JPS5842751A - 磁気特性の経時変化の極めて小さい低鉄損鉄系非晶質合金 - Google Patents
磁気特性の経時変化の極めて小さい低鉄損鉄系非晶質合金Info
- Publication number
- JPS5842751A JPS5842751A JP56140263A JP14026381A JPS5842751A JP S5842751 A JPS5842751 A JP S5842751A JP 56140263 A JP56140263 A JP 56140263A JP 14026381 A JP14026381 A JP 14026381A JP S5842751 A JPS5842751 A JP S5842751A
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- JP
- Japan
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- alloy
- iron loss
- amorphous
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は主として電力用トランス、カレントトランス、
高周波トランス、リアクトル壜どの電力変換器の鉄心と
して用いられる鉄損が極めて低く熱的安定性のよい非晶
質合金に関するものである。
高周波トランス、リアクトル壜どの電力変換器の鉄心と
して用いられる鉄損が極めて低く熱的安定性のよい非晶
質合金に関するものである。
鉄心用材料に要求される磁気特性としては、先ず鉄損の
低いこと、励磁特性の良いことが必要である。特に鉄損
は交流励磁される鉄心の中で熱と 。
低いこと、励磁特性の良いことが必要である。特に鉄損
は交流励磁される鉄心の中で熱と 。
して失われる電力で、全世界で日夜無駄に失われている
電力損失は莫大な額になると言われている。
電力損失は莫大な額になると言われている。
また高周波トランスでは鉄損による熱は磁心の温度を上
昇させるため材料の選択、動作磁束密度など設計上多く
の制約をもたらしている。而して現在電力変換機器の磁
心材料として、珪素鋼板、薄物珪素鋼帯、フェライト、
ノダーマロイ、鉄粉などが具体的用途に応じて使用され
ているが、広い応用分野にわたシ特性と鮭済性とを満足
させるような材料はなかった。
昇させるため材料の選択、動作磁束密度など設計上多く
の制約をもたらしている。而して現在電力変換機器の磁
心材料として、珪素鋼板、薄物珪素鋼帯、フェライト、
ノダーマロイ、鉄粉などが具体的用途に応じて使用され
ているが、広い応用分野にわたシ特性と鮭済性とを満足
させるような材料はなかった。
ところが近年非晶質（アモルファス）金属と呼ばれる高
温の溶融状態から超急冷することによりて液体と同じよ
うなランダム（非同期）構造をもつ合金薄帯を作る方法
が開発された。この材料は原理的に異方性がなく、電気
抵抗が高く、薄いものが容易に得られるため広い周波数
帯斌で鉄損が低く、励磁特性も良いので注目されている
。しかしながら電カドランス用途には飽和磁束密度Ｂ。
温の溶融状態から超急冷することによりて液体と同じよ
うなランダム（非同期）構造をもつ合金薄帯を作る方法
が開発された。この材料は原理的に異方性がなく、電気
抵抗が高く、薄いものが容易に得られるため広い周波数
帯斌で鉄損が低く、励磁特性も良いので注目されている
。しかしながら電カドランス用途には飽和磁束密度Ｂ。
が珪素鋼板に比較してかなり低いこと、熱的安定性が悪
い等の欠点があり、実用化の問題点とされていた。その
ため飽和磁束密度を高めるため成分組成の検討が種々な
され例えば特開昭５４−６１１４０号公報、同５５−１
５８２５１号公報、同５４−１４８１２２号公報等の発
明が提案されている。
い等の欠点があり、実用化の問題点とされていた。その
ため飽和磁束密度を高めるため成分組成の検討が種々な
され例えば特開昭５４−６１１４０号公報、同５５−１
５８２５１号公報、同５４−１４８１２２号公報等の発
明が提案されている。
しかしながらなお室温におけるＢ、の値１７ＫＧをいく
らか越える程度であシ、珪素鋼の２０ ＫＧには及ばな
い、しかも公知のＢ、の高い組成をもつ合金はいずれも
トランス運転中の鉄心の温度（７０〜１５０℃）におけ
る低下率が大きく、使用される ゛温度における磁束密
度は１５〜１６ ＫＧ程度に低下して珪素鋼との差は再
び開いてしまう。さらに前記のような現在公知の合金系
は熱的安定性が低い欠点がある。従って非晶質合金の特
徴を生かすためＫは原理的に低い鉄損をさらに下げ、か
つ非晶質合金共通の欠点である熱的不安定性を改良した
合金系を見出すことが実用上鏝も有利である。
らか越える程度であシ、珪素鋼の２０ ＫＧには及ばな
い、しかも公知のＢ、の高い組成をもつ合金はいずれも
トランス運転中の鉄心の温度（７０〜１５０℃）におけ
る低下率が大きく、使用される ゛温度における磁束密
度は１５〜１６ ＫＧ程度に低下して珪素鋼との差は再
び開いてしまう。さらに前記のような現在公知の合金系
は熱的安定性が低い欠点がある。従って非晶質合金の特
徴を生かすためＫは原理的に低い鉄損をさらに下げ、か
つ非晶質合金共通の欠点である熱的不安定性を改良した
合金系を見出すことが実用上鏝も有利である。
本発明者らは多くの合金組成について、その磁気特性お
よび熱的安定性を調べた結果、鉄損の低い組成と熱的安
定性のすぐれた組成には対応関係があることを見い出し
た。熱的安定性の高い組成は熱処理によって非晶質構造
を安定化することができ、同時に鉄損も改善される。熱
的に不安定な組成に比べて高い熱処理温度を採用できる
ため、鉄損改善の効果が大きいことを見出し、この具体
的組成を特願昭５５−３０２５３号および特願昭５６−
３２３４５号として出願した。これらはＦ・、８１ｂＢ
、Ｃｄなる化学式で表示される実質的に非晶質である合
金で、ａ、ｂ、ａ、ｄはそれぞれ原子数−で次の範囲に
あった。
よび熱的安定性を調べた結果、鉄損の低い組成と熱的安
定性のすぐれた組成には対応関係があることを見い出し
た。熱的安定性の高い組成は熱処理によって非晶質構造
を安定化することができ、同時に鉄損も改善される。熱
的に不安定な組成に比べて高い熱処理温度を採用できる
ため、鉄損改善の効果が大きいことを見出し、この具体
的組成を特願昭５５−３０２５３号および特願昭５６−
３２３４５号として出願した。これらはＦ・、８１ｂＢ
、Ｃｄなる化学式で表示される実質的に非晶質である合
金で、ａ、ｂ、ａ、ｄはそれぞれ原子数−で次の範囲に
あった。
１１−７４〜７９
ｂ；８〜１９
Ｃ−σ〜１３
ｄｘＱ〜３．５
ただしａ ＋ ｂ ＋ ａ ＋ ｄ ＝ １００本発明
者はこれらの組成範囲にある非晶質合金の熱的安定性を
さらに詳しく調査し、数＋年にわたり安定な磁気特性を
保証し得る合金組成を見出した。
者はこれらの組成範囲にある非晶質合金の熱的安定性を
さらに詳しく調査し、数＋年にわたり安定な磁気特性を
保証し得る合金組成を見出した。
すなわち本発明はＦ・、５１ｂＢ１！ｃｄなる化学式で
表示される実質的に非晶質である合金で、＆ ＠ ｂ
＃ ａｍｄはそれぞれ原子数−で次の範囲にある。
表示される実質的に非晶質である合金で、＆ ＠ ｂ
＃ ａｍｄはそれぞれ原子数−で次の範囲にある。
ａ 工 ７７〜７９
ｂ−８〜１２
ｅ＝９〜１１
ａ−１〜３
ただしｈ ＋ ｂ ＋ ｅ ＋ ｄ −１００特に好ま
しくはＦ・７！ｌ”１゜Ｂ、。Ｃ２の組成である。
しくはＦ・７！ｌ”１゜Ｂ、。Ｃ２の組成である。
これらの成分的要求を満たす非晶質合金は第１表、第２
表に示すように通常のトランス使用温度よりもはるかに
高い２００℃においても磁気特性の軽時変化が本発明の
組成範囲外のそれに比べて極めて小さい、す壜わち本発
明の範囲の組成を有する非晶質合金は、同時に高い非晶
質形成能（非晶質にな９やすさ）をもつため、厚いり一
ンを作ることが容易で、かつりがンの長手方向の特性変
動が小さいという実用上きわめて有利な特性を併せもっ
ている。
表に示すように通常のトランス使用温度よりもはるかに
高い２００℃においても磁気特性の軽時変化が本発明の
組成範囲外のそれに比べて極めて小さい、す壜わち本発
明の範囲の組成を有する非晶質合金は、同時に高い非晶
質形成能（非晶質にな９やすさ）をもつため、厚いり一
ンを作ることが容易で、かつりがンの長手方向の特性変
動が小さいという実用上きわめて有利な特性を併せもっ
ている。
本発明の非晶質合金を製造する方法社先にも触れたよう
に溶融状態の合金を回転するロールやドラムの外壁ある
いは内壁に噴射、衝突させ片面が 。
に溶融状態の合金を回転するロールやドラムの外壁ある
いは内壁に噴射、衝突させ片面が 。
ら冷却する方法（片ロール法および遠心急冷法）あるい
は１対の四−ルの間で両面から冷却する方法（双ロール
法）などによって連続的に製造する公知の方法いずれに
よりてもよい。
は１対の四−ルの間で両面から冷却する方法（双ロール
法）などによって連続的に製造する公知の方法いずれに
よりてもよい。
急冷された薄帯は一般にそのまま（ａｓ Ｃａ５ｔ ）
の状態では充分な特性を示さないので、通常磁性向上の
ために結晶化開始温度以下で熱処理される。
の状態では充分な特性を示さないので、通常磁性向上の
ために結晶化開始温度以下で熱処理される。
熱処理をよシ効果的にする丸めに、磁界中あるいは張力
下で行なうのがよい０本発明の合金の特徴は熱処理の効
果にも表われる。すなわち、結晶化開始温度が従来の高
磁束密度合金に比べてきわめて高いため、高い熱処理温
度を採用できる。高い熱処理温度は、冷却後に残留する
ひずみを充分に除去することを可能とし、その結果鉄損
の低減率が大きい利点を有する。たとえば従来材では特
開昭！５５−１５８２５１号公報に開示される如く３８
５℃以下の温度で熱処理する必要があったのに対して、
本発明の合金では４３０’Ｃまでの高温での熱処理を可
能にした。
下で行なうのがよい０本発明の合金の特徴は熱処理の効
果にも表われる。すなわち、結晶化開始温度が従来の高
磁束密度合金に比べてきわめて高いため、高い熱処理温
度を採用できる。高い熱処理温度は、冷却後に残留する
ひずみを充分に除去することを可能とし、その結果鉄損
の低減率が大きい利点を有する。たとえば従来材では特
開昭！５５−１５８２５１号公報に開示される如く３８
５℃以下の温度で熱処理する必要があったのに対して、
本発明の合金では４３０’Ｃまでの高温での熱処理を可
能にした。
次に本発明の実施例を示す。
実施例１
化学式Ｆ・ｙａｓ’、。Ｂ、。Ｃ２で表示される合金を
、この合金の液相温度よ）約１００℃高い１１００℃に
加熱し、冷却用の鋼製単ロールの表面で急冷した。得ら
れた薄帯は！チャージ２Ｃ）ｉｓ巾で約３００１であっ
た。得られた薄帯の磁場中焼鈍後の磁気特性および２０
０℃で２０００時間経過後の磁気特性を第１表に示した
。但し焼鈍条件は磁界３００Φ、３９０℃Ｘ３０分水素
中であった。ｔｔ磁気特性は試料の大きさ２０簡巾Ｘ１
２０ｍとし、単板測定器によプ測定した。第２１Ｍ！に
示し九比較例に比べて磁気特性の変化が極めて小さいこ
とが判る。
、この合金の液相温度よ）約１００℃高い１１００℃に
加熱し、冷却用の鋼製単ロールの表面で急冷した。得ら
れた薄帯は！チャージ２Ｃ）ｉｓ巾で約３００１であっ
た。得られた薄帯の磁場中焼鈍後の磁気特性および２０
０℃で２０００時間経過後の磁気特性を第１表に示した
。但し焼鈍条件は磁界３００Φ、３９０℃Ｘ３０分水素
中であった。ｔｔ磁気特性は試料の大きさ２０簡巾Ｘ１
２０ｍとし、単板測定器によプ測定した。第２１Ｍ！に
示し九比較例に比べて磁気特性の変化が極めて小さいこ
とが判る。
実施例２
第２表の各組成を有するように配合した原料を溶解後、
液相温度より５０〜１５０℃高い温度から実施例１と同
じ方法により急冷し、非晶質合金薄帯を得た。得られた
薄帯の磁気特性および２００℃で２０００時間経過後の
磁気特性を比較例とともに示す。この結果から明らかな
ように本発明の範囲の組成を有する非晶質合金の鉄損お
よび安定性は比較例に比べて極めてすぐれている。％に
鉄損の劣化が小さい。
液相温度より５０〜１５０℃高い温度から実施例１と同
じ方法により急冷し、非晶質合金薄帯を得た。得られた
薄帯の磁気特性および２００℃で２０００時間経過後の
磁気特性を比較例とともに示す。この結果から明らかな
ように本発明の範囲の組成を有する非晶質合金の鉄損お
よび安定性は比較例に比べて極めてすぐれている。％に
鉄損の劣化が小さい。
以上説明したように本発明は磁気特性の鮭時変化が極め
て小さく永年にわ九シ安定した特性を得ることができる
。
て小さく永年にわ九シ安定した特性を得ることができる
。
手続補正書（自発）
昭和５６年１１月２６日
特許庁長官 島 １）春 樹膜
・ １． 事件の表示
昭和５６年特許願第１４０２６３号
２、 発明の名称
磁気特性の経時変化の極めて小さい低鉄損鉄系非晶質合
金 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 （６６５）新日本製鐵株式會社 代表者 武 １） 豊 ４、代理人刊Ｏ 東京都千代田区丸の内二丁目４番１号
金 ３、 補正をする者 事件との関係 特許出願人 東京都千代田区大手町二丁目６番３号 （６６５）新日本製鐵株式會社 代表者 武 １） 豊 ４、代理人刊Ｏ 東京都千代田区丸の内二丁目４番１号
Claims (2)
- （１） Ｆ＠、８１ｂＢ、Ｃｄなる組成をもつ磁気特
性の経時変化の葎めて小さい低鉄損鉄系非晶質合金。 ただし”＊ｂ＊６＊ｄは原子数−で ａ−７７〜７９ ｂ−ｓ〜１２ ６ ｗ ９〜１１ ｄ冨１〜３ ａ ＋ ｂ ＋ ｅ ＋ ｄ ＝ １００である。 - （２）Ｆ・７８”１゜”１Ｏｃ２の組成である特許請求
の範囲第１項記載の磁気特性の経時変化の極めて小さい
低鉄損鉄系非晶質合金。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56140263A JPS5842751A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 磁気特性の経時変化の極めて小さい低鉄損鉄系非晶質合金 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP56140263A JPS5842751A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 磁気特性の経時変化の極めて小さい低鉄損鉄系非晶質合金 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS5842751A true JPS5842751A (ja) | 1983-03-12 |
| JPH0137467B2 JPH0137467B2 (ja) | 1989-08-07 |
Family
ID=15264705
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP56140263A Granted JPS5842751A (ja) | 1981-09-08 | 1981-09-08 | 磁気特性の経時変化の極めて小さい低鉄損鉄系非晶質合金 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS5842751A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5593513A (en) * | 1992-12-23 | 1997-01-14 | Alliedsignal Inc. | Amorphous Fe-B-Si-C alloys having soft magnetic characteristics useful in low frequency applications |
| US5593518A (en) * | 1992-12-23 | 1997-01-14 | Alliedsignal Inc. | Amorphous Fe-B-Si-C alloys having soft magnetic characteristics useful in low frequency applications |
| EP0787814A1 (en) | 1996-01-31 | 1997-08-06 | Kawasaki Steel Corporation | Low boron amorphous alloy and process for producing same |
| US5871593A (en) * | 1992-12-23 | 1999-02-16 | Alliedsignal Inc. | Amorphous Fe-B-Si-C alloys having soft magnetic characteristics useful in low frequency applications |
| JP2007234714A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 配電用アモルファス変圧器 |
-
1981
- 1981-09-08 JP JP56140263A patent/JPS5842751A/ja active Granted
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5593513A (en) * | 1992-12-23 | 1997-01-14 | Alliedsignal Inc. | Amorphous Fe-B-Si-C alloys having soft magnetic characteristics useful in low frequency applications |
| US5593518A (en) * | 1992-12-23 | 1997-01-14 | Alliedsignal Inc. | Amorphous Fe-B-Si-C alloys having soft magnetic characteristics useful in low frequency applications |
| US5871593A (en) * | 1992-12-23 | 1999-02-16 | Alliedsignal Inc. | Amorphous Fe-B-Si-C alloys having soft magnetic characteristics useful in low frequency applications |
| EP0787814A1 (en) | 1996-01-31 | 1997-08-06 | Kawasaki Steel Corporation | Low boron amorphous alloy and process for producing same |
| JP2007234714A (ja) * | 2006-02-28 | 2007-09-13 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co Ltd | 配電用アモルファス変圧器 |
| JP4558664B2 (ja) * | 2006-02-28 | 2010-10-06 | 株式会社日立産機システム | 配電用アモルファス変圧器 |
| US9177706B2 (en) | 2006-02-28 | 2015-11-03 | Hitachi Industrial Equipment Systems Co., Ltd. | Method of producing an amorphous transformer for electric power supply |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0137467B2 (ja) | 1989-08-07 |
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