JPH0542497B2 - - Google Patents
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- JPH0542497B2 JPH0542497B2 JP59127231A JP12723184A JPH0542497B2 JP H0542497 B2 JPH0542497 B2 JP H0542497B2 JP 59127231 A JP59127231 A JP 59127231A JP 12723184 A JP12723184 A JP 12723184A JP H0542497 B2 JPH0542497 B2 JP H0542497B2
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- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/002—Making metallic powder or suspensions thereof amorphous or microcrystalline
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- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/12—Both compacting and sintering
- B22F3/14—Both compacting and sintering simultaneously
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- 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
- H01F1/12—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
- 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
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- H01F1/15358—Making agglomerates therefrom, e.g. by pressing
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- Powder Metallurgy (AREA)
Description
本発明はガラス質合金粉末から団結された強磁
性ガラス質金属体に関する。 非晶質金属合金およびそれらから製造された物
品はチエンおよびポークにより米国特許第
3856513号明細書（1974年12月24日交付）に記載
されている。この明細書は、非晶質の状態で得ら
れ、同一金属を基礎とする従来知られている結晶
質合金よりも優れた特定の新規な合金組成物につ
いて教示している。これらの組成物は容易に急冷
して非晶質状態にすることができ、望ましい物理
的特性をもつ。また、その溶融合金を噴霧してそ
れらの液滴を形成させ、これらの液滴を水、冷却
したブライン、または液体窒素などの液体中で急
冷することにより、約10〜250μmの粒径をもつ非
晶質金属粉末を製造しうることも記載されてい
る。 パーマロイその他の非晶質合金粉末の団結 （Consolidation）により磁性物品を製造する
ことは知られている。磁性の改良を必要とする新
たな用途には、同時に磁性物品の強度および磁気
反応を高める合金および団結法を開発する努力が
要求された。 本発明によれば、優れた強度および磁気反応を
もつ物体に団結させるために特に好適な非晶質合
金粉末が提供される。さらに本発明によれば、ガ
ラス質金属粉末の団結が機械的圧力および／また
は結合剤を用いて物質の結晶化温度以下の高めら
れた温度で行われる。また本発明によれば粉末の
最適寸法および好ましい合金組成、適切な結合剤
材料、ならびに加工後の熱処理についても教示さ
れる。 本発明により製造された物品は低いコア損およ
び高い透磁率をもつ。一般にこの種の団結した磁
性ガラス質金属体は周波数5kHzおよび誘導水準
0.1テスラにおいて少なくとも約70の初期相対透
磁率をもつ。ここで用いる“相対透磁率”という
語は、ある媒質中で特定の磁場により生じる磁気
誘導と、真空中で同一磁場により生じる磁気誘導
の比を意味するものとする。 高い透磁率をもつ本発明の磁性圧縮体
（compact bodies）は、一般に粉末状のガラス質
または非晶質の合金から製造される。合金から金
属ガラス粉末を製造するための一般的方法は、溶
融合金の急冷工程およびこれに続く微粉砕工程を
伴う。ガラス質合金の製造は、米国特許第
3856553号明細書（チエンら）に示された教示に
従つて行うことができる。得られるシート、リボ
ン、テープおよびワイヤが、これに記載する材料
の有用な前駆物質である。これらの非晶質材料の
微粉砕は以下により行われる。シート状、リボン
状、ワイヤ状またはフレーク状の非晶質材料をそ
の脆化温度よりも高いが、ただしその結晶化温度
よりも低い温度に加熱し、機械的に破砕する。得
られた種々の寸法のフレークおよび粉末を篩にか
けて希望する寸法のフレークおよび粉末を集め
る。ガラス質金属合金粉末を得るための他の方法
は米国特許第4290803号明細書（レイら）に示さ
れている。 粉末から出発する場合、粉末の団結
（Consolidation）が物体を製造するための最初の
工程である。団結用の粉末は微細な粉末（約２〜
100μmの範囲の粒径をもつもの）、粗大な粉末
（100〜1000μmの粒径をもつもの）、およびフレー
ク（粒径1000μm〜約２mmの粒径をもつもの）か
らなつていてもよい。これらのフレークおよび粉
末を以下単に粉末または粉末粒子と呼ぶ。団結は
ガラス質金属合金粉末を圧縮し、または接着結合
させることにより行われる。 低い透磁率を希望する場合、約５〜10μmの粒
子直径を用いる。高い透磁率を得るためには、こ
れよりも大きい約180μm以上の粒子直径を用い
る。比較的高い透磁率（たとえば5kHzおよび0.1
テスラの誘導において約200程度）および優れた
機械的硬度（たとえば約400Kg／mm2程度）の組合
せは、メツシユサイズ（米国篩）約80をもつ粒子
の使用により達成される。フレークコアには平行
な平面をもつ、より大きな粒子を用いる。この場
合の特性は、ラメラコアのものに近づく。 団結のためには、粉末を排気した缶に入れ、そ
の合金のガラス転移温度よりも低い熱間圧延し、
または平衡状態で熱間アイソスタテイカリに圧縮
（press）して希望する形状となす。さらに粉末を
それらのガラス転移温度よりも低い温度で真空
中、または他の保護雰囲気中で常法により熱間圧
縮して、希望するいかなる形状にすることもでき
る。好ましくは、粉末を少なくとも7MPaの圧力
でガラス転移温度の85〜95％の温度において圧縮
する。高い圧力および温度を用いて短い圧縮時間
（pressing time）でほぼ理論的最大値の圧縮非晶
質形状物の密度を得ることもできる。Fe78B13Si9
ガラス質合金に関し、時間、温度および圧力が圧
縮密度に与える影響を表に示す。温度がガラス
転移温度にまで上昇するのに伴つて、また圧力が
増すのに伴つて相対密度は増すであろう。高圧お
よびガラス転移温度付近の温度を用いることによ
り、圧縮時間を数秒にまで短縮することができ
る。
性ガラス質金属体に関する。 非晶質金属合金およびそれらから製造された物
品はチエンおよびポークにより米国特許第
3856513号明細書（1974年12月24日交付）に記載
されている。この明細書は、非晶質の状態で得ら
れ、同一金属を基礎とする従来知られている結晶
質合金よりも優れた特定の新規な合金組成物につ
いて教示している。これらの組成物は容易に急冷
して非晶質状態にすることができ、望ましい物理
的特性をもつ。また、その溶融合金を噴霧してそ
れらの液滴を形成させ、これらの液滴を水、冷却
したブライン、または液体窒素などの液体中で急
冷することにより、約10〜250μmの粒径をもつ非
晶質金属粉末を製造しうることも記載されてい
る。 パーマロイその他の非晶質合金粉末の団結 （Consolidation）により磁性物品を製造する
ことは知られている。磁性の改良を必要とする新
たな用途には、同時に磁性物品の強度および磁気
反応を高める合金および団結法を開発する努力が
要求された。 本発明によれば、優れた強度および磁気反応を
もつ物体に団結させるために特に好適な非晶質合
金粉末が提供される。さらに本発明によれば、ガ
ラス質金属粉末の団結が機械的圧力および／また
は結合剤を用いて物質の結晶化温度以下の高めら
れた温度で行われる。また本発明によれば粉末の
最適寸法および好ましい合金組成、適切な結合剤
材料、ならびに加工後の熱処理についても教示さ
れる。 本発明により製造された物品は低いコア損およ
び高い透磁率をもつ。一般にこの種の団結した磁
性ガラス質金属体は周波数5kHzおよび誘導水準
0.1テスラにおいて少なくとも約70の初期相対透
磁率をもつ。ここで用いる“相対透磁率”という
語は、ある媒質中で特定の磁場により生じる磁気
誘導と、真空中で同一磁場により生じる磁気誘導
の比を意味するものとする。 高い透磁率をもつ本発明の磁性圧縮体
（compact bodies）は、一般に粉末状のガラス質
または非晶質の合金から製造される。合金から金
属ガラス粉末を製造するための一般的方法は、溶
融合金の急冷工程およびこれに続く微粉砕工程を
伴う。ガラス質合金の製造は、米国特許第
3856553号明細書（チエンら）に示された教示に
従つて行うことができる。得られるシート、リボ
ン、テープおよびワイヤが、これに記載する材料
の有用な前駆物質である。これらの非晶質材料の
微粉砕は以下により行われる。シート状、リボン
状、ワイヤ状またはフレーク状の非晶質材料をそ
の脆化温度よりも高いが、ただしその結晶化温度
よりも低い温度に加熱し、機械的に破砕する。得
られた種々の寸法のフレークおよび粉末を篩にか
けて希望する寸法のフレークおよび粉末を集め
る。ガラス質金属合金粉末を得るための他の方法
は米国特許第4290803号明細書（レイら）に示さ
れている。 粉末から出発する場合、粉末の団結
（Consolidation）が物体を製造するための最初の
工程である。団結用の粉末は微細な粉末（約２〜
100μmの範囲の粒径をもつもの）、粗大な粉末
（100〜1000μmの粒径をもつもの）、およびフレー
ク（粒径1000μm〜約２mmの粒径をもつもの）か
らなつていてもよい。これらのフレークおよび粉
末を以下単に粉末または粉末粒子と呼ぶ。団結は
ガラス質金属合金粉末を圧縮し、または接着結合
させることにより行われる。 低い透磁率を希望する場合、約５〜10μmの粒
子直径を用いる。高い透磁率を得るためには、こ
れよりも大きい約180μm以上の粒子直径を用い
る。比較的高い透磁率（たとえば5kHzおよび0.1
テスラの誘導において約200程度）および優れた
機械的硬度（たとえば約400Kg／mm2程度）の組合
せは、メツシユサイズ（米国篩）約80をもつ粒子
の使用により達成される。フレークコアには平行
な平面をもつ、より大きな粒子を用いる。この場
合の特性は、ラメラコアのものに近づく。 団結のためには、粉末を排気した缶に入れ、そ
の合金のガラス転移温度よりも低い熱間圧延し、
または平衡状態で熱間アイソスタテイカリに圧縮
（press）して希望する形状となす。さらに粉末を
それらのガラス転移温度よりも低い温度で真空
中、または他の保護雰囲気中で常法により熱間圧
縮して、希望するいかなる形状にすることもでき
る。好ましくは、粉末を少なくとも7MPaの圧力
でガラス転移温度の85〜95％の温度において圧縮
する。高い圧力および温度を用いて短い圧縮時間
（pressing time）でほぼ理論的最大値の圧縮非晶
質形状物の密度を得ることもできる。Fe78B13Si9
ガラス質合金に関し、時間、温度および圧力が圧
縮密度に与える影響を表に示す。温度がガラス
転移温度にまで上昇するのに伴つて、また圧力が
増すのに伴つて相対密度は増すであろう。高圧お
よびガラス転移温度付近の温度を用いることによ
り、圧縮時間を数秒にまで短縮することができ
る。
【表】
粉末を適切な有機結合剤（たとえばパラフイン
など）と混和したのち冷圧して適切な形状にする
ことができる。絶縁体および結合剤としては樹
脂、たとえばフエノールホルムアルデヒド樹脂、
たとえばベークライト（ユニオン・カーバイド社
の商標）が用いられる。他の適切な結合剤には合
成樹脂、乾燥油、油もしくは脂肪の蒸留残渣、ゴ
ム類もしくは樹脂の溶液、および酸化された油も
しくはワツクス化合物が含まれる。特定の酸化
物、たとえばSiO2、MgOおよびB2O3を粉末と混
合し、この混合物を加圧下に、粉末のガラス転移
温度または結晶化温度よりも低い高められた温度
で団結させることができる。特定の酸、たとえば
ボレート（ホウ酸）を粉末と混合し、この混合物
を加圧下に、粉末のガラス転移温度または結晶化
温度よりも低い高められた温度で団結させること
ができる。この場合、酸類が団結中に特定の酸化
物（たとえばボレートの場合はB2O3）と水（こ
れは団結中に蒸発する）に分解する。結合剤の量
は30重量％までであり、高透磁率コア用としては
好ましくは10重量％以下、より好ましくは0.1〜
４重量％である。。このような成形された合金は
理論的最大値の少なくとも90％の密度を有しう
る。圧縮された物体をガラス転移温度よりも低い
比較的低温で硬化させてより大きな強度を与え、
次いで最終寸法で粉砕することができる。この方
法による好ましい製品は、磁性成分として適した
形状をなす。 硬化処理（curing process）は磁場を同時に与
えながら行うことができる。好ましくは、硬化処
理は酸素の不在下で行われる。これらの処理は、
ガラス質金属合金から製造される希望する磁性お
よび構造の製品を得るのに最適な熱処理サイクル
に適合される。 圧縮（compaction）したのち最終製品を最終
寸法に粉砕する。この処理は簡単な幾何学的形状
をもつ大型のエンジニアリング機器を加工するの
に適している。さらに、最終製品を所望により、
手近な用途に用いられる個々の合金に応じて焼鈍
することができる。この固形物体は成形したまま
の状態の合金の約60％よりも低くはない密度、好
ましくは95％の密度をもつ。 金属ガラスは、結晶化せずに剛性状態になるま
で冷却された溶融合金生成物である。この種の金
属ガラスは一般に下記の特性、すなわち、高い硬
度および耐引掻き性、大きなガラス質表面平滑
性、寸法および形状安定性、機械的剛性、強度、
延性、関連する金属およびそれらの合金に比べて
高い電気抵抗、優れた磁気柔軟性（magnetic
softness）およびＸ線回折パターンのうち少くと
も幾つかをもつ。 ここで“合金”という語は普通の意味で、２種
以上の金属の固体混合物を表わすものとして用い
られる（縮約化学辞典（Condensed Chemical
Dictionary）、第９版、フアン・ノーストラン
ド・ラインホールド社、ニユーヨーク、1977年）。
これらの合金はさらに少なくとも１種の非金属元
素を混和含有する。“ガラス質（glassyまたは
vitreous）金属合金”、“金属ガラス”、“非晶質金
属合金”という語はすべてここで用いられる場合
同等であると考えられる。 本発明の強磁性ガラス質金属体の合金は実質的
に式MaMobZcから成る組成を有し、式中ＭはFe、
Ni及びCoの少くとも１であり；ＺはＢ、Si及び
Ｃの少くとも１であり；ａ、ｂ及びｃは原子％で
あつて、ａ＋ｂ＋ｃは100に等しく、ａは78−
81.5、ｂは４以下、ｃは18−22の範囲にある。 圧縮（compaction）に際して各粉末は異なる
程度の外部応力を受ける。その外部応力は、粉末
が磁気歪をもつ場合粉末の磁性を変化させる。従
つて飽和磁気歪の低い粉末を団結させることが望
ましい。これは特に、高周波数で用いるための団
結材料について当てはまる。飽和磁気歪λsは、消
磁された状態から飽和の強磁性状態へ移行する際
に磁性材料に生じる長さの分数変化率Δ／に
関連する。磁気歪（無単位の量）はしばしばマイ
クロストレイン（microstrain）の単位で表わさ
れる（すなわちマイクロストレインは1ppmの長
さの分数変化率である）。量λsはプラスまたはマ
イナスであり、この軟質磁性がこの量により強く
影響される材料に応じて定められる。粉末に関す
るλsの好ましい絶対値は約10×10-6（すなわち
10ppm）以下であり、これはコバルトおよびニツ
ケルを基礎とするガラス質合金粉末の大部分、な
らびに鉄約40原子％とするCr、Mo、Ｗ、Ｖ、
Nb、Ta、Ti、ZrおよびHfよりなる群から選ば
れる少なくとも１種の元素約２原子％以下、ある
いは鉄約40〜88原子％とCr、Mo、Ｗ、Ｖ、Nb、
Ta、Ti、ZrおよびHfよりなる群から選ばれる少
なくとも１種の元素２原子％以上を含む、鉄を基
礎とするガラス質合金粉末において認められる。
粉末に関する最も好ましいλsの値はほぼゼロ、ま
たはゼロであり、これは約0.03〜約0.13の範囲の
鉄対コバルト含量比をもつ、コバルトを基礎とす
るガラス質合金粉末において達成される。低周波
数用途（すなわち50／60Hzの領域）の大部分の場
合のように磁気歪が重要な因子でない場合、これ
らを考慮する必要はない。 非晶質金属粉末を圧縮して、電磁コア、極片な
ど各種の用途に適した部品を加工することができ
る。ガラス質金属圧縮体は高い透磁率をもつ。こ
れらは比較しうる透磁率をもつ普通の圧縮合金体
よりもはるかに少ないニツケルを有してもよい。
得られたコアはトランス用コアとして、また他の
交流用に用いることができる。 以下の実施例及び参考例は本発明をより十分に
理解するために提示される。本発明の原理および
実際を説明するために示された特定の技術、条
件、材料、割合、および報告されたデータは例示
であり、本発明の範囲を限定するものと解すべき
ではない。 参考例 １ Fe78B13Si9の組成をもつ合金からなる数ミリメ
ートル以下の寸法の非晶質金属粉末を調製した。
これらの粉末を篩分けし、異なる寸法をもつもの
を分類した。篩分けされた粉末を圧縮して、内径
および外径それぞれ約3.2cmおよび4.2cmならびに
高さ約0.7cmのトロイド状体となした。団結の温
度および圧力はそれぞれ350℃および345MPaで
あつた。成形したままのトロイドおよび焼鈍した
トロイドの磁性に対し粉末の寸法が与える影響を
表にまとめる。この表は、大きな粉末はより良
好な磁性を与える傾向を示し、180μm〜1.4mmの
粉末寸法が最良の総合的磁性を得るために最も好
ましいことを示す。たとえば、約180μm〜1.4mm
の範囲の寸法をもつ粉末から製造され焼鈍された
トロイドは5kHzおよび50KHzでそれぞれ200およ
び70を越える透磁率を有する。
など）と混和したのち冷圧して適切な形状にする
ことができる。絶縁体および結合剤としては樹
脂、たとえばフエノールホルムアルデヒド樹脂、
たとえばベークライト（ユニオン・カーバイド社
の商標）が用いられる。他の適切な結合剤には合
成樹脂、乾燥油、油もしくは脂肪の蒸留残渣、ゴ
ム類もしくは樹脂の溶液、および酸化された油も
しくはワツクス化合物が含まれる。特定の酸化
物、たとえばSiO2、MgOおよびB2O3を粉末と混
合し、この混合物を加圧下に、粉末のガラス転移
温度または結晶化温度よりも低い高められた温度
で団結させることができる。特定の酸、たとえば
ボレート（ホウ酸）を粉末と混合し、この混合物
を加圧下に、粉末のガラス転移温度または結晶化
温度よりも低い高められた温度で団結させること
ができる。この場合、酸類が団結中に特定の酸化
物（たとえばボレートの場合はB2O3）と水（こ
れは団結中に蒸発する）に分解する。結合剤の量
は30重量％までであり、高透磁率コア用としては
好ましくは10重量％以下、より好ましくは0.1〜
４重量％である。。このような成形された合金は
理論的最大値の少なくとも90％の密度を有しう
る。圧縮された物体をガラス転移温度よりも低い
比較的低温で硬化させてより大きな強度を与え、
次いで最終寸法で粉砕することができる。この方
法による好ましい製品は、磁性成分として適した
形状をなす。 硬化処理（curing process）は磁場を同時に与
えながら行うことができる。好ましくは、硬化処
理は酸素の不在下で行われる。これらの処理は、
ガラス質金属合金から製造される希望する磁性お
よび構造の製品を得るのに最適な熱処理サイクル
に適合される。 圧縮（compaction）したのち最終製品を最終
寸法に粉砕する。この処理は簡単な幾何学的形状
をもつ大型のエンジニアリング機器を加工するの
に適している。さらに、最終製品を所望により、
手近な用途に用いられる個々の合金に応じて焼鈍
することができる。この固形物体は成形したまま
の状態の合金の約60％よりも低くはない密度、好
ましくは95％の密度をもつ。 金属ガラスは、結晶化せずに剛性状態になるま
で冷却された溶融合金生成物である。この種の金
属ガラスは一般に下記の特性、すなわち、高い硬
度および耐引掻き性、大きなガラス質表面平滑
性、寸法および形状安定性、機械的剛性、強度、
延性、関連する金属およびそれらの合金に比べて
高い電気抵抗、優れた磁気柔軟性（magnetic
softness）およびＸ線回折パターンのうち少くと
も幾つかをもつ。 ここで“合金”という語は普通の意味で、２種
以上の金属の固体混合物を表わすものとして用い
られる（縮約化学辞典（Condensed Chemical
Dictionary）、第９版、フアン・ノーストラン
ド・ラインホールド社、ニユーヨーク、1977年）。
これらの合金はさらに少なくとも１種の非金属元
素を混和含有する。“ガラス質（glassyまたは
vitreous）金属合金”、“金属ガラス”、“非晶質金
属合金”という語はすべてここで用いられる場合
同等であると考えられる。 本発明の強磁性ガラス質金属体の合金は実質的
に式MaMobZcから成る組成を有し、式中ＭはFe、
Ni及びCoの少くとも１であり；ＺはＢ、Si及び
Ｃの少くとも１であり；ａ、ｂ及びｃは原子％で
あつて、ａ＋ｂ＋ｃは100に等しく、ａは78−
81.5、ｂは４以下、ｃは18−22の範囲にある。 圧縮（compaction）に際して各粉末は異なる
程度の外部応力を受ける。その外部応力は、粉末
が磁気歪をもつ場合粉末の磁性を変化させる。従
つて飽和磁気歪の低い粉末を団結させることが望
ましい。これは特に、高周波数で用いるための団
結材料について当てはまる。飽和磁気歪λsは、消
磁された状態から飽和の強磁性状態へ移行する際
に磁性材料に生じる長さの分数変化率Δ／に
関連する。磁気歪（無単位の量）はしばしばマイ
クロストレイン（microstrain）の単位で表わさ
れる（すなわちマイクロストレインは1ppmの長
さの分数変化率である）。量λsはプラスまたはマ
イナスであり、この軟質磁性がこの量により強く
影響される材料に応じて定められる。粉末に関す
るλsの好ましい絶対値は約10×10-6（すなわち
10ppm）以下であり、これはコバルトおよびニツ
ケルを基礎とするガラス質合金粉末の大部分、な
らびに鉄約40原子％とするCr、Mo、Ｗ、Ｖ、
Nb、Ta、Ti、ZrおよびHfよりなる群から選ば
れる少なくとも１種の元素約２原子％以下、ある
いは鉄約40〜88原子％とCr、Mo、Ｗ、Ｖ、Nb、
Ta、Ti、ZrおよびHfよりなる群から選ばれる少
なくとも１種の元素２原子％以上を含む、鉄を基
礎とするガラス質合金粉末において認められる。
粉末に関する最も好ましいλsの値はほぼゼロ、ま
たはゼロであり、これは約0.03〜約0.13の範囲の
鉄対コバルト含量比をもつ、コバルトを基礎とす
るガラス質合金粉末において達成される。低周波
数用途（すなわち50／60Hzの領域）の大部分の場
合のように磁気歪が重要な因子でない場合、これ
らを考慮する必要はない。 非晶質金属粉末を圧縮して、電磁コア、極片な
ど各種の用途に適した部品を加工することができ
る。ガラス質金属圧縮体は高い透磁率をもつ。こ
れらは比較しうる透磁率をもつ普通の圧縮合金体
よりもはるかに少ないニツケルを有してもよい。
得られたコアはトランス用コアとして、また他の
交流用に用いることができる。 以下の実施例及び参考例は本発明をより十分に
理解するために提示される。本発明の原理および
実際を説明するために示された特定の技術、条
件、材料、割合、および報告されたデータは例示
であり、本発明の範囲を限定するものと解すべき
ではない。 参考例 １ Fe78B13Si9の組成をもつ合金からなる数ミリメ
ートル以下の寸法の非晶質金属粉末を調製した。
これらの粉末を篩分けし、異なる寸法をもつもの
を分類した。篩分けされた粉末を圧縮して、内径
および外径それぞれ約3.2cmおよび4.2cmならびに
高さ約0.7cmのトロイド状体となした。団結の温
度および圧力はそれぞれ350℃および345MPaで
あつた。成形したままのトロイドおよび焼鈍した
トロイドの磁性に対し粉末の寸法が与える影響を
表にまとめる。この表は、大きな粉末はより良
好な磁性を与える傾向を示し、180μm〜1.4mmの
粉末寸法が最良の総合的磁性を得るために最も好
ましいことを示す。たとえば、約180μm〜1.4mm
の範囲の寸法をもつ粉末から製造され焼鈍された
トロイドは5kHzおよび50KHzでそれぞれ200およ
び70を越える透磁率を有する。
【表】
参考例 ２
表においてトロイドの透磁率μ（ｆ）は周波
数ｆの増加に伴つて低下することが認められる。
これは粉末間の導電性により生じる渦電流損失に
よるものである。各粉末粒子は絶縁されていない
のでこの導電性はかなりのものである。一般に金
属強磁性体における渦電流損失は周波数、材料の
寸法、およびその導電性と共に増大する。従つて
粒子寸法および粉末間導電性を低下させると渦電
流損失は減少するであろう。粉末間電気低抗（導
電性の逆）を高めるために種々の寸法の
Fe78B13Si9粉末と混和したSiO22重量％が団結し
たコアの磁性に与える影響を表にまとめる。
180μm以上の粉末から製造されたコアについて
は、異なる絶縁性の効果を調べるためにボレート
7.5重量％も用いた。ボレートはホウ酸であり、
酸化ホウ素に分解し、優れた結合剤および粉末粒
子間の絶縁材を提供する。表の結果が示すよう
に、SiO2すなわち酸化ホウ素により与えられた
絶縁性は高周波磁性を改良するのに実際に有効で
あつた。しかし予想しなかつたのは、粉末寸法の
大きい方がより良好な磁性を得たという結果であ
る。たとえば50kHzおよび0.1Tの誘導において寸
法180μm以上の絶縁粉末から製造されたコアに関
する透磁率μは約160である。これを寸法38μ以
下の絶縁粉末から製造したものに関するμ（50k
Hz、0.1T）＝42と比較すべきである。従つて絶縁
粉末の寸法は、本発明の圧縮コアにおいて良好な
磁性を達成するためにも約180μm以上であること
が好ましい。
数ｆの増加に伴つて低下することが認められる。
これは粉末間の導電性により生じる渦電流損失に
よるものである。各粉末粒子は絶縁されていない
のでこの導電性はかなりのものである。一般に金
属強磁性体における渦電流損失は周波数、材料の
寸法、およびその導電性と共に増大する。従つて
粒子寸法および粉末間導電性を低下させると渦電
流損失は減少するであろう。粉末間電気低抗（導
電性の逆）を高めるために種々の寸法の
Fe78B13Si9粉末と混和したSiO22重量％が団結し
たコアの磁性に与える影響を表にまとめる。
180μm以上の粉末から製造されたコアについて
は、異なる絶縁性の効果を調べるためにボレート
7.5重量％も用いた。ボレートはホウ酸であり、
酸化ホウ素に分解し、優れた結合剤および粉末粒
子間の絶縁材を提供する。表の結果が示すよう
に、SiO2すなわち酸化ホウ素により与えられた
絶縁性は高周波磁性を改良するのに実際に有効で
あつた。しかし予想しなかつたのは、粉末寸法の
大きい方がより良好な磁性を得たという結果であ
る。たとえば50kHzおよび0.1Tの誘導において寸
法180μm以上の絶縁粉末から製造されたコアに関
する透磁率μは約160である。これを寸法38μ以
下の絶縁粉末から製造したものに関するμ（50k
Hz、0.1T）＝42と比較すべきである。従つて絶縁
粉末の寸法は、本発明の圧縮コアにおいて良好な
磁性を達成するためにも約180μm以上であること
が好ましい。
【表】
参考例 ３
SiO22重量％またはボレート7.5重量％で絶縁さ
れた種々の寸法の粉末から多数のコアを製造し
た。寸法75μm以下の粉末、および180μm〜1.4mm
のものから製造され、焼鈍されたコアにおいて得
られる磁性の範囲を表に示す。より大きな粉末
から製造されたコアの総合的特性の方が、より小
さな粉末から製造されたものよりも良好であつ
た。5kHzおよび0.1Tにおいて10W／Kgという低
いコア損(L)および1000という高い透磁率（μ）が
約1.3テスラの飽和誘導をもつFeを基礎とする粉
末コアにおいて達成された点は注目される。これ
らの値を、約0.5テスラの飽和誘導をもつ市販の
Ni−Znフエライトのμ（5kHz、0.1T）約1000お
よびＬ約5W／Kgと比較すべきである。
れた種々の寸法の粉末から多数のコアを製造し
た。寸法75μm以下の粉末、および180μm〜1.4mm
のものから製造され、焼鈍されたコアにおいて得
られる磁性の範囲を表に示す。より大きな粉末
から製造されたコアの総合的特性の方が、より小
さな粉末から製造されたものよりも良好であつ
た。5kHzおよび0.1Tにおいて10W／Kgという低
いコア損(L)および1000という高い透磁率（μ）が
約1.3テスラの飽和誘導をもつFeを基礎とする粉
末コアにおいて達成された点は注目される。これ
らの値を、約0.5テスラの飽和誘導をもつ市販の
Ni−Znフエライトのμ（5kHz、0.1T）約1000お
よびＬ約5W／Kgと比較すべきである。
【表】
実施例 １
強磁性体の性能はその磁気歪（λ）、磁気化学
的作用の規模によりきわめて大きな影響を受け
る。λの量は内部応力によつて付加的な磁気アニ
ソトロビーエネルギーを導入する。磁性粉末を圧
縮すると、各粉末が異なる程度の応力下に置かれ
る。粉末が磁気歪をもつ場合、その外部応力が保
磁力を増大させ、その残留磁気を変化させ、従つ
てコアの交流特性に影響を与える。表に粉末材
料の磁気歪値と、同じ大きさの粉末から圧縮した
コアの交流特性との関係をまとめる。この表は磁
気歪のより低い粉末コアがより良好な磁性を示す
ことを明示している。従つて約10×10-6以下の低
い磁気歪が好ましく、本発明の圧縮されたコアの
最良の総合的磁性を得るために最も好ましいλの
値はほぼゼロである。
的作用の規模によりきわめて大きな影響を受け
る。λの量は内部応力によつて付加的な磁気アニ
ソトロビーエネルギーを導入する。磁性粉末を圧
縮すると、各粉末が異なる程度の応力下に置かれ
る。粉末が磁気歪をもつ場合、その外部応力が保
磁力を増大させ、その残留磁気を変化させ、従つ
てコアの交流特性に影響を与える。表に粉末材
料の磁気歪値と、同じ大きさの粉末から圧縮した
コアの交流特性との関係をまとめる。この表は磁
気歪のより低い粉末コアがより良好な磁性を示す
ことを明示している。従つて約10×10-6以下の低
い磁気歪が好ましく、本発明の圧縮されたコアの
最良の総合的磁性を得るために最も好ましいλの
値はほぼゼロである。
【表】
実施例 ２
表に示した磁気歪の低い粉末から製造された
本発明の圧縮コアの磁性をさらに改良するため、
SiO24重量％およびMgO4重量％を添加して粉末
粒子を絶縁した。結果を表に示す。表と表
のデータを比較すると、絶縁された低磁気歪の粉
末コアが最良の総合的磁性を示すことは明らかで
ある。5kHzおよび0.1テスラにおける透磁率（μ）
の800〜1600はNi−Znに関するもののμの“〜
1000”に匹敵するか、またはそれよりもすぐれて
いる。
本発明の圧縮コアの磁性をさらに改良するため、
SiO24重量％およびMgO4重量％を添加して粉末
粒子を絶縁した。結果を表に示す。表と表
のデータを比較すると、絶縁された低磁気歪の粉
末コアが最良の総合的磁性を示すことは明らかで
ある。5kHzおよび0.1テスラにおける透磁率（μ）
の800〜1600はNi−Znに関するもののμの“〜
1000”に匹敵するか、またはそれよりもすぐれて
いる。
【表】
以上、本発明をかなり詳細に記述したが、これ
らの詳述に固執する必要はなく、当業者には各種
の変更をなしうることは自明であり、これらはす
べて特許請求の範囲の記載に包含される。
らの詳述に固執する必要はなく、当業者には各種
の変更をなしうることは自明であり、これらはす
べて特許請求の範囲の記載に包含される。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 １ 180μm−1.4mmの粒径をもつ粉末から団結さ
れ、磁場内で焼鈍された強磁性ガラス質金属体で
あつて、このガラス質合金が実質的に式MaMob
Zcから成る組成を有し、式中ＭはFe、Ni及びCo
の少なくとも１であり；ＺはＢ、Si及びＣの少な
くとも１であり；ａ、ｂ及びｃは原子％であつ
て、ａ＋ｂ＋ｃは100に等しく、ａは78−81.5、
ｂは４以下、ｃは18−22の範囲にあり、かつ5k
Hzおよび0.1テスラの誘導において少くとも650の
初期相対透磁率をもつガラス質合金よりなる、団
結された強磁性ガラス質金属体。 ２ ガラス質合金がFe40Ni38Mo4B18の組成を有
し、5kHz及び0.1テスラの誘導において約650の初
期相対透磁率及び約22W／Kgのコア損をもつ特許
請求の範囲第１項記載の強磁性ガラス質金属体。 ３ ガラス質合金がCo72.2Fe5.8Mo2B15Si5の組成
を有し、5kHz及び0.1テスラの誘導において少く
とも800の初期相対透磁率及び約19W／Kgのコア
損をもつ特許請求の範囲第１項記載の強磁性ガラ
ス質金属体。 ４ 180μm−1.4mmの粒径をもつ粉末から団結さ
れ、磁場内で焼鈍された強磁性ガラス質金属体で
あつて、このガラス質合金が実質的に式MaMob
Zcから成る組成を有し、式中ＭはFe、Ni及びCo
の少くとも１であり；ＺはＢ、Si及びＣの少くと
も１であり；ａ、ｂ及びｃは原子％であつて、ａ
＋ｂ＋ｃは100に等しく、ａは78−81.5、ｂは４
以下、ｃは18−22の範囲にあり；かつ5kHzおよ
び0.1テスラの誘導において少くとも650の初期相
対透磁率をもつガラス質合金よりなり、団結にあ
たつてSiO2、MgOおよびB2O3よりなる群から選
ばれた酸化物からなる結合剤と混合してなる、団
結された強磁性ガラス質金属体。 ５ ガラス質合金がFe4 Ni38Mo4B18の組成を有
し、5kHz及び0.1テスラの誘導において約650の初
期相対透磁率及び約22W／Kgのコア損をもつ特許
請求の範囲第４項記載の強磁性ガラス質金属体。 ６ ガラス質合金がCo72.2、Fe5.8Mo2B15Si5の組
成を有し、5kHz及び0.1テスラの誘導において少
くとも800の初期相対透磁率及び約19W／Kgのコ
ア損をもつ特許請求の範囲第４項記載の強磁性ガ
ラス質金属体。
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US50561983A | 1983-06-20 | 1983-06-20 | |
| US505619 | 1983-06-20 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS6024346A JPS6024346A (ja) | 1985-02-07 |
| JPH0542497B2 true JPH0542497B2 (ja) | 1993-06-28 |
Family
ID=24011101
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP12723184A Granted JPS6024346A (ja) | 1983-06-20 | 1984-06-20 | ガラス質合金粉末から団結された磁気器具 |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS6024346A (ja) |
| DE (1) | DE3422281A1 (ja) |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| EP0177276B2 (en) * | 1984-09-29 | 1998-11-18 | Kabushiki Kaisha Toshiba | Compressed magnetic powder core |
| JPH0449160Y2 (ja) * | 1986-03-06 | 1992-11-19 | ||
| EP0271095A3 (en) * | 1986-12-12 | 1989-07-12 | Nippon Steel Corporation | Method for the manufacture of formed products from powders, foils, or fine wires |
| JPS6475648A (en) * | 1987-09-18 | 1989-03-22 | Nippon Denko | Alloy for semi-hard magnetic material and its manufacture |
| JP2692089B2 (ja) * | 1987-10-14 | 1997-12-17 | 株式会社リケン | 圧粉成形磁性体 |
| JPH0625034B2 (ja) * | 1988-04-18 | 1994-04-06 | 株式会社日立製作所 | 磁性セラミックス及びその製造法 |
| EP1114429B1 (de) | 1998-09-17 | 2003-11-12 | Vacuumschmelze GmbH | Stromwandler mit gleichstromtoleranz |
| DE10024824A1 (de) | 2000-05-19 | 2001-11-29 | Vacuumschmelze Gmbh | Induktives Bauelement und Verfahren zu seiner Herstellung |
| DE102006028389A1 (de) | 2006-06-19 | 2007-12-27 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Magnetkern und Verfahren zu seiner Herstellung |
| US8287664B2 (en) | 2006-07-12 | 2012-10-16 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Method for the production of magnet cores, magnet core and inductive component with a magnet core |
| JP2008109080A (ja) * | 2006-09-29 | 2008-05-08 | Alps Electric Co Ltd | 圧粉磁心及びその製造方法 |
| DE102007034925A1 (de) * | 2007-07-24 | 2009-01-29 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Verfahren zur Herstellung von Magnetkernen, Magnetkern und induktives Bauelement mit einem Magnetkern |
| US8603266B2 (en) * | 2009-11-11 | 2013-12-10 | Byd Company Limited | Amorphous alloys having zirconium and methods thereof |
| US9085814B2 (en) * | 2011-08-22 | 2015-07-21 | California Institute Of Technology | Bulk nickel-based chromium and phosphorous bearing metallic glasses |
| US10458008B2 (en) | 2017-04-27 | 2019-10-29 | Glassimetal Technology, Inc. | Zirconium-cobalt-nickel-aluminum glasses with high glass forming ability and high reflectivity |
| US11371108B2 (en) | 2019-02-14 | 2022-06-28 | Glassimetal Technology, Inc. | Tough iron-based glasses with high glass forming ability and high thermal stability |
Family Cites Families (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3856513A (en) * | 1972-12-26 | 1974-12-24 | Allied Chem | Novel amorphous metals and amorphous metal articles |
| US4197146A (en) * | 1978-10-24 | 1980-04-08 | General Electric Company | Molded amorphous metal electrical magnetic components |
| US4290808A (en) * | 1979-03-23 | 1981-09-22 | Allied Chemical Corporation | Metallic glass powders from glassy alloys |
| SE419833B (sv) * | 1979-07-09 | 1981-08-31 | Cerac Inst Sa | Forfarande for framstellning av foremal av snabbkylt ickejemviktspulver |
| US4406700A (en) * | 1979-11-14 | 1983-09-27 | Allied Corporation | Powder produced by embrittling of metallic glassy alloy by hydrogen charging |
| US4385944A (en) * | 1980-05-29 | 1983-05-31 | Allied Corporation | Magnetic implements from glassy alloys |
| DE3120168C2 (de) * | 1980-05-29 | 1984-09-13 | Allied Corp., Morris Township, N.J. | Verwendung eines Metallkörpers als Elektromagnetkern |
-
1984
- 1984-06-15 DE DE19843422281 patent/DE3422281A1/de not_active Ceased
- 1984-06-20 JP JP12723184A patent/JPS6024346A/ja active Granted
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| DE3422281A1 (de) | 1984-12-20 |
| JPS6024346A (ja) | 1985-02-07 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| EXPY | Cancellation because of completion of term |