JPH04329847A - Ｆｅ−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造方法 - Google Patents
Ｆｅ−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造方法Info
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- JPH04329847A JPH04329847A JP3126646A JP12664691A JPH04329847A JP H04329847 A JPH04329847 A JP H04329847A JP 3126646 A JP3126646 A JP 3126646A JP 12664691 A JP12664691 A JP 12664691A JP H04329847 A JPH04329847 A JP H04329847A
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- soft magnetic
- sintered body
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- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
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- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/14708—Fe-Ni based alloys
- H01F1/14733—Fe-Ni based alloys in the form of particles
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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】本発明は、複雑形状で高性能の軟
磁気特性を有する軟磁性焼結体を安定して供給すること
ができるＦｅ−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造方法に関す
るものである。
磁気特性を有する軟磁性焼結体を安定して供給すること
ができるＦｅ−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造方法に関す
るものである。
【０００２】
【従来の技術】純Ｆｅ軟質磁性材料は、高い飽和磁束密
度を示すので、従来からパルスモータ、継電器、プリン
ターヘッドなどのヨーク用磁性材として広く使用されて
いる。しかして、純Ｆｅは、従来、精密鋳造法で製造さ
れているが、鋭利な部分の寸法が出ずらく鋳造欠陥が発
生し易いことなどから部品などの成形品、とくに、複雑
形状品を得るには、粉末冶金法によって製造する試みが
なされている。
度を示すので、従来からパルスモータ、継電器、プリン
ターヘッドなどのヨーク用磁性材として広く使用されて
いる。しかして、純Ｆｅは、従来、精密鋳造法で製造さ
れているが、鋭利な部分の寸法が出ずらく鋳造欠陥が発
生し易いことなどから部品などの成形品、とくに、複雑
形状品を得るには、粉末冶金法によって製造する試みが
なされている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、通常の
粉末冶金法は、原料粉末を金型に装入し、プレスによっ
て圧縮成形を行なうものであるから、三次元の複雑形状
製品を得ることは不可能である。又、圧縮性への要求か
ら平均粒径が１００μｍ程度の比較的大きな原料粉末を
用いており、さらに、純Ｆｅは、拡散しにくいために、
磁気特性を得るための高密度化が難しく、密度を上げよ
うとして一度焼結した後に、再圧縮、再焼結処理を行な
ったり、長時間に及ぶ焼結、高温等方圧プレス（ＨＩＰ
）処理の導入などを行なわなければならず、又、最終製
品寸法に仕上げるために、焼結体の切削などを行なうこ
ともあり、そのような場合は、歪みが発生するために歪
を除去するための熱処理を行なう必要があるなどといっ
た問題がある。
粉末冶金法は、原料粉末を金型に装入し、プレスによっ
て圧縮成形を行なうものであるから、三次元の複雑形状
製品を得ることは不可能である。又、圧縮性への要求か
ら平均粒径が１００μｍ程度の比較的大きな原料粉末を
用いており、さらに、純Ｆｅは、拡散しにくいために、
磁気特性を得るための高密度化が難しく、密度を上げよ
うとして一度焼結した後に、再圧縮、再焼結処理を行な
ったり、長時間に及ぶ焼結、高温等方圧プレス（ＨＩＰ
）処理の導入などを行なわなければならず、又、最終製
品寸法に仕上げるために、焼結体の切削などを行なうこ
ともあり、そのような場合は、歪みが発生するために歪
を除去するための熱処理を行なう必要があるなどといっ
た問題がある。
【０００４】本発明は、優れた軟磁気特性を有するＦｅ
−Ｎｉ合金焼結体を容易に製造し得る方法を得ることを
目的とするものである。
−Ｎｉ合金焼結体を容易に製造し得る方法を得ることを
目的とするものである。
【０００５】
【課題を解決するための手段】本発明者等は、前記問題
を解決し、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた
結果、特定割合で配合された特定粒径のＦｅとＮｉの粉
末および必要に応じＦｅ−Ｎｉ合金粉末を用いたバイン
ダーとの組成物を射出成形し、ついで、脱バインダー処
理し、さらに、焼結処理を行なった後、特定の冷却速度
で徐冷することにより、冷却時に発生する格子歪が軟磁
気特性を低下させることがなく、目的を達し得ることを
見出して本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、Ｎｉが０．５〜１０重量％、残部が実質的にＦｅか
らなるように配合された、平均粒径４５μｍ以下の粉末
、及び、バインダーからなる組成物を射出成形し、得ら
れた成形体を脱バインダー処理し、さらに、焼結処理を
行なった後、該焼成体を冷却速度２℃／ｍｉｎ〜５０℃
／ｍｉｎで徐冷するＦｅ−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造
方法である。
を解決し、前記目的を達成するために鋭意研究を重ねた
結果、特定割合で配合された特定粒径のＦｅとＮｉの粉
末および必要に応じＦｅ−Ｎｉ合金粉末を用いたバイン
ダーとの組成物を射出成形し、ついで、脱バインダー処
理し、さらに、焼結処理を行なった後、特定の冷却速度
で徐冷することにより、冷却時に発生する格子歪が軟磁
気特性を低下させることがなく、目的を達し得ることを
見出して本発明を完成するに至った。すなわち、本発明
は、Ｎｉが０．５〜１０重量％、残部が実質的にＦｅか
らなるように配合された、平均粒径４５μｍ以下の粉末
、及び、バインダーからなる組成物を射出成形し、得ら
れた成形体を脱バインダー処理し、さらに、焼結処理を
行なった後、該焼成体を冷却速度２℃／ｍｉｎ〜５０℃
／ｍｉｎで徐冷するＦｅ−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造
方法である。
【０００６】使用するＦｅ及びＮｉの純度は、Ｆｅ、Ｎ
ｉ以外の元素は含まれないことが望ましいが、焼結体の
軟磁気特性の磁束密度がＢ３５＝１２，５００Ｇ以下と
ならない範囲ならば、Ｆｅ、Ｎｉ以外の元素が含まれて
いても支障がない。配合した粉末及び焼結後の焼結体の
Ｎｉ含有量は、０．５〜１０重量％であることが必要で
ある。これは、Ｎｉ含有量が０．５重量％未満では焼結
後の最終相対密度がほとんど向上せず、その結果優れた
軟磁気特性が発揮されず、Ｎｉ含有量が１０重量％を超
えると、相対密度は向上するものの磁束密度が低下して
しまうからである。又、この粉末の平均粒径は、４５μ
ｍ以下であることが必要である。これは、平均粒径が４
５μｍを超える粉末では、この粉末とハインダーとから
なる組成物の流動性が低下してくるために、射出成形作
業がほとんど不可能となり、又、射出成形ができたとし
ても成形体を焼結させる工程の進行が遅れて焼結体の最
終密度が上昇しにくく、磁気特性がいちじるしく低下す
るからである。
ｉ以外の元素は含まれないことが望ましいが、焼結体の
軟磁気特性の磁束密度がＢ３５＝１２，５００Ｇ以下と
ならない範囲ならば、Ｆｅ、Ｎｉ以外の元素が含まれて
いても支障がない。配合した粉末及び焼結後の焼結体の
Ｎｉ含有量は、０．５〜１０重量％であることが必要で
ある。これは、Ｎｉ含有量が０．５重量％未満では焼結
後の最終相対密度がほとんど向上せず、その結果優れた
軟磁気特性が発揮されず、Ｎｉ含有量が１０重量％を超
えると、相対密度は向上するものの磁束密度が低下して
しまうからである。又、この粉末の平均粒径は、４５μ
ｍ以下であることが必要である。これは、平均粒径が４
５μｍを超える粉末では、この粉末とハインダーとから
なる組成物の流動性が低下してくるために、射出成形作
業がほとんど不可能となり、又、射出成形ができたとし
ても成形体を焼結させる工程の進行が遅れて焼結体の最
終密度が上昇しにくく、磁気特性がいちじるしく低下す
るからである。
【０００７】バインダーとしては、射出成形粉末冶金法
用として公知のバインダーを使用すればよいが、脱バイ
ンダー処理の際に残留カーボンが発生するものでは、Ｆ
ｅ−Ｎｉ合金中に生成したカーボンが侵入し、磁気特性
を低下させるものであるから、カーボンが残留しにくい
もの、たとえば、ワックスを主体としたバインダーを使
用することが好ましい。バインダーの含有率は、５０容
量％未満が好ましい。
用として公知のバインダーを使用すればよいが、脱バイ
ンダー処理の際に残留カーボンが発生するものでは、Ｆ
ｅ−Ｎｉ合金中に生成したカーボンが侵入し、磁気特性
を低下させるものであるから、カーボンが残留しにくい
もの、たとえば、ワックスを主体としたバインダーを使
用することが好ましい。バインダーの含有率は、５０容
量％未満が好ましい。
【０００８】成形体からバインターを除去する脱バイン
ダー処理の方法としては、使用するバインダーの種類に
よって、加熱脱脂、溶剤脱脂、その他の方法を適用でき
るが、加熱脱脂装置は、他の方法の装置と比較して簡便
であるので、量産時には窒素又は水素雰囲気中あるいは
真空中で行なう加熱脱脂法を適用することが好ましい。
ダー処理の方法としては、使用するバインダーの種類に
よって、加熱脱脂、溶剤脱脂、その他の方法を適用でき
るが、加熱脱脂装置は、他の方法の装置と比較して簡便
であるので、量産時には窒素又は水素雰囲気中あるいは
真空中で行なう加熱脱脂法を適用することが好ましい。
【０００９】次に、脱バインダーされた成形体の焼結処
理は、通常、１２００〜１５００℃で水素雰囲気中ある
いは真空中で３０〜１８０分間保持して行なうことが好
ましい。
理は、通常、１２００〜１５００℃で水素雰囲気中ある
いは真空中で３０〜１８０分間保持して行なうことが好
ましい。
【００１０】焼結作業を終了した焼結品は、冷却速度２
℃／ｍｉｎ〜５０℃／ｍｉｎで徐冷するものである。こ
れは、２℃／ｍｉｎ未満の冷却速度で徐冷することは、
格子歪の除去に対する特別の効果がなく、さらに生産性
を低下させるようになり経済的にも好ましくなく、５０
℃／ｍｉｎを超える冷却速度では冷却時に格子歪が生じ
、これがそのまま室温まで残留してくるために軟磁気特
性が低下するからである。
℃／ｍｉｎ〜５０℃／ｍｉｎで徐冷するものである。こ
れは、２℃／ｍｉｎ未満の冷却速度で徐冷することは、
格子歪の除去に対する特別の効果がなく、さらに生産性
を低下させるようになり経済的にも好ましくなく、５０
℃／ｍｉｎを超える冷却速度では冷却時に格子歪が生じ
、これがそのまま室温まで残留してくるために軟磁気特
性が低下するからである。
【００１１】
【実施例】次に、本発明の実施例を述べる。
実施例 １
原料粉として、平均粒径６μｍのカーボニルＦｅ粉と、
平均粒径５μｍのカーボニルＮｉ粉を使用して、合金組
成が２重量％Ｎｉ−Ｆｅになるように配合して混合し、
これにワックス系バインダーをバインダー含有率が４５
容量％となるように加え、１５０℃で混練した後、ペレ
ット状に造粒した。このペレットを射出成形機を用いて
射出圧力１２００Ｋｇ／ｃｍ２の条件で金型に射出成形
し、外径１６ｍｍ、内径８ｍｍ、高さ１０ｍｍのリング
状の成形体を得た。
平均粒径５μｍのカーボニルＮｉ粉を使用して、合金組
成が２重量％Ｎｉ−Ｆｅになるように配合して混合し、
これにワックス系バインダーをバインダー含有率が４５
容量％となるように加え、１５０℃で混練した後、ペレ
ット状に造粒した。このペレットを射出成形機を用いて
射出圧力１２００Ｋｇ／ｃｍ２の条件で金型に射出成形
し、外径１６ｍｍ、内径８ｍｍ、高さ１０ｍｍのリング
状の成形体を得た。
【００１２】得られた成形体を３００℃まで加熱してワ
ックス系バインダーの除去を行なった後、１３５０℃に
て２時間焼結処理を施し、冷却速度１０℃／ｍｉｎで常
温まで冷却した。
ックス系バインダーの除去を行なった後、１３５０℃に
て２時間焼結処理を施し、冷却速度１０℃／ｍｉｎで常
温まで冷却した。
【００１３】このようにして得られた焼結体に、励磁コ
イル及びサーチコイルをそれぞれ５０ターン巻き、直流
記録磁束計によりＢＨヒステリシス曲線を描いて、外部
磁場３５Ｏｅにて、磁束密度（Ｂ３５）、保持力（Ｈｃ
）、最大透磁率（μｍａｘ）を求め、又、焼結密度を求
めた。これらの結果を製造処理条件とともに表１に示す
。 実施例 ２ 合金組成が５０重量％Ｎｉ−Ｆｅとなるようにした以外
は、実施例１と同様に処理して焼結体を製造し、実施例
１と同様にして諸試験を行なった。これらの結果を表１
に示す。 実施例 ３ 合金組成が８．０重量％Ｎｉ−Ｆｅとなるようにした以
外は、実施例１と同様に処理して焼結体を製造し、実施
例１と同様にして諸試験を行なった。これらの結果を表
１に示す。 比較例 １ 本発明におけるＮｉ含有量の下限値である０．５重量％
以下の組成とした例として、Ｎｉ含有量を０．２重量％
とした以外は、実施例１と同様にして焼結体を製造し、
実施例１と同様にして諸試験を行なった。これらの結果
を表１に示したが、焼結体の密度が低いために磁気特性
、とくに磁束密度（Ｂ３５）が劣っている。 比較例 ２ 本発明におけるＮｉ含有量の上限値である１０重量％を
超える組成とした例として、Ｎｉ含有量を１２．０重量
％とした以外は、実施例１と同様にして焼結体を製造し
、実施例１と同様にして諸試験を行なった。これらの結
果を表１に示したが、磁気特性とくに磁束密度（Ｂ３５
）が劣っている。 比較例 ３ 本発明における冷却速度の上限値である５０℃／ｍｉｎ
を超える例として、焼結後の冷却を油冷として１００℃
／ｍｉｎとした以外は、実施例１と同様にして焼結体を
製造し、実施例１と同様にして諸試験を行なった。これ
らの結果を表１に示すが、磁束密度（Ｂ３５）、透磁率
（μｍａｘ）が低く、保持力（Ｈｃ）が高く、極端に磁
気特性が劣っている。 比較例 ４ 本発明における原料粉の平均粒径の上限値である４５μ
ｍより粗い粉末を使用した例として、平均粒径を５０μ
ｍとした以外は、実施例１と同様にして焼結体を製造し
、実施例１と同様にして諸試験を行なった。これらの結
果を表１に示すが、焼成体の密度が低いために磁気特性
が劣っている。
イル及びサーチコイルをそれぞれ５０ターン巻き、直流
記録磁束計によりＢＨヒステリシス曲線を描いて、外部
磁場３５Ｏｅにて、磁束密度（Ｂ３５）、保持力（Ｈｃ
）、最大透磁率（μｍａｘ）を求め、又、焼結密度を求
めた。これらの結果を製造処理条件とともに表１に示す
。 実施例 ２ 合金組成が５０重量％Ｎｉ−Ｆｅとなるようにした以外
は、実施例１と同様に処理して焼結体を製造し、実施例
１と同様にして諸試験を行なった。これらの結果を表１
に示す。 実施例 ３ 合金組成が８．０重量％Ｎｉ−Ｆｅとなるようにした以
外は、実施例１と同様に処理して焼結体を製造し、実施
例１と同様にして諸試験を行なった。これらの結果を表
１に示す。 比較例 １ 本発明におけるＮｉ含有量の下限値である０．５重量％
以下の組成とした例として、Ｎｉ含有量を０．２重量％
とした以外は、実施例１と同様にして焼結体を製造し、
実施例１と同様にして諸試験を行なった。これらの結果
を表１に示したが、焼結体の密度が低いために磁気特性
、とくに磁束密度（Ｂ３５）が劣っている。 比較例 ２ 本発明におけるＮｉ含有量の上限値である１０重量％を
超える組成とした例として、Ｎｉ含有量を１２．０重量
％とした以外は、実施例１と同様にして焼結体を製造し
、実施例１と同様にして諸試験を行なった。これらの結
果を表１に示したが、磁気特性とくに磁束密度（Ｂ３５
）が劣っている。 比較例 ３ 本発明における冷却速度の上限値である５０℃／ｍｉｎ
を超える例として、焼結後の冷却を油冷として１００℃
／ｍｉｎとした以外は、実施例１と同様にして焼結体を
製造し、実施例１と同様にして諸試験を行なった。これ
らの結果を表１に示すが、磁束密度（Ｂ３５）、透磁率
（μｍａｘ）が低く、保持力（Ｈｃ）が高く、極端に磁
気特性が劣っている。 比較例 ４ 本発明における原料粉の平均粒径の上限値である４５μ
ｍより粗い粉末を使用した例として、平均粒径を５０μ
ｍとした以外は、実施例１と同様にして焼結体を製造し
、実施例１と同様にして諸試験を行なった。これらの結
果を表１に示すが、焼成体の密度が低いために磁気特性
が劣っている。
【００１４】
【表１】
以上の結果から、本発明によって製造した焼結体は、優
れた磁気特性を有していることが認められる。
れた磁気特性を有していることが認められる。
【００１５】
【発明の効果】本発明は、特定粒径の原料粉を使用して
特定組成のＦｅ−Ｎｉ合金粉とし、バインダーとの組成
物を射出成形し、脱バインダー処理を施した後、焼結処
理を行ない特定冷却速度で徐冷するようにしたので、優
れた軟磁気特性を有し、高密度化し得、射出成形法によ
って複雑形状に成形し得、高性能の軟磁気特性を有する
軟磁性焼結体を安定して供給し得るなど顕著な効果が認
められる。
特定組成のＦｅ−Ｎｉ合金粉とし、バインダーとの組成
物を射出成形し、脱バインダー処理を施した後、焼結処
理を行ない特定冷却速度で徐冷するようにしたので、優
れた軟磁気特性を有し、高密度化し得、射出成形法によ
って複雑形状に成形し得、高性能の軟磁気特性を有する
軟磁性焼結体を安定して供給し得るなど顕著な効果が認
められる。
Claims (1)
- 【請求項１】 Ｎｉが０．５〜１０重量％、残部が実
質的にＦｅからなるように配合された、平均粒径４５μ
ｍ以下の粉末、及び、バインダーからなる組成物を射出
成形し、得られた成形体を脱バインダー処理し、さらに
、焼結処理を行なった後、該焼成体を冷却速度２℃／ｍ
ｉｎ〜５０℃／ｍｉｎで徐冷することを特徴とするＦｅ
−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造方法。
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126646A JPH04329847A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Ｆｅ−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造方法 |
| US07/860,183 US5147601A (en) | 1991-04-30 | 1992-03-30 | Process for manufacturing a soft magnetic body of an iron-nickel alloy |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3126646A JPH04329847A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Ｆｅ−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04329847A true JPH04329847A (ja) | 1992-11-18 |
Family
ID=14940358
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3126646A Pending JPH04329847A (ja) | 1991-04-30 | 1991-04-30 | Ｆｅ−Ｎｉ合金軟質磁性材料の製造方法 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5147601A (ja) |
| JP (1) | JPH04329847A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US9095905B2 (en) | 2012-10-15 | 2015-08-04 | Hyundai Motor Company | Method of manufacturing control finger using metal powder injection molding |
| JP2019123911A (ja) * | 2018-01-17 | 2019-07-25 | Ｄｏｗａエレクトロニクス株式会社 | Ｆｅ−Ｎｉ合金粉並びにそれを用いたインダクタ用成形体およびインダクタ |
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| US5401292A (en) * | 1992-08-03 | 1995-03-28 | Isp Investments Inc. | Carbonyl iron power premix composition |
| JP3400027B2 (ja) * | 1993-07-13 | 2003-04-28 | ティーディーケイ株式会社 | 鉄系軟磁性焼結体の製造方法およびその方法により得られた鉄系軟磁性焼結体 |
| US5890277A (en) | 1996-11-04 | 1999-04-06 | General Electric Company | Method for manufacturing a claw pole stator structure |
| US5986379A (en) | 1996-12-05 | 1999-11-16 | General Electric Company | Motor with external rotor |
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| US5962938A (en) * | 1997-10-21 | 1999-10-05 | General Electric Company | Motor with external rotor |
| US6147465A (en) * | 1999-03-25 | 2000-11-14 | General Electric Company | Microprocessor controlled single phase motor with external rotor having integral fan |
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| US6271609B1 (en) | 1999-03-25 | 2001-08-07 | General Electric Company | Programmable electric motor and method of assembly |
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