JPH03191036A - 焼結Fe―Co合金 - Google Patents

焼結Fe―Co合金

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JPH03191036A
JPH03191036A JP32928189A JP32928189A JPH03191036A JP H03191036 A JPH03191036 A JP H03191036A JP 32928189 A JP32928189 A JP 32928189A JP 32928189 A JP32928189 A JP 32928189A JP H03191036 A JPH03191036 A JP H03191036A
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JP
Japan
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powder
sintered
alloy
grain size
mesh
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JP32928189A
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Morie Yamaguchi
山口 守衛
Shuji Matsumoto
修二 松本
Kunpei Kobayashi
薫平 小林
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Toshiba Corp
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Toshiba Corp
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 [発明の目的〕 (産業上の利用分野) 本発明は、磁気回路構成部品形成材料に好適した焼結p
c(Hofi金に関する。
(従来の技術) Coを50玉量%程度含有する FC−C0合金は、飽
和磁束密度および透磁率か共に高くかつ保磁力か低いた
めに、乙種磁気回路構成部品の形成材料として使用され
ており、たとえばドツトマトリクスプリンタに装石され
るプリントヘッドのヨークやアーマチュアなどに用いら
れている。
ところで、この種のプリントヘッドは電磁石の駆動時に
ヨークからアーマチュアに至る電磁石の磁気回路を形成
することによって、多数のアーマチュアを永久磁石の磁
力から選択的に解放して印字を行うものであり、このよ
うなプリントヘッドにおいてはアーマチュアの応答性を
高めるとともに、高速印字性能を向上させるために、ヨ
ークおよびアーマチュアの形成材料として飽和磁束密度
および透磁率か共に、清いもの、すなわち小体積で充分
に磁束を透過させることか可能なものが望まれる。ぞし
て、このような条件を満足するものとしてF c −C
o合金か多用されている。
Fe−Co合金の一般的な製造方法としては通常の合金
と同様に鋳造法か挙げられるが、鋳造法によって得られ
るFe−Co合金は冷間加]−性か乏しいという欠点を
有している。たとえば上述したプリントヘッドにおける
ヨークは多数のアーマチュアを駆動するために非常に1
夏雑な1し状をHしており、鋳造法によって得たインゴ
ットから冷間加工によって上記ヨークのような複雑形状
の磁気回路構成部品を作製することは困難であり、製造
コストの点からも非常に不経済である。
これに対して粉末冶金法を用いることによって、最終形
状に近似したものを作製することが可能となり、上記プ
リントヘッド用ヨークなどの?U ’Flt形状の磁気
回路構成部品を製造する方法として適している。しかし
、粉末冶金法による焼結F e −Co合金は、鋳造法
によるものに比べ密度が低く、これによって磁気特性、
たとえば飽和磁束密度や透磁率なとか低くなるという欠
点を−Hしていた。
このような焼結Fe−Co合金の磁気特性を向上させる
方法として、Fe系粉末とCo系粉末との混合粉の圧縮
成形体を仮焼した後に、+1度圧縮加工を行ったり、焼
結後に急冷を行うなどして焼結体密度を高めるなどの方
法が提案されている(特開昭54−12840G号公報
、同54−128407号公報、同62142750号
公報など参照)。
(発明か解決しようとする課題) しかしなから、上述した焼結F c −Co合金の焼結
体密度を高める方法は、いずれの方法においても製造]
−程数の増加を招き、製造コストが高くなるという難点
をGしていた。また、いずれの方法においても融点近傍
の高温下で焼結を行イっなければ充分な強度が得られず
、この高温焼結および原1゛1扮末に起因して、得られ
る焼結体の結晶粒径の成長か見られ、この点から磁気特
性の低下を招き、鋳造法による F c −Co合金に
匹敵する磁気特性を有する焼結P c −Co合金は得
られていないのが現状である。
本発明はこのような従来技術の課題に対処するためにな
されたもので、鋳造法にょる Fe−Co合金と同等の
磁気特性をHし、かつ低コストで製造が可能な焼結Fe
−Co合金、特にドツトマトリクス型プリントヘッド用
ヨークのような複雑形状を何している磁気回路(14成
部品に適した焼結1′e−Co合金を提供することを「
I的としている。
[発明の構成] (課題を解決するだめの手段) すなわち本発明はかかる課題を、Coを40〜60重量
%含み、残部がFeおよび不可避的不純物からなる焼結
F e −Co合金てあって、325メツシユ以下の粒
子径を何するFe粉と 325メツシユ以下の粒子径を
有するCo系粉との混合粉を焼結してなることを特徴と
する焼結re−Co合金を提供することによって解決し
たものである。
また本発明は、上記325メツシユ以下の粒子径を有す
るFe粉とCo系粉とを用いることによって、平均結晶
粒径が30μm以下の焼結Fe−Co合金を提供するも
のである。
本発明の焼結P c −Co合金は、325メツシユ以
下のFe粉と 325メツシユ以下のCo系粉との混合
粉を用い、粉末冶金法によって得られるものであり、c
oを40〜60重量%の範囲で含有している。このCo
か40重量%以下では磁束密度、透磁率が低く、また6
0重量%を超えると(1fび磁束密度、透磁率が低ドす
る。特に好ましい組成比としてはFe:Co−1:1で
ある。
このCo成分は 325メツンユ以下のCo系粉末に“
よって(1■7成され、使用するCo系粉としてはCo
粉やFe−Co合金粉が例示される。Co粉としては還
元Co粉や電解Co粉など各種のものが使用可能であり
、Co粉を用いることによって圧粉成形体の成形性、特
に成形体強度が向上する。また、本発明比率のFe−C
o合金粉末を用いることによって、成形性を低下させる
ことなく、焼結時における組成の均一性が向上する。こ
のFe−Co合金粉末における組成比は、Fe粉との混
合比率によって異なるが、FeCo粉末のCoの比率は
60市量%〜8o重量%の範囲が好ましい。
また、本発明の焼結Fe−Co合金におけるFe成分は
、325メツシユ以下のFe粉末によって構成され、特
にカルボニルFe粉の使用が好ましい。カルボニルFe
扮は、−船釣な粉末冶金法に使用されるアトマイズ法に
よるFe粉に比べ、微細な粒子径のものが得られやすい
とともに粒子径も比較的均一であり、より均質な焼結体
が得られ本発明に好適している。
本発明においては、上記Fe粉およびCo系粉ともに3
25メツシユ以下のものを使用することを特徴としてお
り、これによって成形性および焼結性がともに向上し、
焼結体密度が高くかつ結晶粒径の微細な焼結Fe−Co
合金となる。これら原料粉末のより好ましい粒子径とし
ては、平均粒子径30μm以下のものである。
本発明の焼結Fe−Co合金は、たとえば以下に示す方
法によって製造される。
まず、325メツシユ以下のFe粉とCo系粉とを所望
組成となるように混合し、この混合粉を加圧成形法など
によって所望の形状に成形し、圧粉成形体を得る。次い
で、この圧粉成形体を焼成して焼結させ、所望形状の焼
結Fe−Co合金を得る。この焼成は、微細な粒子径の
粉末を用いていることから表面エネルギーが高いために
、比較的低温での焼結が可能となり、たとえば800℃
〜1000℃程度の温度で焼結が可能である。
そして、このように微細粉末を用いて比較的低温で焼結
させることによって、平均結晶粒径を30μm以下に制
御した焼結Fe−Co合金が得られ、かつ相対焼結密度
も95%以上と優れたものとなる。
焼結P e −Co合金の平均結晶粒径を30μm以下
と微細化することによって電気抵抗が高くなり、よって
鉄損が小さくなって高周波域で使用する際にも発熱を極
力抑制することが可能となる。したがって、交流磁界中
で使用する磁気回路構成部品たとえばドツトマトリクス
型プリントヘッドのヨークなどに好適したものとなる。
(作 用) 本発明の焼結Fe−Co合金は、325メツシユ以下と
いう微細な粒子径を有するFe粉とCo系粉とを用いて
いることから焼結体密度が高く、よって磁束密度や飽和
磁束密度などの磁気特性の向上か図れる。また、微細な
粒子径を有するFe粉とCo系粉とを用いていることに
よって、焼結に必要とするエネルギーを低減でき、比較
的低温での焼結か可能となり、これらのことから結晶粒
径の成長を抑制することか可能となる。そして、焼結体
の結晶粒径を微細化することによって、通常の直流磁気
特性とともに交流磁気特性も向上する。
(実施例) 次に、本発明の実施例について説明する。
実施例1 ます、325メツシユ以下のカルボニルFC粉(平均粒
子径4μll1)と 325メツシユ以下の還元Co粉
(平均粒子径20μm)とを用意し、これらを組成比が
Fe:Co−1:lとなるように秤量し、これに 1重
量%の潤滑剤を加えて混合した。
次いで、この混合粉を8ton/cdの成形圧力で32
■X 24mm X  5mmの形状に圧粉成形した。
次に、この成形体を400℃で脱脂した後、水素雰囲気
中において950℃× 3時間の条件で焼成して焼結さ
せ、目的の焼結re−Co合金を得た。
このようにした得た焼結Fe−Co合金の任意な位置に
おける平均結晶粒径をSEM組織観察にょっ7て測定し
たところ、12μmと微細な値が得られた。
またこの焼結F e −Co合金を用い、焼結体の密度
と、100eの磁界中における磁束密度B   5(1
0eのlOゝ 磁界中における磁束密度B 1残留磁度密度Br、0 保磁力Heおよび最大透磁率μ  の各磁気特性+na
x を′All定した。これらの結果を第1表に示す。
比較例1 300メツシユ以下のアトマイズFe粉(平均粒子径3
5μl11)と 325メツシユ以下の還元Co粉(平
均粒子径20μm)とを用いる以外は実施例1と同一条
件によって焼結Fe−Co合金を作製し、実施例1と同
様に各特性の測定を行った。
比較例2 比較例1て使用した各原料粉末と同一のものを使用し、
実施例1と同一条件で圧粉成形体を作製した。次に、こ
の成形体に対して水素雰囲気中600℃で1時間仮焼し
た後、再度6ton/c+/の条件で圧縮加工を施し、
次いで同様な雰囲気中において1200℃× 3時間の
条件で焼成して焼結Fe−Co合金を青た。この焼結F
e−Co合金に対しても実施例1と同様に各特性の測定
を行った。
(以下余白) 第  1  表 第1表の結果からも明らかなように、実施例1の焼結F
e−Co合金は比較例1および比較例2のものに比べて
、焼結体密度か高くかつ結晶粒径も微細であり、これに
よって各磁気特性に優れたものである。特に、比較例2
は焼成工程において再圧縮を行っているにもかかわらず
、実施例1の焼結P e −Co合金より磁気特性が劣
っていた。また、実施例1の焼結「c−Co合金は、鋳
造法による Fe−Co合金と比べてもほぼ同等の磁気
特性を有していた。
また、実施例1と同一の原料粉末および同様な二に程に
よって、第1図に示すドツトマトリクス用プリンタヘッ
ドのヨーク1、すなわち円筒形の外側ヨーク2の内周側
に軸方向に立設した多数の立設部3aからなる内側ヨー
ク3を設けたものを作製した。その結果、このような複
雑形状のものについても形状の再現性に優れ、また磁気
特性も上記実施例1と同様に優れたものであった。
そして、このヨーク1を用い、第1図に示すように外側
ヨーク2の上部に永久磁石4を介して補助ヨーク5を設
置し、この補助ヨーク5によって中心側に印字ワイヤ6
が設けられたアーマチュア7を内側ヨーク3の上方に位
置するよう支持し・内側ヨーク3の各立設部3aにコイ
ル8を設置してドツトマトリクス型プリントヘッドを構
成した。
上記構成のプリントヘッドを実機に組込み、印字試験を
行ったところ、連続的に良好な高速印字を行うことがで
きた。
実施例2 まず、325メツシユ以下のカルボニルFe粉(平均粒
子径4μ■)と325メツンユ以下のFe−Co合金粉
(Co70重量%合金粉、平均粒子径lOμm)とを用
意し、これらを組成比がFe:Co−1:I となるよ
うに秤量し、これに I!Ili:tilt%の潤滑剤
を加えて混合した。次いでこの混合粉末を用いて実施例
1と同一条件で同一形状の焼結Fe−Co合金を作製し
た。
このようにして得た焼結Fe−Co合金の各特性を実施
例1と同様に測定したところ、平均結晶粒径20μm、
焼結体の密度7.75g/cd 、 B 1oIG、8
、B5゜19.4、Br1O,0、保磁力He 2.1
 、tt   3020とax 良好な値が得られた。このδp1定値からも分るように
、F e −Co合金を用いて組成の均一性を向上させ
たため、これに話き透磁率(μ  )が大幅に向n+a
x 上した。
[発明の効果] 以」二説明したように本発明によれば、複雑な形状体に
対しても焼結体密度か高くかつ結晶粒径の微細な焼結F
 c −Co合金を提供でき、よって複雑形状を1−f
シ優れた磁気特性を必要とする各種磁気回路構成部品な
とに適したものである。
【図面の簡単な説明】
第1図は本発明の一実施例の焼結Fe−Co合金を使用
したドツトマトリクス型プリントヘッドを模式的に示す
断面図である。 1−・・焼結 1’e−Co合金からなるヨーク、2 
・・外側ヨーク、3・・・内側ヨーク、4・・・永久磁
石、5− 補助ヨーク、6・・−・印字ワイヤ、7・・
・アマチュア、8 ・・コイル。

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)Coを40〜60重量%含み、残部がFeおよび
    不可避的不純物からなる焼結Fe−Co合金であって、
    325メッシュ以下の粒子径を有するFe粉と325メ
    ッシュ以下の粒子径を有するCo系粉との混合粉を焼結
    してなることを特徴とする焼結Fe−Co合金。
  2. (2)Fe粉とCo粉との混合粉を焼結してなることを
    特徴とする請求項1記載の焼結Fe−Co合金。
  3. (3)カルボニル鉄粉とCo粉との混合粉を焼結してな
    ることを特徴とする請求項2記載の焼結Fe−Co合金
  4. (4)Fe粉とFe−Co合金粉との混合粉を焼結して
    なることを特徴とする請求項1記載の焼結Fe−Co合
    金。
  5. (5)焼結Fe−Co合金は、ドットマトリクス型プリ
    ントヘッド用ヨーク部材である請求項1記載の焼結Fe
    −Co合金。
  6. (6)Coを40〜60重量%含み、残部がFeおよび
    不可避的不純物からなる焼結Fe−Co合金であって、
    平均結晶粒径が30μm以下であることを特徴とする焼
    結Fe−Co合金。
  7. (7)焼結Fe−Co合金は、ドットマトリクス型プリ
    ントヘッド用ヨーク部材である請求項6記載の焼結Fe
    −Co合金。
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