JPH0499247A - メカニカルアロイングを利用した軟磁性焼結部品の製造方法 - Google Patents
メカニカルアロイングを利用した軟磁性焼結部品の製造方法Info
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- JPH0499247A JPH0499247A JP2210212A JP21021290A JPH0499247A JP H0499247 A JPH0499247 A JP H0499247A JP 2210212 A JP2210212 A JP 2210212A JP 21021290 A JP21021290 A JP 21021290A JP H0499247 A JPH0499247 A JP H0499247A
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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
【発明の詳細な説明】
〔産業上の利用分野〕
本発明はメカニカルアロイングを利用した新規な軟磁性
焼結部品の製造方法に関する。
焼結部品の製造方法に関する。
軟磁性焼結部品は磁気ヘッド、柱上トランスモータ用鉄
心等に用いられるものであり、従来この分野ではフェラ
イト系、パーマロイ、ケイ素鋼あるいはアモルファス合
金などが使用されていた。
心等に用いられるものであり、従来この分野ではフェラ
イト系、パーマロイ、ケイ素鋼あるいはアモルファス合
金などが使用されていた。
アモルファス合金とは、単ロールや双ロール法のような
急冷凝固法で作成されるリボン状の合金であり、Ｆｅ系
とＣｏ系のものがある。軟磁性材料としては飽和磁束密
度、比透磁率が高く、磁心損失や磁歪定数の小さなもの
が望ましい。
急冷凝固法で作成されるリボン状の合金であり、Ｆｅ系
とＣｏ系のものがある。軟磁性材料としては飽和磁束密
度、比透磁率が高く、磁心損失や磁歪定数の小さなもの
が望ましい。
Ｃ発明が解決しようとする課題〕
上記の従来材料はいずれも一長一短であり、必ずしも全
てに優れた材料というものはなかった。
てに優れた材料というものはなかった。
すなわち、ケイ素鋼は飽和磁束密度が２，０と高いが磁
心損失が極めて大きく、比透磁率が２０００と小さい。
心損失が極めて大きく、比透磁率が２０００と小さい。
■一方、アモルファス合金は比透磁率が高く磁心損失が
小さいが、飽和磁束密度がＦｅ系で１．４１゜Ｃｏ系で
０，５５と小さい欠点がある。アモルファス合金が急冷
凝固法で作成されるｋめに、Ｂ（ホウ素）やＣ（炭素）
のような微量の元素をその化学組成として含有するため
、飽和磁束密度が低くなるのである。
小さいが、飽和磁束密度がＦｅ系で１．４１゜Ｃｏ系で
０，５５と小さい欠点がある。アモルファス合金が急冷
凝固法で作成されるｋめに、Ｂ（ホウ素）やＣ（炭素）
のような微量の元素をその化学組成として含有するため
、飽和磁束密度が低くなるのである。
したがって、飽和磁束密度、軟磁気特性の優れたアモル
ファス合金が要求されており、本発明は急冷凝固法によ
らないアモルファス合金の新規な製造方法の掃供を課題
としてなされたものである。
ファス合金が要求されており、本発明は急冷凝固法によ
らないアモルファス合金の新規な製造方法の掃供を課題
としてなされたものである。
本発明者らは、Ｆｅ−Ｓｉ系合金のアモルファス材を急
冷法以外の手段で作成できれば、軟磁気特性の優れた合
金を得られると考え、鋭意研究の結果、メカニカルアロ
イングを利用してこの目的を達成できることを見出し本
発明に到った。
冷法以外の手段で作成できれば、軟磁気特性の優れた合
金を得られると考え、鋭意研究の結果、メカニカルアロ
イングを利用してこの目的を達成できることを見出し本
発明に到った。
すなわち、本発明はＳｉ３〜７重量％残部Ｆｅ、 Ｍ７
重量％以下残部Ｆｅ、またはＳｉ０重量％以下１Ｍ６重
量％以下残部Ｆｅ、の化学組成を有する合金の粉末をＮ
雰囲気中にて１時間以上メカニカルグラインディングす
ることにより平均結晶が１１００ｎ以下の組織および／
またはアモルファス構造を有する処理粉末を作成し、該
処理粉末を合金の結晶化温度をＴｘ（’Ｃ）とするとき
（ＴＸ＋２０）℃以下の温度において押し出し法により
固化成形することを特徴とするメカニカルアロイングを
利用した軟磁性焼結部品の製造方法である。
重量％以下残部Ｆｅ、またはＳｉ０重量％以下１Ｍ６重
量％以下残部Ｆｅ、の化学組成を有する合金の粉末をＮ
雰囲気中にて１時間以上メカニカルグラインディングす
ることにより平均結晶が１１００ｎ以下の組織および／
またはアモルファス構造を有する処理粉末を作成し、該
処理粉末を合金の結晶化温度をＴｘ（’Ｃ）とするとき
（ＴＸ＋２０）℃以下の温度において押し出し法により
固化成形することを特徴とするメカニカルアロイングを
利用した軟磁性焼結部品の製造方法である。
本発明において、純Ｆｅ、純Ｓｉ、純Ａｊ’、 Ｆｅ
Ｓｉ合金またはＦｅ−Ａｌ’合金の粉末を、ＳＬ３〜
７重量％残部Ｆｅ、／ｌｊ！７重量％以下残部Ｆｅ、ま
たはＳｉ１０重量％以下、／Ｖ６重量％以下残部Ｆｅの
化学組成に配合した後、Ａｒ雰囲気中にて５０時間以上
メカニカルアロイングすることにより平均結晶が１１０
０ｎ以下の組織および／またはアモルファス構造を有す
る処理粉末を作成することを、特に好丈しい実施態様と
して挙げることができる。
Ｓｉ合金またはＦｅ−Ａｌ’合金の粉末を、ＳＬ３〜
７重量％残部Ｆｅ、／ｌｊ！７重量％以下残部Ｆｅ、ま
たはＳｉ１０重量％以下、／Ｖ６重量％以下残部Ｆｅの
化学組成に配合した後、Ａｒ雰囲気中にて５０時間以上
メカニカルアロイングすることにより平均結晶が１１０
０ｎ以下の組織および／またはアモルファス構造を有す
る処理粉末を作成することを、特に好丈しい実施態様と
して挙げることができる。
また、本発明においては、合金粉末が５重量％以下のＮ
ｂまたは／およびＣｕを合金元素として配合されている
ものは、Ｎｂはこの系のアモルファス化を容易にし、Ｃ
ｏは磁心損失を低下させ比透磁率を高める作用を有する
点で、特に好ましい実施態様である。
ｂまたは／およびＣｕを合金元素として配合されている
ものは、Ｎｂはこの系のアモルファス化を容易にし、Ｃ
ｏは磁心損失を低下させ比透磁率を高める作用を有する
点で、特に好ましい実施態様である。
本発明の方法を具体的に説明すると、原料粉末としては
Ｓｉ３〜７重量％残部ＦｅＳＭＴ重量％以下残部Ｆｅ、
または５１１０重量％以下１Ｍ６重量％以下残部Ｆｅを
化学組成として有する合金粉を用いることができる。ま
たは、純Ｆｅ、純Ｓｉ、純Ｍ、さらにはＦｅ−Ｓｉ母合
金、Ｆｅ−Ｍ母合金等の素粉末を用いることもできる。
Ｓｉ３〜７重量％残部ＦｅＳＭＴ重量％以下残部Ｆｅ、
または５１１０重量％以下１Ｍ６重量％以下残部Ｆｅを
化学組成として有する合金粉を用いることができる。ま
たは、純Ｆｅ、純Ｓｉ、純Ｍ、さらにはＦｅ−Ｓｉ母合
金、Ｆｅ−Ｍ母合金等の素粉末を用いることもできる。
所望の化学組成となるように用意した原料粉をメカニカ
ルブライディング又はメカニカルアロイング（以下ＭＡ
とも略記する）することにより、アモルファス粉末また
はｌｏｏｎｍ以下の結晶粒を有するＭＡ粉末とする。
ルブライディング又はメカニカルアロイング（以下ＭＡ
とも略記する）することにより、アモルファス粉末また
はｌｏｏｎｍ以下の結晶粒を有するＭＡ粉末とする。
なお、メカニカルブライディングもメカニカルアロイン
グも、共に粉末に歪を与えるという点、即ち、粉末に歪
エネルギーを蓄積させる方法である点では同じである。
グも、共に粉末に歪を与えるという点、即ち、粉末に歪
エネルギーを蓄積させる方法である点では同じである。
しかし、メカニカルブライディングが単に粉末を歪を与
える方法であるのに対して、メカニカルアロイングは、
２種又は３種以上の粉末を合金化させるプロセスでもを
る点で前者と相違している。
える方法であるのに対して、メカニカルアロイングは、
２種又は３種以上の粉末を合金化させるプロセスでもを
る点で前者と相違している。
具体的にはアトライター装置を用いて、例えばＡｒガス
雰囲気中においてアジテータ−回転数２００ｒｐｍで５
０分間処理といった条件で行なうことで上記の粉末を得
ることができる。雰囲気は上記のＮが一般的であるが、
その他Ｎ、ガス雰囲気、Ｈ□を少量含有したＮガス雰囲
気、大気等でも行われる。
雰囲気中においてアジテータ−回転数２００ｒｐｍで５
０分間処理といった条件で行なうことで上記の粉末を得
ることができる。雰囲気は上記のＮが一般的であるが、
その他Ｎ、ガス雰囲気、Ｈ□を少量含有したＮガス雰囲
気、大気等でも行われる。
メカニカルブライディング又はメカニカルアロイングの
いずれも、必要以上の長時間行うと、雰囲気からのコン
タミネイションが増えるばかりである。したがってこれ
らの処理を行なう時間は、合金粉の性状、大きさ、硬度
等によるものの、メカニカルブライディングでは少なく
とも１時間以上、長くとも２０時間程度、メカニカルア
ロイングでは少なくとも１６〜５０５０時間行えば充分
に目的を達成できる。
いずれも、必要以上の長時間行うと、雰囲気からのコン
タミネイションが増えるばかりである。したがってこれ
らの処理を行なう時間は、合金粉の性状、大きさ、硬度
等によるものの、メカニカルブライディングでは少なく
とも１時間以上、長くとも２０時間程度、メカニカルア
ロイングでは少なくとも１６〜５０５０時間行えば充分
に目的を達成できる。
また、ボールミルを用いる振動ミル法によってもよい。
この段階ではアモルファスと微細晶が混在していても構
わない。
わない。
以上で得られたＭＡ粉末を熱間押出法により固化成形す
るが、この時の温度はアモルファスの結晶化温度をＴｘ
（Ｃ）とするとき、（Ｔｘ＋２０）°Ｃ以下で押出しを
行なう。（Ｔｘ＋２０）’Ｃを越えると、合金の結晶化
及びその粗大化が顕著に起こるので不都合である。また
、下限値はないが、例えばアモルファスの転移温度をＴ
ｇ（’Ｃ）とするとき、（Ｔｇ−１５０）℃以下の温度
では押出し変形圧力が高くなり、押出しを行おうとする
と押詰まりが起こり、押出材を作成できなくなる。
るが、この時の温度はアモルファスの結晶化温度をＴｘ
（Ｃ）とするとき、（Ｔｘ＋２０）°Ｃ以下で押出しを
行なう。（Ｔｘ＋２０）’Ｃを越えると、合金の結晶化
及びその粗大化が顕著に起こるので不都合である。また
、下限値はないが、例えばアモルファスの転移温度をＴ
ｇ（’Ｃ）とするとき、（Ｔｇ−１５０）℃以下の温度
では押出し変形圧力が高くなり、押出しを行おうとする
と押詰まりが起こり、押出材を作成できなくなる。
本発明に従って作成された合金は微細な結晶粒を有する
ケイ素鋼である、結晶粒は２００〜３００Å以下の大き
さを有している。このため磁気的異方性が小さい。また
、ケイ素鋼であるため飽和磁束密度が高い上に、磁心損
失が小さく、磁歪定数も小さい。さらに、合金がアモル
ファス状態を経過していること、結晶粒が小さいこ吉か
ら、比透磁率も通常のケイ素鋼に較べ比較的小さな値を
示す。
ケイ素鋼である、結晶粒は２００〜３００Å以下の大き
さを有している。このため磁気的異方性が小さい。また
、ケイ素鋼であるため飽和磁束密度が高い上に、磁心損
失が小さく、磁歪定数も小さい。さらに、合金がアモル
ファス状態を経過していること、結晶粒が小さいこ吉か
ら、比透磁率も通常のケイ素鋼に較べ比較的小さな値を
示す。
本発明のＦｅ−Ｓｉ鋼には微量の他元素、例えばＣｕや
Ｎｂを含んでいてもよい。Ｃｕは磁心損失を低下させ、
比透磁率を高めるが、これはＣｕが結晶粒径の微細化に
多少の効果を有することと関係があると考えられる。Ｃ
ｕの存在量は５重量に以下であることが好ましい。
Ｎｂを含んでいてもよい。Ｃｕは磁心損失を低下させ、
比透磁率を高めるが、これはＣｕが結晶粒径の微細化に
多少の効果を有することと関係があると考えられる。Ｃ
ｕの存在量は５重量に以下であることが好ましい。
Ｎｂはこの系の合金のアモルファス化を容易にする働き
を有する。Ｎｂの存在量は５重量％であることが好まし
い。
を有する。Ｎｂの存在量は５重量％であることが好まし
い。
Ｃｕ、 Ｎｂの他にも、合金のアモルファス化を促進す
るような元素、結晶の微細化に効果かある元素等の存在
は差し支えない。
るような元素、結晶の微細化に効果かある元素等の存在
は差し支えない。
以下、実施例を挙げて本発明を具体的に説明するが、本
発明はこの範囲に限定されるものではない。
発明はこの範囲に限定されるものではない。
実施例１
ｆａｌＦｅ９６％−３ｉ４％、（ｂ）Ｆｅ９３％−３ｉ
４％−Ｎ３％、（ＣＩＦ２９３％−Ｍ７％、のアトマイ
ズ粉をそれぞれメカニカルブライディングした。また、
これとは別に純Ｆｅ（カーボニルＦｅ）粉、Ｆｅ−Ｓｉ
粉及びＦｅ−３０ＡＩ！粉（いずれも１００メツシユ以
下）をｌａｌ〜ｆｃｌの組成に配合し、これをメカニカ
ルアロイングした。
４％−Ｎ３％、（ＣＩＦ２９３％−Ｍ７％、のアトマイ
ズ粉をそれぞれメカニカルブライディングした。また、
これとは別に純Ｆｅ（カーボニルＦｅ）粉、Ｆｅ−Ｓｉ
粉及びＦｅ−３０ＡＩ！粉（いずれも１００メツシユ以
下）をｌａｌ〜ｆｃｌの組成に配合し、これをメカニカ
ルアロイングした。
また、Ｆｅ−Ｎｂ −Ｃｕ粉を用いて、Ｆｅ９０％−３
ｉ６％−Ｎｂ２％−Ｃｕ２％の組成に配合した粉末につ
いても、メカニカルアロイングした。
ｉ６％−Ｎｂ２％−Ｃｕ２％の組成に配合した粉末につ
いても、メカニカルアロイングした。
以上のメカニカルブライディング、メカニカルアロイン
グは乾式アトライターを用いて、Ｎガス雰囲気中で７５
時間行った。アジテータ−回転数は１７５ｒｐｍとした
。
グは乾式アトライターを用いて、Ｎガス雰囲気中で７５
時間行った。アジテータ−回転数は１７５ｒｐｍとした
。
得られたＭＡ粉末を軟鋼容器に充填し、７５０℃で押出
し加工し、粉末の固化を行った。
し加工し、粉末の固化を行った。
得られた各合金の特性値を測定したところ、表１に示す
結果であった。この測定結果から、本発明品が飽和磁束
密度（Ｂｓ）、残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ＨＣ）
、最大磁化率（μｍａｗ）、において優れていることが
わかる。
結果であった。この測定結果から、本発明品が飽和磁束
密度（Ｂｓ）、残留磁束密度（Ｂｒ）、保磁力（ＨＣ）
、最大磁化率（μｍａｗ）、において優れていることが
わかる。
以」二のように、本発明による合金は軟磁性焼結部品は
高い飽和磁束密度と優れた軟磁気特性を有する合金であ
り、磁気ヘッドや柱上トランス、モータ内鉄心等の軟磁
性材料として有利な特性を有するものであり、産業上非
常に有効である。
高い飽和磁束密度と優れた軟磁気特性を有する合金であ
り、磁気ヘッドや柱上トランス、モータ内鉄心等の軟磁
性材料として有利な特性を有するものであり、産業上非
常に有効である。
Claims (3)
- （１）Ｓｉ３〜７重量％残部Ｆｅ、Ａｌ７重量％以下残
部Ｆｅ、またはＳｉ１０重量％以下、Ａｌ重量％以下残
部Ｆｅ、の化学組成を有する合金の粉末をＡｒ雰囲気中
にて１時間以上メカニカルグラインディングすることに
より平均結晶が１００ｎｍ以下の組織および／またはア
モルファス構造を有する処理粉末を作成し、該処理粉末
を合金の結晶化温度をＴｘ（℃）とするとき（Ｔｘ＋２
０）℃以下の温度において押し出し法により固化成形す
ることを特徴とするメカニカルアロイングを利用した軟
磁性焼結部品の製造方法。 - （２）純Ｆｅ、純Ｓｉ、純Ａｌ、Ｆｅ−Ｓｉ合金または
Ｆｅ−Ｍ合金の粉末を、Ｓｉ３〜７重量％残部Ｆｅ、Ａ
ｌ７重量％以下残部Ｆｅ、またはＳｉ１０重量％以下、
Ａｌ６重量％以下残部Ｆｅの化学組成に配合した後、Ａ
ｒ雰囲気中にて５０時間以上メカニカルアロイングする
ことにより平均結晶が１００ｎｍ以下の組織および／ま
たはアモルファス構造を有する処理粉末を作成すること
を特徴とする請求項（１）記載のメカニカルアロイング
を利用した軟磁性焼結部品の製造方法。 - （３）合金粉末が５％以下のＮｂまたは／およびＣｕを
合金元素として配合されていることを特徴とする請求項
（１）または（２）に記載のメカニカルアロイングを利
用した軟磁性焼結部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2210212A JPH0499247A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | メカニカルアロイングを利用した軟磁性焼結部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2210212A JPH0499247A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | メカニカルアロイングを利用した軟磁性焼結部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0499247A true JPH0499247A (ja) | 1992-03-31 |
Family
ID=16585646
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2210212A Pending JPH0499247A (ja) | 1990-08-10 | 1990-08-10 | メカニカルアロイングを利用した軟磁性焼結部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0499247A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5443787A (en) * | 1993-07-13 | 1995-08-22 | Tdk Corporation | Method for preparing iron system soft magnetic sintered body |
| KR100960699B1 (ko) * | 2008-01-16 | 2010-05-31 | 한양대학교 산학협력단 | Ｆｅ－Ｓｉ계 연자성 분말의 제조방법, 및 이를 이용한연자성 코어 |
| CN111020410A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-04-17 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种铁基纳米晶软磁合金及制备方法 |
-
1990
- 1990-08-10 JP JP2210212A patent/JPH0499247A/ja active Pending
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5443787A (en) * | 1993-07-13 | 1995-08-22 | Tdk Corporation | Method for preparing iron system soft magnetic sintered body |
| KR100960699B1 (ko) * | 2008-01-16 | 2010-05-31 | 한양대학교 산학협력단 | Ｆｅ－Ｓｉ계 연자성 분말의 제조방법, 및 이를 이용한연자성 코어 |
| CN111020410A (zh) * | 2019-11-13 | 2020-04-17 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种铁基纳米晶软磁合金及制备方法 |
| CN111020410B (zh) * | 2019-11-13 | 2020-11-03 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种铁基纳米晶软磁合金及制备方法 |
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