JPH0682576B2 - 磁気特性に優れた非晶質合金薄帯の製造方法 - Google Patents

磁気特性に優れた非晶質合金薄帯の製造方法

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JPH0682576B2
JPH0682576B2 JP62133340A JP13334087A JPH0682576B2 JP H0682576 B2 JPH0682576 B2 JP H0682576B2 JP 62133340 A JP62133340 A JP 62133340A JP 13334087 A JP13334087 A JP 13334087A JP H0682576 B2 JPH0682576 B2 JP H0682576B2
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Description

【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) 本発明は、たとえば電力トランスや高周波トランス等の
磁心などの用途に用いて好適な、磁気特性とくに鉄損特
性に優れた非晶質合金薄帯の製造方法に関するものであ
る。
(従来の技術) 近年、溶融合金を、冷却面が高速で更新移動する冷却体
上に連続的に供給し、急冷凝固させることにより、非晶
質合金薄帯が比較的容易に製造できるようになった。こ
の非晶質合金薄帯は、機械的性質のみならず、磁気的性
質においても優れた特性を示し、殊にFe基非晶質合金薄
帯は飽和磁束密度が高く、しかも鉄損が低いため、電力
用トランスをはじめとして各種鉄心の材料への応用が進
められている。
上述したとおり、非晶質合金薄帯は、適切な成分組成を
選択するならば、低い鉄損が得られるわけであるが、最
近ではさらに鉄損特性に優れた材料が要求され、そのた
め鉄損をより一層低減するための方法が種々提案されて
いる。
それらの多くは磁区を細分化することによって渦電流損
を低減するもので、たとえば特開昭60-235411号公報に
おいては、機械的手段により線状または点列状の歪領域
を導入するスクラッチ法が提案されている。
また特開昭57-161030号および同57-161031号各公報にお
いては、レーザ光照射により、非晶質合金薄帯を結晶化
させることなく線状の歪や熱影響部を導入して磁区を細
分化し、鉄損を低減させる方法が提案されている。
さらに特開昭60-233804号および同61-29103号各公報に
は、パルスレーザ光のビーム径を0.5mmφ以下に絞り、
非晶質合金薄帯の表面を局部的かつ瞬間的に溶解し、次
いで急冷凝固して非晶質化する方法が提案されていて、
かかる方法によれば鉄損の低減および励磁特性の改善に
効果があると報告されている。
(発明が解決しようとする問題点) しかしながら、機械的手段によるスクラッチ法は、板厚
40μm以下の非晶質合金薄帯に対してはむしろ鉄損を劣
化させる傾向があり、従って通常の単ロール法で作製さ
れたような20〜30μm厚の非晶質合金には適用できな
い。
またレーザ光照射法は、磁気特性の向上には効果がある
とはいえ、レーザビームを厳密に制御しない限り、レー
ザ照射の効果のない低エネルギー領域へずれたり、励磁
特性の劣化さらには結晶化等をもたらす等エネルギー領
域へずれる可能性が大きく、安定操業は望み難い。しか
も設備が大掛りになるのに加え、レーザパワーの大き
さ、発振周波数あるいは照射エネルギー密度さらにはレ
ーザノズルの送り速度等の制約から、薄帯の通板速度を
充分に大きくできないという欠点もあった。
なおかかるレーザ光照射法は、方向性電磁鋼板の鉄損改
善には工業的に採用されているが、非晶質合金薄帯への
適用を考えた場合、該薄帯の板厚は電磁鋼板に比較して
一桁近く薄いため、生産性の観点からは、通板速度を高
くする必要が生じ、かつレーザ光の制御性も格段と高め
ることが必要とされるが、この点確実性、実用性が充分
とはいい難かった。
本発明は、上記した諸問題を有利に解決するもので、安
定した鉄損低減を可能ならしめた非晶質合金薄帯の製造
方法を提案することを目的とする。
(問題点を解決するための手段) 上述したとおり、レーザビームのようなスポットを掃引
する方法では、薄帯の通板速度が制約されることから、
ある程度の領域にわたって一括して磁気的な不均一部分
を線状もしくは点列状に処理できれば実用的には有利で
ある。
そこで発明者らは、上記したような磁気的不均一部分の
一括処理につき鋭意研究を重ねたところ、所期した目的
達成のためにはめっき法が有利に適合すること、しか
も、かかるめっき法によって表面に局所的にめっき槽を
被成させた非晶質合金薄帯は、磁区が効果的に細分化さ
れ、ひいては優れた鉄損特性を発揮することの知見を得
た。
本発明は、上記の知見に立脚するものである。
すなわち本発明は、非晶質磁性合金薄帯の表面に、Fe及
びNiのうちから選ばれた1種または2種以上からなる金
属層または合金層を、めっきにより線状もしくは点列状
であってその膜厚が0.01〜5μm、線幅が0.1〜2mmそし
て線間隔が2〜20mmに被成した後、磁場中300〜380℃の
温度で焼鈍することを特徴とする磁気特性に優れた非晶
質合金薄帯の製造方法である。
(作用) この発明において、非晶質磁性合金薄帯としては、Fe基
合金が有利に適合し、一方合金または合金めっき層は、
Fe及びNiのうちから得られた1種または2種とする。
ここに上記してFe基合金の好適成分系を掲げると次のと
おりである。
・Fe-Si-B系 Fe78-Si12-B10 Fe80-Si7-B13 ・Fe-Si-B-C系 Fe80-Si6-B13-C1 一方金属または合金めっき層については、本来鋼板表面
に磁気的な不均一領域を導入できるものであればいずれ
でも良いが、本発明で母材とする非晶質磁性合金薄帯は
その製造過程で300〜380℃程度での磁場中焼鈍が必要で
あることから、めっき材の融点は500℃以上とすること
が望ましく、かかる観点から金属または合金めっき層
は、Fe,Niのうちから選ばれた1種または2種とした。
なおかかる成分は工業的に比較的容易に陰極還元でめっ
きできるものであり、いずれも一定水準の鉄損低減効果
を得ることができるものである。
また線状もしくは点列状の金属または合金めっき層とし
ては、めっき膜厚が0.01〜5μm、めっき線幅が0.1〜2
mm、そしてめっき線間隔が2〜20mmとする。
というのは、めっき層の膜厚が0.01μmに満たないと磁
区の細分化に充分な役割を果さず、鉄損を低下させる効
果に乏しく、一方5μmを超えると薄帯積層時の占積率
を損なう傾向があるからである。
まためっき部の幅が2mmを超えると、磁気的不均一部分
の面積が過大となり、かえって鉄損を損なう傾向にある
ので、めっき幅は2mm以下とする。とはいえ後述するマ
スキングを利用した電気めっきでは0.1mm未満の線幅を
安定して実現するのは難しいのでめっき幅の下限は0.1m
mとする。
さらに線状もしくは点列状めっき部の間隔が2mm未満で
は、やはり鉄損を損なう傾向があり、一方20mmを超える
と磁区細分化による鉄損低減効果を実現するのは難しい
ので、2〜20mmとする。
なお、めっき処理は、片面めっきあるいは両面めっきの
いずれであってもかまわない。
第1図(a)〜(d)に本発明に従うめっきパターンの
好適例を示す。
第1図(a)は、薄帯の幅方向に平行な線状のめっき層
を被成した場合である。しかしながら本発明では、線状
めっき層の被成角度は必ずしも薄帯の幅方向と一致させ
る必要はなく、同図(b)に示したように、幅方向か幾
分ずれてはいても、±30°以内であれば同等の効果が得
られる。
同図(c)は破線のめっき層を同図(b)と同様に被成
した場合である。
同図(d)は点列状にめっき層を被成した場合である。
次にこの発明に従うめっき層をそなえる非晶質合金薄帯
の製造過程について説明する。
第2図に、非晶質合金薄帯に線状もしくは点列状のめっ
き処理を一括して施すのに好適なめっき装置を模式で示
す。
図中番号1は非晶質合金薄帯、2は陽極、3は電解浴、
そして4はマスキング用スクリーンである。この例で陽
極2の電解浴浸漬部は円弧状とし、この円弧状陽極に対
し半径方向に均一なギャップを隔てて非晶質合金薄帯が
通板できるようにマスキング用スクリーンを設置し、こ
の非晶質合金薄帯の背面に密着させて、非晶質合金薄帯
を断続的に通板させる間に線状もしくは点列状のめっき
層を被成させるのである。
なお、マスキング用スクリーンは、同図(a)に示した
ものに限るものではなく、同図(b)に示すように円筒
状4aにして、非晶質合金薄帯の通板と同期して回転する
ようなしくみとしてもよく、かようなしくみとすること
によって一層の生産性の向上が望み得る。
(実施例) 実施例1 Fe80B13Si7組成の溶融合金を、ノズルスリットから、高
速で回転する内部水冷銅合金ロール上に連続して射出す
ることによって板幅50mm、板厚30μmの非晶質合金薄帯
を作製した。次いで脱脂、酸洗処理を施したのち、FeSO
4・7H2O250g/l、FeCl2・4H2O42g/l、NH4Cl20g/lの電解浴
中で、N2ガスを流しながら片面Feめっきを施した。
かかるめっき処理は、前掲第2図(a)に示したよう
な、めっき装置を用いて行った。
かくして得られた鉄めっき槽の膜厚は0.5μmであり、
線幅は0.5mm、めっき層の線間隔は5mmであった。
次いでN2ガス気流中の20Oeの磁場下で370℃、1時間の
焼鈍を施し、そのまま冷却した。
かくして得られた非晶質合金薄帯の鉄損特性を単板試験
器で測定したところ、鉄損W13/50は0.09w/kgであった。
これに対し、めっき処理を施さない非晶質合金薄帯につ
いて同様な測定を行ったところ、W13/50は0.12W/kgであ
った。すなわち、本発明に従い非晶質合金薄帯表面にめ
っき処理をすることによる鉄損特性の向上率は、{(0.
12-0.09)/0.12}×100=25%であった。
実施例2 単ロール法により、Fe78B10Si12組成の非晶質合金薄帯
を作製した。板幅は100mm、板厚は28μmであった。次
いで第2図(a)に示しためっき装置を用いてNiSO4・6H
2O240g/l、NiCl2・6H2O45g/l、H3BO340g/lの電解浴中でN
iめっきを非晶質合金薄帯の両面にわたって施した。こ
こでNiめっき層の膜厚は2μm、線幅は1mm、線間隔は1
0mmとした。次いで30Oeの磁場下で380℃、1時間の焼鈍
を施した後、冷却した。
かくして得られた非晶質合金薄帯の鉄損W13/50は0.10W/
kgであった。
これに対し、非晶質合金薄帯にめっき処理を施すことな
く、実施例2と同様の磁場焼鈍を施したところ、鉄損W
13/50は0.12W/kgであった。すなわち、本発明に従い非
晶質合金薄帯表面にめっき処理をすることによる鉄損特
性の向上率は、{(0.12-0.10)/0.12}×100=16.7%
であった。
実施例3 単ロール法により、Fe80B13Si6C1組成で、板幅100mm、
板厚27μmの非晶質合金薄帯を作製した。次いで第2図
(b)に示しためっき装置を用いてFeSO4・7H2O250g/l、
FeCl2・4H2O42g/l、NH4Cl20g/lの電解浴中で鉄めっきを
非晶質合金薄帯の片面に施した。ここでめっき膜厚は0.
5μmとし、線幅は0.4mm、線間隔は4mmとした。次いで2
0Oeの磁場下で、360℃、2時間の焼鈍を施し、そのまま
冷却した。
かくして得られた非晶質合金薄帯の鉄損W13/50は0.08W/
kgであった。
これに対し、めっき処理を施すことのない非晶質合金薄
帯について実施例3と同様の磁場焼鈍を施したところ、
鉄損W13/50は0.12W/kgであった。すなわち、本発明に従
い非晶質合金薄帯表面にめっき処理をすることによる鉄
損特性の向上率は、{(0.12-0.08)/0.12}×100=33
%であった。
実施例4 実施例2の非晶質合金薄帯の両面に、NiSO4・6H2O220g/
l、FeSO4・7H2O10g/l、H3BO33g/lの電解浴中でNi-Fe合金
めっきを施した。ここでめっき膜厚は0.3mmとし、線幅
1μm、線間隔は5mmとした。次いで実施例2と同様に
焼鈍したところ、鉄損W13/50は0.09W/kgであった。
これに対し、めっき処理を施すことのない非晶質合金薄
帯について実施例4と同様の磁場焼鈍を施したところ、
鉄損W13/50は0.12W/kgであった。すなわち、本発明に従
い非晶質合金薄帯表面にめっき処理をすることによる鉄
損特性の向上率は、{(0.12-0.09)/0.12}×100=25
%であった。
(発明の効果) 以上述べたように、本発明によれば、非晶質合金薄帯の
鉄損を効果的に向上させることができ、従って配電トラ
ンス等の磁心などの用途に用いて偉効を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図(a)〜(d)はそれぞれ本発明におけるめっき
パターンの例を示す図、 第2図(a)(b)はそれぞれ本発明の線状もしくは点
列状めっき処理をするための装置の模式図である。 1……非晶質合金薄帯、2……陽極 3……電解浴、4……マスキング用スクリーン

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】非晶質磁性合金薄帯の表面に、Fe及びNiの
    うちから選ばれた1種または2種からなる金属層または
    合金層を、めっきにより線状もしくは点列状であってそ
    の膜厚が0.01〜5μm、線幅が0.1〜2mmそして線間隔が
    2〜20mmに被成した後、磁場中300〜380℃の温度で焼鈍
    することを特徴とする磁気特性に優れた非晶質合金薄帯
    の製造方法。
JP62133340A 1987-05-30 1987-05-30 磁気特性に優れた非晶質合金薄帯の製造方法 Expired - Lifetime JPH0682576B2 (ja)

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