JPH06128704A - High saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy - Google Patents

High saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy

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JPH06128704A
JPH06128704A JP3078614A JP7861491A JPH06128704A JP H06128704 A JPH06128704 A JP H06128704A JP 3078614 A JP3078614 A JP 3078614A JP 7861491 A JP7861491 A JP 7861491A JP H06128704 A JPH06128704 A JP H06128704A
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彰宏 牧野
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健 増本
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Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は高飽和磁束密度で軟磁気特性に優れ
た軟磁性合金を提供することを目的とする。 【構成】 本発明の合金は、(Fe1-a Co a)b Bx
Ty なる組成、Fe bBx Ty なる組成、(Fe1-a C
oa)b Bx Ty Qs Xなる組成、または、Feb
Bx Ty Qs Xの組成を有するものである。但しT
は、Ti,Nb,Taの1種以上、QはZrとHfの1種以
上、XはCr,Mo,W,Ru,Rh,Irなどであり、a
≦0.05、b≦92原子%、x=6.5〜18原子%、y
=4〜10原子%、s=4〜10原子%である。 【効果】 本発明方法の軟磁性合金においては、高い周
波数において透磁率に優れ、機械強度も優れ、耐熱性に
も優れている。よって磁気ヘッド、チョークコイル、ト
ランス用などとして好適である。
(57) [Summary] [Object] An object of the present invention is to provide a soft magnetic alloy having a high saturation magnetic flux density and excellent soft magnetic properties. [Structure] The alloy of the present invention is (Fe 1- a Co a) b Bx
Ty composition, Fe bBx Ty composition, (Fe 1- a C
oa) b Bx Ty Qs X composition or Feb
It has a composition of Bx Ty Qs X. However, T
Is one or more of Ti, Nb, Ta, Q is one or more of Zr and Hf, X is Cr, Mo, W, Ru, Rh, Ir, etc.
≦ 0.05, b ≦ 92 at%, x = 6.5-18 at%, y
= 4 to 10 atom%, and s = 4 to 10 atom%. The soft magnetic alloy of the method of the present invention has excellent magnetic permeability at high frequencies, excellent mechanical strength, and excellent heat resistance. Therefore, it is suitable for magnetic heads, choke coils, transformers and the like.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッド、トラン
ス、チョークコイル等に用いられる軟磁性合金に関する
ものであり、特に、高飽和磁束密度で軟磁気特性に優れ
たFe系軟磁性合金に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soft magnetic alloy used for magnetic heads, transformers, choke coils and the like, and more particularly to a Fe-based soft magnetic alloy having a high saturation magnetic flux density and excellent soft magnetic characteristics.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ヘッド、トランス 、チョークコイ
ル等に用いられる軟磁性合金において一般的に要求され
る諸特性は以下の通りである 飽和磁束密度が高いこと。 透磁率が高いこと。 低保磁力であること。 薄い形状が得やすいこと。
2. Description of the Related Art The characteristics generally required for soft magnetic alloys used for magnetic heads, transformers, choke coils, etc. are as follows: High saturation magnetic flux density. High magnetic permeability. Must have low coercive force. It is easy to obtain a thin shape.

【0003】また、磁気ヘッドに対しては、前記〜
に記載の特性の他に耐摩耗性の観点から以下の特性が要
求される。 硬度が高いこと。
Further, regarding the magnetic head,
In addition to the characteristics described in (1), the following characteristics are required from the viewpoint of wear resistance. High hardness.

【0004】従って軟磁性合金あるいは磁気ヘッドを製
造する場合、これらの観点から種々の合金系において材
料研究がなされている。従来、前述の用途に対しては、
センダスト、パーマロイ、けい素鋼等の結晶質合金が用
いられ、最近ではFe基およびCo基の非晶質合金も使用
されるようになってきている。
Therefore, when manufacturing a soft magnetic alloy or a magnetic head, various alloy systems have been studied from these viewpoints. Conventionally, for the aforementioned applications,
Crystalline alloys such as sendust, permalloy, and silicon steel are used, and recently Fe-based and Co-based amorphous alloys have also been used.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかるに磁気ヘッドの
場合、高記録密度化に伴う磁気記録媒体の高保磁力化に
対応するため、より好適な高性能磁気ヘッド用の磁性材
料が望まれている。またトランス、チョークコイルの場
合は、電子機器の小型化に伴い、より一層の小型化が必
要であるため、より高性能の磁性材料が望まれている。
In the case of a magnetic head, however, a more suitable magnetic material for a high-performance magnetic head is desired in order to cope with the increase in coercive force of the magnetic recording medium accompanying the increase in recording density. Further, in the case of transformers and choke coils, further miniaturization is required as electronic devices are miniaturized. Therefore, magnetic materials having higher performance are desired.

【0006】ところが、前記のセンダストは、軟磁気特
性には優れるものの、飽和磁束密度が約11KGと低い
欠点があり、パーマロイも同様に、軟磁気特性に優れる
合金組成においては、飽和磁束密度が約8KGと低い欠
点があり、けい素鋼は飽和磁束密度は高いものの軟磁気
特性に劣る欠点がある。
However, although the sendust has excellent soft magnetic characteristics, it has a drawback that the saturation magnetic flux density is as low as about 11 KG. Similarly, permalloy has a saturation magnetic flux density of about 10 kg in an alloy composition having excellent soft magnetic characteristics. It has a low defect of 8 KG, and silicon steel has a high saturation magnetic flux density but a poor soft magnetic property.

【0007】一方、非晶質合金において、Co基合金は
軟磁気特性に優れるものの飽和磁束密度が10KG程度
と不十分である。また、Fe基合金は飽和磁束密度が高
く、15KGあるいはそれ以上のものが得られるが、軟
磁気特性が不十分である。また、非晶質合金の熱安定性
は十分ではなく、未だ未解決の面がある。前述のごとく
高飽和磁束密度と優れた軟磁気特性を兼備することは難
しい。
On the other hand, among the amorphous alloys, the Co-based alloy is excellent in soft magnetic characteristics, but the saturation magnetic flux density is insufficient at about 10 KG. Further, the Fe-based alloy has a high saturation magnetic flux density and can have a magnetic flux density of 15 KG or more, but the soft magnetic characteristics are insufficient. Further, the thermal stability of the amorphous alloy is not sufficient, and there are still unsolved aspects. As mentioned above, it is difficult to combine high saturation magnetic flux density with excellent soft magnetic characteristics.

【0008】更に本発明者らは、前記合金の発展型の合
金として、平成2年、8月31日付けで特願平2ー23
0135号明細書において以下に示す組成の合金につい
て特許出願を行っている。
Furthermore, the inventors of the present invention filed Japanese Patent Application No. 2-23 on Aug. 31, 1990 as an advanced alloy of the above alloy.
No. 0135 has filed a patent application for an alloy having the following composition.

【0009】この特許出願に係る合金の1つは、次式で
示される組成からなることを特徴とする高飽和磁束密度
合金であった。 (Fe1-a M a)b Bx Ty 但しMはCo,Niのいずれかまたは両方であり、TはT
i,Zr,Hf,V,Nb,Ta,Mo,Wからなる群から選ばれた
1種又は2種以上の元素であり、且つ、Zr,Hfのいず
れか、又は両方を含み、a≦0.05、b≦93原子%、x
=0.5〜8原子%、 y=4〜9原子%である。
One of the alloys according to this patent application was a high saturation magnetic flux density alloy characterized by having a composition represented by the following formula. (Fe 1- a Ma) b Bx Ty where M is Co or Ni or both, and T is T
i, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Mo, W is one or more elements selected from the group consisting of Zr, Hf, and contains either or both, and a ≦ 0 0.05, b ≦ 93 atomic%, x
= 0.5 to 8 atom% and y = 4 to 9 atom%.

【0010】また、前記特許出願に係る合金の他の1つ
は、次式で示される組成からなることを特徴とする高飽
和磁束密度合金であった。 Fe b Bx Ty 但し、 b≦93原子%、x=0.5〜8原子%、y=4〜
9原子%である。
Further, another one of the alloys according to the above patent application is a high saturation magnetic flux density alloy characterized by having a composition represented by the following formula. Fe b Bx Ty, where b ≦ 93 at%, x = 0.5 to 8 at%, y = 4 to
It is 9 atom%.

【0011】本発明の目的は、前記特許出願の軟磁性合
金を発展させて製造しやすくするとともに、高飽和磁束
密度、高透磁率を兼備し、かつ高い機械強度と高い熱安
定性を併せ持つ軟磁性合金を提供することである。
The object of the present invention is to develop a soft magnetic alloy of the above-mentioned patent application to make it easy to manufacture, and to have a high saturation magnetic flux density and a high magnetic permeability, and to have a high mechanical strength and a high thermal stability. It is to provide a magnetic alloy.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】請求項1に記載の軟磁性
合金は前記課題を解決するために次式で示される組成か
らなるものである。 (Fe1-a M a)b Bx Ty 但しMはCo,Niのいずれか、または、両方であり、T
は、Ti,Nb,Taの中から選ばれた1種又は2種以上の
元素であり、a≦0.05、 b≦93原子%、 x=6.
5〜10原子%、y=4〜9原子%である。
The soft magnetic alloy according to the present invention has a composition represented by the following formula in order to solve the above problems. (Fe 1- a Ma) b Bx Ty where M is either Co or Ni or both, and T
Is one or more elements selected from Ti, Nb and Ta, and a ≦ 0.05, b ≦ 93 atomic%, x = 6.
It is 5 to 10 atomic% and y = 4 to 9 atomic%.

【0013】請求項2に記載の軟磁性合金は前記課題を
解決するために、次式で示される組成からなるものであ
る。 Fe b Bx Ty 但しTは、Ti,Nb,Taの中から選ばれた1種又は2種
以上の元素であり、b≦93原子%、 x=6.5〜10原
子%、 y=4〜9原子%である。
In order to solve the above-mentioned problems, the soft magnetic alloy according to claim 2 has a composition represented by the following formula. Fe b Bx Ty where T is one or more elements selected from Ti, Nb and Ta, and b ≦ 93 atomic%, x = 6.5 to 10 atomic%, y = 4 to It is 9 atom%.

【0014】請求項3に記載の軟磁性合金は前記課題を
解決するために、次式で示される組成からなるものであ
る。 (Fe1-a M a)b Bx Ty Qs X 但しMはCo,Niのいずれか、または、両方であり、T
は、Ti,Nb,Taの中から選ばれた1種又は2種以上の
元素であり、Qは、ZrとHfの少なくとも一方であ
り、XはCr,Mo,W,Ru,Rh,Irの中から選択さ
れる元素であり、a≦0.05、 b≦93原子%、x=6.
5〜10原子%、y=4〜9原子%、s=4〜10原子
%である。
In order to solve the above-mentioned problems, the soft magnetic alloy according to claim 3 has a composition represented by the following formula. (Fe 1- a Ma) b Bx Ty Qs X where M is either Co or Ni, or both, and T
Is one or more elements selected from Ti, Nb, Ta, Q is at least one of Zr and Hf, and X is Cr, Mo, W, Ru, Rh, Ir. It is an element selected from among a ≦ 0.05, b ≦ 93 atom%, x = 6.
5 to 10 atomic%, y = 4 to 9 atomic%, and s = 4 to 10 atomic%.

【0015】請求項4に記載の軟磁性合金は前記課題を
解決するために、次式で示される組成からなるものであ
る。 Fe b Bx Ty Qs X 但しTは、Ti,Nb,Taの中から選ばれた1種又は2種
以上の元素であり、Qは、ZrとHfの少なくとも一方
であり、XはCr,Mo,W,Ru,Rh,Irの中から選
択される元素であり、b≦93原子%、 x=6.5〜1
0原子%、 y=4〜9原子%、s=4〜10原子%で
ある。
In order to solve the above-mentioned problems, the soft magnetic alloy according to claim 4 has a composition represented by the following formula. Fe b Bx Ty Qs X where T is one or more elements selected from Ti, Nb and Ta, Q is at least one of Zr and Hf, and X is Cr, Mo, An element selected from W, Ru, Rh, and Ir, b ≦ 93 atomic%, x = 6.5 to 1
0 atomic%, y = 4 to 9 atomic%, and s = 4 to 10 atomic%.

【0016】請求項5に記載の高飽和磁束密度Fe系軟
磁性合金は、前記課題を解決するために請求項1,2,3
または4に記載の軟磁性合金に熱処理を施したものであ
る。
A high saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy according to a fifth aspect of the present invention is provided for solving the above problems.
Alternatively, the soft magnetic alloy described in 4 is heat-treated.

【0017】以下に本発明を更に詳細に説明する。本発
明の高飽和磁束密度Fe系軟磁性合金は、前記組成の非
晶質合金あるいは非晶質相を含む結晶質合金を溶湯から
急冷することにより得る工程と、スパッタ法あるいは蒸
着法等の気相急冷法により得る工程と、これらの工程で
得られたものを加熱し微細な結晶粒を析出させる熱処理
工程とによって通常得ることが出来る。
The present invention will be described in more detail below. The high saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy of the present invention is obtained by quenching an amorphous alloy having the above composition or a crystalline alloy containing an amorphous phase from a molten metal, and a sputtering method or vapor deposition method. It can usually be obtained by the steps of obtaining by the phase quenching method and the heat treatment step of heating the material obtained in these steps to precipitate fine crystal grains.

【0018】本発明において非晶質相を得やすくするた
めには、非晶質形成能を有するTi,Nb,Taの少なくと
も1つおよびBを含む必要がある。
In the present invention, in order to easily obtain an amorphous phase, it is necessary to contain at least one of Ti, Nb and Ta having an amorphous forming ability and B.

【0019】Bには本発明合金の非晶質形成能を高める
効果、および前記熱処理工程において磁気特性に悪影響
を及ぼす化合物相の生成を抑制する効果があると考えら
れ、このためB添加は必須である。Bと同様にA1,S
i,C,P等も非晶質形成元素として一般に用いられてお
り、これらの元素を添加した場合も本発明と同一とみな
すことができる。
It is considered that B has an effect of enhancing the amorphous forming ability of the alloy of the present invention and an effect of suppressing the formation of a compound phase which adversely affects the magnetic properties in the heat treatment step. Therefore, addition of B is essential. Is. Same as B, A1, S
i, C, P and the like are also commonly used as amorphous forming elements, and the addition of these elements can be regarded as the same as the present invention.

【0020】TiとNbとTaにも同等の効果があるが、
これらの元素の中でもNbとTaは、融点の高い金属材料
であって熱的に安定であり、製造時に酸化しずらいもの
である。よってこれらの元素を添加している場合は、先
に本願発明者らが特許出願している材料においてHfや
Zrを含有するものよりも製造条件が容易で安価に製造
することができ、また、コストの面でも有利である。即
ち、先に本願発明者らが特許出願している系の合金にお
いては、真空雰囲気中において不活性ガスを供給して酸
化に留意しつつ製造する必要があったが、本願発明の合
金においては製造条件をゆるくすることができる。具体
的には、ノズル先端に不活性ガスを部分的に供給しつつ
大気中で製造もしくは大気中の雰囲気で製造することが
できるようになる。
Although Ti, Nb and Ta have the same effect,
Among these elements, Nb and Ta are metallic materials having a high melting point, are thermally stable, and are difficult to oxidize during manufacturing. Therefore, when these elements are added, the manufacturing conditions are easier and can be manufactured at a lower cost than those containing Hf or Zr in the material for which the inventors of the present invention have previously applied for a patent. It is also advantageous in terms of cost. That is, in the alloy of the system for which the present inventors have applied for a patent, it was necessary to produce while paying attention to oxidation by supplying an inert gas in a vacuum atmosphere, but in the alloy of the present invention, Manufacturing conditions can be relaxed. Specifically, it becomes possible to manufacture in the atmosphere or in the atmosphere while partially supplying the inert gas to the tip of the nozzle.

【0021】以上、本発明の軟磁性合金に含まれる合金
元素の限定理由を説明したが、これらの元素以外でも耐
食性を改善するために、Cr,Mo,あるいはRu,Rh,I
rなどの白金族元素を添加することも可能であり、ま
た、必要に応じて、Y,希土類元素,Zn,Cd,Ga,In,G
e,Sn,Pb,As,Sb,Bi,Se,Te,Li,Be,Mg,Ca,Sr,
Ba等の元素を添加することで磁歪を調整することもで
きる。その他、H,N,O,S等の不可避的不純物につい
ては所望の特性が劣化しない程度に含有していても本発
明の高飽和磁束密度Fe系軟磁性合金の組成と同一とみ
なすことができるのは勿論である。
The reasons for limiting the alloying elements contained in the soft magnetic alloy of the present invention have been described above. However, in order to improve the corrosion resistance other than these elements, Cr, Mo, or Ru, Rh, I are added.
It is also possible to add platinum group elements such as r, and if necessary, Y, rare earth elements, Zn, Cd, Ga, In, G
e, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, Li, Be, Mg, Ca, Sr,
Magnetostriction can also be adjusted by adding an element such as Ba. In addition, inevitable impurities such as H, N, O, and S can be regarded as the same as the composition of the high saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy of the present invention even if they are contained to the extent that desired characteristics are not deteriorated. Of course.

【0022】本発明合金におけるFe,Co,Ni量のb
は、93原子%以下である。これは、bが93原子%を
越えると高い透磁率が得られないためであるが、飽和磁
束密度10kG以上を得るためには、bが75原子%以上
であることが好ましい。
Fe, Co, and Ni content of b in the alloy of the present invention
Is 93 atomic% or less. This is because when b exceeds 93 atom%, high magnetic permeability cannot be obtained, but in order to obtain a saturation magnetic flux density of 10 kG or more, b is preferably 75 atom% or more.

【0023】次に本発明の高飽和磁束密度Fe系軟磁性
合金の組成限定理由について実施例をもって詳細に説明
する。
Next, the reasons for limiting the composition of the high saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy of the present invention will be described in detail with reference to examples.

【0024】[0024]

【実施例1】以下の各実施例に示す合金は片ロール液体
急冷法により作成した。すなわち、1つの回転している
鋼製ロール上におかれたノズルより溶融金属をアルゴン
ガスの圧力により前記ロール上に噴出させ、急冷して薄
帯を得る。以上のように作成した薄帯の幅は約15mmで
あり、厚さは約20〜40μmであった。
Example 1 The alloys shown in the following examples were prepared by the single roll liquid quenching method. That is, molten metal is jetted onto the roll by the pressure of argon gas from a nozzle placed on one rotating steel roll, and is rapidly cooled to obtain a ribbon. The width of the ribbon produced as described above was about 15 mm and the thickness was about 20 to 40 μm.

【0025】透磁率は、薄帯を加工し、外径10mm、内
径5mmのリング状とし、これを積み重ねたものに巻線
し、インダクタンス法により測定した。実効透磁率(μ
e)の測定条件は10mOe,1KHzとした。保磁力(Hc)
は、直流B−Hループトレーサにより測定し、飽和磁束
密度(Bs)はVSMにて10kOeで測定した磁化より算
出した。なお、特に規定しない限り、以下に示す実施例
では、500〜700℃の温度で1時間保持後、水焼入
れした後の磁気特性を示す。
The magnetic permeability was measured by an inductance method by processing a thin ribbon into a ring shape having an outer diameter of 10 mm and an inner diameter of 5 mm, winding the stacked pieces, and winding them. Effective permeability (μ
The measurement conditions of e) were 10 mOe and 1 kHz. Coercive force (Hc)
Was measured with a DC BH loop tracer, and the saturation magnetic flux density (Bs) was calculated from the magnetization measured with VSM at 10 kOe. Unless otherwise specified, the following examples show magnetic characteristics after water quenching after holding at a temperature of 500 to 700 ° C. for 1 hour.

【0026】まず、本発明合金の磁気特性および構造に
及ぼす熱処理の効果について本発明合金の1つであるF
e84Nb7B9合金を例にとって以下に説明する。なお、昇
温速度毎分10℃の示差熱分析により求めた前記合金の
結晶化開始温度は490℃であった。
First, the effect of heat treatment on the magnetic properties and structure of the alloy of the present invention is one of the alloys of the present invention, F.
A description will be given below by taking an e 84 Nb 7 B 9 alloy as an example. The crystallization start temperature of the alloy was 490 ° C., which was determined by a differential thermal analysis at a heating rate of 10 ° C./min.

【0027】図1は前記組成の合金の実効透磁率に及ぼ
す焼鈍(各温度で1時間保持後水焼き入れ)の効果を示
す。
FIG. 1 shows the effect of annealing (holding at each temperature for 1 hour and then water quenching) on the effective magnetic permeability of the alloy having the above composition.

【0028】図1より、急冷状態(RQ)における本合
金の実効透磁率は、Fe基非晶質合金程度の低い値を示
すが、500〜620℃の焼鈍により、急激に増加して
いる。ここで、600℃熱処理後の厚さ約20μmの試
料について、透磁率の周波数依存性を調べたところ、1
kHzで13500、10kHzで12000、更に1
00kHzで6000という高い測定周波数においても
優れた軟磁気特性を示した。よって本発明合金の磁気特
性は最適な熱処理条件を適当に選ぶことにより調整する
ことができ、また、磁場中焼鈍により磁気特性を改善す
ることもできる。
As shown in FIG. 1, the effective magnetic permeability of the present alloy in the rapidly cooled state (RQ) is as low as that of the Fe-based amorphous alloy, but is rapidly increased by the annealing at 500 to 620 ° C. Here, when the frequency dependence of magnetic permeability was examined for a sample having a thickness of about 20 μm after heat treatment at 600 ° C., 1
13500 kHz, 12000 at 10 kHz, 1 more
It exhibited excellent soft magnetic characteristics even at a high measurement frequency of 6000 at 00 kHz. Therefore, the magnetic properties of the alloy of the present invention can be adjusted by appropriately selecting the optimum heat treatment conditions, and the magnetic properties can be improved by annealing in a magnetic field.

【0029】図2は、Fe93-xNb7Bxなる組成の合金の
実効透磁率に及ぼすB含有量の影響を測定した結果を示
す。図2においては、Bの含有量を6〜10%の範囲で
増減させることにより透磁率の変化を測定した。
FIG. 2 shows the results of measuring the effect of the B content on the effective magnetic permeability of the alloy of composition Fe 93- xNb 7 Bx. In FIG. 2, the change in magnetic permeability was measured by increasing or decreasing the content of B in the range of 6 to 10%.

【0030】図2より、Bの含有量が6.5〜10原子
%の範囲において優秀な透磁率を示すことが判明した。
よって本発明においてはB含有量を6.5〜10%に限
定した。
From FIG. 2, it was found that the B content shows excellent magnetic permeability in the range of 6.5 to 10 atom%.
Therefore, in the present invention, the B content is limited to 6.5 to 10%.

【0031】次にFe93-xNb7Bx合金の熱処理前後の構
造の変化をX線回折法により調べ、熱処理後の組織を透
過電子顕微鏡を用いて観察し、結果をそれぞれ図3と図
4に示す。
Next, the structural change of the Fe 93- xNb 7 Bx alloy before and after the heat treatment was examined by an X-ray diffraction method, and the structure after the heat treatment was observed with a transmission electron microscope. The results are shown in FIGS. 3 and 4, respectively. Show.

【0032】図3より、急冷状態では非晶質に特有のハ
ローな回折図形が、熱処理後には結晶質に独特の回折図
形がそれぞれ認められ、本合金の構造が熱処理により、
非晶質から結晶質へと変化したことがわかる。そして図
4より、熱処理後の組織が、粒径約100〜200オン
グストローム程度の微結晶から成ることがわかる。ま
た、Fe84Nb7B9合金について熱処理前後の硬さの変化
を調べたところ、ビッカース硬さで急冷状態の950D
PNから650℃熱処理後には650DPNの高い値ま
で増加し、磁気ヘッド用材料に好適であることも判明し
た。
From FIG. 3, a halo diffraction pattern peculiar to amorphous is observed in the quenched state, and a diffraction pattern peculiar to crystalline is recognized after the heat treatment.
It can be seen that the material changed from amorphous to crystalline. From FIG. 4, it can be seen that the structure after heat treatment is composed of fine crystals having a grain size of about 100 to 200 angstroms. The change in hardness of the Fe 84 N b7 B 9 alloy before and after the heat treatment was also examined, and it was found that it was 950D in the rapidly cooled state with Vickers hardness.
It was also found that after the heat treatment at 650 ° C. from PN, it increased to a high value of 650 DPN, which was suitable for a magnetic head material.

【0033】以上のごとく本発明合金によれば、前述の
組成を有する非晶質合金を熱処理により結晶化させ、超
微細結晶粒を主とする組織を得ることにより、高飽和磁
束密度でかつ軟磁気特性に優れ、更に高い硬さと高い熱
安定性を有する優れた特性を得ることができる。しか
も、本発明合金に主として用いられる元素のTaとNbは
高融点金属であって、熱に強く、製造時に酸化しずらい
ので、先に本発明者らが特許出願している合金よりも製
造条件がゆるく、製造しやすい特徴がある。
As described above, according to the alloy of the present invention, the amorphous alloy having the above-mentioned composition is crystallized by the heat treatment to obtain a structure mainly composed of ultrafine crystal grains, so that a high saturation magnetic flux density and a soft magnetic flux are obtained. It is possible to obtain excellent magnetic properties as well as high hardness and high thermal stability. Moreover, Ta and Nb, which are the elements mainly used in the alloy of the present invention, are refractory metals, are resistant to heat, and are less likely to oxidize during production, so that they are more producible than the alloys that the present inventors have previously applied for patents. It is characterized by mild conditions and easy manufacture.

【0034】次に本発明に係る軟磁性合金のFe量とB
量とNb量のそれぞれを増減させた場合の透磁率の変化
を測定し、その結果を図5に示す。
Next, the Fe content and B of the soft magnetic alloy according to the present invention.
The change in magnetic permeability was measured when the amount of Nb and the amount of Nb were increased and decreased, and the results are shown in FIG.

【0035】図5において、透磁率が10000前後の
値より優れた値を示す範囲は、Nb量においては、4〜
9原子%、B量に関しては6.5〜10原子%の範囲で
あることが明らかである。
In FIG. 5, the range in which the magnetic permeability is superior to the value around 10,000 is 4 to 4 in the Nb amount.
It is clear that the content of 9 atomic% and the amount of B is 6.5 to 10 atomic%.

【0036】次に本発明に係る軟磁性合金のFe量とB
量とNb量のそれぞれを増減させた場合の飽和磁束密度
の変化を測定し、その結果を図6に示す。
Next, the Fe content and B of the soft magnetic alloy according to the present invention.
The change in the saturation magnetic flux density when the amount of Nb and the amount of Nb were increased and decreased was measured, and the results are shown in FIG.

【0037】図6から、本発明合金組成範囲において
1.3〜1.5T(テスラ)の優秀な値が得られることが
判明した。
From FIG. 6, it was found that excellent values of 1.3 to 1.5 T (Tesla) were obtained in the alloy composition range of the present invention.

【0038】次に本発明合金におけるCoおよびNi含有
量の限定理由について説明する。実施例として(Fe1-a
M a)84Nb7B9合金(M=Co,Ni)のCo量および
Ni量と透磁率の関係を図7に示す。図9において、a
が0.05以下の範囲においては、実効透磁率1000
0以上の高い値を示すが、0.05を越えると透磁率が
急激に低下するので好ましくない。よって本発明におい
てはCoとNiの含有量を0.05に限定した。
Next, the reasons for limiting the Co and Ni contents in the alloy of the present invention will be described. As an example, (Fe 1- a
M a) 84 N b7 B 9 alloy (M = Co, the relationship between the Co amount and the Ni amount and the permeability of Ni) shown in FIG. In FIG. 9, a
Is less than 0.05, the effective permeability is 1000
A high value of 0 or more is shown, but if it exceeds 0.05, the magnetic permeability sharply decreases, which is not preferable. Therefore, in the present invention, the contents of Co and Ni are limited to 0.05.

【0039】次に、先に説明したFe-Nb-B-Cu系合金
のNbをTaで置換したFe-Ta-B-Cu系合金と、Nbを
Tiで置換したFe-Ti-B-Cu系合金と、NbをTaとTi
で置換したFe-Ta-Ti-B-Cu系合金と、Nbを複数元
素で置換したFe-Nb-Ta-B-Cu系合金と、Fe-Nb-T
a-Ti-B-Cu系合金について実施例を表1に示す、これ
を説明する。 (以下、余白)
Next, the Fe-Nb-B-Cu based alloys described above in which Nb is replaced by Ta are replaced by Fe-Ta-B-Cu based alloys and the Fe-Ti-B-Cu alloys in which Nb is replaced by Ti. System alloy and Nb Ta and Ti
Fe-Ta-Ti-B-Cu-based alloys substituted by Fe, Fe-Nb-Ta-B-Cu-based alloys in which Nb is replaced by a plurality of elements, and Fe-Nb-T
Examples of a-Ti-B-Cu alloys are shown in Table 1, which will be described. (Hereafter, margin)

【0040】[0040]

【表1】 [Table 1]

【0041】表1に示す結果から、各組成の合金でも同
程度の透磁率および飽和磁束密度が得られた。
From the results shown in Table 1, the same degree of magnetic permeability and saturation magnetic flux density were obtained for the alloys of each composition.

【0042】以上の結果から、Fe-Nb-B-Cu系合金の
NbをTa、Tiに置換することが可能であり、NbをNb
とTiに、あるいは、NbをTaとTiに、または、Nbを
NbとTaとTiに置換することが可能であることが判明
した。
From the above results, it is possible to replace Nb in the Fe-Nb-B-Cu system alloy with Ta and Ti, and to replace Nb with Nb.
It has been found that it is possible to replace Nb with Ta and Ti, or Nb with Ta and Ti, or Nb with Nb, Ta and Ti.

【0043】以上の実施例の説明から明らかなように本
発明の軟磁性合金は、10000を超える高透磁率であ
って、15kG程度の優れた飽和磁束密度を示し、耐熱
性に優れ、硬度も高い優れたものである。
As is clear from the above description of the examples, the soft magnetic alloy of the present invention has a high magnetic permeability of more than 10,000, an excellent saturation magnetic flux density of about 15 kG, excellent heat resistance and hardness. It is high and excellent.

【0044】よって本願発明の軟磁性合金は、磁気ヘッ
ド用、トランス用、チョークコイル用として好適であっ
て、これらの用途に供した場合、これらの性能向上と小
型化と軽量化をなしえる効果がある。
Therefore, the soft magnetic alloy of the present invention is suitable for magnetic heads, transformers, and choke coils, and when used for these applications, it is possible to improve their performance, reduce their size, and reduce their weight. There is.

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、従
来の実用合金と同程度あるいはそれより優れた軟磁気特
性を有し、更に高い飽和磁束密度も備えたFe系軟磁性
合金を提供することができる。しかも本発明の軟磁性合
金は、高い機械強度を有し、高い熱安定性も兼ね備えて
いる。また、本発明合金において主要構成元素となるN
bとTaはいずれも熱的に安定な元素であるので、製造時
に酸化反応や還元反応で変質するおそれが低く、製造時
の条件が有利になる利点がある。以上のことから本発明
の軟磁性合金は、磁気記録媒体の高保磁力化に対応する
ことが必要な磁気ヘッド、より一層の小型化が要求され
ているトランス、チョークコイル用として好適であっ
て、これらの用途に供した場合、これらの性能の向上と
小型軽量化をなしえる効果がある。
As described above, according to the present invention, there is provided a Fe-based soft magnetic alloy having the same or better soft magnetic characteristics as the conventional practical alloys and also having a higher saturation magnetic flux density. can do. Moreover, the soft magnetic alloy of the present invention has high mechanical strength and high thermal stability. In addition, N which is a main constituent element in the alloy of the present invention
Since b and Ta are both thermally stable elements, they are less likely to be deteriorated by an oxidation reaction or a reduction reaction at the time of production and have an advantage that the conditions at the time of production are advantageous. From the above, the soft magnetic alloy of the present invention is suitable for a magnetic head that needs to be compatible with a high coercive force of a magnetic recording medium, a transformer that is required to be further downsized, and a choke coil. When used for these purposes, it is possible to improve the performance and reduce the size and weight.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】図1は本発明合金の一例の冷却温度を透磁率の
関係を示すグラフである。
FIG. 1 is a graph showing the relationship between the cooling temperature and the magnetic permeability of an example of the alloy of the present invention.

【図2】図2は本発明合金の一例の実効透磁率とB量の
関係を示すグラフである。
FIG. 2 is a graph showing the relationship between effective magnetic permeability and B content of an example of the alloy of the present invention.

【図3】図3は本発明合金の一例の熱処理に伴う構造変
化を示すX線回折図形を示すグラフである。
FIG. 3 is a graph showing an X-ray diffraction pattern showing a structural change associated with heat treatment of an example of the alloy of the present invention.

【図4】図4は本発明合金の一例の熱処理後の組織を示
す顕微鏡写真の模式図である。
FIG. 4 is a schematic view of a micrograph showing the structure of an example alloy of the present invention after heat treatment.

【図5】図5は本発明合金の一例においてFe量とB量
とNb量とを変化させた場合の透磁率を示す三角組成図
である。
FIG. 5 is a triangular composition diagram showing the magnetic permeability when the Fe amount, the B amount and the Nb amount are changed in an example of the alloy of the present invention.

【図6】図6は本発明合金の一例においてFe量とB量
とNb量とを変化させた場合の飽和磁束密度の関係を示
すグラフである。
FIG. 6 is a graph showing the relationship between the saturation magnetic flux density when the Fe amount, the B amount and the Nb amount are changed in an example of the alloy of the present invention.

【図7】図7は本発明合金の一例において、Cu量と透
磁率の関係を示すグラフである。
FIG. 7 is a graph showing the relationship between Cu content and magnetic permeability in an example of the alloy of the present invention.

フロントページの続き (72)発明者 増本 健 宮城県仙台市青葉区上杉3丁目8−22 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地川内住宅11 −806Front page continuation (72) Inventor Ken Masumoto 3-8-22, Uesugi, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi (72) Akihisa Inoue Kawauchi Muzenchi, Kawauchi, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi 11-806

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 次式で示される組成からなることを特徴
とする高飽和磁束密度Fe系軟磁性合金。 (Fe1-a M a)b Bx Ty 但しMはCo,Niのいずれか、または、両方であり、T
は、Ti,Nb,Taの中から選ばれた1種又は2種以上の
元素であり、 a≦0.05、 b≦93原子%、 x=6.5〜10原子
%、 y=4〜9原子%である。
1. A high saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy having a composition represented by the following formula. (Fe 1- a Ma) b Bx Ty where M is either Co or Ni or both, and T
Is one or more elements selected from Ti, Nb and Ta, and a ≦ 0.05, b ≦ 93 atomic%, x = 6.5 to 10 atomic%, y = 4 to It is 9 atom%.
【請求項2】 次式で示される組成からなることを特徴
とする高飽和磁束密度Fe系軟磁性合金。 Fe b Bx Ty 但しTは、Ti,Nb,Taの中から選ばれた1種又は2種
以上の元素であり、 b≦93原子%、 x=6.5〜10原子%、 y=4〜9原
子%である。
2. A high saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy having a composition represented by the following formula. Fe b Bx Ty where T is one or more elements selected from Ti, Nb and Ta, and b ≦ 93 atomic%, x = 6.5 to 10 atomic%, y = 4 to It is 9 atom%.
【請求項3】 次式で示される組成からなることを特徴
とする高飽和磁束密度Fe系軟磁性合金。 (Fe1-a M a)b Bx Ty Qs X 但しMはCo,Niのいずれか、または、両方であり、T
は、Ti,Nb,Taの中から選ばれた1種又は2種以上の
元素であり、Qは、ZrとHfの少なくとも一方であ
り、XはCr,Mo,W,Ru,Rh,Irの中から選択さ
れる元素であり、 a≦0.05、 b≦93原子%、x=6.5〜10原子%、
y=4〜9原子%、 s=4〜10原子%である。
3. A high saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy having a composition represented by the following formula. (Fe 1- a Ma) b Bx Ty Qs X where M is either Co or Ni, or both, and T
Is one or more elements selected from Ti, Nb, Ta, Q is at least one of Zr and Hf, and X is Cr, Mo, W, Ru, Rh, Ir. An element selected from among a ≦ 0.05, b ≦ 93 atomic%, x = 6.5 to 10 atomic%,
y = 4 to 9 atom%, and s = 4 to 10 atom%.
【請求項4】 次式で示される組成からなることを特徴
とする高飽和磁束密度Fe系軟磁性合金。 Fe b Bx Ty Qs X 但しTは、Ti,Nb,Taの中から選ばれた1種又は2種
以上の元素であり、Qは、ZrとHfの少なくとも一方
であり、XはCr,Mo,W,Ru,Rh,Irの中から選
択される元素であり、 b≦93原子%、 x=6.5〜10原子%、 y=4〜9
原子%、 s=4〜10原子%である。
4. A high saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy having a composition represented by the following formula. Fe b Bx Ty Qs X where T is one or more elements selected from Ti, Nb and Ta, Q is at least one of Zr and Hf, and X is Cr, Mo, An element selected from W, Ru, Rh, and Ir, b ≦ 93 atom%, x = 6.5 to 10 atom%, y = 4 to 9
Atomic%, s = 4 to 10 atomic%.
【請求項5】熱処理を施したことを特徴とする請求項
1,2,3または4記載の高飽和磁束密度Fe系軟磁性合
金。
5. The high saturation magnetic flux density Fe-based soft magnetic alloy according to claim 1, 2, 3 or 4, which is heat-treated.
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