JPH02225621A - 高透磁率磁性材料の製造方法 - Google Patents

高透磁率磁性材料の製造方法

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JPH02225621A
JPH02225621A JP1048314A JP4831489A JPH02225621A JP H02225621 A JPH02225621 A JP H02225621A JP 1048314 A JP1048314 A JP 1048314A JP 4831489 A JP4831489 A JP 4831489A JP H02225621 A JPH02225621 A JP H02225621A
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慎一郎 矢萩
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 【発明の目的】
(産業上の利用分野) 本発明は、高透磁率磁性材料(軟質磁性材料)の製造方
法に関し、例えば、トランス用コア、モーター用コア、
リレー用鉄心、磁気ヘッド、磁気シールド材、磁気増幅
器などの素材として利用される高透磁率磁性材料を製造
するのに適した高透磁率磁性材料の製造方法に関するも
のである。 (従来の技術) 従来、上記した用途に利用される高透磁率磁性材料とし
ては、電磁軟鉄、ケイ素鋼板、パーマロイ、センダスト
、パーミンバー、イソバーム。 フェライト、各種アモルファス合金などがありパーマロ
イには、Ni含有量が70〜80重址%のパーマロイA
級(FAパーマロイ)、Ni含有量が40〜50重量%
のパーマロ48級(PEパーマロイ)、Ni含有量が7
0〜80重量%でその他に特殊成分を含むパーマロ40
級(PCパーマロイ)、Ni含有量が35〜40重量%
のパーマロ40級(FDパーマロイ)、Nl含有量が4
5〜55重量%のパーマロイEjl (PEパーマロイ
)など(例えば、JIS  C2531)があって1本
発明は、これらのうちPEパーマロイ系の高透磁率磁性
材料の製造方法の改良に関するものである。 従来、この種の高透磁率磁性材料を製造するに際しては
、所定成分に溶解したのち造塊して得たインゴットを熱
間鍛造および熱間圧延し1次いで冷間圧延(その他律線
加工等の冷間加工)を行い、この冷間圧延の間に100
0℃前後ないしはそれ以上の温度での完全焼鈍を施して
冷間加工な容易なものにすると共に必要な冷間加工率が
確保されるようにし1次いで打抜き、深絞り、巻線。 冷間鍛造などによって所望の製品形状に加工し。 その後水素ないしは真空とした非酸化性雰囲気中におい
て900−1200℃で磁気焼鈍を行うことによって透
磁率の向上が実現されるようにしていた。 (発明が解決しようとする課題) しかしながら、従来の高透磁率磁性材料の製造方法によ
る場合には、磁気特性とくに透磁率の向」二がいまだ十
分でないという課題を有していた。 (発明の目的) 本発明はこのような従来の課題にかんがみてなされたも
ので、磁気特性、とくに初透磁率(路、)および最大透
磁率(gm)で表わされる透磁率(JL)が大きな値を
示すPEパーマロイ系の高透磁率磁性材料を提供するこ
とを目的とじている。
【発明の構成】
(課題を解決するための手段) 本発明に係る高透磁率磁性材料の製造方法は、Niが3
4重量%以上65重量%以下、Siが1.0重量%以下
、Mnが1.0重量%以下、必要に応じてMo、C:u
、Cr、V、Nb、Ta。 W 、 T I 、 Z rのうちから選ばれる1種ま
たは2種以上の合計が10重量%以下、残部がFeおよ
び6不純物からなる素材を冷間加工する際の必要に応じ
て中間焼鈍を行う場合の中間焼鈍温度を950℃以下に
すると共に最終冷間加工率を90%以上にして磁気焼鈍
前の硬さをビッカース硬さでHv250以上とし、磁気
焼鈍を施して磁気焼鈍後の平均結晶粒径を0.25mm
以上とする構成としたことを特徴としており、このよう
な高透磁率磁性材料の製造方法の構成を上述した従来の
課題を解決するための手段としている。 本発明が適用される高透磁率磁性材料は、Niが34重
量%以上65重量%以下、Siが1.0重量%以下、M
nが1.0重量%以下、必要に応じてMo、Cu、Cr
、V、Nb、Ta、W。 TI、Zrのうちから選ばれる1種または2種以上の合
計が10重量%以下、残部がFeおよび不純物からなる
ものであるが、このような成分組成に限定した理由につ
いて説明する。 Ni: Niはこの種のパーマロイ系高透磁率磁性材料にとって
主要な元素であり、34重量%未満ではキュリー点が室
温近くにまで低下すると共に、磁気特性の温度依存性が
大きくなるため実用的なものにならず、飽和磁束密度も
低いものとなるので好ましくなく、65重量%超過では
飽和磁束密度が低下すると共に素材自体のコストが著し
く上昇するので、Ni含有量は34重量%以上65重量
%以下の範囲とした。 Si: Stは溶製時の脱#成分として添加されるが、Ni含有
量が多くなると磁気特性の低下を招くので1.0重量%
以下とする必要がある。 Mn: Mnは溶製時の脱酸−脱硫成分として添加されるが、M
n含有量が多くなると磁気特性の低下を招くので1.0
重量%以下とする必要がある。 Mo、Cu、Cr、V、Nb、Ta、W、Ti。 Zr: これらの元素はこの種の高透磁率磁性材料の磁気特性を
向上させるのに有効な元素であるので。 これらの1種または2I!以上を必要に応じて添加する
のもよい、そして、V、Nb、Ta、W。 Ti、Zr、No、Crは微細な炭化物や窒化物を形成
して結晶粒の一次成長を妨げ、磁気焼鈍時の二次成長を
容易にして結晶粒を粗大化させることにより磁気特性を
改善し、透磁率を向上させる。また、at械的特性や耐
摩耗性を改善し、磁気焼鈍前の硬さがピンカース硬さで
Hv250以上が得られるのを容易にする。さらに、C
uは電気抵抗を向上し、さらにMOとともにヒステリシ
スの低下、最大透磁率の向上に効果がある。 しかし、これらの元素の含有量が、多すぎるとかえって
磁気特性を低下させるので、添加するとしてもM o 
、 Cu 、 Cr 、 V 、 N b 、 T a
 、 W 。 Ti、Zrのうちから選ばれる1種または2種以上の合
計で10重量%以下の含有量とすることが必要である。 C: Cは磁気特性の低下を招く元素であるので、その含有量
は少ない方がよく、0゜02重量%以下とすることが望
ましいが、炭化物形成元素が含有されているときには微
細な炭化物を形成して結晶粒の成長時に一次結晶粒成長
を妨げ、二次結晶粒成長を起しやすくして磁気焼鈍後の
結晶粒を粗大化することにより透磁率を向上するのに寄
与すると共に、冷間加工後磁気焼鈍前の硬さがHv25
0以上となるのを容易にする。しかし、多すぎると結晶
粒粗大化作用を小さくしてかえって磁気特性の低下を招
くので、0.035重量%以下とすることが望ましい。 N: Nは溶製時にブローホールを生じたり、磁気特性の低下
を招いたりする元素であるので、その含有量は少ない方
がよく、0.005重量%以下とするのが望ましいが、
窒化物形成元素が含有されているときには微細な窒化物
を形成して結晶粒の成長時に一次結晶粒成長を妨げ、二
次結晶粒成長を起しやすくして磁気焼鈍後に結晶粒を粗
大化することにより透磁率を向上するのに寄与すると共
に、冷間加工後磁気焼鈍前の硬さが)(v250以上と
なるのを容易にする。しかし、多すぎると結晶粒粗大化
作用を小さくしてかえって磁気特性の低下を招くので0
.010重量%以下とすることが望ましい。 Fe: Feはこの種のパーマロイ系高透磁率磁性材料にとって
主要な元素であるので残部とした。 本発明に係る高透磁率磁性材料の製造方法は、上記組成
になるFe−Ni系合金を素材とし、この素材に対して
冷間圧延や冷間引抜きなどの冷間加工を行うに際して最
終冷間加工率が90%以上となるようにし、冷間加工を
行いがたいとぎや冷間加工率を大きなものとしたいとき
などに必要に応じて中間焼鈍を行う場合には中間焼鈍温
度を950℃以下(下限は中間焼鈍が可能である温度(
例えば600℃程度)以上)にし、磁気焼鈍前の硬さが
ビッカース硬さでHv250以上となるようにしている
。この場合、最終冷間加工率が90%よりも小さいと、
磁気焼鈍後に平均結晶粒径を0.25mnn以上のもの
とするのが困難となる。また、中間焼鈍を行う場合にお
いてその焼鈍温度が950℃を超えるとその後の冷間加
工にとっては有利となるものの加工歪が残留しないもの
となり、磁気焼鈍後に平均結晶粒径を0.25mm以上
のものとするのが困難となるので、中間焼鈍温度を95
0℃以下として、加工歪を残しておくことによって磁気
焼鈍後に平均結晶粒径が0.25mm以上となるように
する。 また、ai磁気焼鈍前硬さがビー2カース硬さでHv2
50よりも低いと、磁気鏡M後の平均結晶粒径を0.2
5mm以上とするのが困難となるので、磁気焼鈍前の硬
さをHv250以上とすることによって磁気焼鈍後の平
均結晶粒径を0.25mm以上とするのがより確実なも
のになるようにする。 このように、冷間加工を行う際の最終冷間加工率を90
%以上とし、冷間加工を行うに際して中間焼鈍を実施す
る必要がある場合には中間焼鈍温度を950℃以下とし
、打抜き、深絞り1巻線。 冷11J1鍛造などを行うことによって製品形状に加工
し2磁気焼鈍前の硬さがHv250以上とした状態で、
水素または真空等の非酸化性雰囲気中において900〜
1200℃で磁気焼鈍を行い、ビット炉、連続炉などの
炉中で冷却して所定形状の高透磁率磁性材料を得る。 これによって、磁気焼鈍後には平均結晶粒径が0.25
mm以上のものが得られるようにし、磁気特性、とくに
透磁率の大きい高透磁率磁性材料な得る。 (発明の作用) 本発明に係る高透磁率磁性材料の製造方法では、所定の
成分組成を有するFe−Ni系素材の冷間加工時におけ
る最終冷間加工率を90%以上にし2冷間加工の際に中
間焼鈍を必要とする場合には中間焼鈍温度を950℃以
下とし、磁気焼鈍前の硬さがHv250以上であるよう
にし、磁気焼鈍後の平均結晶粒径が0.25mm以上と
なるようにしているので、結晶粒の粗大化による透磁率
の自重が実現され、磁気特性の優れたものとなる作用が
もたらされる。 (実施例) 第1表に示す成分組成の合゛金を溶製したのち造塊して
各々インゴットとし、各インゴットに対して800〜1
350℃の温度で熱間鍛造を行って厚さ30mmのビレ
ットとし、続いて800〜1350℃の温度で熱間圧延
を行って厚さ2.0mmの帯板とし1次いで冷間圧延(
冷間加工)を行った。そして、この冷間圧延に際して中
間焼鈍を必要とする場合に同じく第1表に示す中間焼鈍
温度で中間焼鈍温度い、最終冷間圧延(加工)率を同じ
く第1表に示す値にして冷間圧延(冷間加工)を終了し
、最終的に厚さ0.10〜0.50mmの薄帯にした。 この冷間圧延後(磁気焼鈍前)の硬さは同じく第1表に
示すとおりであった。 次いで、各薄帯に対し水素気流中で1100℃、2時間
の磁気焼鈍を行い、平均結晶粒径を調べるとともに初透
磁率(、W−)および最大透磁率(延)を測定した、こ
れらの結果を同じく第1表に示す。 第1表に示すように1本発明の各構成要件を満足する実
施例間、1〜14では、初透磁率および最大透磁率であ
られされる透磁率が大きな値を示していることが認めら
れた。これに対して本発明の各構成要件を満足しない比
較例No、 1 、2では透磁率がかなり少ない値しか
有していないものであることが認められた。
【発明の効果】
本発明に係る高透磁率磁性材料の製造方法は、NIが3
4重量%以J:、65重量%以下、Stが1.0重量%
以下、Mnが1.0重量%以下、必要に応じ−(Mo、
Cu、Cr、V、Nb、Ta、W、Tj、Zrのうちか
ら選ばれる1種または2種以上の合計が10重量%以下
、残部がFeおよび不純物からなる素材を冷間加工する
際の必要に応じて中間焼鈍を行う場合の中間焼鈍温度を
950℃以下にすると共に最終冷間加工率を90%以上
にして磁気焼鈍前の硬さをビッカース硬さでHv250
以上とし、磁気焼鈍を施して磁気焼鈍後の平均結晶粒径
を0.25mm以上とする構成としたから、磁気特性、
とくに初透磁率および最大透磁率であられされる透磁率
の値が大きなものとなり、トランス用コア、モーター用
コア、リレー用コア、リレー用鉄心、磁気ヘッド、?!
!気シールド材、Fji気増幅器等々の素材として優れ
た高透磁率磁性材料を提供することが可能であるという
著大なる効果がもたらされる。 特許出願人   大同特殊鋼株式会社

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)Niが34重量%以上65重量%以下、Siが1
    .0重量%以下、Mnが1.0重量%以下、残部がFe
    および不純物からなる素材を冷間加工する際の最終冷間
    加工率を90%以上にして磁気焼鈍前の硬さをビッカー
    ス硬さでHv250以上とし、磁気焼鈍を施して磁気焼
    鈍後の平均結晶粒径を0.25mm以上とすることを特
    徴とする高透磁率磁性材料の製造方法。 (2)Niが34重量%以上65重量%以下、Siが1
    .0重量%以下、Mnが1.0重量%以下、残部がFe
    および不純物からなる素材を冷間加工する際の中間焼鈍
    温度を950℃以下にすると共に最終冷間加工率を90
    %以上にして磁気焼鈍前の硬さをビッカース硬さでHv
    250以上とし、磁気焼鈍を施して磁気焼鈍後の平均結
    晶粒径を0.25mm以上とすることを特徴とする高透
    磁率磁性材料の製造方法。 (3)Niが34重量%以上65重量%以下、Siが1
    .0重量%以下、Mnが1.0重量%以下、Mo、Cu
    、Cr、V、Nb、Ta、W、Ti、Zrのうちから選
    ばれる1種または2種以上の合計が10重量%以下、残
    部がFeおよび不純物からなる素材を冷間加工する際の
    最終冷間加工率を90%以上にして磁気焼鈍前の硬さを
    ビッカース硬さでHv250以上とし、磁気焼鈍を施し
    て磁気焼鈍後の平均結晶粒径を0.25mm以上とする
    ことを特徴とする高透磁率磁性材料の製造方法。 (4)Niが34重量%以上65重量%以下、Siが1
    .0重量%以下、Mnが1.0重量%以下、Mo、Cu
    、Cr、V、Nb、Ta、W、Ti、Zrのうちから選
    ばれる1種または2種以上の合計が10重量%以下、残
    部がFeおよび不純物からなる素材を冷間加工する際の
    中間焼鈍温度を950℃以下にすると共に最終冷間加工
    率を90%以上にして磁気焼鈍前の硬さをビッカース硬
    さでHv250以上とし、磁気焼鈍を施して磁気焼鈍後
    の平均結晶粒径を0.25mm以上とすることを特徴と
    する高透磁率磁性材料の製造方法。 (5)Cが0.035重量%以下、Nが 0.010重量%以下であることを特徴とする請求項第
    (3)項または第(4)項に記載の高透磁率磁性材料の
    製造方法。
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