JPH01100220A - 高飽和磁束密度軟磁性薄帯の製造方法 - 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） この発明は、高い飽和磁束密度と優れた軟磁性を有する
Ｆｅ−［：ｏ系電磁鋼帯の有利な製造方法に関するもの
である。

（従来の技術） 近年、電気機器の高性能化および小型化への要求が高ま
り、それに伴ってかかる電気機器に用いられる磁性材料
の特性とくに磁束密度の向上が求められている。従来、
高い飽和磁束密度をもつ軟磁性材料としては、ＣＯを３
５〜５０ｗｔ％　（以下車に％で示す）程度含有するＦ
ｅ−Ｃｏ系合金が知られている（例えば特開昭５７−１
４５９４５号公報）が、この合金系は特に軟磁気特性の
良好な５０％ＣＯの組成を中心として規則格子化するた
めに、脆性が高く、冷間加工性が極めて悪いという欠点
があった。加工性改善のためＶ等を添加した場合も、薄
板コイル化は難しく、薄板の大量生産は事実上不可能で
あった。

この点、最近開発された単ロールあるいは双ロール等を
用いる液体急冷法は、薄板を直接連続的に製造できるこ
とから、圧延工程を省略でき、とくに難加工性材の薄板
化にとっては有利な方法であるといえる。

（発明が解決しようとする問題点） しかしながら、この方法によってＦｅ−Ｃｏ系合金薄帯
を製造する場合であっても、磁気特性が特に良好な組成
範囲においてはやはり脆性が高く、巻取り時における軽
微な曲げ応力によっても薄帯に割れが頻発し、良好に巻
取ることはできなかった。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、液体
急冷法によってＦｅ−Ｃｏ系合金薄帯を製造する場合に
、該合金薄帯の曲げ強さを効果的に改善して、割れの発
生なしに連続鋳造−巻取りを可能ならしめた高飽和磁束
密度軟磁性薄帯の有利な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） 以下この発明の解明経緯について説明する。

さて発明者らはまず、この発明で対象としているＦｅ−
Ｃｏ系合金は７００℃前後で規則格子化が進み、脆化す
ることから、かかる脆化温度域を急冷することによって
規則相の形成を阻止し、もって曲げ強さの改善を試みた
。

しかしながら上記合金の脆化温度域を急冷（以下２次冷
却という）してもなお満足のいく曲げ強さの改善はみら
れなかった。

そこで発明者らはさらに、急冷凝固工程、巻取り工程お
よび急冷から巻取りに至るまでの薄帯の表面状態につい
て綿密な検討を加えた結果、（１）急冷凝固後の薄帯表
面に酸化物層が形成された場合に割れが発生し易い、 （２）薄帯表面の酸化度が著しいほど割れの発生傾向は
著しい、 ことの知見を得た。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、Ｃｏ　：　２５〜６５％を含有し
、ときにはさらにＶ、　Ｃｒ、　Ｎｉ、　Ｎｂ、　Ｍｎ
、　Ｍｏ、　ＴａおよびＷのうちから選んだ少なくとも
一種０．０５〜５．０％を含み、残部は実質的にＦｅの
組成になる合金溶湯を、液体急冷法によって薄帯とした
のち、連続的に巻取るに際し、急冷薄帯化後巻取るまで
の間に、該薄帯表面の酸化物層を除去し、その後直ちに
少なくとも薄帯表面温度が７００℃から４００℃まヤの
間を１００℃／ｓ以上の速度で冷却し、しかるのち４０
０℃以下の温度で巻取ることを特徴とする高飽和磁束密
度軟磁性薄帯の製造方法である。

（作　用） 発明者らの知見によれば、前述したとおり、巻取り時に
おける割れは板表面の酸化度が著しい程発生し易い。こ
の理由は、酸化物層に生じた割れが発達して板断面全体
に及ぶためと考えられる。

特に液体急冷法によって薄帯を製造する際には、多くの
場合大気中で凝固が行われるため、高温状態にある凝固
直後の薄帯が大気に触れ、酸化物層が著しく生成しやす
い状態となり、かつ酸化物層の板厚に占める比率が圧延
材に比べて高いため、小さな曲げ応力でも割れが入りや
すい状態となる。

しかしながら酸化物層を取り去った状態では折曲げ性は
著しく改善されるのである。

表１に示すような急冷薄帯法（双ロール法）によって作
製した種々の組成になるＦｅ−Ｃｏ系合金薄帯につき、
表面酸化物層を残したままの状態（Ａ）と、ブラッシン
グにより酸化物層を除去した状態（Ｂ）　とで１８０°
折曲げ試験を行、た場合の割れの発生状況について調べ
た結果を表１に示す。表１中○印は割れの発生しなかっ
たもの、△は割れは発生したが板を貫通しなかったもの
、×は割れが板を貫通したものである。なお、板厚は酸
化物層を除去した状態での厚さを示す。

表１より明かなように、酸化物層を取り去ることによっ
て１８０°折曲げ性が著しく改善されている。

ところで液体急冷法により連続的に製造された急冷薄帯
の表面酸化物層を除去するにあたって、２次冷却後に別
工程で酸化物層を除去することは可能ではあるが、酸化
物の除去に当たって酸洗あるいは強力なブラシングが必
要となるだけでなく、連続製板の趣旨にも反する。

この点一般に８００℃程度以上の高温では、室温に比し
て酸化物は柔らかく除去が容易であるので、この発明で
は２次冷却以前の段階でしかも２次冷却により靭性が得
られる温度（約８００℃）以上で表面酸化物層を除去す
ることにしたのである。

、次にこの発明において素材の成分組成を前記の範囲に
限定した理由について説明する。

Ｆｅ−Ｃｏ系合金は３５〜４０％Ｃｏ付近の組成で最も
飽和磁束密度が大きくなり、また５０％Ｃｏ付近の組成
で最大透磁率が最大となり、保磁力が最小となるなど軟
磁気特性が最良となる。従ってＣｏ含有量は、目的に応
じてこの周囲の組成を選ぶことができるが、２５％未満
あるいは６５％を超える組成では高飽和磁束密度かつ良
好な軟磁性という要求を両室できなくなるので、ＣＯの
組成は２５〜６５％の範囲に限定した。

また、Ｖ、　Ｃｒ、　Ｎｉ、　Ｎｂ、　Ｍｎ、　Ｍｏ、
　ＴａおよびＷはＦｅ−Ｃｏ系薄帯の靭性を改善する上
で同効であるが、単独使用または併用いずれの場合にお
いても添加量が０．０５％未満ではその添加効果に乏し
く、一方５．０％を超えると軟磁性の著しい低下を招（
のみならず、靭性をかえって劣化させる場合もあるので
、０．０５〜５．０％の範囲に限定した。

上記の組成になるＦｅ−Ｃｏ系合金は、前述したとおり
７００℃前後の温度から規則格子化が進み脆化するので
、少なくとも７００℃から４００℃までの温度範囲につ
いては１００℃／ｓ以上の速度で２次冷却するものとし
た。

なお、液体急冷速度が大きいか、あるいは薄帯の厚さが
薄いために酸化物層除去後の薄帯表面温度が７００℃未
満になって上記温度範囲を１００℃／ｓ以上の速度で２
次冷却できない場合には、加熱装置によって薄帯温度を
７００℃以上に昇温した後、前記２次冷却処理を行うこ
とによって目的を達することができる。

ここに２次冷却速度を１００℃／ｓ以上としたのは、２
次冷却速度が１００℃／ｓに満たないと規則格子の形成
が効果的に阻止できないからである。

また２次冷却過程において４００℃未満の温度ではほと
んど脆化は進まないので、２次冷却を施すべき温度範囲
の下限を４００℃に規定したのである。

なおこの発明に係る液体急冷法としては、単ロール法、
双ロール法および双ベルト法など従来公知の方法いずれ
もが適合する。

（実施例） 表２に示す種々の成分組成になる合金溶湯を、高速で回
転する双ロールのロールキス部に供給し、急冷凝固させ
て薄帯としたのち、双ロール直下に設置した鋼製ワイヤ
からなる２対のブラシロールによって表面酸化物層を除
去し、引続く高圧水流（約１０ｋｇ／ａｍ２）によって
室温まで２次冷却したのち、直径６０ｃｍの円筒上に連
続的に巻取った。なお高圧水流で２次冷却される直前の
薄帯表面温度については赤外線放射温度計および熱電対
接触温度計によって測定した。

かかる巻取り試験の結果を表２に示す。

なお表２には、急冷薄帯化後に表面の酸化物層の除去を
行わない従来法によって製造した場合の調査結果も併せ
て示した。

同表より明かなように、この発明に従い急冷薄帯化後、
表面の酸化物層を除去し、引続き２次冷却したものは曲
げ強さが著しく向上し、容易にコイルに巻取ることがで
きた。

（実施例２） 表３に示す成分組成になる合金溶湯から、双ロール法に
より、同表に示すような厚さおよび約１００玉の幅をも
つ薄帯を作成した後、双ロール直下に設置した鋼製ワイ
ヤからなる２対のブラシロールによって酸化物層を除去
し、さらに乾燥Ｎ２気流によって水冷直前の薄帯表面を
同表中に示すような温度まで冷却したのち、直ちに高圧
水流（約１０ｋｇ／ｃｍ２）によって２次冷却し、引続
き直径６０Ｃｍの円筒上に連続的に巻取る試験を行った
。

かかる巻取り試験の結果を表３に示す。

表３ 表３から明かなように、成分、板厚にかかわりなく薄帯
の２次冷却開始温度が７００℃以上であるこの発明に従
う場合にのみ巻取りが可能であった。

（発明の効果） かくしてこの発明によれば、液体急冷法により製造した
Ｆｅ−Ｃｏ系薄帯を連続的に巻取ることが可能となるた
め、優れた磁性を有する高飽和磁束密度軟磁性薄帯の生
産性を高める点で産業上極めて有益である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｃｏ：２５〜６５ｗｔ％ を含有し、残部は実質的にＦｅの組成になる合金溶湯を
   、液体急冷法によって薄帯としたのち、連続的に巻取る
   に際し、急冷薄帯化後巻取るまでの間に、該薄帯表面の
   酸化物層を除去し、その後直ちに少なくとも薄帯表面温
   度が７００℃から４００℃までの間を１００℃／ｓ以上
   の速度で冷却し、しかるのち４００℃以下の温度で巻取
   ることを特徴とする高飽和磁束密度軟磁性薄帯の製造方
   法。 ２、Ｃｏ：２５〜６５ｗｔ％ Ｖ、Ｃｒ、Ｎｉ、Ｎｂ、Ｍｎ、Ｍｏ、ＴａおよびＷのう
   ちから選んだ少なくとも一種：０．０５〜５．０ｗｔ％
   を含有し、残部は実質的にＦｅの組成になる合金溶湯を
   、液体急冷法によって薄帯としたのち、連続的に巻取る
   に際し、急冷薄帯化後巻取るまでの間に、該薄帯表面の
   酸化物層を除去し、その後直ちに少なくとも薄帯表面温
   度が７００℃から４００℃までの間を１００℃／ｓ以上
   の速度で冷却し、しかるのち４００℃以下の温度で巻取
   ることを特徴とする高飽和磁束密度軟磁性薄帯の製造方
   法。