JPS645096B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、例えば耐摩耗性及び高磁束密度が要
求される磁気ヘツド等に適用して好適なニツケル
―鉄系磁性合金に関し、特にチタン及びニオブの
含有量を規定することにより、他の磁性特性を維
持しながら特に初透磁率及び硬度を更に改善した
磁性合金に関する。 従来、録音再生磁気ヘツド用磁性合金として
は、JIS.PC級パーマロイであるMoパーマロイが
多く用いられている。これは優れた透磁率を有す
る反面、磁性焼鈍後でビツカース硬さHvが120と
低く、従つて磁気テープによる摩耗が著しく寿命
が短かいという欠点がある。磁気ヘツドが摩耗す
ると、磁気記録媒体としてのテープと磁気ヘツド
との密着性が低下してしまい、また磁気ヘツドの
ギヤツプ深さが変化して録音及び再生の特性が著
しく劣化する原因となる。 また磁気ヘツド用磁性合金としては、前述の
Moパーマロイの外に16Al―Fe合金のような高硬
度の材料もあるが、一般的に透磁率が低く、しか
も加工性に劣るという欠点がある。 ところでオーデイオ用磁気テープは、従来、金
属の酸化物が主体であつたが、高性能化が進み、
純鉄を主成分とした新しい素材によるメタルテー
プ（合金テープとも呼ばれる）が開発されてい
る。このメタルテープは高密度記録能力を有する
が、保磁力が約1000エルステツドと大きいため、
従来のヘツド素材では大入力信号でメタルテープ
飽和レベル以前にヘツドの方が先に飽和してしま
うため、音が歪んでしまう問題がある。従つてメ
タルテープの長所である最大出力レベルの改善が
期待できない。 このため従来の飽和磁束密度の低い磁気ヘツド
ではメタルテープの長所が生かされず、メタルテ
ープに対応するためには飽和磁束密度B₁₀が7500
ガウス以上の磁気ヘツドが要求されている。従来
のJIS.PC級パーマロイは、飽和磁束密度が6500
〜7000ガウスと低いため、メタルテープ用録音再
生磁気ヘツド合金としては不適切である。 本発明はかかる点に鑑み、磁気特性に優れ、高
硬度、高磁束密度を有するニツケル―鉄系磁性合
金を提供することを主たる目的とする。 本発明の合金組成は、重量比でNi75〜84.9％、
Ti0.5〜５％、Nb0.3〜0.9％、C0.04％以下及び
Mg0.001〜0.020％を含有し、残部がFe及び不純
物から成る合金において、合金中に残存するＳ量
が0.003％以下としたことを特徴とする。 また脱酸剤として使用されるSi、Al及び脱酸
脱硫剤として使用されるMnが総量で２％以下含
有されることは許される。尚、以下の百分率は重
量％を表わす。 上記各成分のうちNiは75〜84.9％の範囲内では
優れた透磁率を示すが、Niが75％未満では透磁
率が減少し、また84.9％を越えると透磁率及び飽
和磁束密度が減少する Tiは硬度を上げるために有効であり、0.5％以
上の添加で効何が現われる。Ti量が0.5％未満で
は硬度を上昇させるのが困難である。Ti量が増
加すると硬度も上昇するが、５％を越えると飽和
磁束密度が下がり、透磁率も低下する。 Nbは磁性殊に初透磁率μiの向上に寄与すると
共に、Tiとの相乗効果によりμiを損なうことな
く硬度を著しく向上させ得る。但し、Nbが0.3％
未満ではそれらの効果が少なく、また0.9％を越
えるとTiと共に添加した場合は飽和磁束密度が
低くなるので実用的でない。Nbは規則格子の生
成を抑制し異方性エネルギｋを小さくする効果が
あり、また原子半径がFe、Niに較べて大きいた
めに、Nbを添加した場合固溶体強化現象が現わ
れ硬度が上昇する。 第１表はNbを添加した合金と添加しない合金
の各磁気特性を示している。同表によると、Nb
を添加したものは添加しないものに較べて初透磁
率μi及び硬度が上昇しているのが理解される。

【表】 第１図は炭素Ｃの添加量と初透磁率μiとの関係
を示す特性曲線図である。Ｃは脱酸剤として添加
するものであるが、Ｃ含有量が増加するに従い初
透磁率μiは減少していく。Ｃ量が0.03％以上では
初透磁率が低く実用に供し得ない。 Mgは本合金の熱間加工性を改善するために脱
硫剤として添加するものであり、脱酸を充分に行
なつてから添加する必要がある。脱酸としてはＣ
脱酸が磁気特性向上の点から最も効果的である。
第２図は本発明合金の試験温度と引張試験におけ
る断面収縮率との関係を示す線図である。同図に
示す如く、Mgを添加したものはMg無添加のも
のに較べて断面収縮率が大きくなつている。断面
収縮率が大きい程熱間加工性は良好となる。この
ことからMgを添加することにより熱間加工性が
著しく改善されることがわかる。第３図はMg量
と初透磁率μi及び断面収縮率（試験温度1200℃）
との関係を示す。同図に示す如く、初透磁率μiは
Mg量が増加すると共に低下し、Mg量が0.02％を
越えるとμiが低くなるため、実用に供し得ない。
また断面収縮率はMg量が増加すると共に大きく
なり、Mg量が0.02％で飽和値を示している。以
上のことからMgを添加することにより熱間加工
性は著しく改善され、Mg量が0.001％未満では熱
間加工性の改善効果が少なく、0.020％を越える
と熱間加工性の改善に寄与しないのみならず、磁
気特性殊に初透磁率μiを低下させるためにMg量
は0.001〜0.020％の範囲が有効である。 次に本発明合金の製法の一例について説明する
に、第１表に示す組成の各インゴツトをNi、Fe、
Tiの適当量を真空中において適当な溶解炉を用
いて溶解し組成的に均一な溶湯を作り、これにま
ず脱酸剤としてＣを適当量添加し充分脱酸を行な
つた後、溶湯中のＳ量の10〜30倍のMgを添加し
脱硫するのが最も効果的である。このMgによる
脱硫はMgSを形成せしめることが目的であるた
め、溶湯中のＳ量とほぼ同量のMgを添加すれば
充分であるが、Mgは融点が654℃と低いために
添加量の１／10程度しか溶湯中に残らず殆ど蒸発
してしまうため上記の通り溶湯中のＳ量の10〜30
倍のMgを添加する必要がある。これ得られた溶
湯を適当な鋳型に注入して健全なインゴツトを製
造し、通常の熱間加工、冷間加工を施し、板厚
0.099mmまで圧延した。熱間加工においては、耳
われ、クラツク等が生ぜず、熱間加工性が良好で
あつた。そしてその板材より外径10mm内径６mmの
リングを打抜き試料とした。これらの試料を水素
雰囲気中にて1100℃で３時間保持した後、200
℃／Hrの冷却速度で冷却した。このようにして
得られた各試料の飽和磁束密度B₁₀、保磁力Hc、
初透磁率μi及び硬さHvを測定した結果を前記第
１表に示す。 尚、含有Ｓ量を分析した結果、いずれの試料に
おいてもＳ量は0.003％以下であつた。 次に、合金中のMgの存在形態を調査するため
にＸ線マイクロアナライザによる線分析を行つ
た。この結果を第４図に示す。第４図よりMg―
KαとＳ―Kαが極大となる位置は一致しており、
またＯ―Kαは殆ど変動が認められないことから
MgSが形成されていることが確認された。 以上述べた如く本発明によれば、ニツケル75〜
84.9重量％、チタン0.5〜５重量％、ニオブ0.3〜
0.9重量％、炭素0.03重量％以下（零を含まず）
及びマグネシウム0.001〜0.0020重量％含有し、
残部が鉄及び不純物から成る磁性合金において、
該合金中に残存する硫黄の量が0.003重量％以下
と構成したので、チタン及びニオブの相乗効果に
より初透磁率を損なうことなく硬度を著しく向上
させることができる。すなわち、熱間加工性に優
れ、Hv＝150以上の硬度を有しながらも、飽和磁
束密度が高く磁気特性に優れている効果を有す
る。従つて本発明合金をメタルテープ用録音再生
磁気ヘツドに適用することにより、録音再生特性
が向上する。また電子計算機、VTR等の高速摺
動用磁気ヘツドに適用すると好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は炭素添加量と初透磁率μiとの関係を示
す線図、第２図は本発明合金の試験温度と引張試
験における断面収縮率との関係を示す線図、第３
図はマグネシウム量と初透磁率μi及び断面収縮率
との関係を示す線図、第４図はMgの存在形態の
説明に供する線図である。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １ ニツケル75〜84.9重量％、チタン0.5〜５重
   量％、ニオブ0.3〜0.9重量％、炭素0.03重量％以
   下（零を含まず）及びマグネシウム0.001〜0.020
   重量％含有し、残部が鉄及び不純物から成る合金
   であつて、該合金中に残存するＳ量が0.003重量
   ％以下としたことを特徴とする磁性合金。