JPH05287423A - インピーダンス比透磁率の優れたパーマロイおよびその製造方法 - Google Patents

インピーダンス比透磁率の優れたパーマロイおよびその製造方法

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JPH05287423A
JPH05287423A JP4085396A JP8539692A JPH05287423A JP H05287423 A JPH05287423 A JP H05287423A JP 4085396 A JP4085396 A JP 4085396A JP 8539692 A JP8539692 A JP 8539692A JP H05287423 A JPH05287423 A JP H05287423A
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permalloy
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sheet
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JP4085396A
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Kunihide Takashima
邦秀 高嶋
Kenzo Iwayama
健三 岩山
Hidehiko Sumitomo
秀彦 住友
Yasuhiro Shimizu
庸宏 清水
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Nippon Steel Corp
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Nippon Steel Corp
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    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14708Fe-Ni based alloys
    • H01F1/14716Fe-Ni based alloys in the form of sheets
    • H01F1/14725Fe-Ni based alloys in the form of sheets with insulating coating

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 零相変流器等の磁心材料に要求される商用周
波数でのインピーダンス比透磁率の、特に消磁特性と着
磁特性の両方に優れ、且つその差の小さい優れた製品を
得る製造法。 【構成】 PC1種パーマロイのNi,Moの一部をC
uで置換すると共に、磁性焼鈍後段の600℃から30
0℃間の冷却速度を10℃/h〜100℃/hの範囲に
制御する方法。 【効果】 上記構成による製造法によりインピーダンス
比透磁率の消磁状態と着磁状態の特性の差が極めて小さ
く、且つその絶対値も40,000以上の極めて優れた
ものを得ることができる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、Ni−Fe系合金、特
に高Ni−Fe系合金、所謂JIS−PC級パーマロイ
およびその製造方法に関する。さらに詳しくは、磁気特
性、就中インピーダンス比透磁率が改善されたパーマロ
イおよびその製造方法に関するものである。
【0002】
【従来の技術】Ni−Fe系磁性合金はパーマロイと呼
ばれ、磁気シールド、磁気ヘッド等の軟質磁性材料とし
て多くの分野で使用されている。これらの用途に供され
る材料に要求される特性は、直流での初比透磁率、最大
比透磁率若しくは高周波でのインダクタンス比透磁率で
ある。然るに、最近、零相変流器等へパーマロイの用途
が広がるにつれて新しい特性が要求されるようになり、
先頃JISにも商用周波数でのインピーダンス比透磁率
が規定されるようになったのは記憶に新しい処である。
【0003】従来、パーマロイの磁気特性改善の試みは
多数なされてきているが、その殆どは直流比透磁率或い
はインダクタンス比透磁率の改善に関するものであっ
て、インピーダンス比透磁率の改善に関するものは見当
たらない。発明者等の検討の結果、従来の直流比透磁率
や高周波域でのインダクタンス比透磁率と、新しい要求
特性である商用周波数インピーダンス比透磁率は必ずし
も特性の関わりはなく、従来の特性値を最大にする条件
で製造されたものが、インピーダンス比透磁率はあまり
良くない結果がしばしば見られた。
【0004】更に零相変流器等に使用される磁心材料に
要求される特性は、その使用環境から、定常状態での消
磁特性とともに停電から復帰時等の着磁状態の特性も同
時に要求されるようになってきた。発明者等の検討の結
果、消磁状態でのインピーダンス比透磁率は非常に優れ
るが、着磁状態のインピーダンス比透磁率が極端に劣化
する結果が、通常のPC級パーマロイにおいてしばしば
見られた。而して、消磁状態のみならず着磁状態のイン
ピーダンス比透磁率をも良好ならしめるパーマロイおよ
びその製造手段の確立が望まれていた処である。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、消磁状態の
みならず着磁状態でもベストのインピーダンス比透磁率
を有し、その差の少ないパーマロイおよびその製造手段
を提供することを目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の特徴は、下記の
通りである。 1)重量比で、Ni:60%以上,75%以下、Cu:
10%以上,21%以下、Mo:2%以下、残部:Fe
および不可避不純物からなる合金からなることを特徴と
するインピーダンス比透磁率の優れたパーマロイ。
【0007】2)重量比で、Ni:60%以上,75%
以下、Cu:10%以上,21%以下、Mo:2%以
下、残部:Feおよび不可避不純物からなる合金を溶製
し、鋳造してインゴットとしこれを熱間圧延して薄板と
するか或いは溶融合金を鋳造して直接的に薄板を得る急
冷凝固法によって薄板とし、次いで薄板表面の酸化物を
除去した後、1回或いは中間焼鈍を介挿する2回以上の
冷間圧延工程によって最終板厚とし、然る後、焼鈍分離
剤を塗布し1000℃以上の温度で磁性焼鈍を施すに際
し、該磁性焼鈍工程後段の600℃〜300℃の間の冷
却速度を10℃/h以上,100℃/h以下に制御する
ことを特徴とするインピーダンス比透磁率の優れたパー
マロイおよびその製造方法。
【0008】3)薄板表面の酸化物を除去するに先だっ
て900℃以上の温度域での焼鈍を材料に施すこと。
【0009】以下本発明の詳細について説明する。発明
者等は、従来、必ずしも消磁状態とともに着磁状態での
インピーダンス比透磁率をもベストにする製造条件でパ
ーマロイが製造されていなかった点に対して、成分面お
よび磁性焼鈍における材料の冷却速度を従来とは異なっ
た観点から見直した結果、最適成分系およびその成分系
に見合った冷却速度を見出し、インピーダンス比透磁率
の極めて優れた製品を得ることを可能としたものであ
る。
【0010】本発明における第1発明の特徴である成分
組成の限定理由を説明する。Niは本発明の磁性合金の
基本成分であり、60%未満では優れたインピーダンス
比透磁率の製品が得ることができない。一方、75%を
超えるNi含有量では、後に述べるCu含有量との関係
で、製品の飽和磁束密度が低下するのみならずインピー
ダンス比透磁率も低下する。
【0011】Moは、PCパーマロイにおいて、磁気異
方性定数をコントロールし磁気特性を左右する重要な元
素であり、後述するCu添加量との関係もあるが、本成
分系では2%以下の添加がインピーダンス比透磁率を向
上させるのに有効である。2%超の添加ではインピーダ
ンス比透磁率が劣化する。
【0012】Cuは、磁歪定数を通じて磁気特性に関係
し、インピーダンス比透磁率の改善特に着磁状態の特性
改善に極めて重要な成分であり、10%未満の添加では
消磁状態のインピーダンス比透磁率は優れたものがある
が、着磁状態でのインピーダンス比透磁率の向上が見ら
れない。21%を超えて添加すると製品の磁束密度が低
下するのみならずインピーダンス比透磁率も低下する。
残部はFeである。
【0013】C,S,N,Oは不純物元素であり、可及
的に少ない方がよい。また、介在物も少ない方が好まし
く、そのための脱酸剤として若干のSi,Al,Mn等
を添加してもかまわない。
【0014】次に、製造プロセスについて説明する。溶
解方法は特に限定しないが、不純物や介在物を低減する
ために、AOD精錬法や真空誘導加熱溶解法を適用する
ことが好ましい。冷間圧延原板は、溶融合金を鋳造して
インゴットとしこれを熱間圧延して熱延板とするプロセ
ス或いは溶融合金を急冷凝固法によって直接的に薄帯を
得るプロセスによって製造することができる。
【0015】得られた熱延板或いは鋳造薄帯に、必要に
応じて900℃以上の温度域での焼鈍を施した後、酸洗
或いはメカニカル・デスケーリングたとえば高圧水に砂
鉄を混合したジェットを適用する方法等によって表面酸
化物除去処理を施す。こうして得られたストリップを1
回或いは中間焼鈍を介挿する2回以上の冷間圧延工程に
よって最終板厚とする。
【0016】次いで、材料に焼鈍分離剤を塗布し、水素
或いは水素含有雰囲気中、1000℃以上の温度域に材
料を加熱する過程を含む磁性焼鈍を施す。本発明の第2
の点は、この磁性焼鈍工程における冷却過程で、600
℃から300℃の間の冷却速度を制御するようにした点
に特徴がある。
【0017】JIS−PC1種パーマロイの通常成分よ
りCuを多量に含有するパーマロイにおいては、例えば
特開昭58−100651号公報に記載されているよう
に、従来の要求特性である直流比透磁率を最大にするた
めには、300℃/h程度の冷却速度で行うのが通例で
あった。
【0018】しかしながらこの条件下では、本発明の目
的であるインピーダンス比透磁率は最大値をとらず、通
常の概念とは異なりもっと遅い冷却速度のところに最適
条件が存在することを、発明者等は見出し本発明を完成
させた。
【0019】即ち600℃〜300℃間を10℃/h以
上,100℃/h以下の冷却速度で材料を冷却する。1
00℃/hを超える冷却速度ではインピーダンス比透磁
率が劣化する。一方、10℃/hに満たない冷却速度で
材料を冷却するには、焼鈍時間が長くなりすぎ経済的で
ない。
【0020】
【実施例】
実施例1 Ni,Cu,Moを表1に示す量含有し、残部Feおよ
び不可避不純物からなる成分の合金を真空誘導加熱溶解
炉で溶製し、スラブ状に鋳造し、ブレークダウン、熱延
により5.1mm厚の熱延板を作製した。表面研削により
表面酸化物を除去後0.5mmまで冷延し、冷延後脱脂
し、900℃で2分間の中間焼鈍を行い、酸洗後0.1
mmまで冷延した。
【0021】冷延板から外径45mm、内径33mmのJI
Sリング試験片を加工し、焼鈍分離剤として、アルミナ
のアルコールスラリーを塗布し、ドライ水素雰囲気で1
050℃×3時間の磁性焼鈍を行った。その際600℃
から300℃の間の冷却速度を20℃/hで行った。得
られた結果を表1に示す。
【0022】
【表1】
【0023】表1に示すように、Ni:75%超、C
u:10%未満、Mo:2%超の成分(比較例)では消
磁状態のインピーダンス比透磁率は良好であるが、着磁
状態での特性は著しく劣化している。また、Ni:60
%未満、Cu:21%超の成分(比較例)ではインピー
ダンス比透磁率は消磁状態、着磁状態ともに劣ってい
る。それに対し本発明成分範囲の材料では、インピーダ
ンス比透磁率の値が40,000を超える優れた値を示
すとともに、消磁特性と着磁特性の差も著しく改善され
非常にわずかとなっているのが明確である。
【0024】実施例2 Ni:69.9%、Mo:1.49%、Cu:14.0
4%、残部Feおよび不可避不純物からなる成分の合金
を真空誘導加熱溶解炉で溶製し、スラブ状に鋳造し、ブ
レークダウン、熱延により5.1mm厚の熱延板を作製し
た。表面研削により表面酸化物を除去後0.5mmまで冷
延し、冷延後脱脂し、900℃で2分間の中間焼鈍を行
い、酸洗後0.1mmまで冷延した。
【0025】冷延板から外径45mm、内径33mmのJI
Sリング試験片を加工し、焼鈍分離剤として、アルミナ
のアルコールスラリーを塗布し、ドライ水素雰囲気で1
050℃×3時間の磁性焼鈍を行った。その際600℃
から300℃の間の冷却速度を20℃/hから200℃
/hまで変化させて行った。得られた結果を表2に示
す。
【0026】
【表2】
【0027】表2に示すように、冷却速度が200℃/
hの場合(比較例)は消磁状態のインピーダンス比透磁
率は優れているが、着磁状態の特性劣化も著しい。一方
本発明範囲の冷却速度20〜100℃/hでは消磁状態
とともに着磁状態のインピーダンス比透磁率も40,0
00を超え、且つその差も小さく優れた製品が得られて
いる。
【0028】
【発明の効果】本発明の成分、磁性焼鈍法によると極め
て優れたインピーダンス比透磁率の製品が得られ、工業
的に有益な製造法である。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 清水 庸宏 光市大字島田3434番地 新日本製鐵株式会 社光製鐵所内

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比で、 Ni:60%以上,75%以下、 Cu:10%以上,21%以下、 Mo:2%以下、 残部:Feおよび不可避不純物からなる合金からなるこ
    とを特徴とするインピーダンス比透磁率の優れたパーマ
    ロイ。
  2. 【請求項2】 重量比で、 Ni:60%以上,75%以下、 Cu:10%以上,21%以下、 Mo:2%以下、 残部:Feおよび不可避不純物からなる合金を溶製し、
    鋳造してインゴットとしこれを熱間圧延して薄板とする
    か或いは溶融合金を鋳造して直接的に薄板を得る急冷凝
    固法によって薄板とし、次いで薄板表面の酸化物を除去
    した後、1回或いは中間焼鈍を介挿する2回以上の冷間
    圧延工程によって最終板厚とし、然る後、焼鈍分離剤を
    塗布し1000℃以上の温度で磁性焼鈍を施すに際し、
    該磁性焼鈍工程後段の600℃〜300℃の間の冷却速
    度を10℃/h以上,100℃/h以下に制御すること
    を特徴とするインピーダンス比透磁率の優れたパーマロ
    イおよびその製造方法。
  3. 【請求項3】 薄板表面の酸化物を除去するに先だって
    900℃以上の温度域での焼鈍を材料に施すことを特徴
    とする請求項2に記載のインピーダンス比透磁率の優れ
    たパーマロイおよびその製造方法。
JP4085396A 1992-04-07 1992-04-07 インピーダンス比透磁率の優れたパーマロイおよびその製造方法 Withdrawn JPH05287423A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR100482924B1 (ko) * 1996-09-19 2005-08-29 다이도 도꾸슈꼬 가부시끼가이샤 자기차폐시트및그제조방법,및이것을사용하는케이블
CN106856119A (zh) * 2016-12-07 2017-06-16 中国航空工业集团公司北京航空材料研究院 一种多元结构宽带片状吸收剂的制备方法

Cited By (3)

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KR100482924B1 (ko) * 1996-09-19 2005-08-29 다이도 도꾸슈꼬 가부시끼가이샤 자기차폐시트및그제조방법,및이것을사용하는케이블
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