JPS6244562A - Ｆｅ−Ｃｏ系合金の製造方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、４６．０−５２．０ｔｙｔ％のＧｏを含むＦ
ｅ−Ｃｏ系合金の冷間圧延薄肉コイル材の製造方法に関
する。

〔従来の技術〕

Ｆｅ−Ｃｏ系合金は、磁性材料として古くからよく知ら
れた材料であり、このうち、Ｆｅ−Ｃｏ４６．０〜５２
．０ｗｔ％に■を添加したものは、■の添加量によって
、■を約２ｗｔ％添加したものは、パーメンダと呼ばれ
、軟質磁性材料として受話器の振動板、ドツトプリンタ
のアーマチュア等に用いられ、パーマロイ、珪素鉄に比
し飽和磁束密度が高く、これら機器の高性能化、小型化
を可能化するものとして注目されている。また、■を約
３ｗｔ％添加したものは、リメンダと呼ばれ、半硬質磁
性材料として、リマネントタイプのリードスイッチ等に
使用されている。

以上のようにＦ　ｅ−Ｇ　ｏ系合金は、磁気特性に優れ
非常に有用な材料であるが、その冷間加工性の低さから
量産的な製造が困難であり、その用途拡大が阻害されて
いた。すなわち、これらの材料は、熱間圧延は容易であ
るが、この熱間加工後の冷却時の７３０℃付近ないし５
００℃付近までの温度範囲で規則化変態が起って脆化す
るため、冷間加工がいちじるしく困難となる。この脆化
は、８００〜１１００℃の温度範囲の溶体化加熱後、水
塩水等中へ投入する等の急冷を行う溶体化処理により、
ある程度防止され、これによって冷間加工が可能となる
。しかし、このとき、冷却速度が緩慢である、又は冷却
速度が不均一である等、により機械的性質に不均−性が
生じた場合は、やはり冷間加工が不可能となる。このた
め、従来溶体化処理は板状材の場合、熱間圧延で板厚を
４．５＋ｎ＋ｖ＋程度以下とするとともに溶体化処理を
切板で行なうことにより、急冷およびその均一性を確保
していた。

しかし、切板での冷間圧延は、長尺体であるコイルでの
冷間圧延に比し、生産性が極めて低く。

かつ製造された冷間圧延薄板を使用して、打抜き等、さ
らに加工する場合の生産性も低い。このため、冷間圧延
薄肉コイルの出現が望まれていた。

これらの材料をコイル材で製造することの困難性は、コ
イル材では切仮に比し、前記のような冷却速度および特
に幅方向の冷却の均一性を達成することが困難であるこ
とのみならず、コイル圧延、つまりコイル材を巻出しし
つつ圧延するときの巻出しによる組成変形にも被処理材
が酎えることが要求されるためである。すなわち、この
巻出しに伴って第３図に示すように、コイルの巻き形状
を保存した大曲率半径の円弧状部１１と巻出し時に塑性
変形した小曲率半径の曲り部２が交互に現れてなる形状
となる傾向があり、曲り部２は傷等があればこの部分に
発生する等により塑性変形量は場合によってはかなり大
きくなり、これにより破断を生ずる。

このため、コイル材では切仮に要求されるより、さらに
厳しい冷間加工性、つまり冷却条件が要求される。

本発明は必要な冷却速度を与えられることにより、期待
どおりの冷間加工性を有するＦｅ−Ｃｏ系合金の製造方
法を提供することを目的とする。

〔問題点を解決するための手段〕

本発明は、Ｃｏ　４６．０−５２．０Ｉｉｔ％を含むＦ
ｅ−Ｃｏ系合金の熱間圧延帯状コイル材を１１００〜８
００℃の温度から冷却し、該冷却過程でその厚みの中心
部の８００〜４００°Ｃの温度範囲の冷却速度を５００
℃／ｓｅｃ以上とする処理を施すことを特徴とするＦｅ
−Ｃｏ系合金の製造方法である。

〔作用〕

前記のようにＦｅ−Ｃｏ系合金において、溶体化加熱後
の冷却速度は、その後の冷間加工の成否を決定する非常
に重要な因子であるが、従来この冷却速度を数値的にと
らえた報告等はなかった。この理由は、対象とする冷却
速度が非常に高いものであるため、その測定が困難であ
ることが関係していると思われる。

本発明者らは、小断面または薄肉のテストピースの急冷
時等のように急激に変化するときの温度を測定するに適
した温度測定法を案出し、これによりＦｅ−Ｃｏ系合金
の急冷時の冷却速度を測定するとともに、それによる該
合金材の冷間加工性を調べた。

その結果中心部で８００−４００℃の間を５００°Ｃ／
ｓｅｃ以上、望ましくは６３０℃／ｓｅｃ以上の冷却速
度で急冷することにより、巻出し時および冷間加工時の
割れの発生をほぼ防止できることを確認した。

〔実施例〕

先ず冷却速度の測定方法を述べる。

第１図は、冷却速度開学用のテストピースの斜視図であ
る。ＡまたはＢに示すように、適当な幅および長さのテ
ストピースの端面の板厚の中心に直径１ｗＩ、深さ１０
ｍｎの平底小孔を小間隔を隔てて２箇平行に穿孔し、そ
れぞれの孔底に一方の孔にはアルメル、他方にクロメル
の小径線をその端部で点溶接した後、この小孔内にアル
ミナ粉を堅く詰めて、板厚中心温度測定用素子とした。

また表面温度測定用に前記小孔底の直上部の表面にアル
メルおよびクロメル線を同様に溶接で固定した。

そして、各熱電対線をメモリ機能を有するオシロスコー
プに接続し、テストピースを所定温度に加熱した後冷媒
中に投入し、その冷却時の表面および中心の経過時間に
対する温度変化を記録した。

（実施例１） 真空誘導溶解炉で表１に示す組成の７ｋｇインゴットを
吹製し、これを鍛伸した後熱間圧延により４ａｖｎ厚さ
の板材とした。この板材から前述の冷却速度測定用テス
トピース（Ａ）および図示しない曲げテスト用テストピ
ースを４組製作し、それぞれの組に対し１表２の加熱条
件および焼入れ冷却条件で溶体化処理を施すとともに、
板厚中心の冷却速度の測定および曲げテストを実施した
６表１ 表２ 注１）　８００°Ｃ→４００℃間の冷却速度（中心）。

注２）アムスラーによる１８０°曲げ、曲率１９Ｒ０そ
の結果を表２に示す。この表から８００℃→４００℃で
の冷却速度が５００°Ｃ／　ｓｅｃ以上では、曲率半径
１９Ｒの１８０°曲げに耐えること、冷却速度の低下と
ともに折損し易くなること等が判る。また食塩水は水に
比し冷却能力が高く、水を撹拌するのとほぼ同等の効果
があることが判る。なお、木表で例えば５４°で折れと
は、曲げ過程の１２６°まで曲げが進行した時点で折損
したことを意味する（１８０’−５４’　＝１２６００ （実施例２） 次に真空誘導溶解炉で表３に示す５種の組成の１５０ｋ
ｇインゴットを吹製し、ハンマ分塊を経て１．０、■、
５．２．０．２．５および３　、０　ｎｎを目標とする
幅２５０ｍの熱間圧延コイルとした。

このうち、Ｎｏ、４の２．０．２．５および３　、００
Ｒ目標の材料については、第１図Ｂに示す冷却速度ｄｌ
ｌｌｌｌｌ入用テストピースに試料採取しておいた。

表３ 次にそれぞれの熱間圧延コイルを、第２図に示す吊具す
の放射状に張り出された台１上に、支柱２を囲むごとく
嵌スし、コイルの外周端から巻きほぐし、生じた層間間
隔に、薄板で製作した櫛状のスペーサの各ｉ歯部が入る
ように挿入し、櫛歯部が各層間に介在して層同士の接触
を防止するごとく装着し、コイルをルーズコイル化した
。

これらのコイルを吊具主に装架した状態で加熱炉に装入
し、９００°Ｃで３０分間加熱した後、第２図に示す補
助具−４−を介してクレーンで吊り」二げて２５００ｍ
ｍ深さの３℃の水または食塩水を貯えた水槽で冷却した
。補助具±は、レバー５を操作することにより、吊具主
を先ず３５０ｍ自然落下させ、コイルの上縁を冷却媒体
液面下に浸漬した後、油圧逃し弁６で予め調整された２
、５ｍ／ｓｅｅの速度でＱ＝２０００ｍだけ降下させる
ものである。すなわち、被処理材は、自然落下により水
中に浸漬された後、２゜５ｍ／ｓｅｅの速度で２ｍ深さ
だけ、したがって０．８ｓｅｃだけ水中を幅方向に沈降
する。

上記溶体化処理後、第１パスは圧下率１０％、それ以降
のパスは圧下率約２０％ずつ、０．２ｍｍ厚さまで冷間
圧延した。表４にこの圧延による割れの発生状況を示す
。

表４ ここで、○印は次工程の冷間圧延で割れずに０゜２１ｆ
ｆ１１厚みの製品になったもの、Δ印は若干の耳割れが
発生したが、トリミング工程を入れることにより、やは
り０．２ｏｎ＋厚さまで圧延できたもの、Ｘ印は大きな
割れが発生し圧延ができなかったものである。なお、表
４のＮ　ｏ、は表３のＮｏ、に対応する。また、表４の
Ｎｏ、４の（）内は、前記により採取、製作した冷却速
度測定用テストピース（Ａ）を表４に示されたコイル本
体の処理と同条件（層間間隔、塩水温度、浸漬速度、熱
電対取付部の上下関係等）で冷却したときの８００−４
００℃間の冷却速度（’Ｃ／５ｅｅ）である。

表４において、同じ塩水を冷却媒体としたもののうち、
はぼ同一厚みのもの同士は材質の変化にはあまり影響さ
れず、ＮＯ６４で測定したとほぼ同程度の冷却速度と考
えてよい。表４および表３から、 （ｉ）　　板厚２ｍｍでは、８００−４００℃の温度範
囲を約り３０℃／ｓｅｃ程度の冷却速度とすることが可
能であり、この冷却速度では、■含有量が約１　、０ｗ
ｔ％と低い材料（Ｎｏ、１）に対しても冷間圧延が可能
となる、（ｉｆ）　　板厚が２．５Ｒ１１では、同温度
範囲の冷却速度を約り１０℃／ｓｃｃ程度とすることが
可能であり、この冷却速度では、■約１．５ｗｔ％程度
以上の材料について有効である、 （ｉｉｉ　）　　板厚が３．０ｍｍ程度では、同温度範
囲の冷却速度を約り８０℃／ｓｅｃ程度となり、■が２
．０ｗｔ％以上の材料に対して適用可能である、 等が判る。

しかし、上記（ｉｉｉ）に関し、冷却速度３８０℃では
、０．２ｍ厚さまで加工はできたもののトリミング量が
多く、歩留り等の面から実施が困難であることが判った
。

以上から、本発明は８００〜４００℃の範囲での冷却速
度を５００℃／ｓｅｃ以上とする。

〔発明の効果〕

以上述べたように１本発明により８００〜４００℃の温
度範囲をＳＯＯ℃／ｓｅｃ以上、望ましくは６３０℃／
ｓｅｃ以上の冷却速度で急冷することにより、該合金の
帯状コイルの製造が可能となった。

なお、以上本発明の溶体化処理は、熱間圧延後完全に冷
却されたコイル材をルーズ化してバッチ式で行なう場合
で述べたが、本発明はこれに限定されない。すなわち、
溶体化処理を連続式で行うもの、熱間圧延後完全に冷却
することなく、冷却の途上から再加熱する等種々の実施
態様が考えられる。

また、以上の説明は■を含有する合金で説明したが、Ｆ
ｅ−Ｃｏ系合金は、被冷間成形性を向上する等の目的で
、■に替えてまたは■と複合して、ＣｒおよびＭｎの一
種を単独もしくは複合して添加することがあるが、これ
らを含め各種Ｆｅ−Ｃｏ系合金においても本発明は有効
である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明に使用した冷却速度測定用テストピース
の斜視図であり、Ａは曲げテストに併用して使用したも
の、Ｂはコイル材の圧延テストに併用して使用したもの
であり、第２図はコイル材の溶体化急冷に使用した装置
の斜視図、第３図は熱処理後の巻出しで生じやすい形状
を説明する図である。 １：台、２：支柱、主：吊具、土：補助具、５ニレバー
、６：逃し弁、１０：熱電対線、１１：大曲率半径部、
１２：曲り部 七ジ 第１図 （Ａ）　　　　　（Ｂ） １０］Ｏ 第３図 第２図

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １　重量比でＣｏ４６．０〜５２．０％を含むＦｅ−Ｃ
   ｏ系合金の熱間圧延帯状コイル材を１１００〜８００℃
   の温度から冷却し、該冷却過程でその厚みの中心部の８
   ００〜４００℃の温度範囲の冷却速度を５００℃／ｓｅ
   ｃ以上とする処理を施すことを特徴とするＦｅ−Ｃｏ系
   合金の製造方法。