JPH04298006A - Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金焼結軟質磁性体の製造方法 - Google Patents
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金焼結軟質磁性体の製造方法Info
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- JPH04298006A JPH04298006A JP3087508A JP8750891A JPH04298006A JP H04298006 A JPH04298006 A JP H04298006A JP 3087508 A JP3087508 A JP 3087508A JP 8750891 A JP8750891 A JP 8750891A JP H04298006 A JPH04298006 A JP H04298006A
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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
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、安価にＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ合金軟質磁性焼結体を製造する方法に関する。
Ａｌ合金軟質磁性焼結体を製造する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金は、センダストを
中心とする軟質磁性材料として優れた特性を有する材料
であり、硬度が高く耐磨耗性に優れているため、例えば
磁気ヘッドコア用として広く使用されている。
中心とする軟質磁性材料として優れた特性を有する材料
であり、硬度が高く耐磨耗性に優れているため、例えば
磁気ヘッドコア用として広く使用されている。
【０００３】ＦｅにＳｉ及びＡｌを添加増量していくと
、透磁率及び抵抗率が増加し、軟質磁性材料としての特
性が向上する。しかし、Ｓｉ及びＡｌの添加量が増加す
ると、硬くかつ非常に脆くなるため、塑性加工や切削加
工が困難になり、加工歩留りが非常に低下する。その結
果、溶解→鋳造→切断→切削→研磨加工の工程をとる、
複雑形状のヘッドコアを製造する場合に、製品歩留りが
低く、製造コストがかかる。
、透磁率及び抵抗率が増加し、軟質磁性材料としての特
性が向上する。しかし、Ｓｉ及びＡｌの添加量が増加す
ると、硬くかつ非常に脆くなるため、塑性加工や切削加
工が困難になり、加工歩留りが非常に低下する。その結
果、溶解→鋳造→切断→切削→研磨加工の工程をとる、
複雑形状のヘッドコアを製造する場合に、製品歩留りが
低く、製造コストがかかる。
【０００４】これらの欠点を改善するため、ニアネット
の所定形状の鋳型に溶湯を注入して鋳造品の切断工程を
避け、複雑形状部品を製造する精密鋳造法も一部行われ
てきた。しかし、このような精密鋳造法においても、凝
固時に偏析が生じ、又ガスの巻き込みやガスの放出によ
るピンホールの発生はプロセス上避けがたく、磁気特性
の良好な製品を歩留り良く安定して生産することは困難
である。さらに、鋳造材は結晶粒が粗大化したり混粒化
したりしやすいため、非常に割れやすい。
の所定形状の鋳型に溶湯を注入して鋳造品の切断工程を
避け、複雑形状部品を製造する精密鋳造法も一部行われ
てきた。しかし、このような精密鋳造法においても、凝
固時に偏析が生じ、又ガスの巻き込みやガスの放出によ
るピンホールの発生はプロセス上避けがたく、磁気特性
の良好な製品を歩留り良く安定して生産することは困難
である。さらに、鋳造材は結晶粒が粗大化したり混粒化
したりしやすいため、非常に割れやすい。
【０００５】また別に、上述の欠点を改善する手段とし
て粉末冶金法によってヘッド材料を製造する方法も試み
られている。即ち、プレス成形法や射出成形法である。
て粉末冶金法によってヘッド材料を製造する方法も試み
られている。即ち、プレス成形法や射出成形法である。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】しかし、プレス成形法
では、成形性や焼結性を確保するため、溶解インゴット
を粉砕した粉末を使用している。そのため、本合金系の
ごとく高硬度材料では粉砕コストが増大する。また、圧
縮成形時に圧力を印加しても成形しにくくクラック等も
発生しやすく、高密度材を得ることが困難であるため、
焼結体も低密度になり、その結果磁性も溶製材に比べて
かなり劣っており、充分とは言えない。更に、焼結体の
寸法精度も悪くなるため、製品歩留りも落ちるなど種々
のトラブルを発生する。
では、成形性や焼結性を確保するため、溶解インゴット
を粉砕した粉末を使用している。そのため、本合金系の
ごとく高硬度材料では粉砕コストが増大する。また、圧
縮成形時に圧力を印加しても成形しにくくクラック等も
発生しやすく、高密度材を得ることが困難であるため、
焼結体も低密度になり、その結果磁性も溶製材に比べて
かなり劣っており、充分とは言えない。更に、焼結体の
寸法精度も悪くなるため、製品歩留りも落ちるなど種々
のトラブルを発生する。
【０００７】一方、射出成形法も試みられており、これ
はプレス成形法に比べて寸法精度が良好である。しかし
、通常水アトマイズ微粉末を使用しており、含有酸素量
が非常に多い。そのため、磁気特性が充分でない。
はプレス成形法に比べて寸法精度が良好である。しかし
、通常水アトマイズ微粉末を使用しており、含有酸素量
が非常に多い。そのため、磁気特性が充分でない。
【０００８】この発明は、かかる問題点に鑑み、優れた
磁気特性を有する高密度Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金焼結軟質
磁性体を高密度かつ歩留りよく、しかも安価に製造でき
る製造方法を提供することを課題とする。
磁気特性を有する高密度Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金焼結軟質
磁性体を高密度かつ歩留りよく、しかも安価に製造でき
る製造方法を提供することを課題とする。
【０００９】そして本件発明者は、上述の課題を解決す
べく種々の検討を行い、平均粒径４０μｍ以下の球形の
不活性ガスアトマイズ粉を用いる射出成形によれば所定
の目的とする焼結体が歩留り良く得られることを知見し
、本発明を完成したものである。
べく種々の検討を行い、平均粒径４０μｍ以下の球形の
不活性ガスアトマイズ粉を用いる射出成形によれば所定
の目的とする焼結体が歩留り良く得られることを知見し
、本発明を完成したものである。
【００１０】
【課題を解決するための手段】そこで本発明に係るＦｅ
−Ｓｉ−Ａｌ合金焼結軟質磁性体の製造方法は、不活性
ガスアトマイズ法により製造した平均粒径４０μｍ以下
のＳｉ：４〜１５重量％、Ａｌ：２〜１０重量％、残部
が実質的にＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金の球状粉
末に有機バインダを所定の割合混練し、これを射出成形
後、脱脂、焼結及び熱処理を行って焼結体を得るように
したことを特徴とする。
−Ｓｉ−Ａｌ合金焼結軟質磁性体の製造方法は、不活性
ガスアトマイズ法により製造した平均粒径４０μｍ以下
のＳｉ：４〜１５重量％、Ａｌ：２〜１０重量％、残部
が実質的にＦｅからなるＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金の球状粉
末に有機バインダを所定の割合混練し、これを射出成形
後、脱脂、焼結及び熱処理を行って焼結体を得るように
したことを特徴とする。
【００１１】
【作用】本発明で使用するＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末は
、不活性雰囲気下で高周波溶解し、その溶湯を不活性ガ
スアトマイズして製造したものである。
、不活性雰囲気下で高周波溶解し、その溶湯を不活性ガ
スアトマイズして製造したものである。
【００１２】使用粉末として不活性ガスアトマイズ球状
粉末を用いるのは以下の理由からである。即ち、不活性
ガスアトマイズ粉末は他の製法に比べて粉末酸素含有量
が極めて低く、非常に高清浄であり、焼結体の磁気特性
の劣化を防止するのに極めて有利である。また、不活性
ガスアトマイズ粉末は、球状粉であるために流動性が良
く、本発明におけるような射出成形法に適しており、さ
らに比表面積が小さいため、有機バインダの使用量を少
なくして射出成形できる長所がある。
粉末を用いるのは以下の理由からである。即ち、不活性
ガスアトマイズ粉末は他の製法に比べて粉末酸素含有量
が極めて低く、非常に高清浄であり、焼結体の磁気特性
の劣化を防止するのに極めて有利である。また、不活性
ガスアトマイズ粉末は、球状粉であるために流動性が良
く、本発明におけるような射出成形法に適しており、さ
らに比表面積が小さいため、有機バインダの使用量を少
なくして射出成形できる長所がある。
【００１３】この射出成形用のガスアトマイズ粉末は平
均粒径が４０μｍ〜１０μｍと、従来の方法による場合
の１０μｍ以下のものに比べて非常に大きい。しかし、
射出成形性、焼結性ともに従来の微粒の粉砕粉末と比べ
てほとんど遜色がない。その理由は、ガスアトマイズ粉
が球形であるために流動性がよく、圧力が微細部分まで
よく伝達して成形性を高めていること、かつ粒度分布が
サブミクロンから１００μｍまでと広く、見掛密度が高
く、したがって焼結性も平均粒径が大きい割に良好であ
るからである。しかし、使用する粉末は平均粒径が４０
μｍ以下のものが好ましい。つまり、平均粒径が４０μ
ｍ以上になると、バインダと混練しても流動性が悪くな
り、射出成形が困難になるとともに、高密度成形体を得
ることができないからである。平均粒径が４０μｍ以下
の粉末を使用することによって焼結体の結晶粒径を微細
かつ均一にすることができ、磁気及び機械特性に関して
有利である。
均粒径が４０μｍ〜１０μｍと、従来の方法による場合
の１０μｍ以下のものに比べて非常に大きい。しかし、
射出成形性、焼結性ともに従来の微粒の粉砕粉末と比べ
てほとんど遜色がない。その理由は、ガスアトマイズ粉
が球形であるために流動性がよく、圧力が微細部分まで
よく伝達して成形性を高めていること、かつ粒度分布が
サブミクロンから１００μｍまでと広く、見掛密度が高
く、したがって焼結性も平均粒径が大きい割に良好であ
るからである。しかし、使用する粉末は平均粒径が４０
μｍ以下のものが好ましい。つまり、平均粒径が４０μ
ｍ以上になると、バインダと混練しても流動性が悪くな
り、射出成形が困難になるとともに、高密度成形体を得
ることができないからである。平均粒径が４０μｍ以下
の粉末を使用することによって焼結体の結晶粒径を微細
かつ均一にすることができ、磁気及び機械特性に関して
有利である。
【００１４】次に、本発明における合金成分の限定理由
について述べる。磁気ヘッド材料（軟質磁性材料）とし
て具備しなければならない磁気特性としては、初透磁率
、最大透磁率及び飽和磁束密度が高いこと、保磁力、磁
気異方性定数及び磁歪定数が小さいことが挙げられる。 Ｓｉはこれらの特性を与える添加元素として極めて有効
であるが、Ｓｉが４重量％未満であれば添加の効果がほ
とんどなく、１５重量％を超えると同様に添加の効果が
認められない。ＡｌもＳｉと同様に軟質磁気特性を付加
する添加元素であるが、Ａｌが２重量％未満であれば添
加の効果がほとんどなく、１０重量％を超えると同様に
添加の効果が認められない。以上のことから、ＳｉとＡ
ｌの成分範囲を各々４〜１５重量％、２〜１０重量％に
定めた。
について述べる。磁気ヘッド材料（軟質磁性材料）とし
て具備しなければならない磁気特性としては、初透磁率
、最大透磁率及び飽和磁束密度が高いこと、保磁力、磁
気異方性定数及び磁歪定数が小さいことが挙げられる。 Ｓｉはこれらの特性を与える添加元素として極めて有効
であるが、Ｓｉが４重量％未満であれば添加の効果がほ
とんどなく、１５重量％を超えると同様に添加の効果が
認められない。ＡｌもＳｉと同様に軟質磁気特性を付加
する添加元素であるが、Ａｌが２重量％未満であれば添
加の効果がほとんどなく、１０重量％を超えると同様に
添加の効果が認められない。以上のことから、ＳｉとＡ
ｌの成分範囲を各々４〜１５重量％、２〜１０重量％に
定めた。
【００１５】また、本発明における有機バインダとして
は、射出成形用として公知の有機バインダ、即ち高分子
系、ワックス系等を使用することができる。Ｆｅ−Ａｌ
−Ｓｉ合金粉末５５〜７５体積％に有機バインダ４５〜
２５体積％を混練するのが好ましい。
は、射出成形用として公知の有機バインダ、即ち高分子
系、ワックス系等を使用することができる。Ｆｅ−Ａｌ
−Ｓｉ合金粉末５５〜７５体積％に有機バインダ４５〜
２５体積％を混練するのが好ましい。
【００１６】脱バインダ法としては、使用する有機バイ
ンダの種類によって加熱脱脂法、溶剤抽出脱脂法等がよ
く知られているが、本発明においてもこれら脱脂法を使
用し得る。
ンダの種類によって加熱脱脂法、溶剤抽出脱脂法等がよ
く知られているが、本発明においてもこれら脱脂法を使
用し得る。
【００１７】次に焼結工程については、液相線温度下１
０〜３００℃の範囲内の温度で真空中、不活性ガス雰囲
気中あるいは還元雰囲気中で１５〜２４０分保持して処
理する。液相線温度より３００℃以下の焼結温度では、
焼結密度が上がらず、良好な焼結体が得られない。また
、液相線温度下１０℃以上の焼結温度では、液相が増加
し、焼結時の変形が著しく、良好な焼結体が得られない
。
０〜３００℃の範囲内の温度で真空中、不活性ガス雰囲
気中あるいは還元雰囲気中で１５〜２４０分保持して処
理する。液相線温度より３００℃以下の焼結温度では、
焼結密度が上がらず、良好な焼結体が得られない。また
、液相線温度下１０℃以上の焼結温度では、液相が増加
し、焼結時の変形が著しく、良好な焼結体が得られない
。
【００１８】本発明によって得られたままの焼結体でも
充分に優れた軟質磁気特性を有しているが、さらに磁気
特性を改善するため、焼結のままの材料を不活性雰囲気
あるいは還元雰囲気で、７００〜１１００℃に３０分〜
２０時間保持後、３００〜２００℃まで徐冷することに
よって、さらに良好な磁気特性を持つ材料が得られる。 なお、焼結時にその冷却過程で上と同じ冷却条件にて徐
冷を行ってもよい。
充分に優れた軟質磁気特性を有しているが、さらに磁気
特性を改善するため、焼結のままの材料を不活性雰囲気
あるいは還元雰囲気で、７００〜１１００℃に３０分〜
２０時間保持後、３００〜２００℃まで徐冷することに
よって、さらに良好な磁気特性を持つ材料が得られる。 なお、焼結時にその冷却過程で上と同じ冷却条件にて徐
冷を行ってもよい。
【００１９】また、焼結体の相対密度が９５％以上でな
いと、目的とする磁気特性および機械特性が得られない
。なお、焼結体の密度を上げるため、熱間静水圧プレス
を用いても何ら問題はない。
いと、目的とする磁気特性および機械特性が得られない
。なお、焼結体の密度を上げるため、熱間静水圧プレス
を用いても何ら問題はない。
【００２０】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。表
１に示す組成および粉末粒度のＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉
末にワックスと熱可塑性樹脂からなる組成物を射出成形
機で外径３６ｍｍ、内径２３ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング
状に成形した。次に得られたリング状の成形体を、窒素
雰囲気下で３５０℃まで２０℃／ｈｒで昇温し、３５０
℃で３時間保持して、有機バインダを加熱分解除去した
。次いで６００℃／ｈｒの速度で１０００〜１２４０℃
に加熱し、焼結を行った。冷却後同じ速度で９００℃ま
で加熱後、１時間保持して炉冷した。
１に示す組成および粉末粒度のＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉
末にワックスと熱可塑性樹脂からなる組成物を射出成形
機で外径３６ｍｍ、内径２３ｍｍ、厚さ５ｍｍのリング
状に成形した。次に得られたリング状の成形体を、窒素
雰囲気下で３５０℃まで２０℃／ｈｒで昇温し、３５０
℃で３時間保持して、有機バインダを加熱分解除去した
。次いで６００℃／ｈｒの速度で１０００〜１２４０℃
に加熱し、焼結を行った。冷却後同じ速度で９００℃ま
で加熱後、１時間保持して炉冷した。
【００２１】磁気特性は以下の方法で測定した。即ち、
得られた焼結体に測定用コイルを巻き、ＢＨトレーサー
によってヒステリシス曲線を描かせ、磁束密度（Ｂ１０
）、保持力（ＨＣ ）および最大透磁率（μｍａｘ．）
を求めた。それらの結果もあわせて表１に示す。
得られた焼結体に測定用コイルを巻き、ＢＨトレーサー
によってヒステリシス曲線を描かせ、磁束密度（Ｂ１０
）、保持力（ＨＣ ）および最大透磁率（μｍａｘ．）
を求めた。それらの結果もあわせて表１に示す。
【００２２】
【表１】
【００２３】
【発明の効果】以上ように、本発明に係るＦｅ−Ｓｉ−
Ａｌ合金焼結軟質磁性体の製造方法によれば、不活性ガ
スアトマイズ法で製造したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末と
有機バインダとからなる組成物を射出成形し、脱バイン
ダ、焼結、熱処理するようにしたので、優れた磁気特性
を有する複雑形状部品を高精度に、かつ歩留り良く、し
かも安価に製造することができる効果がある。
Ａｌ合金焼結軟質磁性体の製造方法によれば、不活性ガ
スアトマイズ法で製造したＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末と
有機バインダとからなる組成物を射出成形し、脱バイン
ダ、焼結、熱処理するようにしたので、優れた磁気特性
を有する複雑形状部品を高精度に、かつ歩留り良く、し
かも安価に製造することができる効果がある。
Claims (2)
- 【請求項１】 Ｓｉ：４〜１５重量％、Ａｌ：２〜１
０重量％、残部が実質的にＦｅからなるガスアトマイズ
法により製造した平均粒径が４０μｍ以下のほぼ球形の
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末に有機バインダーを加えて射
出成形し、当該成形物を脱バインダー後、焼結処理する
ことを特徴とするＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金の焼結軟質磁性
体の製造方法。 - 【請求項２】 Ｓｉ：４〜１５重量％、Ａｌ：２〜１
０重量％、残部が実質的にＦｅからなるガスアトマイズ
法により製造した平均粒径が４０μｍ以下のほぼ球形の
Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金粉末と有機バインダーとからなる
組成物を射出成形し、当該成形物を脱バインダー後、焼
結処理を行い、さらに７００〜１１００℃の温度に３０
分〜２０時間保持後、３００〜２００℃まで徐冷するこ
とを特徴とするＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金の焼結軟質磁性体
の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087508A JPH04298006A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金焼結軟質磁性体の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3087508A JPH04298006A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金焼結軟質磁性体の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04298006A true JPH04298006A (ja) | 1992-10-21 |
Family
ID=13916926
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3087508A Pending JPH04298006A (ja) | 1991-03-26 | 1991-03-26 | Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金焼結軟質磁性体の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04298006A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108777227A (zh) * | 2018-04-25 | 2018-11-09 | 天长市中德电子有限公司 | 一种低损耗铁硅铝磁粉芯的制备方法 |
| CN111745152A (zh) * | 2019-03-28 | 2020-10-09 | 新东工业株式会社 | 软磁性合金粉末、电子部件以及其制造方法 |
| JP2023085967A (ja) * | 2021-12-09 | 2023-06-21 | 株式会社タムラ製作所 | 軟磁性粉末及び圧粉磁心 |
| TWI861078B (zh) * | 2019-03-28 | 2024-11-11 | 日商新東工業股份有限公司 | 軟磁性合金粉末、電子零件及其製造方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS55158222A (en) * | 1979-05-28 | 1980-12-09 | Kobe Steel Ltd | Heat treatment of sendust alloy |
| JPS6213553A (ja) * | 1985-07-09 | 1987-01-22 | Kobe Steel Ltd | 鉄−シリコン−アルミ合金粉末よりなる磁性材料の製造方法 |
| JPH01212706A (ja) * | 1988-02-18 | 1989-08-25 | Seiko Epson Corp | 磁性材料の製造方法 |
-
1991
- 1991-03-26 JP JP3087508A patent/JPH04298006A/ja active Pending
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