JPH049401A - 微結晶軟磁性合金粉末とその製造法 - Google Patents

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】 （産業上の利用分野） 本発明は軟磁性合金粉末とその製造方法に関し、特に耐
酸化性に優れた軟磁性合金とその製造方法に関する。

（従来技術とその問題点） 従来から、急冷法により軟磁性合金を製造することが行
なわれている。その典型的な例は特開平１−２４７５５
５号に示されているように、Ｆｅ−３Ｆｅ−３ｉ−Ｂ−
系合金を高温度で溶解し、急冷して数＋μｍ程度の厚さ
の薄帯を形成し、酸化雰囲気中で熱処理して薄帯の表面
を酸化して耐食性保護膜を形成すると同時に、合金組織
の少なくとも５０％が最大寸法の平均値で測定して１０
００Å以下の微結晶を発達させる。しかしこの方法では
軟磁性合金は薄帯のまま使用されるものであり、磁性粉
末の製造は開示していない。

従って、粉末磁性体を必要とする各種の用途に使用する
には、酸化処理による耐食性被膜酸を形成する前に急冷
合金薄帯に脆化処理を行ない、ついで粉砕して粉末にす
る必要がある。例えば、特開昭６４−２８３０１号記載
されているように軟磁性合金の厚さ１００μｍ以下の薄
帯を水素雰囲気中で処理して脆化し、ついで粉砕して４
メツシユ以下の微小板状粒子以下にする。

しかしながら、従来の方法では、板厚２０μ程度の薄帯
を粉砕するために、−度脆化処理を行なう必要があるの
で製造コストが高くなる欠点がある。又、軟磁性合金薄
帯又は粉末を酸化性雰囲気で熱処理した場合、酸化層は
厚くなるが、上記文献の教示に反して、耐食性はかえっ
て悪くなる。

その原因は酸化性雰囲気での熱処理では酸化物が多孔質
になるためであることが分かった。

（発明の目的） 従って、本発明は耐食性の良い軟磁性合金粉末を提供す
ることにある。

本発明の他の目的は耐食性の良い軟磁性合金粉末な脆化
処理を行なうことなく製造する方法を提供することにあ
る。

（発明の概要） 本発明によると、合金組成が次式、 Ｆｅ＋　００−　ｔａａｂ＊ｃ＊４＊＠Ｉ　ＳｊａＢｂ
ＣｒｃＭｄＣｕｅ（ここにＭはＮｂ、Ｍｏ、Ｔａ及びＷ
より選択された金属元素であり、更に １５≦ａ≦１８．５≦ｂ≦９．１≦Ｃ≦４．２≦ｄ≦ｌ
［）、０．１≦ｅ≦３である）で示され、ｐＨ＝８．５
７の電解液中での自然電極電位Ｅ０が−０，３３Ｖ（Ａ
ｇ／ＡｇＣ１電極に対して）以上である微結晶軟磁性合
金粉末が提供される。

ｐＨ＝ｓ、５７の電解液中での自然電極電位Ｅｏが一〇
、３３Ｖ　（Ａｇ／ＡｇＣ１電極に対して）であること
は、軟磁性粉末の表面の酸化物が緻密であることを意味
する。従って、本発明の軟磁性合金粉末は従来の酸化物
表面による耐食性保護膜に比べて耐食性が極めて良い。

このような緻密な酸化物表面は、実質的に酸素を含有し
ない不活性雰囲気中で熱処理することにより得られる。

この熱処理は同時に軟磁性合金中に微結晶を発達させ、
上記公報に記載されているように微結晶を発達させる。

より具体的に述べると、本発明は上記の合金組成を有す
る軟磁性合金を厚さ２０ＬＬｍ以下の薄帯に形成し、脆
化処理を行なわないで粉砕した後、酸素を含有しないか
又は精々１％以下しか含有しない不活性雰囲気下で熱処
理して微結晶組織を得ることを特徴とする微結晶軟磁性
合金粉末の製造方法を提供する。

本発明では、酸化処理を行なわないが、酸化物による耐
食性保護膜が形成されないことを意味しない、すなわち
、真空中又は不活性雰囲気中で急冷して製造した軟磁性
合金薄帯は活性な表面を有するから、次の処理のために
空気中に取り出すと、常温下に表面に酸素を吸着して合
金表面層の酸化を生じる。こうして得られた薄帯を従来
は更に酸化して酸化層を厚くして耐食保護膜としたので
あるが、これがかえって耐食性に害になることは先に述
へた通りである。

本発明では不活性雰囲気下の熱処理により、酸化表面の
酸化状態の再調整が行なわれて多孔質表面が消失して緻
密な表面層となり、耐食性が向上する。上に述べた自然
電位は多孔状態の指標となるもので、数値が大きいほど
緻密な酸化層となっていることが顕微鏡写真により確認
出来る。

（発明の詳細な説明） 本発明では出発原料として合金組成が、Ｆｅ＋ｏｏ−ｆ
ｍ＊ｂ＊Ｃ＊４＊＊Ｉ　ＳｌａＢｂＣｒＣＭｄＣｕｅの
薄帯を使用する。ここにＭはＮｂ、Ｍｏ、Ｔａ及びＷよ
り選択された金属元素であり、ケイ素ａ＝１５〜１８、
ホウ素ｂ＝５〜９、クロムＣ＝１〜４、ｄ＝２〜１０、
及び銅ｅ＝ｏ、１〜３である。この合金組成を含むより
広い範囲の合金組成は公知であるが（特開平１−２４７
５５５）、この組成は特に粉砕し易い。なお、各成分の
限定理由は次の通りである。合金組成を限定した理由は
次の通りである。

（１）ケイ素を１５〜１８原子％に、またホウ素を５〜
９原子％に限定したのは、磁歪を１λ。

≦】Ｘｌ０−’以下とするためである。

（２）クロムを１〜４原子％に限定したのは磁気特性を
劣化させないで耐食性を向上させるためである。多すぎ
ると磁気特性が低下する。

（３）Ｍを２〜１０原子％に、またＣｕの量を０．１〜
３原子％に限定したのは微結晶構造を発達させるためで
ある０Ｍが１０原子％を超えると飽和磁束密度が著しく
小さくなる為好ましくない。

次にこの軟磁性合金薄帯は周知の方法により真空中で厚
さ２０μｍ以下になるように急冷される。このように厚
さを限定するのは、軟磁性粉末の磁気特性の改善に必要
なアスペクト比（粉末粒子の最大寸法／厚さ）を大きく
するためである。

得られた薄帯の表面及び粉砕後の粉末の表面は活性であ
るから空気に触れることにより直ちに表面酸化する。酸
化した薄帯及び粉末の表面の、ｒ、Ｈ＝８．５７の電解
液中での自然電極電位Ｅ０ヲ１＋１定す６と−０，３３
Ｖ　（Ａｇ／ＡｇＣ１ｔｔｆｉに対して）より小さい。

又このものを塩水腐蝕試験をすると錆を生じる。

これに対して本発明では粉砕後に不活性雰囲気中で熱処
理される。不活性雰囲気はアルゴン、閣素等の任意の不
活性ガスを使用して形成する。又酸化を避けるために酸
素は出来るだけ少なくするが、１容積％を超えるべきで
はない。処理温度及び時間は上記公報等で従来周知の条
件を使用出来る。一般に温度５００〜６００℃、好まし
くは５２０〜５８０’Ｃである。ただし、熱処理は軟磁
性合金粉末がｐＨ＝８．５７の電解液中での自然電極電
位Ｅ、＝−０，３Ｖ以上となるまで行なう必要があり、
広くは−０，３３Ｖ以上、好ましくは−０，３Ｍ以上で
ある。酸化層の厚さは通常５０Å以上であり、元の酸化
層の厚さと実質的に変わらない、酸化被膜を有する得ら
れた粉末は塩水耐食試験で錆を生じない。ここに試験は
５％食塩水溶液中に２４時間浸漬して錆の有無を観察す
ることによった。

次に本発明の詳細な説明する。

（実施例の説明） 参考例１ 組成Ｆｅｂａ＋Ｓｉ＋ＪｔＣｒｘＴａ＊、　ｉｃｕ＋、
　ｚの母合金をアーク溶解にて製作し、単ロール法で薄
帯化した。薄帯化に際して、−旦５Ｘ１０−’に真空引
きした後、Ａｒで置換して１５０　Ｔ　ｏ　ｒ　ｒとし
て高周波溶解を行なった。得られた薄帯を幅】Ｏｍｍ、
長さ５ｃｍに切り出し、これを表１の条件で熱処理して
得た試料を、５％食塩水に２４時間浸漬し、酸化による
変色の程度を肉眼で観察した。その結果を表１に示す。

表ま ただしＯは耐食性良好、×は錆が発生したことを示す。

次に、緩衝溶液に食塩を加えてＩＮ％ｐＨ＝８．５７に
調整した電解液を作製し、銀−塩化銀電極に対する自然
電極電位の変化を調べ、測定開始してから３０分間の最
低値をグラフにプロットして第１図の結果を得た。

表１から、クロムを含有しない合金組成は耐食性が悪い
こと、大気中で処理すると耐食性が悪化することが分か
る。これに対して不活性雰囲気中で処理すると比較的低
いクロム含有量でも耐食性が良くなることが分かる。

又第１図に示すように、自然電極電位Ｅ０はクロムの含
有量にも依存するが、熱処理条件の違いによって大きく
変化すること、表１の結果と対比すると耐食性の良い試
料は全て自然電極電位Ｅ。

が−０，３３Ｖ以上であることが分かる９酸化表面をＳ
ＥＭ顕微鏡で観察したところ、空気中処理の場合には多
孔質表面であったが、不活性雰囲気中で処理したものは
緻密な表面となっていた。

磁気特性を測定したところ、クロム含有量が４原子％を
超えると薄帯初透磁率が５００００より小さい値に低下
するので好ましくない。従って、実施例ではクロムの含
有量を１〜４原子％とした。

実施例１ 参考例１の合金の内クロムを２原子％添加した合金薄帯
を、大気中で粉砕し、ついで大気中及びＡｒ中５５０’
Ｃ５１時間熱処理して得た粉末の耐食性及び自然電極電
位を測定した。自然電極電位はガラスホルダー上に樹脂
で粉末を固定して測定用試料とした。大気中で熱処理し
たものの自然電極電位は一〇、３９ＶであったのＡｒ中
の熱処理では−０，２Ｖであった。又塩水試験で前者は
錆び、後者は錆びなかった。

更に、ＳＥＭ顕微鏡で観察した大気中で熱処理したもの
の粒子表面の結晶粒状態を第２図に、及びＡｒ中の熱処
理したものについて第３図に示す。第２図では粒子表面
に多数の結晶粒が観測されたが、第３図ではほとんど観
察されなかった。

第２〜３図の結果と、自然電極電位の測定結果を比較す
ると、電位と酸化物層の結晶粒は対応関係にあることが
わかる。結晶粒は少ないほど緻密性が高いので、自然電
極電位の大きさは緻密性並びに耐食性に比例しているこ
とが分かる。

参考例２ 表２に示す合金組成について参考例と同様な方法で薄帯
片を製造し、空気中５５０℃、１時間の条件、及びＡｒ
９５５０℃、１時間の条件で熱処理し、自然電極電位Ｅ
。、耐食性、及び初透磁率μｍを試験した。表３の結果
を得た。

表２ 食性は表３の通りであった。

表４ 表３ 以上から、本発明の合金組成を使用し、不活性雰囲気中
で適正な熱処理を施すことにより、自然電極電位が−０
，３３Ｖ以上とすると酸化物表面を緻密化でき、その結
果耐食性を著しく向上させることができることが分かる
。

実施例２ 次に表２の合金について実施例１の方法で粉末を作製し
、耐食性を調べた。自然電極電位及び耐

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の参考例における軟磁性合金薄帯のクロ
ム含有量と自然電極電位の関係を示すグラフ、第２図は
大気中で酸化処理した軟磁性合金粉末の合金組織を示す
図、及び第３図は本発明による軟磁性合金粉末の合金組
織を示す図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）合金組成が次式、 Ｆｅ＿１＿０＿０＿−＿（＿ａ＿＋＿ｂ＿＋＿ｃ＿＋＿
   ｄ＿＋＿ｅ＿）ＳｉａＢｂＣｒｃＭｄＣｕｅ（ここにＭ
   はＮｂ、Ｍｏ、Ｔａ及びＷより選択された金属元素であ
   り、更に １５≦ａ≦１８、５≦ｂ≦９、１≦ｃ≦４、２≦ｄ≦１
   ０、０．１≦ｅ≦３である） で示され、ｐＨ＝８．５７の電解液中での自然電極電位
   Ｅ＿０が−０．３３Ｖ（Ａｇ／ＡｇＣｌ電極に対して）
   以上である微結晶軟磁性合金粉末。 ２）合金組成が次式、 Ｆｅ＿１＿−＿（＿ａ＿＋＿ｂ＿＋＿ｃ＿＋＿ｄ＿＋＿
   ｅ＿）ＳｉａＢｂＣｒｃＭｄＣｕｅ（ここにＭはＮｂ、
   Ｍｏ、Ｔａ及びＷより選択された金属元素であり、更に １５≦ａ≦１８、５≦ｂ≦９、１≦ｃ≦４、２≦ｄ≦１
   ０、０．１≦ｅ≦３である） で示される厚さ２０μｍ以下の軟磁性合金薄帯を脆化処
   理を行なわないで粉砕した後、酸素を１％以下しか含有
   しない不活性雰囲気下で、その自然電極電位が−０．３
   ３Ｖ以上になり且つ微結晶組織が発達する温度及び時間
   熱処理することを特徴とする軟磁性合金粉末の製造方法
   。 ３）温度５００〜６００℃、時間５分〜１００ｈｒで熱
   処理する前記第２項記載の製造方法。