JPH0364583B2 - - Google Patents
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- JPH0364583B2 JPH0364583B2 JP61308783A JP30878386A JPH0364583B2 JP H0364583 B2 JPH0364583 B2 JP H0364583B2 JP 61308783 A JP61308783 A JP 61308783A JP 30878386 A JP30878386 A JP 30878386A JP H0364583 B2 JPH0364583 B2 JP H0364583B2
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- Manufacture Of Alloys Or Alloy Compounds (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
〔産業上の利用分野〕
本発明は半硬質磁性材料である銅鉄（Cu−Fe）
合金に関するものである。本発明に係る半硬質磁
性銅鉄合金はリード・スイツチ、リレーなどに適
している。 〔従来の技術〕 リレー、スイツチ用半硬質磁性材料には各種の
合金が提案されており、高い残留磁束密度で、あ
る程度の保磁力を持ち、ヒステリシスループが角
形であるのが好ましい（例えば、未踏加工技術協
会編、“新時代の磁性材料”、工業調査会、（1983、
２版）p.103、表８、４、参照）。このような材料
のひとつとして銅鉄合金（Fe−Cu合金）が提案
され、上述の文献および川口寅之輔、小川紘一、
“鉄−銅磁性合金の展望”、金属、197 年10月15
日号、pp.99−107、に開示されている、後者の文
献におけるFe−Cu合金の製造工程は、第１表
（p.102）によると、溶解→注湯→鍛造→熱間ロー
ル→冷間線引き（６mmφ）→焼鈍→冷間線引き
（３mmφ）→焼鈍→冷間線引き２mmφ→１mmφ→
0.5mmφ→0.35mmφ→0.2mmφであり、冷間加工後
に焼戻しを行なうものである。得られたFe−Cu
合金の組織は、鋳造状態で銅基地中の粒状鉄相が
引き伸ばされた平行かつ微細な繊維状となつてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者らは、銅鉄合金に対する加工と熱処理
を工夫して銅基地中の繊維状鉄相をより一層微細
化し、鉄相の単磁区化を試みた。 上述した従来のFe−Cu合金は実験室レベルの
ものであつて工業的に生産（商品化）されてはい
なかつた。本発明者らは工業的生産を実現するこ
とに取り組み、特別な成分を含有しないだけ安価
な半硬質磁性材料を提供することが解決すべき問
題点である。 また、ある程度の保持力を有して、従来のリレ
ー、スイツチ用半硬質材料よりも残留磁束密度の
高い銅鉄合金を提供することも解決すべき問題点
である。 〔問題点を解決するための手段〕 上述の問題点が、銅基地中に平行に多数の繊維
状鉄相が各々独立して存在し、各繊維状鉄相はそ
の断面で1μｍ径以下でありかつ微断されてほぼ
単磁区化されていることを特徴とする半硬質磁性
銅鉄合金によつて達成される。 平行な多数の繊維状鉄相は従来のFe−Cu合金
の場合と類似しているが、後述するように本発明
に係る銅鉄合金加工、熱処理した製品の顕微鏡写
真から判断してその径は1μｍ以下であり、多く
はそれよりもはるかに小さい。そして、繊維状鉄
相の断面形状は、縦横の比が大きくない矩形ない
し円形に近いものであつて、従来のFe−Cu合金
での繊維状鉄相の断面形状（細長い小片状、上述
の川口、小川文献の第105頁、写真２）とは異な
る。さらに、本発明では各繊維状鉄相が微断され
て（いくつもに切られて）、圧延（線引き）方向
（長手方向）での長さが短かくされてそれだけ単
磁区化された鉄相となつている。 本発明に係る銅鉄合金の組成は銅が20〜70wt
％であり、残部が鉄および不可避的不純物であ
る。銅は非磁性であり、その量が多いほど磁気特
性は低くなるので、上限を70wt％とする。一方、
銅の量が少ないほど加工性が悪く（鋳造時に割れ
るなどのように脆くなる）ので、下限を20wt％
とする。 本発明に係る銅鉄合金に0.001〜0.005wt％のジ
ルコニウム（Zr）、0.01〜0.02wt％のマグネシウ
ム（Mg）および0.001〜0.004wt％のチタン（Ti）
の少なくとも一種を添加すると、鋳造組織での鉄
粒子を小さくする効果、鋳造時に鉄粒子が砕ける
のを促進する効果、および最終冷間加工時の繊維
状鉄相の分断を促進する効果があつて、得られる
繊維状鉄相をより細くかつより多く切断すること
ができる。これら添加物の量が多くなると電気伝
導度の低下を招く。 そして、本発明に係る銅鉄合金の線材が次のよ
うな工程：銅鉄合金をインゴツトに鍛造し、該イ
ンゴツトを鍛造してインゴツト中の鉄粒子を微分
断し、該鍛造物を熱間圧延し、該圧延物を加工率
55％以下の冷間線引き加工の繰り返しで伸線し、
各冷間線引き加工後に非酸化性雰囲気中で焼鈍
し、製品線材サイズとする最終冷間加工を加工率
90％以上の冷間線引き加工で行なう工程、を含ん
でなる製造方法によつて製作される。 〔実施例〕 以下、添付図面を参照して実施例によつて本発
明をより詳しく説明する。 例 １ 原材料である電解銅および精練鉄を用意して、
銅と鉄との組成（重量比）が70：30、60：40、
50：50、40：60、30：70および20：80となるよう
に６種の試料とした。各試料についてまず高周波
誘導炉にて溶解し、内径120mmφの円筒形ケース
に注湯してインゴツトを得た。50wt％Cuおよび
50wt％Feの試料でのインゴツトについてその横
断面での鋳造組組を第１図の顕微鏡写真（150倍）
に示す。Fe−Cu合金状態図からわかるように銅
と鉄はほとんど固溶せずに、二相に分離して銅基
地中に鉄粒子（黒色部）が存在する共晶組織とな
る。この場合には、インゴツト横断面全体に現わ
れる鉄粒子の数は約1445万個と計算される。第１
図の80mm×55ｍの顕微鏡写真（×150）中にある
鉄粒子は約250個であり、直径120mmインゴツト全
体では、次のように計算される。 （インゴツト断面積）÷（写真の実際面積）×250
個＝（120／２）2π÷（80／150×55／150）×250＝144
51500個 次にインゴツトを鍛造によつて80mmφのインゴ
ツトにした。50wt％Cuおよび50wt％Feのインゴ
ツトの場合での鍛造後組織を第２図の顕微鏡
（600倍）に示す。このように銅基地中に独立して
散在する鉄粒子が破壊されて微細化される。 鍛造インゴツトを熱間ロール圧延して直径20mm
φの線材とした。次に、この線材を冷間加工（す
なわち、冷間線引き）と焼鈍とを繰り返して直径
3.0mmφの線材とした。この冷間加工は、加工率
（減面率）を55％以下にして行ない例えば、７回
（20φ→15φ→12φ→10φ→8φ→6φ→4.5φ→3φ）行
ない、そして、各冷間線引き後に、焼鈍を非酸化
性雰囲気である不活性雰囲気又は真空中（例え
ば、アルゴン雰囲気中）で酸化を防止して850℃
前後（800〜900℃の範囲）の温度にて40分ないし
２時間行なう。なお、第７回目の4.5φ→3φの冷
間線引きでの加工率は55％であつたが、他の冷間
線引きでは加工率は45％以下であつた。このよう
な冷間加工および焼鈍によつて鉄粒子の繊維状鉄
相を切断することなく伸線できる。この冷間加工
された線材はその線引き方向に平行な断面（長手
方向断面）での組織が、第３図の顕微鏡写真
（300倍）のようになる。なお、この第３図は、
50wt％Cuおよび50wt％Feの銅鉄合金の場合で、
上述した加工と焼鈍とを繰り返して直径3.0mmφ
の線材にしたものの組織である。このように鋳造
組織での鉄粒子が鍛造で砕かれ、圧延および線引
きによる加工で平行かつ個々独立した繊維状にな
る。第３図においては繊維状鉄相の重なつている
部分があつてそこが太く見える。 焼鈍した直径3.0mmφの線材を加工率（減面率）
96％で１回の冷間線引きにて直径0.6mmφの所定
サイズ線材にした。そして、最終熱処理である時
効処理を不活性雰囲気中で400〜600℃の温度にて
30分〜１時間行なつた。 製造した銅鉄合金線（直径0.6mmφ）の磁気特
性を測定した結果、第１表に示す値が得られた。
合金に関するものである。本発明に係る半硬質磁
性銅鉄合金はリード・スイツチ、リレーなどに適
している。 〔従来の技術〕 リレー、スイツチ用半硬質磁性材料には各種の
合金が提案されており、高い残留磁束密度で、あ
る程度の保磁力を持ち、ヒステリシスループが角
形であるのが好ましい（例えば、未踏加工技術協
会編、“新時代の磁性材料”、工業調査会、（1983、
２版）p.103、表８、４、参照）。このような材料
のひとつとして銅鉄合金（Fe−Cu合金）が提案
され、上述の文献および川口寅之輔、小川紘一、
“鉄−銅磁性合金の展望”、金属、197 年10月15
日号、pp.99−107、に開示されている、後者の文
献におけるFe−Cu合金の製造工程は、第１表
（p.102）によると、溶解→注湯→鍛造→熱間ロー
ル→冷間線引き（６mmφ）→焼鈍→冷間線引き
（３mmφ）→焼鈍→冷間線引き２mmφ→１mmφ→
0.5mmφ→0.35mmφ→0.2mmφであり、冷間加工後
に焼戻しを行なうものである。得られたFe−Cu
合金の組織は、鋳造状態で銅基地中の粒状鉄相が
引き伸ばされた平行かつ微細な繊維状となつてい
る。 〔発明が解決しようとする問題点〕 本発明者らは、銅鉄合金に対する加工と熱処理
を工夫して銅基地中の繊維状鉄相をより一層微細
化し、鉄相の単磁区化を試みた。 上述した従来のFe−Cu合金は実験室レベルの
ものであつて工業的に生産（商品化）されてはい
なかつた。本発明者らは工業的生産を実現するこ
とに取り組み、特別な成分を含有しないだけ安価
な半硬質磁性材料を提供することが解決すべき問
題点である。 また、ある程度の保持力を有して、従来のリレ
ー、スイツチ用半硬質材料よりも残留磁束密度の
高い銅鉄合金を提供することも解決すべき問題点
である。 〔問題点を解決するための手段〕 上述の問題点が、銅基地中に平行に多数の繊維
状鉄相が各々独立して存在し、各繊維状鉄相はそ
の断面で1μｍ径以下でありかつ微断されてほぼ
単磁区化されていることを特徴とする半硬質磁性
銅鉄合金によつて達成される。 平行な多数の繊維状鉄相は従来のFe−Cu合金
の場合と類似しているが、後述するように本発明
に係る銅鉄合金加工、熱処理した製品の顕微鏡写
真から判断してその径は1μｍ以下であり、多く
はそれよりもはるかに小さい。そして、繊維状鉄
相の断面形状は、縦横の比が大きくない矩形ない
し円形に近いものであつて、従来のFe−Cu合金
での繊維状鉄相の断面形状（細長い小片状、上述
の川口、小川文献の第105頁、写真２）とは異な
る。さらに、本発明では各繊維状鉄相が微断され
て（いくつもに切られて）、圧延（線引き）方向
（長手方向）での長さが短かくされてそれだけ単
磁区化された鉄相となつている。 本発明に係る銅鉄合金の組成は銅が20〜70wt
％であり、残部が鉄および不可避的不純物であ
る。銅は非磁性であり、その量が多いほど磁気特
性は低くなるので、上限を70wt％とする。一方、
銅の量が少ないほど加工性が悪く（鋳造時に割れ
るなどのように脆くなる）ので、下限を20wt％
とする。 本発明に係る銅鉄合金に0.001〜0.005wt％のジ
ルコニウム（Zr）、0.01〜0.02wt％のマグネシウ
ム（Mg）および0.001〜0.004wt％のチタン（Ti）
の少なくとも一種を添加すると、鋳造組織での鉄
粒子を小さくする効果、鋳造時に鉄粒子が砕ける
のを促進する効果、および最終冷間加工時の繊維
状鉄相の分断を促進する効果があつて、得られる
繊維状鉄相をより細くかつより多く切断すること
ができる。これら添加物の量が多くなると電気伝
導度の低下を招く。 そして、本発明に係る銅鉄合金の線材が次のよ
うな工程：銅鉄合金をインゴツトに鍛造し、該イ
ンゴツトを鍛造してインゴツト中の鉄粒子を微分
断し、該鍛造物を熱間圧延し、該圧延物を加工率
55％以下の冷間線引き加工の繰り返しで伸線し、
各冷間線引き加工後に非酸化性雰囲気中で焼鈍
し、製品線材サイズとする最終冷間加工を加工率
90％以上の冷間線引き加工で行なう工程、を含ん
でなる製造方法によつて製作される。 〔実施例〕 以下、添付図面を参照して実施例によつて本発
明をより詳しく説明する。 例 １ 原材料である電解銅および精練鉄を用意して、
銅と鉄との組成（重量比）が70：30、60：40、
50：50、40：60、30：70および20：80となるよう
に６種の試料とした。各試料についてまず高周波
誘導炉にて溶解し、内径120mmφの円筒形ケース
に注湯してインゴツトを得た。50wt％Cuおよび
50wt％Feの試料でのインゴツトについてその横
断面での鋳造組組を第１図の顕微鏡写真（150倍）
に示す。Fe−Cu合金状態図からわかるように銅
と鉄はほとんど固溶せずに、二相に分離して銅基
地中に鉄粒子（黒色部）が存在する共晶組織とな
る。この場合には、インゴツト横断面全体に現わ
れる鉄粒子の数は約1445万個と計算される。第１
図の80mm×55ｍの顕微鏡写真（×150）中にある
鉄粒子は約250個であり、直径120mmインゴツト全
体では、次のように計算される。 （インゴツト断面積）÷（写真の実際面積）×250
個＝（120／２）2π÷（80／150×55／150）×250＝144
51500個 次にインゴツトを鍛造によつて80mmφのインゴ
ツトにした。50wt％Cuおよび50wt％Feのインゴ
ツトの場合での鍛造後組織を第２図の顕微鏡
（600倍）に示す。このように銅基地中に独立して
散在する鉄粒子が破壊されて微細化される。 鍛造インゴツトを熱間ロール圧延して直径20mm
φの線材とした。次に、この線材を冷間加工（す
なわち、冷間線引き）と焼鈍とを繰り返して直径
3.0mmφの線材とした。この冷間加工は、加工率
（減面率）を55％以下にして行ない例えば、７回
（20φ→15φ→12φ→10φ→8φ→6φ→4.5φ→3φ）行
ない、そして、各冷間線引き後に、焼鈍を非酸化
性雰囲気である不活性雰囲気又は真空中（例え
ば、アルゴン雰囲気中）で酸化を防止して850℃
前後（800〜900℃の範囲）の温度にて40分ないし
２時間行なう。なお、第７回目の4.5φ→3φの冷
間線引きでの加工率は55％であつたが、他の冷間
線引きでは加工率は45％以下であつた。このよう
な冷間加工および焼鈍によつて鉄粒子の繊維状鉄
相を切断することなく伸線できる。この冷間加工
された線材はその線引き方向に平行な断面（長手
方向断面）での組織が、第３図の顕微鏡写真
（300倍）のようになる。なお、この第３図は、
50wt％Cuおよび50wt％Feの銅鉄合金の場合で、
上述した加工と焼鈍とを繰り返して直径3.0mmφ
の線材にしたものの組織である。このように鋳造
組織での鉄粒子が鍛造で砕かれ、圧延および線引
きによる加工で平行かつ個々独立した繊維状にな
る。第３図においては繊維状鉄相の重なつている
部分があつてそこが太く見える。 焼鈍した直径3.0mmφの線材を加工率（減面率）
96％で１回の冷間線引きにて直径0.6mmφの所定
サイズ線材にした。そして、最終熱処理である時
効処理を不活性雰囲気中で400〜600℃の温度にて
30分〜１時間行なつた。 製造した銅鉄合金線（直径0.6mmφ）の磁気特
性を測定した結果、第１表に示す値が得られた。
本発明によれば、40wt％Cuおよび60wt％Feの
銅鉄合金線材で従来よりリード・スイツチに使用
されているニブコロイ（12％Fe−３％Nb−Co）
よりも磁気特性が良くかつコバルトを使用しない
のでコストも安い。要するに、特別な原料を用い
ることなく、入手容易で安価な銅および鉄から製
造して、半硬質磁性材料として良好な特性を有す
るものが提供できる。そして、本発明者らは本発
明に係る鉄の単磁区粒子を含む半硬質磁性銅鉄合
金の商業的生産を可能にした。
銅鉄合金線材で従来よりリード・スイツチに使用
されているニブコロイ（12％Fe−３％Nb−Co）
よりも磁気特性が良くかつコバルトを使用しない
のでコストも安い。要するに、特別な原料を用い
ることなく、入手容易で安価な銅および鉄から製
造して、半硬質磁性材料として良好な特性を有す
るものが提供できる。そして、本発明者らは本発
明に係る鉄の単磁区粒子を含む半硬質磁性銅鉄合
金の商業的生産を可能にした。
第１図は、50wt％Cuおよび50wt％Feの銅鉄合
金の鋳造組織の顕微鏡写真であり、第２図は、第
１図の銅鉄合金の鍛造組織の顕微鏡写真であり、
第３図は、加工率が55％以下で冷間線引きされた
銅鉄合金線材の組織の顕微鏡写真であり、第４図
は、最終加工率が91％で冷間線引きされた銅鉄合
金線材の組織の顕微鏡写真である。第５図は、最
終加工率が91％で冷間線引きされたチタン添加銅
鉄合金線材の組織の顕微鏡写真であり、第６図
は、最終線引き加工率95％である20wt％Cuおよ
び80wt％Feの銅鉄合金線材（0.6mmφ）のヒステ
リシス曲線である。
金の鋳造組織の顕微鏡写真であり、第２図は、第
１図の銅鉄合金の鍛造組織の顕微鏡写真であり、
第３図は、加工率が55％以下で冷間線引きされた
銅鉄合金線材の組織の顕微鏡写真であり、第４図
は、最終加工率が91％で冷間線引きされた銅鉄合
金線材の組織の顕微鏡写真である。第５図は、最
終加工率が91％で冷間線引きされたチタン添加銅
鉄合金線材の組織の顕微鏡写真であり、第６図
は、最終線引き加工率95％である20wt％Cuおよ
び80wt％Feの銅鉄合金線材（0.6mmφ）のヒステ
リシス曲線である。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 銅の基地中に平行に多数の繊維状鉄相が各々
独立して存在し、前記各繊維状鉄相はその断面で
1μｍ径以下でありかつ微断されてほぼ単磁区化
されていることを特徴とする半硬質磁性銅鉄合
金。 ２ 銅が20〜70wt％であり、残部が鉄および不
可避的不純物であることを特徴とする特許請求の
範囲第１項記載の半硬質磁性銅鉄合金。 ３ 20〜70wt％の銅を含み、0.001〜0.005wt％の
ジルコニウム、0.01〜0.02wt％のマグネシウムお
よび0.01〜0.004wt％のチタンの少なくとも一種
を含み、残部が鉄および不可避的不純物であるこ
とを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の半硬
質磁性銅鉄合金。 ４ 銅鉄合金をインゴツトに鋳造し、該インゴツ
トを鍛造してインゴツト中の鉄粒子を微分断し、
該鍛造物を熱間圧延し、該圧延物を加工率55％以
下の冷間線引き加工の繰り返しで伸線し、各冷間
線引き加工後に非酸化性雰囲気中で焼鈍し、製品
線材サイズとする最終冷間加工を加工率90％以上
の冷間線引き加工で行なう工程を含んでなること
を特徴とする半硬質磁性銅鉄合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61308783A JPS63162829A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半硬質磁性銅鉄合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP61308783A JPS63162829A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半硬質磁性銅鉄合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS63162829A JPS63162829A (ja) | 1988-07-06 |
| JPH0364583B2 true JPH0364583B2 (ja) | 1991-10-07 |
Family
ID=17985249
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP61308783A Granted JPS63162829A (ja) | 1986-12-26 | 1986-12-26 | 半硬質磁性銅鉄合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS63162829A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2036695A2 (en) | 2007-08-28 | 2009-03-18 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Urethane foam molded article, manufacturing method thereof, and magnetic induction foam molding apparatus |
Families Citing this family (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2807398B2 (ja) * | 1993-08-03 | 1998-10-08 | 和明 深道 | 磁気抵抗効果材料、その製造方法および磁気抵抗素子 |
| JP6050588B2 (ja) * | 2012-01-11 | 2016-12-21 | 住友電気工業株式会社 | 銅合金線 |
| JP2015137372A (ja) * | 2014-01-21 | 2015-07-30 | 株式会社オートネットワーク技術研究所 | コネクタピン用Ｃｕ−Ｆｅ系合金線材及びコネクタ |
| JP2016069713A (ja) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | 住友電気工業株式会社 | 銅合金材、コネクタ端子、及び銅合金材の製造方法 |
| CN111826545B (zh) * | 2020-06-24 | 2022-02-01 | 东南大学 | 一种铜铁合金材料及其制备方法和应用 |
-
1986
- 1986-12-26 JP JP61308783A patent/JPS63162829A/ja active Granted
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP2036695A2 (en) | 2007-08-28 | 2009-03-18 | Tokai Rubber Industries, Ltd. | Urethane foam molded article, manufacturing method thereof, and magnetic induction foam molding apparatus |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS63162829A (ja) | 1988-07-06 |
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