JPS60145370A - 耐食性に秀れた焼結軟磁性部品の製造方法 - Google Patents
耐食性に秀れた焼結軟磁性部品の製造方法Info
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Classifications
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- 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
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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】
（イ）技術の分野
に関するものである。
（ロ）技術の背景
最近のＯＡ機器やメカトロニクス技術の急速な進歩によ
って電気信号を機械運動に変換する素子として軟磁性部
品の需要が拡大している。この分野に用いられる軟磁性
部品には、複雑な形杖を有しているものが多く、そのた
め加工工数の増加によるコストの増加、また薄板を積層
する場合には、その製造方法、及び磁気的異方性に起因
する形状的制約また振動や熱による積層のすれ、ひずみ
を原因とする性能の低下等の問題点を有している。
って電気信号を機械運動に変換する素子として軟磁性部
品の需要が拡大している。この分野に用いられる軟磁性
部品には、複雑な形杖を有しているものが多く、そのた
め加工工数の増加によるコストの増加、また薄板を積層
する場合には、その製造方法、及び磁気的異方性に起因
する形状的制約また振動や熱による積層のすれ、ひずみ
を原因とする性能の低下等の問題点を有している。
一方粉末冶金技術をベースとする焼結軟磁性部品は原料
粉末を製品形状もしくはそれに近い形状を有する金型で
成型し、焼結するため、歩留まりが良く、加工工数か少
ないこと高い寸法精度と、等方的な磁気特性を存するの
て自由度の高い製品設８」が可能なことなと、従来の積
層部品では得られなかったコストパフォーマンスが得ら
れる軟磁性部品製造技術として注目されている。
粉末を製品形状もしくはそれに近い形状を有する金型で
成型し、焼結するため、歩留まりが良く、加工工数か少
ないこと高い寸法精度と、等方的な磁気特性を存するの
て自由度の高い製品設８」が可能なことなと、従来の積
層部品では得られなかったコストパフォーマンスが得ら
れる軟磁性部品製造技術として注目されている。
このような焼結軟磁性部品の用途には例えば電磁弁、電
磁バルブ、リレー等に用いられる鉄心ソレノイド等があ
り、それらの中には腐食環境で用いられるものも多く、
軟磁気特性ばかりでなく耐食性、耐エロージヨン性に優
れた部品が要求される。
磁バルブ、リレー等に用いられる鉄心ソレノイド等があ
り、それらの中には腐食環境で用いられるものも多く、
軟磁気特性ばかりでなく耐食性、耐エロージヨン性に優
れた部品が要求される。
従来このような部品には、Ｃｒを１３〜１８％程度含有
しているフェライト系ステンレス焼結鋼または表面に四
三酸化鉄（Ｆｅ３ｒ４）の皮膜を形成し、封孔し、耐食
性を向」ニさせる水蒸気処理が用いられてきた。
しているフェライト系ステンレス焼結鋼または表面に四
三酸化鉄（Ｆｅ３ｒ４）の皮膜を形成し、封孔し、耐食
性を向」ニさせる水蒸気処理が用いられてきた。
しかしながら、前者の方法では多量の合金元素を有して
いるため、飽和磁束密度が小さく、小型化、高性能化が
困難でありまた、後者の水蒸気処理方法では鉄マトリッ
クス中に固溶する酸素量が増加するため、保磁力、飽和
磁束密度が劣化し、さらには耐食性不充分であるという
欠点かあった。
いるため、飽和磁束密度が小さく、小型化、高性能化が
困難でありまた、後者の水蒸気処理方法では鉄マトリッ
クス中に固溶する酸素量が増加するため、保磁力、飽和
磁束密度が劣化し、さらには耐食性不充分であるという
欠点かあった。
このような観点から焼結軟磁性材の磁気特性を損うこと
なくさらに耐食性を向」ニさせる製造方法を種々探索検
討した結果、この目的に＼かなう製造法を見い出した。
なくさらに耐食性を向」ニさせる製造方法を種々探索検
討した結果、この目的に＼かなう製造法を見い出した。
〈発明の開示〉
本発明の骨子は高純度鉄系焼結軟磁性飼料の表面に鉄窒
化物を形成することをによって磁気特性を損うことなく
耐食性が向上することを見い出したことにある。
化物を形成することをによって磁気特性を損うことなく
耐食性が向上することを見い出したことにある。
高純度鉄とはすなわち軟磁気特性を阻害する、炭素や酸
素が少ないことである。炭素と酸素は微量でも磁気特性
に対し著しい影響があり、特に保磁力（Ｉｆ ｃ ）や
最大透磁率（μｍａｘ）等に対して０．１％以下になる
と急激にこれらの特性が改善されることが知られている
。しかし実際に効果がみとめられるのは炭素、酸素とも
に０．０５％以下である。焼結密度は磁束密度と最も密
接な関係があり、通常必要とされるＩ Ｏｋ Ｇａｕｓ
ｓ以」二の磁束密度を得るためには、少くも７０．Ｏｇ
／ ｃｍ’以上の焼結密度が必要である。勿論、Ｈｅ
やμｍａｘも焼結密度の上昇に伴って改善されるため、
密度は高ければ高い程望ましい。
素が少ないことである。炭素と酸素は微量でも磁気特性
に対し著しい影響があり、特に保磁力（Ｉｆ ｃ ）や
最大透磁率（μｍａｘ）等に対して０．１％以下になる
と急激にこれらの特性が改善されることが知られている
。しかし実際に効果がみとめられるのは炭素、酸素とも
に０．０５％以下である。焼結密度は磁束密度と最も密
接な関係があり、通常必要とされるＩ Ｏｋ Ｇａｕｓ
ｓ以」二の磁束密度を得るためには、少くも７０．Ｏｇ
／ ｃｍ’以上の焼結密度が必要である。勿論、Ｈｅ
やμｍａｘも焼結密度の上昇に伴って改善されるため、
密度は高ければ高い程望ましい。
リンは鉄に少量添加されると、軟磁気特性を向」ニする
のに有効な元素である。０．１％以下であるとある。１
％以下では改善の効果は認められず、７％以−］−では
磁気特性はむしろ劣化する。
のに有効な元素である。０．１％以下であるとある。１
％以下では改善の効果は認められず、７％以−］−では
磁気特性はむしろ劣化する。
以上の如く、焼結軟磁性材料の磁気的材質は材質組成及
び密度によって影響を受けるので、目的用途に応じて最
適組成、密度の＼す定がなされるが、いずれにしても通
常、数％の気孔が残留し、がっに、これらの問題点に対
し、水蒸気処理等の表面処理が行われているが磁気的な
性質をかなり犠牲にしているのが実情である。
び密度によって影響を受けるので、目的用途に応じて最
適組成、密度の＼す定がなされるが、いずれにしても通
常、数％の気孔が残留し、がっに、これらの問題点に対
し、水蒸気処理等の表面処理が行われているが磁気的な
性質をかなり犠牲にしているのが実情である。
以」二の点に鑑み耐食性と磁気的性質と同時に改善をは
かる方法として、以下の表面処理技術を確立した。
かる方法として、以下の表面処理技術を確立した。
表面に形成される鉄窒化物は厚さ５〜１００μの緻密な
層でこれにより鉄系マトリックスそのものと耐食性の改
善と共に焼結材の耐食性劣化の最大の原因であった表面
の開放気孔を封孔するため部品の耐、食性が大きく向」
ニする。さらにこれらの鉄窒化待できる。この鉄窒化物
の組成は耐食性、耐摩耗性、耐エロージヨン性の観点か
ら、ＦｅＮｏ５では脆くなる為ＦｅＮα２５〜ＦｅＮｏ
４５であることが望ましい。
層でこれにより鉄系マトリックスそのものと耐食性の改
善と共に焼結材の耐食性劣化の最大の原因であった表面
の開放気孔を封孔するため部品の耐、食性が大きく向」
ニする。さらにこれらの鉄窒化待できる。この鉄窒化物
の組成は耐食性、耐摩耗性、耐エロージヨン性の観点か
ら、ＦｅＮｏ５では脆くなる為ＦｅＮα２５〜ＦｅＮｏ
４５であることが望ましい。
一方、鉄窒化物の磁気的性質への影響については窒化物
の組成と磁気モーメントの関係を示した第１図からもわ
かるように、ＦｅＮｏ２５で純鉄よりも大きな磁気モー
メントが得られ、またＦｅＮｏ４５以上では磁気モーメ
ントはほぼ０になり飽和磁束密度が低下し、磁気特性が
大幅に劣化する為形成させる鉄窒化物の構造はＦａｘ（
ｘ＝ ０．２５−０．４５）である事が望ましい。
の組成と磁気モーメントの関係を示した第１図からもわ
かるように、ＦｅＮｏ２５で純鉄よりも大きな磁気モー
メントが得られ、またＦｅＮｏ４５以上では磁気モーメ
ントはほぼ０になり飽和磁束密度が低下し、磁気特性が
大幅に劣化する為形成させる鉄窒化物の構造はＦａｘ（
ｘ＝ ０．２５−０．４５）である事が望ましい。
以下実施例を用いて本発明の鉄系焼結軟磁性部品の耐食
性、磁気特性について述べる。
性、磁気特性について述べる。
なお特許請求の範囲の欄の「実質的に鉄」とは「不可避
的な不純物及び少量の添加物を含む鉄」を意味する。
的な不純物及び少量の添加物を含む鉄」を意味する。
〈実施例〉
不純物が少なく、圧縮性に秀れたアトマイズ鉄粉（１０
０メッシュ以下、見かけ密度２．９ｇ／ｃｍ３）及びそ
の粉末にフェロリン粉末フェロンリコン粉末を添加混合
し、最終組成（重量パーセント）でＦｅ−０，［ｉ％Ｐ
。
０メッシュ以下、見かけ密度２．９ｇ／ｃｍ３）及びそ
の粉末にフェロリン粉末フェロンリコン粉末を添加混合
し、最終組成（重量パーセント）でＦｅ−０，［ｉ％Ｐ
。
Ｆｅ−３％Ｓ１となるように配合した原料粉を外径４０
ｍｍ内径２７關厚さ５關のリング状に成型し、１１５
０〜１３００℃の還元性雰囲気ないしは真空で焼結し、
焼結密度７．０〜７．２ｇ／ ｃｍ３の焼結体を得た。
ｍｍ内径２７關厚さ５關のリング状に成型し、１１５
０〜１３００℃の還元性雰囲気ないしは真空で焼結し、
焼結密度７．０〜７．２ｇ／ ｃｍ３の焼結体を得た。
その磁気特性を第１表（鉄系焼結体の直流磁気特性）に
示す。
示す。
次にこれらの焼結体について表面に鉄窒化物を形成する
方法としてタフトライド処理を施し、耐食性と磁気特性
を評価した。比較材として同じ組成密度を有する焼結体
に水蒸気処理を施したものとフェライト系ステンレス焼
結材を用いた。
方法としてタフトライド処理を施し、耐食性と磁気特性
を評価した。比較材として同じ組成密度を有する焼結体
に水蒸気処理を施したものとフェライト系ステンレス焼
結材を用いた。
耐食性試験は塩水噴霧を行ない、肉眼で錆の発生状況を
調べた。その結果を第２表（耐食性の評価）及び第３表
（磁気特性の評価）に示す。
調べた。その結果を第２表（耐食性の評価）及び第３表
（磁気特性の評価）に示す。
第２表 耐食性の評価
第３表 磁気特性の評価
窒化層の形成によって耐食性は大幅に向」ニし、また磁
気特性においても従来の水蒸気処理を施した材料よりも
大幅に向」ニし、特に磁束密度は焼結材よりも秀れ、本
製造方法が焼結軟磁性材の耐食性の向」二に非常に有効
であることはあきらかである。
気特性においても従来の水蒸気処理を施した材料よりも
大幅に向」ニし、特に磁束密度は焼結材よりも秀れ、本
製造方法が焼結軟磁性材の耐食性の向」二に非常に有効
であることはあきらかである。
鉄窒化物を表面に形成させる方法として、タフトライド
以外にガス軟窒化、イオン窒化等の方法も有効である。
以外にガス軟窒化、イオン窒化等の方法も有効である。
〈産業」−の利用可能性〉
本発明品は焼結軟磁性部品の応用範囲を著しく拡大する
効果があり、特に軟磁気特性の他に耐食性、耐摩耗性、
耐エロージヨン性が要求される部品、例えば電磁弁、プ
ランジャー、ソレノイド等広い応用分野が期待てきる。
効果があり、特に軟磁気特性の他に耐食性、耐摩耗性、
耐エロージヨン性が要求される部品、例えば電磁弁、プ
ランジャー、ソレノイド等広い応用分野が期待てきる。
第１図は鉄窒化物の組成と磁気モーメント、キュリ一温
度との関係を示す（朝食書店発行の「磁性体ハンドブッ
ク」から引用した）。 ○印は磁気モーメント、Ｘ印はキュリ一温度を示す。
度との関係を示す（朝食書店発行の「磁性体ハンドブッ
ク」から引用した）。 ○印は磁気モーメント、Ｘ印はキュリ一温度を示す。
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 （＋）焼結材料の表面に鉄窒化物を形成することを特徴
とする耐食性に秀れた焼結軟磁性部品の製造方法。 （２）焼結材料の表面に形成される鉄窒化物の組成がＦ
ｅＮｘ （ｘ＝０．２５〜０．４５）であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項記載の耐食性に秀れた焼結
軟磁性部品の製造方法。 （３）焼結材料が重量パーセントで炭素０．０５％以下
、酸素０．０５％以下、残部が実質的に鉄であり、焼結
密度が７．０ｇ／ｃ１１３以上であることを特徴とする
特許請求の範囲第１項又は第２項記載の耐食性に秀れた
焼結軟磁性部品の製造方法。 （４）焼結材料が重量パーセントでリン０．１〜０．８
％含み、炭素０．０５％以下、酸素０．０５％以下、残
部が実質的に鉄であり、焼結密度が７−０ｇ／ ｃｍ’
以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は
第２項記載の耐食性に秀れた焼結軟磁性部品の製造方法
。 （５）焼結材料が重量パーセントでケイ素１〜７％、炭
素０．０５％以下、酸素０．０５％以下、残部が実質的
に鉄であり、焼結密度が７．０ｇ／ｃ１１３以」二であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第１項又は第２項記
載の耐食性に秀れた焼結軟磁性部品の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP109284A JPS60145370A (ja) | 1984-01-07 | 1984-01-07 | 耐食性に秀れた焼結軟磁性部品の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP109284A JPS60145370A (ja) | 1984-01-07 | 1984-01-07 | 耐食性に秀れた焼結軟磁性部品の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS60145370A true JPS60145370A (ja) | 1985-07-31 |
Family
ID=11491854
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP109284A Pending JPS60145370A (ja) | 1984-01-07 | 1984-01-07 | 耐食性に秀れた焼結軟磁性部品の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS60145370A (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2006132960A (ja) * | 2004-11-02 | 2006-05-25 | Japan Atomic Energy Agency | 高周波加熱装置における高周波電力測定装置 |
| JP2015034343A (ja) * | 2013-08-07 | 2015-02-19 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングＲｏｂｅｒｔ Ｂｏｓｃｈ Ｇｍｂｈ | 軟磁性金属粉末複合材料およびかかる材料の製造方法 |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS52105542A (en) * | 1976-03-03 | 1977-09-05 | Oriental Engineering Co | Process for improving anticorrosive property of articles treated by soft gas nitriding |
| JPS5538983A (en) * | 1978-09-13 | 1980-03-18 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Production of high density powder molding by powder hot forging process |
-
1984
- 1984-01-07 JP JP109284A patent/JPS60145370A/ja active Pending
Patent Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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