JPH0373612B2 - - Google Patents

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JPH0373612B2
JPH0373612B2 JP10494685A JP10494685A JPH0373612B2 JP H0373612 B2 JPH0373612 B2 JP H0373612B2 JP 10494685 A JP10494685 A JP 10494685A JP 10494685 A JP10494685 A JP 10494685A JP H0373612 B2 JPH0373612 B2 JP H0373612B2
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JP
Japan
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powder
alloy
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sintered
alloy powder
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JP10494685A
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JPS61291934A (ja
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Wataru Yamagishi
Kaoru Hashimoto
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Fujitsu Ltd
Original Assignee
Fujitsu Ltd
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  • Manufacture Of Metal Powder And Suspensions Thereof (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】
〔概要〕 鉄−50%コバルト合金を粉末治金法で製造し、
かつ高密度の焼結体を優れた軟磁性材料を提供す
る。 〔産業上の利用分野〕 本発明は、鉄コバルト合金の製法、特に、軟磁
性材料である鉄−50%コバルト系合金の粉末治金
法による製法に係る。 〔従来の技術〕 従来、軟質磁性材料としては、鉄、珪素鋼、パ
ーマロイ(Ni40〜90%、残部Feの完全固溶体合
金の商品名)、センダスト(Al5%、Si9%、残部
Feを含む鉄合金の商品名)、パーメンジユール
(Co50%、残部Feの合金の商品名)などが知られ
ている。 〔発明が解決しようとする問題点〕 上記の軟質磁性材料のうち最も高い磁束密度
(2.35T)を有するのがパーメンジユールである
が、この合金はきわめてもろく、冷間加工が不可
能に近いという欠点がある。そこで、バナジウム
を約2%添加することにより、冷間加工性を改善
したものとして2V−パーメンジユールが知られ
ているが、未だ充分な加工性を有するに至つてい
ない。 粉末治金法は、このような難加工性材料の成形
体の有力な製造方法の一つである。しかし、鉄粉
末とコバルト粉を混合して、成形、焼結した場
合、鉄のコバルトへの拡散係数がコバルトの鉄へ
の拡散係数よりも大きいので鉄にカーケンドール
ボイドが発生すること、および高温焼結時におけ
るFe−Co合金の結晶構造に起因する拡散係数の
低さのために、焼結体の高密度化が困難であり、
実用性のある磁気的性質を有する材料を得ること
はできない。これらを解決するために種々の添加
元素の効果が調べられているが、未だ根本的な解
決に至つていない。また、Fe−50%Co合金溶解
材粉を成形、焼結する場合、最終的な焼結密度に
大きな影響を持つ粉末の圧縮性がFe−50%Co組
成における規則格子の形成に起因する高硬度のた
めに相当に悪いという欠点がある。 〔問題点を解決するための手段および作用〕 本発明は、Fe−50%Co合金を加工性に優れた
粉末治金法により製造し、かつその磁気的性質を
改善するために、磁気的性質の低下を引き起こす
第三元素添加の手法に頼らずに(第三元素の添加
を一概に排除するわけでないが)、出発金属粉と
して、規則格子を有さないFe−Co合金粉を使用
し、それによつて、圧粉成形性を向上させると共
にカーケンドール効果が起こらないようにして、
焼結体の高密度化を実現するものである。 規則格子を有さないFe−Co合金粉としては、
規則格子を有するFe−50%Co合金溶解材を急冷
することによつて規則格子を解いたものの、ある
いはFeに富むFe−Co合金を用いることができ
る。 Fe−50%Co合金の規則格子を解くには、Fe−
50%Co合金は、730℃において規則−不規則変態
を起こすので、この温度領域を急冷によつて通過
させることにより、不規則化を実現することがで
きる。一般には、850℃から、水冷もしくは油冷
を施すことにより不規則化する。例えば、通常の
アトマイズ法に比較して冷却速度を大きくするた
めに、アモルフアス号新を製造する方法として良
く知られているシングルロール法を発展させ、ロ
ール回転数、ロール形状、溶湯噴射速度を適切に
選ぶことにより、規則格子を解いたFe−50%Co
合金粉を作成することができる。 このように規則格子を解いたFe−50%Co合金
粉を用いれば、規則格子を形成していないために
合金粉の硬度が低下し、圧縮成形性が向上する。
しかも、Fe−Co合金粉から出発するために、Fe
粉とCo粉から出発する場合と比べてカーケンド
ール効果が発生しにくくなる。従つて、焼結後の
密度が向上し、焼結品の磁気的性質は向上する。 また、Feに富むFe−Co合金は本来的に規則格
子を形成していない。第9図にFe−Co二元系に
おけるビツカース硬さの組成依存性を示すが、こ
の図から50%Coをピークとし、Co量が少なくな
るほど、すなわち、Fe量が多いほど硬さは低く
なることがわかる。Fe−50%Coに硬さのピーク
を示すのは規則格子を形成しているためである。
したがつてFeに富むFe−Co合金粉を使用すれ
ば、規則格子を形成していないために硬度が低い
こととなり、圧縮成形性の改善が期待される。 Fe粉とCo粉から出発して焼結を行なうと、Fe
とCoの拡散係数が一桁違う(Feの方が大きい)
ためにカーケンドール効果が発生し、高密度化が
困難であつた。そこで、Feの拡散係数をCoのそ
れに近づけるために、Feの拡散係数をCoの拡散
係数で希釈するという考え方で、Feの一部をCo
で置換してFeに富むFe−Co合金粉を採用する。
そしてこのFeに富むFe−Co合金粉とCo粉との組
合せを用いれば、Fe粉とCo粉の組合せの場合と
比べて、それぞれの粉末の拡散係数が近い値とな
るので、拡散の進行が改善され、カーケンドール
ボイドが発生しにくくなることが期待される。 以上の如く、本発明の方法では、規則格子を解
いたFe−50%Co合金粉あるいはFeに富むFe−
Co合金粉とCo粉を使用して粉末治金法によりFe
−50%Co合金を得ることを特徴とするものであ
るが、これらと共にFe粉とCo粉を混ぜて使用す
ること、さらにはこれらをお互いに組合せて使用
することも本発明の範囲内の事項である。 〔実施例〕 実施例 1 最初に、Fe−Co(1:1)合金溶解材を急冷し
て規則格子を解いた50%Fe−50%Co合金粉を作
成した。前記のようにアモルフアス合金を製造す
る方法として良く知られているシングルロール法
を発展させ、ロール回転数、ロール形状、溶湯噴
射速度を適切に選び、溶解温度/600℃、噴射ノ
ズル径0.2mmφ、ロール回転数8000〜8500rpmで
−325メツシユの50%Fe−50%Co合金粉を得た。 この急冷50%Fe−50%Co合金粉の格子が不規
則化していることを次のようにして評価した。 粉末の硬度、および電気抵抗は、測定が困難で
あり、かつ信頼性に乏しいので、粉末を一定圧力
で圧粉した段階での密度を測定することにより、
圧粉成形性を評価した。すなわち、不規則化が行
われると、硬さが低下し、圧粉体の密度が高くな
るのである。結果は次の通りである。
【表】
〔焼結密度〕
JIS Z 2505に規定されている『金属焼結体の
密度測定方法』によつて焼結密度を求め、溶解材
の50%Fe−50%Co合金(パーメンジユール)の
密度8.18(g/c.c.)〔アール・エム・ボゾース〕
(R.M.Bozorth):フエロマグネティズム
(Ferromagnetism)、デー・フアン・ノストラン
ド社(D.Van Nostrand Co.、Inc.)、P.190
(1964)参照〕で除して相対密度とした。 第1図から明らかなように合金粉を混合するこ
とにより、焼結密度が向上し、合金粉を40重量%
以上含有した材料で95%以下の高密度が得られ
た。 〔磁気的性質〕 得られた焼結合金に烈磁コイル及びサーチコイ
ルを共に42ターン巻いて最大印加磁場4kA/m
(50 Oe)にて直流自記磁束計によりBHヒステリ
シス曲線を描いて磁束密度、保磁力、および透磁
率を求めた。第2図に磁束密度と合金粉の含有
量、第3図に保磁力と合金粉の含有量、第4図に
最大透磁率と合金粉の含有量との関係をそれぞれ
示した。 これらの図から明らかなように、合金粉の含有
量を40重量%以上とすることによつて軟質磁性材
料として好ましい磁気的性質が向上した。 (2.0T以上の高磁束密度、180A/m以下の低保
磁力、2.0mH/m以上の高透磁率) 実施例 2 原料粉としてFeに富む組成を持つ−325メツシ
ユのFe−x%Co合金粉(x=20、30、40)、およ
び−325メツシユのCo粉を用意し、Fe/Co=1
(質量)となるようにし、さらに潤滑剤として
0.75重量%のステアリン酸亜鉛を加えて混合し
た。これらの混合粉を392MPa(4t/cm2)の成形
圧力でφ45×φ35×7tの形状に圧粉成形した。そ
の後、400℃において圧粉体より前述の潤滑剤を
除去してから、750〜850℃において1時間、水素
雰囲気にて予備焼結し、さらに588MPa(6t/cm2)
の圧力で再圧縮成形した。最後にこの予備焼結品
をプツシヤー型水素雰囲気炉にて1300〜1400℃、
で1時間焼結した。得られた材料の特性は以下の
通りである。 〔焼結密度〕 JIS Z 2505に規定されている『金属焼結体の
密度測定方法』によつて焼結密度を求め、溶解材
の50%Fe−50%Co合金(パーメンジユール)の
密度8.18(g/c.c.)(前出のフエロマグネテイズム
参照)で除して相対密度とした。 第5図から明らかなように、合金粉を使用する
ことにより、焼結密度が向上し、Coの含有率が、
20〜40%のFe−Co合金粉とCo粉の組み合わせに
よつて相対密度95%以上を得た。 〔磁気的性質〕 得られた焼結合金に励磁コイルおよびサーチコ
イルを共に42ターン巻き、最大印加磁場4kA/m
(50 Oe)にて直流自記磁束計により、BHヒステ
リシス曲線を描いて磁束密度、保磁力、および透
磁率を求めた。第6図に磁束密度と合金粉中の
Coの含有率、第7図に保磁力と合金粉中のCo含
有率、第8図に最大透磁率と合金粉中のCo含有
率との関係をそれぞれ示した。 これらの図から明らかなように、Coの含有率
が、20〜40%のFe−Co合金粉とCo粉を組み合わ
せることによつて軟質磁性材料として好ましい磁
気的性質(高磁束密度、低保磁力、高透磁率)を
得ることができた。 なお、これらの図において、本発明の効果が明
白に見られるxの範囲としては、相対密度が94%
以上、磁束密度が2T以上、保磁力が180A/m以
下、最大透磁率が2mH/m以上の条件を満たす
x≧10%の範囲である。 また、上限については実施例ではx=40までで
あるがx=50までならばxの値が大きくなつても
各特性が向上することは容易に類推できる。ただ
し、x=50については硬度が最も高くなるため除
かれる。 したがつてxの範囲は10≦x<50である。 〔発明の効果〕 本発明によれば、規則格子を有さないFe−Co
合金粉を出発粉として使用することにより、焼結
密度を高め、その結果として実用性のある磁気的
性質を有するFe−50%Co合金を得ることができ
る。したがつて本発明に係る焼結軟質磁性材料を
電磁部品に応用すれば、切削加工が非常に困難な
パーメンジユール溶解材を用いるよりも経済的で
ある。
【図面の簡単な説明】
第1〜4図は規則格子を解いたFe−Co合金粉
を用いた実施例1で得られた結果を表わしてお
り、いずれも合金粉の含有量に関して、それぞれ
焼結品の相対密度(第1図)、磁束密度(第2
図)、保磁力(第3図)、最大透磁率(第4図)を
表わすグラフ図であり、第5〜8図はFeに富む
Fe−Co合金粉を用いた実施例2で得られた結果
を表わしており、いずれも合金粉のCo量に関し
て、それぞれ焼結品の相対密度(第5図)、磁束
密度(第6図)、保磁力(第7図)、最大透磁率
(第8図)を表わすグラフ図であり、第9図はFe
−Co合金におけるCo量に関する合金のビツカー
ス硬度を表わすグラフ図である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 1 規則格子を形成していない鉄コバルト合金粉
    を含む出発金属粉を圧縮成形し、焼結して鉄−50
    %コバルト焼結合金を製造することを特徴とする
    鉄コバルト焼結合金の製法。
JP10494685A 1985-05-18 1985-05-18 鉄コバルト焼結合金の製法 Granted JPS61291934A (ja)

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JP10494685A JPS61291934A (ja) 1985-05-18 1985-05-18 鉄コバルト焼結合金の製法

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AU613772B2 (en) * 1988-05-30 1991-08-08 Kawasaki Steel Corporation Sintered magnetic fe-co material and process for its production
JP5262423B2 (ja) * 2008-08-21 2013-08-14 セイコーインスツル株式会社 ゴルフクラブヘッド、そのフェース部及びその製造方法

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