JPH0798975B2 - Fe−Ni系合金の製造方法 - Google Patents

Fe−Ni系合金の製造方法

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JPH0798975B2
JPH0798975B2 JP62207159A JP20715987A JPH0798975B2 JP H0798975 B2 JPH0798975 B2 JP H0798975B2 JP 62207159 A JP62207159 A JP 62207159A JP 20715987 A JP20715987 A JP 20715987A JP H0798975 B2 JPH0798975 B2 JP H0798975B2
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勉 大森
正臣 津田
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    • C21METALLURGY OF IRON
    • C21DMODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
    • C21D8/00Modifying the physical properties of ferrous metals or ferrous alloys by deformation combined with, or followed by, heat treatment

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Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 この発明は、Fe-Ni系合金の製造方法に関し、特に深絞
りなどの成形性に優れたパーマロイ合金やICリードフレ
ーム用42Ni-Fe合金などのFe-Ni系合金の製造方法に係
る。
〔従来の技術〕
Fe-Ni系合金には、軟磁性材料のパーマロイ系合金とIC
リードフレーム材料の42Ni-Fe合金(以下42合金と表記
する)及びブラウン管のシャドウマスク等に用いられる
低熱膨張のアンバー型合金等がある。これらの合金は、
様々な産業分野で重要な役割を果たしている金属材料で
あり、軟磁性材料であるパーマロイは、その成分によっ
てパーマロイA(以後PAと表記する)、パーマロイB
(以後PBと表記する)等と呼ばれている。PAは重量で70
〜80%のNiを含み残りがFeの合金である。これは製造工
程が複雑で工業的使用に不便であるとか、交流特性が悪
いなどの理由で、現在ではあまり用いられていない。
現在では、これに第3の元素として代表的には4%のMo
を添加したMoパーマロイと呼ばれる合金あるいはCrを2
%添加したCrパーマロイ等がある。また、PBは、重量で
40〜50%のNiを含み残りがFeの合金である。その他、パ
ーマロイには、用途により含有するNiの量を適宜選択し
Niの%値を前置して、例えば45パーマロイなどと呼ば
れ、多種類の合金が考えられている。その他に、熱膨張
係数が小さく、シリコン半導体やアルミナ等のセラミッ
クに近似する熱膨張係数を示すことで知られる42合金と
広い温度範囲で熱膨張係数が小さいことで知られる36Ni
-Feのアンバー型合金がある。
また、この発明者が特開昭60-159157号公報の中で提案
しているもので、Fe-Ni系合金に重量で0.001〜0.03%の
Bまたは0.001〜0.03%のBと0.005〜0.3%のTiとを添
加し、熱間加工性を改善した合金もある。
これらの合金は、それぞれの目的で熱間圧延後の冷間加
工や焼なまし及び急冷等種々の工程を選択し、処理され
ている。なかでも、この発明技術に近いものとしては、
重量で50%のNiを含むパーマロイを熱間圧延後十分焼な
ましをして、これを95〜98%の加工度になるまで冷間加
工を行ない、その後、再結晶温度以上の900〜1200℃の
温度で焼なましをして、圧延面を(001)とし、圧延方
向を[100]とする立方体集合組織の異方性50Niパーマ
ロイを得る製造方法がある。
〔発明が解決しようとする問題点〕
以上が従来の技術であるが、これらは共通の特性とし
て、クロス圧延等の特殊な製造方をとらない限り、製品
加工前あるいは加工後の焼鈍により程度の差はあるもの
の必ず(001)[100]の方位を持つ立方体集合組織が形
成されるという性質を持っている。
立方体集合組織は、パーマロイB等の軟磁性材料に関し
てはその磁気特性に対して有利な組織であるが、一方で
は深絞り性などに対して悪影響を及ぼす組織でもある。
この立方体集合組織の形成を防ぐ方法としては、板材の
場合にはクロス圧延、帯製品の場合には最終の板厚にす
るまでに50%程度の圧延毎に中間焼鈍を行うことなどが
考えられるが、生産性や経済性の面から現実的ではな
い。
この発明は、Fe-Ni系合金の組織を従来の立方体集合組
織からα黄銅型集合組織に改変し、現在より成形性の優
れたFe-Ni系合金を製造することを目的としている。詳
しくは、従来のFe-Ni系合金に、Fe-Ni系合金の基本的性
質を殆ど変えることのない微量のBを添加し、これに冷
間加工と熱処理とを組合わせて、従来よりも優れた成形
性を有するFe-Ni系合金の製造方法を見い出すことを目
的としている。尚、Fe-Ni系合金の基本的性質とは、例
えばFe-Ni系合金が磁性材料であるならば、それは磁気
特性が基本的性質である。
〔問題点を解決するための手段〕
上記発明の目的を達成するため、この発明は、重量で30
〜85%のNiと残部がFe及び不可避的不純物とからなる金
属に0.003〜0.03%のBを添加してできた合金を、最終
の圧延工程で圧延率60%以上に冷間加工した後、900℃
以上1200℃以下で焼なまし処理を施すことによりα黄銅
型集合組織を形成することを特徴とするFe-Ni系合金の
製造方法を提供する。
〔作用〕
重量で30〜85%のNiと残部がFe及び不可避的不純物とで
なる金属に0.003〜0.03%のBを添加してできた合金
を、熱間圧延後十分に焼なましして、これを60%以上に
冷間加工した後、900℃以上1200℃以下で焼なましする
ことで、7−3黄銅又は銅アルミニウム合金等と同様の
集合組織であるα黄銅型集合組織(以下α黄銅型集合組
織と表記する)を有するFe-Ni系合金が得られる。
〔実施例〕
次に、この発明の実施例について以下に説明する。
この発明に係る組成を持つFe-Ni系合金(本発明合金)
とこの発明によらない組成を持つFe-Ni系合金(比較合
金)の試料番号と、鋼種及び重量%で表した化学組成を
第1表に示す。それぞれの合金を熱間圧延後900℃で焼
なまして、これを最終の冷間圧延加工した圧延率と、各
圧延率で冷間加工したものを900℃と1100℃とで焼なま
しをしたそれぞれの合金の集合組織の検査結果及びエリ
クセン試験の値と、各圧延率で冷間圧延したものを1100
℃で焼なましたそれぞれの合金の磁気特性試験の結果と
を第2表に示す。
尚、第2表中、集合組織の検査結果を、この発明による
α黄銅型集合組織であるものをα印で、立方体集合組織
であるものを立印で示す。
前記第1表に示す成分組成からなる合金は、大気誘導炉
で溶解して、各々約10kgのインゴットとした。このイン
ゴットを鍛造して厚さ15mmのスラブとした後、熱間圧延
を行って厚さ5.5mmの板とした。この熱延板を900℃で30
分間Ar雰囲気中で焼なました後、冷間圧延を行って厚さ
2.8mmの板とした。更に、900℃で30分間Ar雰囲気中で焼
なましをした。その後、最終の圧延率の影響を調べるた
めに、厚さ2.8mmの板をそれぞれ1.5mmと1.0mm及び0.5mm
まで冷間圧延し、再度の圧延をしなかった2.8mmの板と
合わせて4種類の板厚試料を作成した。この板厚試料の
うち、2.8mmの板厚試料以外の板厚試料を900℃で30分間
Ar雰囲気中で焼なましをした。この後、4種類の板厚試
料を最終板厚の0.2mmまで冷間圧延した。その結果、4
種類の板厚試料2.8mm,1.5mm,1.0mm,0.5mmが、それぞれ
0.2mmの板厚に冷間圧延されて、それぞれ最終圧延率が9
3%,87%,80%,60%の試料とした。更に、これらの試料
をその再結晶温度以上である900℃及び1100℃の水素雰
囲気中で2時間焼なましをして、集合組織と成形性及び
磁気特性を調べた。
尚、成形性は、深絞り性を評価するエリクセン試験によ
って判定し、磁気測定は、その試料寸法を外径45mm,内
径33mmのリング状試験片として行った。
これらの試験結果は第2表に示してあるが、この中で例
えば、第2表の試料番号3,4,5,8,9の42合金について、
B濃度と集合組織の関係を調べてみると、B濃度が重量
で0.003%未満の試料では立方体集合組織(001)[10
0]が、0.003%以上の試料ではα黄銅型集合組織(11
3)[21]、(225)[73]が形成されている。同様
にPAとPBについて調べてみると42合金の場合と同様の結
果が得られている。そしてこの組織の違いは、圧延率及
び最終焼なまし温度の影響を殆ど受けないが、傾向とし
て圧延率が低くなる程、また焼なまし温度が低い程、集
合の度合は低くなっている。
エリクセン試験の結果については、第2表からこの発明
合金及び比較合金の全てが、最終焼なまし温度の低い試
料より高い試料程エリクセン値は大きな値を示す。そし
て、同じ鋼種であればB含有濃度の低い試料より高い試
料、即ちα黄銅型集合組織をしているものの方が高いエ
リクセン値を示す。
尚、一般に深絞り加工に供する材料は、エリクセン値が
9mm以上必要であるとされているが、この発明に係る何
れの試料もそれを満足している。
更に、PA,PBについては、集合組織の違いが磁気特性に
及ぼす影響を調査した。調査は、最終焼なまし温度1100
℃の試料(試料番号1,2,6,7)について行った。鋼種PA
の各磁気特性、磁束密度と保磁力のテスラの値B10/T,H
c/10-4T,最大比透磁率μm,初比透磁率μiは、立方体集
合組織を示す試料番号6と、α黄銅型集合組織を示す試
料番号1との間には有意差は認められない。PBについて
は、α黄銅型集合組織を示す試料番号2の前記各磁気特
性が、立方体集合組織を示す試料番号7のそれより若干
小さな値を示しているが実用上問題のない値となってい
る。また、前記各試料の圧延率と各磁気特性をみると、
圧延率の高い程各磁気特性が良好となっている。
以上から、この発明は、Fe-Ni系合金の基本的性質を殆
ど変えることのないような微量なBをFe-Ni系合金に添
加し、最終の圧延工程で60%以上の冷間加工をし、その
後Bを添加したFe-Ni系合金をその再結晶温度以上で焼
なましをすることで、従来よりも優れた成形性が得られ
た。
次に、この発明の材料の成分組成と圧延条件及び焼なま
し条件の限定理由を述べる。
Ni含有量の下限を重量で30%としたのは、この発明の対
象としている集合組織がオーステナイト組織に特有のも
のであり、30%より少ないとオーステナイト組織が不安
定で、マルテンサイト組織が析出し易くなるため、全く
異なる集合組織を形成するからである。また、Ni含有量
の上限を重量で85%としたのは、それよりNiの量が多い
と、できた合金の磁気特性が低下し、Fe-Ni系合金とし
ての有用性が失われるからである。
Bの添加量を重量で0.003〜0.03%と限定したのは、0.0
03%より少ないとα黄銅型集合組織に変化させる効果が
十分ではなく、0.03%を超えると素材の熱間加工性を阻
害し、生産上問題を生じるからである。
最終の圧延工程で圧延率60%以上と限定したのは、それ
より下の圧延率では集合組織の集合の度合が低く、この
発明の目的を十分に果たせないからである。
最終の圧延工程後の焼なまし温度の下限を900℃とした
のは、通常の工程で用いられる連続式の焼なまし設備で
は、焼なまし時間が数分程度と比較的短く、それより下
の温度では十分な再結晶粒の成長が起こらないからであ
る。十分な再結晶粒の成長が起こらなければ、この発明
の目的である深絞りなどの成形性を改善できない。ま
た、前記焼なまし温度の上限を1200℃としたのは、1200
℃を超えると二次再結晶を生じて、結晶方位が著しくラ
ンダム化してしまいα黄銅型集合組織がくずれてしまう
からである。
尚、この発明による鋼種PA,PBについては要求される磁
気特性に合わせて圧延率を選択することも、この発明の
目的を十分に果たす方法である。
〔発明の効果〕
以上説明したように、この発明によればFe-Ni系合金の
基本的性質を殆ど変えることなく、α黄銅型集合組織を
得て、従来よりも成形性の優れたFe-Ni系合金を製造す
ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 江波戸 和男 神奈川県川崎市川崎区小島町4番2号 日 本冶金工業株式会社技術研究所内 (56)参考文献 特開 昭60−159157(JP,A) 特開 昭62−284046(JP,A) 特開 昭62−124264(JP,A) 特開 昭53−146915(JP,A) 特開 昭53−79720(JP,A) 特開 昭62−63649(JP,A)

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】重量で30〜85%のNiと残部がFe及び不可避
    的不純物とからなる金属に0.003〜0.03%のBを添加し
    てできた合金を、最終の圧延工程で圧延率60%以上に冷
    間加工した後、900℃以上1200℃以下で焼なまし処理を
    施すことによりα黄銅型集合組織を形成することを特徴
    とするFe-Ni系合金の製造方法。
JP62207159A 1987-08-20 1987-08-20 Fe−Ni系合金の製造方法 Expired - Lifetime JPH0798975B2 (ja)

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