JPH0368107B2

JPH0368107B2 -

Info

Publication number: JPH0368107B2
Application number: JP15278384A
Authority: JP
Inventors: Ryo Masumoto; Juetsu Murakami
Original assignee: DENKI JIKI ZAIRYO KENKYUSHO
Current assignee: DENKI JIKI ZAIRYO KENKYUSHO
Priority date: 1984-07-25
Filing date: 1984-07-25
Publication date: 1991-10-25
Also published as: JPS6134160A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は交流磁界における磁気特性および耐摩
耗性がすぐれ、鍛造加工が容易で磁気記録再性ヘ
ツドに好適な高透磁率合金およびその製造法に関
するものである。（従来の技術）テープレコーダーなどの磁気記録再生ヘツドは
交流磁界において作動するものであるから、これ
に用いられる磁性合金は高周波磁界における実効
透磁率が高いことが必要とされ、また磁気テープ
が接触して摺動するため耐摩耗性が良好であるこ
とが望まれている。現在、耐摩耗性にすぐれた磁
気ヘツド用磁性合金としてはセンダスト（Fe−
Si−Al系合金）およびフエライト（MnO−ZnO
−Fe₂O₃）がある。（発明が解決しようとする問題点）しかしながら、これらの合金は非常に硬く脆い
ため、鍛造、圧延加工が不可能で、ヘツドコアの
製造には研削、研磨の方法が用いられており、従
つてその成品は高価である。またセンダストは飽
和磁束密度は大きいが薄板にできないので高周波
磁界における実効透磁率が比較的小さい。またフ
エライトは実効透磁率は大きいが、飽和磁束密度
が5000G以下で小さいのが欠点である。他方パー
マロイ（Ni−Fe系合金）は鍛造、圧延加工およ
び打抜きは容易で量産性にすぐれているが、軟く
摩耗しやすいのが大きな欠点である。本発明者らはNi−Fe系合金の磁気特性および
耐摩耗性の改善について幾多研究を行つた結果、
Ni−Fe系合金のｂ族元素の亜鉛およびカドミ
ウムの１種および２種の合計0.001〜５％を添加
することにより目的を達成したのである。（問題点を解決するための手段）本発明の特徴とする所は下記の点にある。第１発明重量比にてニツケル30〜90％、亜鉛およびカド
ミウムの１種または２種の合計0.001〜５％、少
量の不純物と残部鉄からなり、飽和磁束密度
5000G以上を有することを特徴とする磁気記録再
生ヘツド用耐摩耗性高透磁率合金。第２発明重量比にてニツケル30〜90％、亜鉛およびカド
ミウムの１種または２種の合計0.001〜５％、少
量の不純物と残部鉄からなる合金を主成分とし
て、副成分として銅30％以下、タングステン、タ
ンタルのそれぞれ20％以下、ニオブ、マンガン、
クロムのそれぞれ15％以下、モリブデン、バナジ
ウム、金、コバルトのそれぞれ10％以下、チタ
ン、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウ
ム、タリウム、ストロンチウム、バリウム、白金
族元素のそれぞれ５％以下、アルミニウム、ジル
コニウム、ハフニウム、銀、希土類元素、ベリリ
ウム、錫、アンチモンのそれぞれ３％以下、ホウ
素、リンのそれぞれ２％以下の１種または２種以
上の合計0.01〜30％を含有してなり、飽和磁束密
度5000G以上を有することを特徴とする磁気記録
再生ヘツド用耐摩耗性高透磁率合金。第３発明重量比にてニツケル30〜90％、亜鉛およびカド
ミウムの１種または２種の合計0.001〜５％、少
量の不純物と残部鉄からなる合金を、600℃以上
融点以下の温度で非酸化性雰囲気あるいは真空中
において、少くとも１分間以上100時間以下の組
成に対応した適当時間加熱した後、600℃以上の
温度から100℃／秒〜１℃／時の組成に対応した
適当な速度で常温まで冷却することを特徴とする
磁気記録再生ヘツド用耐摩耗性高透磁率合金の製
造法。第４発明重量比にてニツケル30〜90％、亜鉛およびカド
ミウムの１種または２種の合計0.001〜５％、少
量の不純物と残部鉄からなる合金を、600℃以上
融点以下の温度で非酸化性雰囲気あるいは真空中
において、少くとも１分間以上100時間以下の組
成に対応した適当時間加熱した後、600℃以上の
温度から100℃／秒〜１℃／時の組成に対応した
適当な速度で常温まで冷却し、これをさらに600
℃以下の温度で非酸化性雰囲気中あるいは真空中
において１分間以上、組成に対応した適当時間加
熱し、冷却することを特徴とする磁気記録再生ヘ
ツド用耐摩耗性高透磁率合金の製造法。（作用）本発明の合金を造るには、まず主成分のニツケ
ル30〜90％、亜鉛およびカドミウムの１種または
２種の合計0.001〜５％および残部鉄の適当量を
非酸化性雰囲気中あるいは真空中において適当な
溶解炉を用いて溶解した後、適当な脱酸剤、脱硫
剤を少量添加してできるだけ不純物を取り除き、
そのままか、更にこれに銅30％以下、タングステ
ン、タンタルのそれぞれ20％以下、ニオブ、マン
ガン、クロムのそれぞれ15％以下、モリブデン、
バナジウム、金、コバルトのそれぞれ10％以下、
チタン、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、イン
ジウム、タリウム、ストロンチウム、バリウム、
白金族元素のそれぞれ５％以下、アルミニウム、
ジルコニウム、ハフニウム、銀、希土類元素、ベ
リリウム、錫、アンチモンのそれぞれ３％以下、
ホウ素、リンのそれぞれ２％以下の１種または２
種以上の合計0.01〜30％の定量を添加して充分に
撹拌し、組成的に均一な溶融合金を造る。次にこ
れを適当な形および大きさの鋳型に注入して健全
な鋳塊を得、さらにこれを高温において鍛造熱間
圧延および冷間圧延などの成形加工を施して目的
の形状のもの、例えば厚さ0.1mmの薄板を造る。次にその薄板から目的の形状、寸法のものを打
抜き、これを適当な非酸化性雰囲気（水素、アル
ゴン、窒素など）中あるいは真空中で再結晶温度
以上、すなわち約600℃以上、特に800℃以上融点
以下の温度に１分間以上加熱し、ついで組成に対
応した適当な速度、例えば100℃／秒〜１℃／時
で冷却する。合金の組成によつてはこれをさらに
約600℃以下の温度（規則格子−不規則格子変態
点以下の温度）、特に200〜600℃に１分間以上100
時間以下加熱し、冷却することにより飽和磁束密
度5000G以上を有し、耐摩耗性にすぐれた高透磁
率磁性合金を得ることができる。上記の溶体化温度から規則−不規則格子変態点
（約600℃）以上の温度までの冷却は、急冷しても
徐冷しても得られる磁性には大した変りはない
が、この変態点以下の冷却速度は磁性に大きな影
響を及ぼす。すなわちこの変態点以上の温度より
100℃／秒〜１℃／時の組成に対応した適当な速
度で常温迄冷却することにより、地の規則度が適
度に調整され、すぐれた磁性が得られる。そして
上記の冷却速度の内100℃／秒に近い速度で急冷
すると、規則度が小さくなり、これ以上速く冷却
すると規則化が進まず、規則度はさらに小さくな
り磁性は劣化する。しかしその規則度の小さい合
金をその変態点以下の200℃〜600℃に再加熱し冷
却すると、規則化が進んで適度な規則度となり磁
性は向上する。他方、上記の変態点以上の温度か
ら、例えば１℃／時以下の速度で徐冷すると、規
則化は進みすぎ、磁性は低下する。（実施例）次に本発明の実施例について述べる。実施例１合金番号17（組成Ni−79.0％、Zn−1.0％、Cd
−1.0％、残部Fe）試料を造るには上記組成の合金材料の全重量
800ｇをアルミナ坩堝に入れ、アルゴン中で高周
波誘導炉によつて溶かした後、よく撹拌して均質
な溶融合金とした。ついでこれを直径25mm、高さ
170mmの孔をもつ鋳型に注入し、得られた鋳塊を
約1100℃で鍛造して厚さ約７mmの板とした。さら
に約600〜900℃の間で厚さ１mmまで熱間圧延し、
ついで常温で冷間圧延を施して0.1mmの薄板とし、
それから外径45mm、内径33mmの環状板および磁気
ヘツドのコアを打ち抜いた。つぎにこれらに第１
表に示す種々な熱処理を施し、環状板で磁気特性
を、またコアを用いて磁気ヘツドを製造し、表面
粗さ計で磁気テープ（CrO₂）による200時間走行
後の摩耗量を測定して第１表のような結果を得
た。

【表】

【表】実施例２合金番号66（組成Ni−79.0％、Zn−0.7％、Cd
−1.2％、Nb−7.0％、残部Fe）試料を造るには上記組成の合金材料の全重量
800ｇをアルミナ坩堝に入れ、真空中で高周波誘
導電気炉によつて溶かした後よく撹拌して溶融合
金とした。製造工程は実施例１と同じである。試
料に種々の熱処理を施して第２表に示すような特
性が得られた。

【表】

【表】つぎに第３表には1150℃の真空中で２時間加熱
した後、600℃から種々な速度で常温まで冷却す
るか、あるいはこれをさらに600℃以下の温度で
再加熱して、常温で測定された代表的な合金の諸
特性が示してある。

【表】

【表】つぎに本発明合金の亜鉛およびカドミウムの添
加効果について図面によつて詳細に述べる。第１
図には78.5％Ni−Fe−Zn合金についてZn添加量
と実効透磁率、飽和磁束密度および摩耗量との関
係を示し、第２図には79％Ni−Fe−７％Nb−Zn
合金についてZn添加量と実効透磁率、飽和磁束
密度および摩耗量との関係を示した。第３図には78.5％Ni−Fe−Cd合金についてCd
添加量と実効透磁率、飽和磁束密度および摩耗量
との関係を示し、第４図には79％Ni−Fe−７％
Nb−Cd合金についてCd添加量と実効透磁率、飽
和磁束密度および摩耗量との関係を示した。第５図は79.0％Ni−Fe−1.0％Zn−1.0％Cd合
金にCu、Ｗ、Ta、NbあるいはMnを添加した場
合の各元素の添加量と実効透磁率、飽和磁束密度
および摩耗量との関係を示す。第６図は79.0％Ni−Fe−1.0％Zn−1.0％Cd合
金にCr、Mo、Ｖ、AuあるいはCoを添加した場
合の各元素の添加量と実効透磁率、飽和磁束密度
および摩耗量との関係を示す。第７図は79.0％Ni−Fe−1.0％Zn−1.0％Cd合
金にTi、Si、Ge、Ga、In、Tl、Sr、Ba、Ptあ
るいはAlを添加した場合の各元素の添加量と実
効透磁率、飽和磁束密度および摩耗量との関係を
示す。第８図は79.0％Ni−Fe−1.0％Zn−1.0％Cd合
金にZr、Hf、Ag、Ce、Be、Sn、Sb、Ｂあるい
はＰを添加した場合の各元素の添加量と実効透磁
率、飽和磁束密度および摩耗量との関係を示す。一般に亜鉛又はカドミウムの添加量の増加とと
もに実効透磁率は著しく増大し、摩耗量は減少す
る。しかし亜鉛およびカドミウムが５％以上では
加工が困難になり好ましくない。本発明のこのような磁気特性の向上は溶解時に
おける亜鉛およびカドミウムの脱酸、脱硫効果に
よつて不純物が除去され、合金組織を清浄にする
とともに、亜鉛およびカドミウムの添加によつて
飽和磁歪および結晶磁気異方性エネルギーが小さ
くなり、磁化し易い状態に成るものと考えられ
る。さらにNi−Zn系、Fe−Zn系、Ni−Cd系お
よびFe−Cd系金属間化合物が微細に析出して磁
区を分割し磁壁を増加させるので、交流磁界にお
ける磁壁の移動速度を相対的に減少させ、そのた
め渦電流損失が小さくなり、大きな実効透磁率が
得られるものと考えられる。また本発明合金の耐
摩耗性の向上は、亜鉛又はカドミウムを添加する
と、Ni−Fe合金の地が固溶体硬化するとともに、
強固な金属間化合物が地に微細に析出し、さらに
耐食性が向上することによるものと考えられる。さらに副成分として添加するCu、Ｗ、Nd、
Ta、Mn、Mo、Ｖ、Au、Co、Cr、Ti、Ge、
Ga、In、Tl、Sr、Ba、Al、Si、Zr、Hf、Ag、
希土類元素、白金族元素、Be、Sn、Sb、Ｂおよ
びＰ等は本発明合金の実効透磁率を高める効果が
あり、またCoは飽和磁束密度を高めるのに有効
である。さらにCu、Ｗ、Nb、Ta、Ｖ、Au、
Ti、Ge、Ga、In、Tl、Sr、Ba、Al、Si、Zr、
Hf、Ag、希土類元素、白金族元素、Be、Sn、
Sb、ＢおよびＰ等は本発明合金の耐摩耗性を改
善する効果が大きく、さらにSr、Ba、Nb、Ta、
Mn、Ti、Si、希土類元素は鍛造加工性を改善す
る効果が大きい。次に本発明において合金の組成をニツケル30〜
90％、亜鉛又はカドミウムの１種または２種の合
計0.001〜５％および残部鉄と限定し、またこれ
に添加する元素を銅30％以下、タングステン、タ
ンタルのそれぞれ20％以下、ニオブ、マンガン、
クロムのそれぞれ15％以下、モリブデン、バナジ
ウム、金、コバルトのそれぞれ10％以下、チタ
ン、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、インジウ
ム、タリウム、ストロンチウム、バリウム、白金
族元素のそれぞれ５％以下、アルミニウム、ジル
コニウム、ハフニウム、銀、希土類元素、ベリリ
ウム、錫、アンチモンのそれぞれ３％以下、ホウ
素、リンのそれぞれ２％以下の１種または２種以
上の合計0.01〜30％と限定した理由は、実施例、
第３表および図面で明らかなように、その組成範
囲の飽和磁束密度は5000G以上で、実効透磁率お
よび耐摩耗性にすぐれ、且つ加工性も良好である
が、組成がこの範囲をはずれると飽和磁束密度が
5000G以下となり、実効透磁率が低下し、摩耗が
大きくなり、且つ加工が困難となり、磁気記録再
生ヘツドの材料として不適当となるからである。
すなわち、亜鉛およびカドミウムが0.001％未満
では添加効果を小さく、５％を越えると鋳造加工
が困難となる。そしてこれに副成分として銅30％
以下、タングステン20％、ニオブ15％、タンタル
20％、マンガン15％、クロム15％、モリブデン10
％、バナジウム10％、金10％、チタン５％、ゲル
マニウム５％、ガリウム５％、インジウム５％、
タリウム５％、ストロンチウム５％、バリウム５
％、白金族元素５％のそれぞれを越え添加すると
飽和磁束密度が5000G以下となるからであり、ジ
ルコニウム３％、銅３％、ケイ素５％、アルミニ
ウム３％、ハフニウム３％、希土類元素３％、ベ
リリウム３％、錫３％、アンチモン３％、ホウ素
２％、リン２％のそれぞれを越えて添加すると鍛
造あるいは加工が困難となるからであり、Coを
10％を越え添加すると実効透磁率が小さくなるか
らである。なお、第３表より明らかなように、Ni−Fe系
合金に副成分の何れかを入れると実効透磁率は更
に大きくなり、また、硬度も高くなり、耐摩耗性
が改善されるのでこれらの副成分の添加は同一効
果であり、同効成分と見做し得る。また、希土類
元素はスカンジウム、イツトリウムおよびランタ
ン系元素からなるものであるが、その副成分添加
効果は全く同一であり、白金族元素は白金、イリ
ジウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、オ
スミウムからなるが、その効果も全く同一であ
る。尚、炭素、窒素、酸素および硫黄は耐摩耗性を
改善し、Te、Se、Bi、CaおよびPbは快削性を改
善するので、磁気特性を損わない程度の各々0.1
％以下ならば有効であり、本発明合金に不純物と
して含有されても差支えない。（発明の効果）要するに本発明合金は飽和磁束密度が5000G以
上で実効透磁率が高く、耐摩耗性がすぐれ、且つ
加工性が良好なので磁気録音再生ヘツド用磁性合
金として好適であるばかりでなく、VTRおよび
電子計算機の磁気記録再生ヘツドならびに普通の
電気機器などに用いる磁性材料としても非常に好
適である。

【図面の簡単な説明】

第１図は78.5％Ni−Fe−Zn合金の亜鉛量と実
効透磁率、飽和磁束密度および摩耗量との関係を
示す特性図、第２図は79％Ni−Fe−７％Nb−Zn
合金の亜鉛量と実効透磁率、飽和磁束密度および
摩耗量との関係を示す特性図、第３図は78.5％Ni
−Fe−Cd合金のカドミウム量と実効透磁率、飽
和磁束密度および摩耗量との関係を示す特性図、
第４図は79％Ni−Fe−７％Nb−Cd合金のカド
ミウム量と実効透磁率、飽和磁束密度および摩耗
量との関係を示す特性図、第５図は79.0％Ni−
Fe−1.0％Zn−1.0％Cd合金にCu、Ｗ、Ta、Nb
あるいはMnを添加した場合の各元素の添加量と
実効透磁率、飽和磁束密度および摩耗量との関係
を示す特性図、第６図は79.0％Ni−Fe−1.0％Zn
−1.0％Cd合金にCr、Mo、Ｖ、AuあるいはCoを
添加した場合の各元素の添加量と実効透磁率、飽
和磁束密度および摩耗量との関係を示す特性図、
第７図は79.0％Ni−Fe−1.0％Zn−1.0％Cd合金
にTi、Si、Ge、Ga、In、Tl、Sr、Ba、Ptある
いはAlを添加した場合の各元素の添加量と実効
透磁率、飽和磁束密度および摩耗量との関係を示
す特性図、第８図は79.0％Ni−Fe−1.0％Zn−1.0
％Cd合金にZr、Hf、Ag、Ce、Be、Sn、Sb、Ｂ
あるいはＰを添加した場合の各元素の添加量と実
効透磁率、飽和磁束密度および摩耗量との関係を
示す特性図である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量比にてニツケル30〜90％、亜鉛およびカ
ドミウムの１種または２種の合計0.001〜５％、
少量の不純物と残部鉄からなり、飽和磁束密度
5000G以上を有することを特徴とする磁気記録再
生ヘツド用耐摩耗性高透磁率合金。２重量比にてニツケル30〜90％、亜鉛およびカ
ドミウムの１種または２種の合計0.001〜５％、
少量の不純物と残部鉄からなる合金を主成分と
し、副成分として銅30％以下、タングステン、タ
ンタルのそれぞれ20％以下、ニオブ、マンガン、
クロムのそれぞれ15％以下、モリブデン、バナジ
ウム、金、コバルトのそれぞれ10％以下、チタ
ン、ケイ素、ゲルマニウム、ガリウム、イソジウ
ム、タリウム、ストロンチウム、バリウム、白金
族元素のそれぞれ５％以下、アルミニウム、ジル
コニウム、ハフニウム、銀、希土類元素、ベリリ
ウム、錫、アンチモンのそれぞれ３％以下、ホウ
素、リンのそれぞれ２％以下の１種または２種以
上の合計0.01〜30％を含有してなり、飽和磁束密
度5000G以上を有することを特徴とする磁気記録
再生ヘツド用耐摩耗性高透磁率合金。３重量比にてニツケル30〜90％、亜鉛およびカ
ドミウムの１種または２種の合計0.001〜５％、
少量の不純物と残部鉄からなる合金を、600℃以
上融点以下の温度で非酸化性雰囲気あるいは真空
中において、少くとも１分間以上100時間以下の
組成に対応した適当時間加熱した後、600℃以上
の温度から100℃／秒〜１℃／時の組成に対応し
た適当な速度で常温まで冷却することを特徴とす
る磁気記録再生ヘツド用耐摩耗性高透磁率合金の
製造法。４重量比にてニツケル30〜90％、亜鉛およびカ
ドミウムの１種または２種の合計0.001〜５％、
少量の不純物と残部鉄からなる合金を、600℃以
上融点以下の温度で非酸化性雰囲気あるいは真空
中において、少くとも１分間以上100時間以下の
組成に対応した適当時間加熱した後、600℃以上
の温度から100℃／秒〜１℃／時の組成に対応し
た適当な速度で常温まで冷却し、これをさらに
600℃以下の温度で非酸化性雰囲気中あるいは真
空中において１分間以上、組成に対応した適当時
間加熱し、冷却することを特徴とする磁気記録再
生ヘツド用耐摩耗性高透磁率合金の製造法。