＦｅ−Ｃｏ合金粗粉とＣＯ徹粉の組合せによる圧
粉密度の改善と焼結密度の向上がなされている。

しかしながらこれらの提案はいずれも、圧縮成形による
ため、圧縮性を阻害しない程度で、金型クリアランスに
かみ込まれない程度の焼結性に乏しい粗粉末しか使用で
きないので、焼結材の磁気特性は低く、さらに高い磁気
特性を有する焼結材料が要望されていた。

また、特開昭５５−８５６５０号公報には、Ｆｅ−Ｃｏ
系合金に０．１〜０．４％のホウ素を添加して高密度焼
結材を得る試みが開示されている。

また、特公昭５７−３８６６３　（特開昭５５−８５６
４９）号公報には、Ｆｅ−Ｃｏ系合金に０．０５〜０．
７％のリンを添加して高密度焼結材を得る試みが開示さ
れている。

しかし、いずれの場合も、第三元素による焼結中の遷移
的な液相生成を利用して高密度化を促進するもので、焼
結温度を狭い範囲に厳密に管理することが必要であるた
め、量産時においては、高い製品歩留りを得ることが困
藩である。　また、いずれの添加元素も、Ｆｅ−Ｃ。

合金の脆性を助長するものであるため、最終的に精密部
品に仕上げる加エエ稈で、割ねや欠け（チッピング）が
生じる問題があった。

また、特開昭６１−２９１９３４号、特開昭６２−１４
２７５０号では１３００〜１４００℃での高温焼結処理
が必要であり、また特開昭６２−５４０４１号では１３
００℃程度の高温での焼結に加えて８００気圧以上とい
う高圧をも必要とし、大量生産が困難であるばかりでな
く特別な装置を必要とするため経済的でない。

一方、実質的にＦｅ、Ｃｏのみを含有する詞料は電気抵
抗率が低く、交流使用時に鉄損値が増大する。　このた
めＦｅ、Ｃｏ系材料に第３成分を入れることが考えられ
る。　例えばＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系材料では、交流特性が改
善されるが、このような第３成分は焼結時に酸化されや
すい等の問題があり、酸化を抑制する製造方法が開発さ
れないと直流特性が劣るという問題点がある。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、複雑な形状に加工することができ、優
れた直流磁気特性を有し、さらに低鉄損の高飽和磁束密
度を有するＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料および経済性にも
優れたその製造方法を提供することにある。

本発明の他の目的は、交流使用時に鉄損値が少なく、交
流磁気特性に優れたＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料および成
形加工が容易で、成分の極端な酸化を伴わずに有機バイ
ンダに起因するＣを除去することのできるその製造方法
を提供しようとする。

〈課題を解決するための手段〉 以上の目的を達成するために、本発明の第１の態様は、
少なくともＦｅおよびＣＯ金金属合金粉末および／また
は混合粉末を調整し、次にこれを少なくとも有機バイン
ダと混練し、ＱＪ出成形処理、脱脂処理を行った後、低
温焼結と高温焼結との２段焼結処理を行うことを特徴と
するＦｅ−Ｇｏ系焼結磁性月料の製造方法を提供する。

本発明の第２の態様は、ＦｅおよびＣＯ金金属合金粉末
および／または混合粉末が、最終組成でＣｏ：１５〜６
０ｗｔ％、残部が実質的にＦｅとなるように調整される
、平均粒径が２〜１５μｍのＦｅ粉と平均粒径が１〜１
０μｍのＣｏ粉との混合粉、平均粒径が３〜１０７ｚ　
ｒｎのＦｅ−Ｃｏ合金粉、または、そわぞれの平均粒径
が３〜１０μｍであるＦｅ粉およびＣｏ粉の１種以上と
平均粒径が３〜１０μｍのＦｅ−Ｃｃ合金粉との混合粉
、であり、前記２段焼結処理が、８００〜９５０℃のα
相域の温度て行った後１０００℃以上のγ相域の温度で
行う焼結処理であるＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料の製造方
法を提供する。

ここで８００〜９５０℃のα相域の焼結が、還元ガス雰
囲気中で行われるのが良い。

本発明の第３の態様は、ＦｅおよびＣＯ金金属合金粉末
および／または混合粉末が、最終組成でＣｏ　：　１５
〜６０ｗｔ％；Ｖ：０．５〜３．５ｗｔ％、残部が実質
的にＦｅとなるように調整される、平均粒径が３〜２５
μｍの合金粉および／または混合粉末であり、前記２段
焼結処理が、還元性７囲気または３０Ｔｏｒｒ以下の減
圧雰囲気中１０００〜１３００℃で行った後、不活性ガ
ス雰囲気中でさらにこれより５０℃以上昇温して行う焼
結処理であるＦｅ−Ｃ０系焼結磁性材料の製造方法を提
供する。

本発明の第４の態様は、ＦｅおよびＣＯ金金属合金粉末
および／または混合粉末が、最終組成でＣＯ：２０〜５
０ｗｔ％、Ｃｒ：０．５〜３．５ｗｔ％、残部が実質的
にＦｅとなるように調整される、平均粒径が２〜１５μ
ｍのＦｅ粉を含有し、かつ、平均粒径が１〜１０μｍの
ＣＯ粉および平均粒径が３〜１０μｍのＦｅ−Ｃｏ合金
粉から運ばれる少なくとも１つを含有し、かつ、平均粒
径が１〜３０μｍのＣｒおよび／またはＣｒ酸化物粉お
よび平均粒径が２〜３０μｍのＦｅ−Ｃｒ合金粉から選
ばれる少なくとも１つを含有し、２段焼結処理が、３０
Ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気中ｉ　ｏｏｏ〜１３５０℃で
行った後、非酸化性雰囲気中でさらにこれより５０℃以
上昇温して行う焼結処理であるＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材
料の製造方法を士是供する。

また、本発明の第５の態様、第６の態様および第７の態
様は、Ｆｅ−Ｃｏ系、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ系、Ｆｅ−Ｃｏ−
Ｃｒ系の特定の組成と物性をもったＦｅ−Ｃｏ系焼結磁
性材料を提供する。

以下に、本発明を詳述する。

はじめに、本発明の第１の態様における製造方法を説明
する。

本発明の製造方法は、金屑粉末を有機バインダと混練し
たのち、射出成形処理、脱脂処理しさらに異った条件に
よる２段の焼結処理を行うものである。　特に本発明に
おいては、従来、一般に採用されている圧縮成形法の代
わりに、複雑な形状にも加工できる射出成形法を採用す
る点に大ぎな特徴がある。　圧縮成形法では、原料粉末
が焼結性の低い粗粉末に限定されるのに対して、射出成
形法では、焼結性の高い微粉末を使用できる利点がある
。　これにより従来の低い磁気特性の改良が可能になっ
た。　さらに適切に選択したそれぞれ異なる条件で２段
焼結処理することにより、密度の高い、磁気特性の優れ
た焼結材料を経済的に製造できる。

本発明の原料粉末を構成する出発原料粉末は、高圧水ア
トマイズ法、還元法、カルボニル法等により製造される
金属または合金粉末であり、鉄源としてカルボニルＦｅ
粉、水アトマイズＦｅ粉還元Ｆｅ粉等が、コバルト源と
してアトマイズＣＯ粉、還元ＣＯ粉、粉砕Ｃｏ粉等が、
鉄およびコバルト源としてアトマイズＦｅ−ＣＯ粉、粉
砕Ｆｅ−ＣＯ粉等が選択でき、分級あるいは粉砕するこ
とによフて所望の粒度に調整して使用する。　本発明の
原料粉末は、上記出発原料単独またはそれらの混合粉末
として使用できる。　原料粉末の純度については、焼結
過程で除去できるＣ、ＯおよびＮを除く他の不純物が実
質的に無視できる程度でよく、通常、Ｆｅ、、ＣＯの合
計量が９７〜９９　ｗ　ｔ％の粉末が使用できる。

本発明に用いるバインダは、熱可塑性樹脂類またはワッ
クス類あるいはその混合物を主体とする公知バインダが
使用でき、必要に応じて可塑剤、潤滑剤および脱脂促進
剤等を添加する。

熱可塑性樹脂としては、アクリル系、ポリエチレン系、
ポリプロピｌノン系、およびボリスヂレン系、塩化ビニ
ル系、塩化ビニリデン系、酢酸ビニル系セルロース系等
の１種あるいは２種以上の混合物または共重合体が選択
できる。

ワックス類としては、密ろ゛う、木ろう、モンタンワッ
クス等に代表されるような天然ろうおよび低分子ポリエ
チレン、ミクロクリスタリンワックス、パラフィンワッ
クス等に代表されるような合成ろうより１　ｆｆｆｌあ
るいは２種以上を選択して使用できる。　可が剤は、主
体となる樹脂類あるいはワックス類との組合せによって
選択しジオクチルフタレート（ＤＯＰ）、ジエチルフタ
レート（ＤＥＰ）、ジエチルフタレート（ＤＨＰ）等を
使用できる。　潤滑剤としては、高級脂肪酸、脂肪酸ア
ミド、脂肪酸エステル等を使用でき、場合によってはワ
ックス類を潤滑剤として兼用する。　また、脱脂を促進
することを目的に、樟脳等のような昇華性物質を添加す
ることもできる。

添加すべきバインダ量は、全体積の４５〜６ｏｖＯλ％
であり（残体積は原料金属粉）、成形すべき形状の成形
容易性と脱脂性を考慮して調整できる。

鉄粉とバインダとの混合・混錬には、バッチ式あるいは
連続式のニーダを使用できる。　混練後、ペレタイザー
あるいは粉砕機等を使用して造粒を行い成形用原料を得
る。

成形用原料は、通常のプラスチック用射出成形機を用い
て、成形をすることができる。

得られた成形体は、大気中あるいは雰囲気ガス中で、脱
脂処理を施こす。

これは、成形後バインダを除去するために行う工程で、
特に限定されるものではないが、例えば、還元性雰囲気
、不活性ガス雰囲気、減圧雰囲気等の非酸化性雰囲気中
で一定速度で昇温し、４００〜７００℃の温度に保持す
る。　この時、昇温速度を速くし過ぎると製品に割れや
腫れを生じるため５〜ｂ のが好ましい。

本発明の特徴である２段焼結処理は、比較的低温での焼
結と、比較的高温での焼結を行う。

ここで言う低温および高温とは、組成として、難還元性
の■およびＣｒを含むかどうかで異なるものである。　
■、Ｃｒを含まない場合は、変態点を経由する際に焼結
材料の結晶粒が著しい成長が起る場合であり（Ｆｅ、Ｃ
ｏの酸化物の還元は変態点未満で完了できる）、α→γ
変態点（後述）未満を低温と言い、変態点以上を高温と
言い、変態点によって絶対的に決るものである。　Ｖ、
Ｃｒを含む場合は、■およびＣｒの酸化物の存在に起因
して変態点を経由する際に焼結材料の結晶粒のいちじる
しい成長が起らない場合であり（■、Ｃｒ酸化物は１０
００℃未満では還元が困難）、最も効果的にＶ、Ｃｒの
酸化物を還元できる温度領域を低温と言い、この温度よ
りも５０℃以上高い温度域を高温と言い、■、Ｃｒの酸
化物を実際に還元した温度（低温）に対して相対的に決
るものである。　低温側での焼結は、材料の結晶粒の過
度の成長を防止しつつ、Ｃ１０その他の不純物を除去し
て材料を高純度化し、一方、材料中の空孔を閉空孔化す
る。　基本的には、Ｆｅ−Ｃ０系材料の焼結速度が加速
しはじめる温度に設定する。　あまり高温にすると粉末
同志の焼結が早く進行し、結晶粒が過度に成長するので
、高純度化、閉空孔化の妨げとなる。　　Ｆ’　ａ−Ｃ
ｏ系に第３成分、例えばＶやＣｒを加える場合は、■は
酸化しやすいのでできるだけ酸化を防止、あるいは還元
できる条件が好ましく、ＣｏやＣｒは材料表面から蒸発
しやすいのでできるだけ蒸発を少なくする条件を選ぶこ
とが必要である。

高温側の焼結条件は、旧料の結晶粒を成長させ高密度化
をはかり、また、各成分の拡散速度の高い温度領域で焼
結して材料の均一化処理を行う。　高温側の焼結によっ
て、ｂｆ１気特性がより向上する。

焼結処理の雰囲気ガスは、特に限定されるものではない
が、低温側焼結では、減圧雰囲気もしくは還元雰囲気が
好ましく、高温側焼結では不活性ガス雰囲気が好ましい
。

また、焼結を終えた材料は、必要に応じ′ｒ、磁気焼鈍
を施す。　磁気焼鈍は、非酸化性雰囲気中、８００〜９
５０℃程度の温度で行うことができる。

次に、本発明の第２の態様における製造方法について説
明する。

焼結体の磁気特性は、原料粉末の粒度と密接な関係があ
ることを本発明者は知見した。　原料粉末の平均粒径は
、焼結密度を左右し、ある上限粒度を超えると本発明の
焼結材料が得られない。　原料粉末として、Ｆｅ粉とＣ
Ｏ粉との混合粉を使用する場合は、Ｆｅ粉の平均粒径が
１５μｍを超えるが、Ｃｏ粉の平均粒径が１０μｍを超
えると、９５％以上の焼結密度比を得ることができず、
本発明の焼結材料が得られない。　また、Ｆｅ−Ｃｏ合
金粉を使用する場合は、平均粒径が１０μｍを超えると
、９５％以上の焼結密度が得られない。　さらに、Ｆｅ
粉とＣＯ粉の１　ｆｆｆｉｆｆ上Ｆｅ−Ｃｏ合金粉より
成る混合粉を使用する場合は、平均粒径が１０μｍを超
えると、９５％以上の焼結密度が得られない。　一方、
前記Ｆｅ粉、Ｃｏ粉、Ｆｅ−Ｃ０合金粉、およびＦｅ粉
とＣｏ粉の１種以上とＦｅ−Ｃｏ合金粉より成る混合粉
の平均粒径が各々２，１．３および３μｍを下回る場合
は、磁気特性の向上は大きくなくかえって粉末価格の上
昇が著しいので経済的でない。　以上より、原料粉末と
して、Ｆｅ粉とＣＯ粉との混合粉を使用する場合は、Ｆ
ｅ粉の平均粒径を２〜１５μｍに、Ｃｏ粉の平均粒径を
１〜１０μｍに、また、Ｆｅ−Ｃｏ合金粉を使用する場
合は、平均粒径を３〜１０μｍに、さらに、Ｆｅ粉とＣ
ｏ粉の１種以上とＦｅ−Ｃｏ合金粉より成る混合粉を使
用する場合は、平均粒径を３〜１０μｍに限定する。

焼結条件は、焼結材料の密度、空孔形状、結晶粒径およ
び不純物量などに影響を及ぼすため、十分に制御する必
要がある。　ただし、上記の粒度の原料粉末を使用した
射出成形体の場合、α相温度範囲の比較的低温での焼結
のみでも従来より磁性特性のすぐれた焼結材料を得るこ
とができるが、本発明の第２の態様では、異なる条件に
よる２段階の焼結を行う。　まずα相域の温度で焼結す
る。　但し、ここで言うα相とは、最終焼結体の組成に
おけるα相を意味する。　このα相焼結は、最終焼結体
の焼結密度比を上げる効果が有る。　本発明の原料のよ
うに平均粒径の小さい粉末を焼結する場合、Ｆｅ−Ｃｏ
組成では、低温相であるα相から直ちに高温相であるγ
相に昇温すると、著しい結晶成長が起こることを、本発
明者らは発見した。　この結晶成長の結果、結晶粒内に
空孔が取り残されてしまい、焼結密度比上昇を阻害する
。　一方、α相焼結では結晶成長は起こらず、結晶粒界
は空孔に固定されているために、空孔は結晶粒界を経由
する原子拡散によって容易に消失させることがで籾、そ
の結果、焼結密度比を十分に上げることができる。　な
お、α相焼結は２回以上繰返してもよい。　好ましいα
相焼結の温度範囲は、８００〜９５０℃であり、保持時
間は０．５〜４ｈである。　８００℃未満では焼結が不
十分であり、９５０度超では、変態が生じる。

α相焼結のままでも磁気特性は改善されるが、さらに高
い磁気特性を得るためにα相焼結につづいてα−γ変態
点を経由してγ相域の温度まで昇温して焼結を行う。　
γ相温度域での焼結は、結晶成長および空孔の球状化に
非常に効果的であり、加えて焼結密度比の向上にも効果
がある。　いずれの効果も、磁気特性を向上させる。　
結晶成長が起こるのは前述の通りであるが、γ相域の温
度でのＦｅ−Ｃｏ合金のマトリックス中の原子拡散速度
は十分速いため、本発明の原料のように微細な粉末を使
用した場合に生じる微細な空孔は、容易に球状化させる
ことができるとともに、空孔の一部のものは消失させる
ことができる。　好ましいγ焼結の温度は１ｏｏｏ℃以
上、保持時間は１０〜１２０ｍ１ｎである。　なお１０
００℃未満の温度では十分な拡散、結晶成長が生じない
。

本発明の第２の態様の焼結は、特に７囲気を限定するも
のではなく、減圧７囲気、還元性霊囲気、不活性ガス雰
囲気、非酸化性雰囲気等で行うことができるが、還元性
雰囲気で行うのが望ましい。　特に、不純物のＣ，ｏの
低減のために、露点を制御した水素雰囲気中で行うのが
好ましい。　また、前述の本発明の焼結温度および保持
時間は好ましい形態の一例であり、本発明の形態をこれ
にのみに限定するものではない。　例えば、α相焼結を
阻害しない程度、換言すると実質上の結晶成長が生じな
い程度の瞬時、γ相温度域で焼結した後、α相焼結を行
う方法も未発明に含まれる。

以上のように、原料粉末を選択し、焼結温度を制御する
ことで、本発明の焼結材料を経済的に製造することがで
きる。

次に、本発明の第５の態様のＦｅ−Ｃｏ系焼結材料につ
いて説明する。

本発明の焼結材料は、組成が、 Ｃｏ：１５〜６０ｗｔ％ ０：　　０．０４ｗｔ％以下 Ｃ：　　０．０２ｗｔ％以下 Ｆｅ：残部（不可避的不純物を含む） であり、 焼結密度比　＝９５％以上 平均結晶粒径：５０μｍ以上 によって特徴づけられる。

まず、焼結羽村の最終組成を限定した理由について説明
する。

Ｃｏ：１５〜６０ｗｔ％ ＣＯは、Ｆｅに置換することによって飽和磁束密度（Ｂ
ｓ）を向上させる効果があるが、１７かし、Ｃｏｆｆ１
が、１５ｗｔ％に満たない場合や、６０ｗｔ％を超える
場合は、その効果が小さいため、Ｃｏ量を１５〜６０ｗ
ｔ％に限定した。

Ｃ＋０．０２ｗｔ％以下、 ０：０．０４ｗｔ％以下 Ｃ，Ｏは磁気特性、特に保磁力（Ｈｃ）および最大透磁
率（μｍａｘ）に悪影響を及ぼす。

第１表に示すように、Ｃ＝を０．０２ｗｔ％以下、０量
を０．０４ｗｔ％以下において、良好なＨｅ及びμｍａ
ｘが得られる。　従って、低磁界における磁束密度を向
上させるため、Ｃ量≦０．０２ｗｔ％、ｏ量≦０．０４
ｗｔ％に限定した。　なお、Ｃ１０量は焼結雰囲気を調
整することにより、制御できる。

焼結密度比：９５％以上 焼結密度比は、焼結体のＢｓを直接左右するばかりでな
く、Ｈｃおよびμｍａｘにも影響する重要な特性値であ
る。　第２表に化学組成は実質的に等しいが、粒径の異
なる原料粉末を用い、焼結密度比を変えた焼結材料の磁
気特性を測定した結果を示す。

これによると焼結密度比が９５％に満たない場合、低磁
界において磁束密度を向上させることができないことが
分かる。　従って、焼結密度比は、９５％以上に限定す
る。

平均結晶粒径＝５０μｍ以上 結晶粒径は、磁区反転に必要となるエネルギーを左右す
るため、Ｈｅおよびμｍａｘに影響する。　平均粒径が
小さくなると、Ｈｅおよびμｍａｘはいずれも劣化し、
平均粒径が５０μｍを下回ると、低磁界における溶製材
並の磁気特性を確保することができない。　従　っ　て
平均結晶粒径は５０μｍ以上に限定される。

また、平均粒径が大きくなると、Ｈｃおよびμｍａｘは
いずれも向上し、その結果、低磁界における磁気特性も
向上する。　しかし、平均結晶粒径が５００μｍを超え
ると低磁界における磁気特性の向上の効果も鈍化し、ま
た割れ易くなるので極端に粒径を大きくすることは好ま
しくない。

さらに、本発明の第３の態様における製造方法について
説明する。

原料粉末の平均粒径は、焼結密度を左右し、ある上限粒
度を超えると本発明の焼結材料が得られないことを本発
明者は知見した。　焼結方法によって使用しつる原料粉
末の粒度は異なるが、平均粒径は３〜２５μｍであるこ
とが必要である。　まず、通常の加熱のみによる焼結の
場合は、３〜９μｍの平均粒径が好ましく、加熱と同時
にガス圧による加圧を併用する加圧焼結を適用する場合
は、１０〜２５μｍが好ましい。　加熱のみによる焼結
をおこなった場合、平均粒径が増加するにつれて焼結密
度比は低下し、９μｍを超えると焼結密度比は９５％を
達成できず、さらに２５μｍを超えると焼結密度比は９
０％を達成できない。

しかし、焼結密度比が９０％を上回る場合は、焼結体の
気孔は閉気孔となっているため、加圧焼結によって、焼
結密度比を９５％以上にすることができる。

また、１０μｍ以上の平均粒径では加圧焼結による密度
比の向上が著しく、１０μｍ未満の粉末よりもむしろ高
い密度比かえられる。

一方、平均粒径が２５μｍを超えると決して９５％以上
の密度比が達成できず、本発明の焼結材料が得られない
ため、平均粒径の上限値を２５μｍに限定した。　また
、平均粒径が３μｍ未満の粉末は高コストであるため、
経済的でないため除外する。

つぎに、焼結条件について説明する。

焼結の第１段目は、還元性雰囲気である水素含有ガスも
しくは減圧雰囲気で行う必要がある。　但し、ここで言
う減圧雰囲気とは、気密性の高い加熱炉内を真空ポンプ
で１ノ［気することで得られ、さらに、排気と同時に微
量の非酸化性ガスを流通することでも得られるものであ
り、前者の場合は、炉内圧は０．０５Ｔｏｒｒ以下、後
者の場合は３０　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒ以下であることが必要
である。　さもなければ、原料粉末表面の酸化物とバイ
ンダの残留に起因する炭素との反応が十分に進まず、高
純度の焼結体が得られない。　さらに、減圧雰囲気につ
いて詳しく説明すると、酸化物と炭素との還元反応を支
配するのは、反応生成物であるＣＯもしくはＣＯ２ガス
の分圧の合計（以下、生成物ガス圧と略記する）である
ため、生成物ガス圧を、常に、酸化・還元平衡圧未満に
維持できるように、反応系外（焼結炉外）へ排出するこ
とが必須条件となる。　この条件を満たす方法としては
、減圧雰囲気を使用する方法、Ａｒ、Ｎ２等の高純度の
非酸化性ガスを使用する方法および両者を併用する方法
がある。　第１の場合は、生成物ガス圧が焼結炉内の全
圧に、実質上、等しくなるような気密性の高い加熱炉に
炉内全圧を０．０５Ｔｏｒｒ以下に保持できるに十分な
排気速度を持つ真空ポンプを装着した、真空焼結炉で行
うことができる。　第２の場合は、炉内圧を大気圧領域
でおこなうもので、生成物ガス圧を０．０５Ｔｏｒｒ以
下にするためには、生成物ガスを含まない新鮮な高純度
のガスを、単純な計算上では、７５９．９５Ｔｏｒｒ以
上必要である。　しかし、反応時に、生成ガスの約１万
倍もの非酸化性ガスを供給することは、工業的には、不
可能であるため好ましいものとはいえない。　第３の場
合は、第１の場合として示した真空焼結炉に圧力調整弁
を介して生成物ガスを含まない新鮮な高純度の非酸化性
ガスを導入する方法で、加熱時の揮発性金属原子の蒸発
の抑制に幾分かの効果があるとされるもので、炉内の全
圧は３０Ｔｏ　ｒ　ｒ以下であることが好ましい。　こ
の方法においては、炉内の全圧は、生成物ガス圧と導入
した非酸化性ガス圧の和で表されるが、真空ポンプの排
気速度が一定の場合、導入ガスの有無にかかわらず、生
成物ガスの加熱炉外への排気速度は一定である。

しかし、炉内の全圧が３０Ｔｏｒｒを超えると、真空ポ
ンプ（特に、メカニカルブースターと油回転ポンプを組
み合せた場合）の排気速度は急激に低下すること、およ
び、生成物ガスの焼結体表面からの離脱速度が低下する
ことに起因して、生成物ガスの排気速度が低下し、その
結果、還元反応速度を低下させる。　そのため、炉内の
全圧の上限を３０Ｔｏｒｒとした。

また、焼結温度は、１０００〜１３００℃で行う必要が
ある。　この下限値を下回ると、雰囲気と原料粉末との
間で起こる不純物除去反応が効果的に進行しない。　ま
た、この上限値を超えると、不純物除去反応よりも粉末
同志の焼結の方が早く進行するために、不純物が除去で
きない。　これらの不純物は、水蒸気もしくは炭酸ガス
として除去されるため、ガス流通孔を失うことは大きな
弊害となる。　特に、成形体は微粉末で構成されるため
、もともと流通孔は小さいので、注意が必要である。　
また、これらの温度は、焼結の進行が速やかになりはじ
める温度でもあり、原料粉末の粒度によっても異なるた
め、平均粒径が小さい場合は、より低温側に平均粒径が
大きい場合は、より高温側に、本発明の範囲より選択す
るのが好ましい。

焼結時間は、使用した焼結温度で、Ｃ１０量が平衡値に
達するに要する時間であり、通常、２０分〜４時間の範
囲であり、数回の試行実験で容易に決定できる。

続いて、本発明の焼結の第２段目について説明する。

第２段目は、第１段目で高純度化、閉空孔化した焼結体
を高密度化する工程であるため、もはや反応性のガスを
使用する必要はない。　したがって、雰囲気ガスは窒素
、アルゴン等の不活性ガスに限定する。　また、温度は
、第１段目の焼結温度よりも５０℃以上高い温度である
必要がある。

温度の下限値を、第１段目の焼結温度よりも５０℃以上
高い温度としたのは、第１段目の焼結温度が、焼結速度
が加速しはじめる温度に設定してあるために、高密度化
が不充分であるためである。　さらに、第１段目で減圧
雰囲気を使用した場合、構成元素の蒸気圧の差によって
焼結体表面に組成分布が生じる。　また、還元性のガス
雰囲気でも、ガスに触れている焼結体もしくは粉末表面
とそれらの内部との間に組成分布が生じることがある。

　この組成分布は焼結体中の原子拡散律速で成立するも
のであり、大気圧以上の構成元素の蒸発しない７囲気で
、あるいは化学反応の全く起こることのない雰囲気で、
第１段目よりも５０℃以上高い温度、すなわち、より拡
散速度の高い温度領域で、均一化処理を速やかに進行さ
せる必要があるからである。

上限温度は、必要以上に結晶粒径が粗大化したり、溶融
を開始する温度である。　より好ましい温度範囲は、１
２００〜１４００℃である。

第２段目における焼結時間は、使用した焼結温度で、焼
結密度および化学組成分布が平衡に達するに要する時間
であり、通常、２０分〜２時間の範囲であり、数回の試
行実験で容易に選択できる。

以上のように、焼結方法を限定することによって、射出
成形法を利用して、高磁気特性のＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結
材料を経済的に製造することができる。

本発明の原料粉末を構成する出発原料粉末は、すでに説
明したＦｅ、Ｃｏ、Ｆｅ−Ｃｏ粉およびこれらと同様に
、アトマイズＦｅ−Ｃ。

−■粉、アトマイズＦｅ−Ｖ粉、アトマイズＣｏ−Ｖ粉
、粉砕Ｆｅ−Ｖ粉等が選択できる。

原料粉末の純度については、焼結過程で除去できるＣ１
０およびＮを除く他の不純物が実質的に無視できる程度
でよく、通常、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｖの合計量が９７〜９９ｗ
ｔ％の粉末が使用できる。

原料粉末は、バインダと混練してコンパウンドとし、射
出成形法により成形し、脱脂処理を施す。

脱脂処理の後、高密度化およびＣ１０量の低減のために
前述のように焼結を行う。

また、必要に応じて、最終焼結体のＣ１０量を調整する
。　Ｃ，Ｏ量の増減の方法としては、脱脂体のＣ１０量
比の増減によってなされ、Ｃ１０量比を小さくすること
でＣ量を低減でき、Ｃ１０量比を大きくすることでＯ景
を低減できる。　Ｃ１０量比の増減には、原料粉末のＣ
１０量の調整、バインダの除去程度の加減、あるいは除
去後の酸化処理などによって行うことができる。　さら
に、Ｃ，Ｏｉの全体レベル（Ｃ量とＯ量の積に相当）の
低減には、第１段目の焼結７囲気の変更によって行い、
減圧雰囲気を利用する場合は圧力の低減により、還元性
雰囲気を利用する場合は雰囲気ガスの純度の向上によっ
て達成できる。

次に、本発明の第６の態様のＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結材料
について説明する。

本発明の焼結材料は、組成が、 Ｃｏ　：　１５〜６０ｗｔ％ Ｖ：０．５〜３．５ｗｔ％ ０：　　０．６ｗｔ％以下 Ｃ：　　０．０４ｗｔ％以下 Ｆｅ：残部（不可避的不純物を含む） であり、 焼結密度比　：９５％以上 平均結晶粒径：５０μｍ以上 によって特徴づけられる。

焼結材料の最終組成を限定した理由について説明する。

Ｃｏ　：　１５〜６０ｗｔ％ ＣＯは、Ｆｅに置換することによって飽和磁束密度（Ｂ
ｓ）を向上させる効果があるが、しかし、Ｃｏ量が、１
５ｗｔ％に満たない場合や、６０ｗｔ％を超える場合は
、その効果が小さいため、Ｃｏ量を１５〜６０ｗｔ％に
限定した。

Ｖ：０．５〜３　、５ｗｔ％ ＶはＦｅ−Ｃｏ合金の電気抵抗率の向上に寄与する。　
しかし、０．５ｗｔ％未満では、電気抵抗率向上の効果
が小さく、３．５ｗｔ％を超えると半硬質磁性となって
しまう。

０　：　０．６　ｗｔ％以下、Ｃ：　０．０４ｗｔ％以
下Ｃ，Ｏは磁気特性、特に保磁力（Ｈｅ）および最大透
磁率（μｍ　ａ、　ｘ　）に悪影響を及ぼす。

しかしながら、■のように非常に酸化性の高い元素を含
む場合、焼結雰囲気下で、原料粉末に起因する０量およ
び射出酸　形材料とするために添加した有機バインダに
起因するＣ量を同時に低減することは実質不可能である
。　そこで、磁気特性に特に悪影響を与えるＣ量の低減
に主眼をおいた。　磁気特性に対して悪影響の小さいＯ
量を、木発明では、むしろ高くすることによって、Ｃｉ
を低減したものである。　すなわち、Ｃ量が０．０４ｗ
ｔ％を超えると磁気特性劣化が著しいため、Ｃ量の上限
値を０，０４ｗｔ％とした。

また、０量が０．６ｗｔ％を上回ると、磁気特性が著し
く劣化するため、０量の上限値を０．６ｗｔ％とじた。

焼結密度比＝９５％以上 磁束密度は焼結密度比に比例し、焼結密度比が９５％を
下回る場合、磁束密度が著しく低下し、本合金系（Ｆｅ
−Ｃｏ系）の特徴を失う。

したがって、焼結密度比の下限を９５％に限定した。　
以上のように限定することによってはじめて本発明の磁
気特性に優れたＦｅ−Ｃ。

系焼結材料が得られる。

また、本発明の第４の態様における製造方法について説
明する。

原料粉末の平均粒径は、焼結密度を左右し、ある上限粒
度を超えると本発明の焼結材料が得られない。　原料粉
末として、Ｆｅ粉、Ｃｏ粉およびＣｒおよび／またはＣ
ｒ酸化物粉を使用する場合は、Ｆｅ粉の平均粒径が１５
μｍ、Ｃｏ粉の平均粒径が１０μｍ、あるいはＣｒおよ
び／またはＣｒ酸化物粉の平均粒径が３０μｍを超える
と、９５％以上の焼結密度比を得ることができず、木発
明の焼結材料が得られない。　また、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ
−Ｃｒ合金粉を使用する場合は、平均粒径がそれぞれ１
０μｍおよび３０μｍを超えると、９５％以上の焼結密
度が得られない。

一方、前記Ｆｅ粉、Ｃｏ粉、Ｃｒ粉、Ｃｒ酸化物粉、Ｆ
ｅ−Ｃｏ合金粉およびＦｅ−Ｃｒ合金粉の平均粒径が、
各々２．１．１．１．３および２μｍを下回る場合は、
磁気特性の向上は大きくなくかえって粉末価格の上昇が
著しいので経済的でない。

つぎに、焼結条件について説明する。

焼結は２段階の工程より構成する必要がある。

この第１工程は、還元性雰囲気である水素含有ガスもし
くは減圧雰囲気で行う必要がある。

但し、ここで言う減圧雰囲気とは、気密性の高い加熱炉
内を真空ポンプで排気することで得られ、さらに、排気
と同時に！！量の非酸化性ガスを流通することでも得ら
れるものであり、前者の場合は、炉内圧は０．ＩＴｏｒ
ｒ以下、後者の場合は３０Ｔｏｒｒ以下であることが必
要である。　さもなければ、原料粉末表面の酸化物とバ
インダの残留に起因する炭素との反応が十分に進まず、
高純度の焼結体が得られない。

この減圧７囲気に関する事情は、Ｆｅ−Ｃ。

−■組成の場合と同様である。　但し、ＣｒはＶよりも
酸化性が弱いため、生成物ガス圧は０、ＩＴｏｒｒまで
許容でき、その結果、非酸化性ガスを流通しない場合の
炉内圧は０．　　ＩＴｏｒｒ以下でよい。

また、焼結温度は、１０００〜１３５０’ｅで行う必要
がある。　この下限値を下回ると、７囲気と原料粉末と
の間で起こる不純物除去反応が効果的に進行せず、また
十分な焼結密度が得られない。　また、この上限値を越
えると、不純物除去反応よりも粉末同士の焼結の方が早
く進行するために、不純物が除去できず、また、Ｃｒが
蒸発し、表面のＣｒｉが低下する。　これらの不純物は
、水蒸気もしくは炭酸ガスとして除去されるため、ガス
流通孔を失うことは大きな弊害となる。　特に、成形体
は微粉末で構成されるため、もともと流通孔は小さいの
で、注意が必要である。　また、これらの温度は、焼結
の進行が速やかになりはじめる温度でもあり、原料粉末
の粒度によって異なるため、平均粒径が小さい場合は、
より低温側に、平均粒径が大きい場合は、より高温側に
、本発明の範囲より選択するのが好ましい。

焼結時間は、使用した焼結温度で、Ｃ１０量が平衡値に
達するのに要する時間であり、通常２０分〜４時間の範
囲であり、数回の試行実験で容易に決定できる。

続いて、本発明の焼結の第２工程について説明する。

本工程は、前工程で高純度化、閉空孔化した焼結体を高
密度化する工程であるため、もはや反応性のガスを使用
する必要はない。　し　たがって、雰囲気ガスは水素ガ
ス、窒素ガス、アルゴンガス等の非酸化性ガスに限定す
る。　また、工程温度は、焼結温度よりも５０℃以上高
い温度である必要かある。

温度の下限値を、第１段階の焼結温度よりも５０℃以上
高い温度としたのは、第１段階の焼結温度が、焼結速度
が加速しはじめる温度に設定してあるために、高密度化
が不充分であるためである。　さらに、第１工程で減圧
雰囲気を使用した場合は、構成元素の蒸気圧の差によっ
て焼結体表面に組成分布が生じる。　また、還元性のガ
ス雰囲気でも、ガスに触れている焼結体もしくは粉末表
面とそれらの内部との間に組成分布が生じることがある
。　この組成分布は焼結体中の原子拡散律速で成立する
ものであり、大気圧以上の構成元素の蒸発しない７囲気
で、あるいは化学反応の全く起ることのない雰囲気で、
第１段階よりも５０℃以上高い温度、すなわち、より拡
散速度の高い温度領域で、均一化処理を速やかに進行さ
せる必要があるからである。

上限温度は、必要以上に結晶粒径が粗大化したり、溶融
を開始する温度である。　より好ましい温度範囲は、１
２００〜１３５０℃である。

焼結時間は、使用した焼結温度で、焼結密度および化学
組成分布が平衡に達するのに要する時間であり、通常２
０分〜２時間の範囲であリ、数回の試行実験で容易に選
択できる。

以上のように、焼結方法を限定することによって初めて
、射出成形法を利用して、高磁気特性のＦｅ−Ｃｏ−Ｃ
ｒ系焼結材料を経済的に製造することができる。

本発明の原料粉末を４ｉＷ成する出発原料粉末は、［１
］ですでに説明したＦｅ、Ｃｏ、Ｆｅ〜ｃｏ粉およびこ
れらと同様に、鉄、コバルトおよびクロム源としてアト
マイズＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ粉等が選択できる。　上記出発
原料粉末の純度については、焼結過程で除去できるＣ％
ＯおよびＮを除く他の不純物が実質的に無視できる程度
でよく、通常、Ｆｅ、Ｃｏ、Ｃｒの合計量が９７〜９９
ｔ＋＋ｔ％の粉末が使用できる。

成形後、バインダを除去するために脱脂処理を行う。　
これは、非酸化性雰囲気中で一定速度で昇温、保持する
。　この時の昇温速度を速くし過ぎると製品に割れや腫
れが生じるため５〜ｂ 性雰囲気にしないと、Ｃｒの酸化が生じ磁気特性を損な
う。

脱脂処理の後、高密度化およびＣ１０量の低減のために
前述のように焼結を行なう。

また、必要に応じて、最終焼結体のＣ，Ｏ量を調整する
。　Ｃ，Ｏｉの増減の方法としては、すでに述べた方法
と同様とすればよい。

次に、本発明の第７の態様のＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系焼結材
料について説明する。

本発明の焼結材料は、組成が、 Ｃｏ　：　２０〜５０ｗｔ％ Ｃｒ　：　０．５〜３．５ｗｔ％ ０　　：０．０４ｗｔ％以下 Ｃ：０．０２ｗｔ％以下 Ｆｅ：残部（不可避的不純物を含む） であり、 焼結密度比　：９５％以上 平均結晶粒径；５０μｍ以上 によって特徴づけられる。

本発明の焼結材料の最終組成を限定した理由について説
明する。

Ｃｏ：２０　〜５０＋ｖｔ％ ＣＯは、Ｆｅ１．：置換することによって飽和磁束密度
（Ｂｓ）を向上させる効果があるが、しかし、Ｃｏｆｆ
１が、２０ｗｔ％に満たない場合や、５０ｗｔ％を超え
る場合は、その効果が小さいため、Ｃｏ、ｉを２０〜５
０ｗｔ％に限定した。

Ｃ：０．０２ｗｔ％以下、Ｏ：０．０４ｗｔ％以下 Ｃ，Ｏは、磁気特性、特に保持力（Ｈｃ）および最大透
磁率（μｍａｘ）に悪影響を及ぼす。

Ｃｉを０．０２ｗｔ％以下、ｏ量を０．０４ｗｔ％以下
において、良好なＨｃ及びμｍａｘが得られる。　従っ
て、低磁界における磁束密度を向上させるため、Ｃ量≦
０．０２ｗｔ％、０景≦０．０４ｗｔ％に限定した。　
なお、ｃ、。

量は焼結７囲気を調整することにより、制御できる。

Ｃｒ　　：　　０．　５〜３．　５ｗｔ％Ｃｒは、電気
抵抗率を上げ、鉄損（Ｗ）を下げるのに著しい効果があ
る。　　０．５ｗｔ％未満ではその効果は小さく、３．
５ｗｔ％を超えても漸進的効果はない。

焼結密度比＝９５％以上 焼結密度比は、焼結体のＢｓを直接左右するばかりでな
く、Ｈｃおよびμｍａｘにも影響する重要な特性価であ
る６　すでに第２表で示したように、化学組成は実質的
に等しいが、粒径の異なる原料粉末を用い、焼結密度比
を変えた焼結材料の磁気特性を測定した結果、焼結密度
比が９５％に満たない場合、低磁界において磁束密度を
向上させることができないことが分かる。　このような
焼結密度比の条件はＦｅ−Ｃ０系焼結材料においてもＦ
ｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系焼結材料においても同様であった。

平均結晶粒径：５０μｍ以上 結晶粒径は、磁区反転に必要となるエネルギーを左右す
るため、Ｈｃおよびμｍ　ａ　ｘ　１．：ｌ影響する。

　平均粒径が小さくなると、Ｈｅおよびμｍａｘはいず
れも劣化し、平均粒径が５０μｍを下回ると、低磁界に
おける溶製材並の磁気特性を確保することができない。

　従って平均結晶粒径は５０μｍ以上に限定される。

また平均粒径が大きくなると、Ｈｃおよびμｍａｘはい
ずれも向上し、その結果、低磁界における磁気特性も向
上する。　しかし、平均結晶粒径が５００μｍを超える
と低磁界における磁気特性の向上効果も鈍化し、また割
れ易くなるので極端に粒径な大きくすることは好ましく
ない。

〈実施例〉 以下に、実施例により本発明を更に具体的に説明するが
、本発明はこれらの実施例に限定されるものではない。

（実施例１） 原料粉末として、アトマイズＦｅ−５０％ＣＯ粉（原料
粉末Ａ）、カルボニルＦｅ粉（構成粉末ｂｌ）と還元Ｃ
ｏ粉（構成粉末ｂ２）より構成されるＦｅ−３５％ＣＯ
混合粉（原料粉末Ｂ）、同じく構成粉末ｂ１とｂ２より
構成されるＦｅ−５０％Ｃｏ混合粉（原着粉末Ｃ）およ
び原料粉末Ａと原料粉末Ｃの１：１の混合粉（原料粉末
Ｄ）をそれぞれ用いた。　原料粉末および構成粉末の組
成および平均粒径を第３表に示す。　加圧型ニーダ−を
用い、これらの原料粉末に対し４９　ｖｏＪ２％のワッ
クス系バインダを添加・混練後、粉砕機によって直径３
ｍｍ程度の粒子状の射出成形用原料を作製した。　さら
に、射出成形機を用い、射出温度１５０℃で外径５３ｍ
ｍ、内径４１ｍｍ５高さ４．７ｍｍのリング状に成形し
た。　射出成形体は、窒素中、７．５℃／ｈで６００℃
まで昇温後３０ｍ１ｎ保持して脱脂処理を行った。　続
いて、水素中、５℃／　ｍ　ｉ　ｎで昇温し、７００℃
で１ｈ保持、９５０℃で１ｈ保持の後、１２５０℃で２
ｈの保持により焼結を行った。　また、９５０℃での保
持終了までは、露点＋３０℃に保ち、その後は露点−２
０℃以下に制御した。

得られた焼結体は、水中重量測定法により、密度比を求
めた。　また、同条件で作製した試料に、捲線を施した
後、自記磁束計によって磁気特性を求めた。　焼結体の
特性を第４表に示す。　比較のため、原料粉末として、
アトマイズＦｅ−２０％ＣＯ粉（構成粉末ｅ）と還元Ｃ
ｏ粉（構成粉末ｂ２）とより構成されるＦｅ−５０％Ｃ
Ｏ混合粉（従来粉末１）を用意した。　構成粉末ｅおよ
び従来粉末の組成および平均粒径な第３表に付記した。

　従来粉末１に１ｗｔ％のステア　リン酸亜鉛を添加混
合し、４　ｔ　／　ｃ　ｍ　’の圧力で外径５３　　ｍ
ｍ、　　内径４１　ｍ　ｍ　ｓ高さ４．７ｍｍのリング
に圧縮成形した。　次に、水素雰囲気中、６００℃で０
．５ｈ保持し脱ろうを行った後、７５０℃で１ｈ保持し
仮焼結した。　さらに、７ｔ　／　ｃ　ｍ　２の圧力で
再圧縮成形を行った後、水素雰囲気中、１３５０℃で１
ｈ保持し、比較用の焼結体（比較例１−１）を得た。　
ま　た１部の焼結体については、ｌａｔｍのＡｒ中１２
５０℃まで昇温し、Ａｒガス圧力を１２００ａｔｍまで
昇圧の後、１ｈ保持することによって、昇温先行型ＨＩ
Ｐ処理を施し、比較に加えた（比較例１−２）。　特性
は前記実施例と同様に測定し第４表に示した。

表より、本発明のＦｅ−Ｃｏ系焼結材料は、従来の焼結
材料よりも磁気特性に優れていることが明確となった。

（実施例２） 原料粉末Ｂを用い、バインダ添加量を５０ｖｏｊ２％に
変更した以外はすべて実施例１と同様の方法によって混
練・射出成形・脱脂を行って脱脂体を準備した。　第５
表の条件で焼結して、結晶粒径の異なる焼結体を得た。

　実施例１と同様の方法によって焼結体の特性を測定し
た結果を、第５表に示した。　表より、結晶粒径が５０
μｍを下回ると、軟質磁性が急激に低下していることが
分かる。　また、γ相焼結のみによっても高い特性が得
られるが、α相で予め焼結してからγ相で焼結する方法
ではγ相の焼結温度が１０００℃以上の低温でも高特性
が得られると判る（実施例２−２と実施例２−５との比
較）。　さらに、γ相焼結のみによる方法（実施例２−
５）でも、従来の原料を金型成形した後焼結する方法に
比較して、非経済的な高温あるいは高温・高圧を利用し
なくても高特性が得られている。　しかしα相焼結のみ
を行う場合（比較例２−４）には、従来よりは高い密度
と磁気特性が得られるが、平均結晶粒径が１５μｍと小
さく、その改善の程度は不十分である。

（実施例３） 第５表に示す各原料粉末にそれぞれ第５表に示すバイン
ダを添加し、加圧ニーダによって混練したのち、粉砕し
て射出成形用コンパウンドを作成した。　続いて、射出
成形機によって、外径５３Ｘ内径４１×高さ５ｍｍのリ
ング試験片を作成した。　これを窒素中、＋５℃／ｈの
速度で６００℃まで昇温の後、６００℃で３０分保持し
て、脱脂処理を施した。　次にそれぞれ第５表に示す条
件で、第１段目の加熱処理および第２段目の加熱処理を
施した。　得られた焼結体の化学成分、密度比、磁気特
性および電気抵抗率を第５表に示す。

なお、第５表中Ｎｏ、３−１〜３−７については、脱脂
後に露点Ｏ℃の水素雰囲気中、３５０〜６５０℃で加熱
し、温度の変更によりＣ１０量を調整したのち第１段目
および第２段目の熱処理を施した。

第５表から、Ｎｏ、３−１〜３−７についてＣ量および
０量が各々０．０４ｗｔ％、０．６ｗｔ％を超える場合
は、磁気特性が劣化した（比較例１．３）。　また、０
量が低過ぎる場合（比較例２）は、Ｃ量を低減できず、
磁気特性が極端に劣化した。　しかし、０％０量が本発
明の範囲内の場合は優れた磁気特性が得られた（本発明
例１〜６）。

第１段目の加熱処理温度が本発明範囲より高すぎる場合
（比較例６）や低すぎる場合（比較例５）にはいずれも
、Ｃが本発明範囲より高いため、磁気特性が劣化した。

第２段目の加熱処理温度が、第１段目の加熱温度よりも
５０℃以上高くない場合（比較例４）は、低い密度しか
得られないため、優れた磁気特性が得られない。

（実施例４） 第６表に示すＦ２、Ｃｏ３、Ｃｒ２粉を用いて、第７表
に示す各組成の粉末を調整し、加圧型ニーダ−を用い、
これらの原料粉末に対し４９　ｖｏｗ％のワックス系バ
インダ（パラフィン主体のもの）を添加・混練後、粉砕
機によって直径３ｍｍ程度の粒子状の射出成形用原料を
作成した。　さらに、射出成形機を用い、射出温度１５
０℃で外径５３　ｍ　ｍ　ｓ内径４１ｍｍ、高さ４．７
ｍｍのリング状に成形した。　射出成形体は、窒素中、
７．５℃／ｈで６００℃まで昇温後３０ｍ１ｎ保持して
脱脂処理した。　続いて、０．０６Ｔｏｒｒの真空中、
１１５０℃で１ｈ保持し、引き続き１３００℃、Ａｒ中
で２ｈ保持して焼結処理を施した。

得られた各焼結体について水中重量測定法により焼結密
度比を求めた。

また、同条件で作成した各試料に、捲線を施した後、自
記磁束計によって磁気特性を求めた。　各焼結体の特性
を第７表に示す。

本発明範囲の化学組成を有する本発明例（Ｎ　ｏ　、　
　４−２〜４−４　）のものは極めて優れた磁気特性お
よび高電気抵抗率を示した。

（実施例５） Ｎｏ、５−１では、第６表に示すＦ３、ＦＣｏ３、ＦＣ
ｒ２粉を用い、Ｎｏ、５−２では、同表のＦ４、ＦＣｏ
４、ＦＣｒ４粉を用いて、実施例４と同様の実験を行っ
た。　化学組成および焼結体の特性を第８表に示す。　
本発明範囲の平均粒径および焼結密度比を有する本発明
例（Ｎｏ、１５）のものは優れた磁気特性および高抵抗
率を示した。

（実施例６） Ｎｏ、６−１では第６表に示すＦ３、Ｃ。

２、ＦＣｒ３粉を用い、Ｎｏ、６−２では、同表のＦｌ
、Ｃ０１、Ｃｒｌ粉を用いて、実施例４と同様の実験を
行った。　化学組成および焼結体の特性を第９表に示す
。　本発明範囲の平均結晶粒径を有する本発明例（Ｎｏ
、１６＞のものは優れた磁気特性および高抵抗率を示し
た。

（実施例７） 第６表に示すＦ２、Ｃｒ３、ＦＣｏ２粉を用いて、実施
例４　と同様の実験を行った。　ただし、第１段の焼結
温度は、９５０　〜１４００℃に変化させた。　焼結温
度と磁束密度　８２０、抵抗率の関係を第１図と第２図
に示す。　本発明範囲において優れた特性を示した。

なお、最終組成は、Ｃｏ：３５．２ｗｔ％、Ｃｒ：２．
２　　ｗｔ％、Ｃｏｏ、０１０ｗｔ％、Ｏ：０．０１３
ｗｔ％、　　Ｆｅ：残であった。

第　　　６　　　表 注、○：本発明範囲 ×：木発明範囲外 （実施例８） 実施例３のＮｏ、３−１のＣ，Ｏ量を調整した脱脂体を
用意した。　また、実施例４のＮｏ、４−２の脱脂体も
用意した。　焼結においてはＳ第１段目の減圧焼結条件
で：囲気を種々に変更し、１１４０℃で１時間保持する
ことによって行った。　引続き、いずれの場合も、大気
圧のＡｒ中、１３２０℃で２時間保持して焼結体を得た
。　ただし、減圧焼結時には、真空排気系のバルブを絞
ること、あるいは、真空排気系はそのままにしてＡｒガ
スをニードルバルブより微量導入することによって、真
空度を調整・制御した。　焼結体は、実施例３または４
と同様の試験を行った。　焼結体の焼結条件、化学成分
、密度比、磁気特性、電気抵抗率を、第１０表にまとめ
た。　第１０表において、真空焼結時に、真空排気系の
バルブを絞ることによって真空度を調整した場合は、そ
の圧力を記し、Ａｒガスの微量導入によって真空度を調
整した場合は、圧力のすぐ後にＡｒと明記した。

第１０表より明らかなように、真空焼結時においては、
真空排気が不十分で真空度が低下する場合（実施例Ｎｏ
、７−１．７−２．７−７．７−８および比較例Ｎｏ、
　　７−３．　７−９の比較）は、焼結体のＣ１０量が
高くなり、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ組成では、０．ＩＴｏｒｒの
真空度（比較例Ｎｏ、７−３）で、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ組
成では、０．５Ｔｏｒｒの真空度（比較例Ｎｏ、７−９
）で、磁気特性（特にＨｃとμｍａ　ｘ）の劣化が著し
い。　　しかし、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ組成では、０．０５Ｔ
ｏｒｒ以下の真空度（実施例Ｎｏ、７−１．７−２）で
、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｃｒ組成では、０．ＩＴｏｒｒ以下の真
空度（実施例Ｎｏ、７−７．７−８）では、低いＣ，Ｏ
量を確保できるため、優れた磁気特性が得られた。

一方、十分な真空排気を行い、非酸化性ガスを導入する
場合（実施例Ｎｏ、７−４．７−５．７−１０．７−１
１および比較例Ｎ００７−６．７−１２）、Ｆｅ−Ｃｏ
−ＶおよびＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒのいずれの組成においても
、炉内圧力の３０Ｔｏｒｒ未満までの上昇においては（
実施例Ｎｏ、７−４．７−５．７−１０．７−１１）、
幾分かのＣ１０量の上昇はみられるものの、磁気特性の
劣化はなく、３０Ｔｏｒｒを超える　と（比較例Ｎｏ、
７−６、　７−１２）、Ｃ，Ｏの上昇が著しくなるため
磁気特性が劣化した。

以上のように、減圧焼結においては、十分に排気を行い
、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ組成では０．０５Ｔｏｒｒ以下、Ｆｅ
−Ｃｏ−Ｃｒ組成では０゜ＩＴｏｒｒ以下の圧力とする
が、もしくは、いずれの組成でも非酸化性ガスを導入す
る場合は、３０Ｔｏｒｒ未溝にすることによる本発明の
製造方法によって、初めて磁気特性に優れる焼結体が得
られるのである。

〈発明の効果〉 本発明によれば、複雑な形状に成形することができ、従
来のような極端な高温、あるいは高圧を必要とせず、よ
り経済的な方法で従来のものよりすぐれた磁気特性を有
するＦｅ−Ｃｏ系焼結材料が得られる。

また、本発明によれば、Ｆｅ−Ｃｏ系に第３成分として
Ｖを入れた場合は、極端な酸化を伴わないように有機バ
インダに起因するＣを除去することにより交流磁気特性
に優れたＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料を得ることができる
。

さらに、本発明によれば、Ｆｅ−Ｃｏ系に第３成分とし
てＣｒを入れた場合は、優れた磁気特性と低鉄損値を有
するＦｅ−Ｃｏ−Ｃｒ系焼結６ｎ性材料が得られる。

本発明の磁性材料は、軟磁性材料として、モーターや磁
気ヨーク等、特にＯＡ機器の印字ヘッドのコア等に広く
利用できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例７の結果を示すグラフであり、焼結温
度と磁束密度Ｂ２０との関係を示す。 第２図は、実施例７の結果を示すグラフであり、焼結温
度と電気抵抗率との関係を示す。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）少なくともＦｅおよびＣｏ金属の合金粉末および
   ／または混合粉末を調整し、次にこれを少なくとも有機
   バインダーと混練し、射出成形処理、脱脂処理を行った
   後、低温焼結と高温焼結との２段焼結処理を行うことを
   特徴とするＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料の製造方法。 （２）請求項１に記載のＦｅおよびＣｏ金属の合金粉末
   および／または混合粉末が、 最終組成でＣｏ：１５〜６０ｗｔ％、残部が実質的にＦ
   ｅとなるように調整される、 平均粒径が２〜１５μｍのＦｅ粉と平均粒径が１〜１０
   μｍのＣｏ粉との混合粉、 平均粒径が３〜１０μｍのＦｅ−Ｃｏ合金 粉、または、 それぞれの平均粒径が３〜１０μｍである Ｆｅ粉およびＣｏ粉の１種以上と平均粒径が３〜１０μ
   ｍのＦｅ−Ｃｏ合金粉との混合粉、であり、 請求項１に記載の２段焼結処理が、 ８００〜９５０℃のα相域の温度で行った後１０００℃
   以上のγ相域の温度で行う焼結処理である請求項１に記
   載のＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料の製造方法。 （３）請求項２に記載の８００〜９５０℃のα相域の焼
   結が、還元ガス雰囲気中で行われる請求項２に記載のＦ
   ｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料の製造方法。 （４）請求項１に記載のＦｅおよびＣｏ金属の合金粉末
   および／または混合粉末が、 最終組成でＣｏ：１５〜６０ｗｔ％、Ｖ： ０．５〜３．５ｗｔ％、残部が実質的にＦｅとなるよう
   に調整される、 平均粒径が３〜２５μｍの合金粉および／または混合粉
   末であり、 請求項１に記載の２段焼結処理が、 還元性雰囲気または３０Ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気中１
   ０００〜１３００℃で行った後、不活性ガス雰囲気中で
   さらにこれより５０℃以上昇温して行う焼結処理である
   請求項１に記載のＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料の製造方法
   。 （５）請求項１に記載のＦｅおよびＣｏ金属の合金粉末
   および／または混合粉末が、 最終組成でＣｏ：２０〜５０ｗｔ％、Ｃｒ：０．５〜３
   ．５ｗｔ％、残部が実質的にＦｅとなるように調整され
   る、 平均粒径が２〜１５μｍのＦｅ粉を含有し、かつ平均粒
   径が１〜１０μｍのＣｏ粉および平均粒径が３〜１０μ
   ｍのＦｅ−Ｃｏ合金粉から選ばれる少なくとも１つを含
   有し、かつ 平均粒径が１〜３０μｍのＣｒおよび／またはＣｒ酸化
   物粉および平均粒径が２〜３０μｍのＦｅ−Ｃｒ合金粉
   から選ばれる少なくとも１つを含有し、 請求項１に記載される２段焼結処理が、 ３０Ｔｏｒｒ以下の減圧雰囲気中１０００〜１３５０℃
   で行った後、非酸化性雰囲気中でさらにこれより５０℃
   以上昇温して行う焼結処理である請求項１に記載のＦｅ
   −Ｃｏ系焼結磁性材料の製造方法。 （６）Ｃｏ：１５〜６０ｗｔ％、 Ｏ：０．０４ｗｔ％以下、 Ｃ：０．０２ｗｔ％以下 を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
   焼結密度比が９５％以上、平均結晶粒径が５０μｍ以上
   であることを特徴とするＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料。 （７）Ｃｏ：１５〜６０ｗｔ％、 Ｖ：０．５〜３．５ｗｔ％、 Ｏ：０．６ｗｔ％以下、 Ｃ：０．０４ｗｔ％以下 を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
   焼結密度比が９５％以上、平均結晶粒径が５０μｍ以上
   であることを特徴とするＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料。 （８）Ｃｏ：２０〜５０ｗｔ％、 Ｃｒ：０．５〜３．５ｗｔ％、 Ｏ：０．０４ｗｔ％以下、 Ｃ：０．０２ｗｔ％以下 を含有し、残部がＦｅおよび不可避的不純物からなり、
   焼結密度比が９５％以上、平均結晶粒径が５０μｍ以上
   であることを特徴とするＦｅ−Ｃｏ系焼結磁性材料。