JPS59205455A - アモルフアス合金製巻コアの熱処理方法 - Google Patents

アモルフアス合金製巻コアの熱処理方法

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JPS59205455A
JPS59205455A JP58078918A JP7891883A JPS59205455A JP S59205455 A JPS59205455 A JP S59205455A JP 58078918 A JP58078918 A JP 58078918A JP 7891883 A JP7891883 A JP 7891883A JP S59205455 A JPS59205455 A JP S59205455A
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JP58078918A
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Isao Ito
伊藤 庸
Hiroshi Shishido
宍戸 浩
Takahiro Kan
管 孝宏
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JFE Steel Corp
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    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02PCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
    • Y02P10/00Technologies related to metal processing
    • Y02P10/20Recycling

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  • Soft Magnetic Materials (AREA)
  • Thin Magnetic Films (AREA)

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】 この発明は、アモルファス合金製巻コアの熱処理方法に
関し、とくに該巻コア製造過程での歪取り焼鈍処理に工
夫を加えて、磁気特性とくに鉄損特性ならびに透磁率の
有利な改善を図ったものである。
近年、金属または合金溶融体を、冷却面が高速で更新移
動する冷却体上に連続して供給し急冷凝固させることに
よって、溶湯から直接急冷薄帯を製造する方法が開発さ
れ、この急冷薄帯化法によりアモルファス合金薄帯の製
造も容易に行えるようになった。
かようなアモルファス合金薄帯は一般に磁気特性に優れ
、中でもトランスコア素材用としてのアモルファス合金
薄帯は、飽和磁束密度が高く、ま、た鉄損特性にも優れ
ている。とくに鉄損値については、トランス素材として
従来のけい素鋼電磁鋼板を使用した場合に比べ、b以下
程度にも低減される。
しかしながらかようなトランス素材用アモルファス合金
は、一方で磁歪が高いため、巻コアとして利用した場合
には、この高磁歪特性が該コアのコーナ一部の曲率や導
入歪による影響と相まって、磁気特性とく(こ鉄損特性
を劣化させていた。
このためアモルファス合金薄帯を巻コアとして利用する
場合Gこは、所定の形状に巻取ったのち歪取り焼鈍を加
えることが、良好な特性を得る上で必須の条件とされて
いる。
またアモルファス合金は、すぐれた透磁率を示し、高周
波特性も良好であることから、各種センサーやエレクト
ロニクス関係の磁性材料としての利用が考えられている
が、その利用に際し、l・ロイド巻コアとして使用する
場合(こは、やはり歪取焼鈍が必須要件となる。
第1図(こ、Fe、oB□aSls (原子%以下間じ
)の祖成になるアモルファス合金薄帯をトロイダルに巻
いた種々の径の巻コアの歪取り焼鈍前と350’CX 
60分の歪取り焼鈍を施した後における鉄損値について
調べた結果を、巻コアの半径rの逆数と鉄損値との関係
で示す。
同図から明らかなように、歪取り焼鈍後の鉄損特性は、
該焼鈍前に比べて大幅に改善されている。
しかしながら巻コアの径が小さくなるにつれて鉄損値は
増加する。
すなわちかような歪取り焼鈍を施したとしてもなお巻径
が小さい場合には、やはり鉄損特性の劣化は免かれ得な
かったのである。
この発明は、上記の問題の有利な解決を目指したもので
、アモルファス合金製巻コアの製造過程における熱処理
の改善により、該巻コアの磁気特性の一層の改善を実現
することを目的とする。
ところで一般に、アモルファス合金の熱(こよる変化は
、次のような順序で起るものと考えられている。
すなわち急冷凝固状態のアモルファス合金は1、加熱に
よって、 (1)  自由体積の消滅が起り、 (2)  その後構造的に短範囲の秩序を生じ、(3)
  ついで化学的短範囲の秩序が生じ、(4) 以降、
結晶化すなわち長範囲にわたる秩序が形成される、 ような変化を生じる。そして上掲した各過程のうち(i
)の変化が、歪除去いわゆる構造緩和といわれるもので
あり、内部応力が除去される過程である。この過程にお
ける原子の変位は、1原子距離より小さい範囲に止まる
が、加熱温度がより高くなったり、またはより長時間に
及ぶ場合には、原子の変位が1原子距離よりは大きくな
って、結晶化を生じていたのである。従って巻コアなど
の歪取り焼鈍は、常に上記(1)の変化に止る熱処理で
なければならず、それ以上の熱の付与は、アモルファス
合金の結晶化ひいては磁気特性の劣化を招く原因となる
。このことは、トランス巻コアやトロイドコアなどの歪
取り焼鈍において、歪を完全に除去して鉄損の劣化を防
止できる焼鈍条件・が、結晶化を生じる温度条件と著し
く近接している場合には、磁気特性の改善にとっては極
めて不利であることを示している。
従って、かような歪取り焼鈍条件と結晶化を生じる熱処
理条件とが近接しているアモルファス合金においては、
従来の如く結晶化を生じるおそれがない温度、すなわち
適正な歪取り焼鈍温度よりもかなり低い温度で焼鈍を施
したとしても、十分な歪の除去は達成できず、それ故満
足のいく程度の磁気特性の改善は望み得なかったのであ
る。
そこで発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を
重ねた結果、アモルファス合金につき、その結晶化温度
近傍の温度で加熱を施しても、その加熱時間が短時間で
あれば該合金の結晶化は生じないこと、そしてかような
予備的な歪取り焼鈍を施しておけば、その後の低温での
焼鈍によって効果的な歪の除去が達成でき、かくして磁
気特性の改善につき、望外の成果が得られることを究明
したのである。
この発明は上記の知見に由来するものである。
すなわちこの発明は、アモルファス合金を磁気回路材と
する巻コアの製造過程において、まず急冷凝固して得た
アモルファス合金薄帯に、その巻取りに先立って、該薄
帯の結晶化温度より100°Cを超えて高くはなく、一
方キューリ一温度よりも低くはない範囲の温度で、短時
間の゛シ迭歪取り焼鈍を施し、しかるのち巻コアに巻取
ってがら、結晶化温度よりは100 ℃以上低い温度で
最終歪取り焼鈍を施すことをもって、前記課題の解決手
段とするものである。
以下、この発明を由来した実験結果に基き、具体的に説
明する。
第2 V L 、Fe7oBtaS1gの組成になるア
モルファス合金薄帯(結晶化温度Tx:480″C)に
つき、急冷凝固後直ちに100闘φのトロイド巻コアに
巻取って種々の温度で1時間の歪取り焼鈍を施した場合
(図中○印で示す)ならびに急冷凝固後550℃で1秒
間の予備歪取り焼鈍を施したのチ100 amφのトロ
イド巻コアに巻留の温度で1時間の最終歪取り焼鈍を施
した場合の、焼鈍温度と鉄損値との関係について調べた
結果を、比較して示す。
同図より明らかなように、この発明に従う2段階の歪取
り焼鈍を施した場合、とくに最終歪取り焼鈍温度が結晶
化温度よりも100°C以上低い場合は、従来法に較べ
、著しい鉄損値の低下を示した。
次に第8図に、同じ< Fe7.B□a S :Lsの
組成になるアモルファス合金(結晶化温度TX;480
℃、近傍の種々の温度および保持時間で予備歪取り焼鈍
を施した場合の鉄損特性について調べた結果を、保持時
間をパラメータとして予備歪取り焼鈍温度と鉄損値との
関係でまとめて示す。
さて予備歪取り焼鈍において、焼鈍温度が薄帯の結晶化
温度を超える場合であっても、保持時間が0.5〜1.
0秒程度であれば、580°C程度すなわち結晶化温度
よりも100″C高い温度を超えない範囲では鉄損特性
は著しく改善され、また保持・時間が2秒の場合には、
焼鈍温度の上限は幾分低下するけれども、それでも53
0’C程度すなわち結晶化温度よりも50″Cを超えな
い温度範囲ではやはり鉄損特性の改善に著しい効果が認
められた。
しかしながら予備歪取り焼鈍温度が、キューリー湿度よ
りも低くなると、鉄損特性の改善効果に乏しくなる。
従って予備歪取り焼鈍温度の下限値は、キューリ一温度
としたが、このように予備歪取り焼鈍温度がキューリ一
温度を下回ると鉄損改善効果が低減する理由は、次のと
おりと考えられる。
一般に強磁性体は、温度を上昇させていっても磁気的短
範囲の秩序をもつ限り強磁性を示す。キューリ一温度は
、この磁気的秩序がまったくなくなった状態を示す温度
であるが、かような磁気的秩序がない温度範囲で焼鈍す
る方が、原子配列に及ぼす効果が、ランダム化するので
異方的原子配列などによるクラスターなどを生成しにく
くすると考えられるところ、この点キューリ一温度未満
では上記の効果に乏しい。ちなみに二、三のアモルファ
ス合金の結晶化温度とキューリ一温度を示すと、次のと
おりである。
範囲の温度で行う場合には、保持時間は0.5〜1秒間
程度、また焼鈍温度が結晶化温度よりも59−°Cを超
えない範囲の温度で行う場合は、保持時間は0.5〜2
秒間程度とするのが好適である。
また最終歪取り焼鈍においては、巻コアの体積の増大に
よって熱容散が増加するため、焼鈍時間は長時間化する
傾向にある。このため焼鈍温度が高いと結晶化し易くな
るので、結晶化温度よりも100℃以下の温度で行う必
要がある。このことは前掲第2図に示した結果からも、
またその他発明者らの多数の実験結果からも確認されて
いる。
以下この発明の実施例について説明する。
・実施例1〜4 Fe7oB工、S18の組成になるアモルファス合金(
結晶化温度:480°C1キユ一リ一温度:480°C
)の急冷凝固薄帯を、巻取るに先立って550’C,1
秒間の予備歪取り焼鈍を施し、ついで直径100mmの
巻コアに巻取ったのち、300゜825.350および
375°Cで最終歪取り焼鈍を施したときの、鉄損値に
ついて調べた結果を表】に示す。なお比較のために、予
備歪取り焼鈍を施さず急冷薄帯化後直ちに巻コアGこ巻
取って歪取り焼鈍を施す従来法(こよって得られた巻コ
アの鉄損値について調べた結果も表1に併記する。
表1の結果から明らかなように、この発明に従って最終
歪取り焼鈍に先立ち予備歪取り焼鈍を施したもの(実施
例1〜4)はいずれも、従来法に従い得られたもの(従
来例1〜4)に較べて鉄損特性が改善されている。
実施例5 Fe5co7□B□2Si12の組成になるアモルファ
ス合金(結晶化温度480°C,キューリ一温度:44
0°C)を急冷薄帯化後、500℃×1秒間の予備歪取
り焼鈍を施し、ついで内径10闘のトロイドコアに巻取
ったのち、380°C110分間の最終歪取り焼鈍を施
し、強制空冷により冷却した。
得られたトロイドコアの周波数1 kHzにおける実効
透磁率μeを測定したところ、μe−5X10’であり
、この値は、予備歪取り焼鈍を施さない従来法に従って
得られたものの実効透磁率がlXl0’であったのに比
較して数段すぐれている。
実施例6 Fe、。Ni40B20の組成になるアモルファス合金
(結晶化温度=450°C,キューリ一温度890℃)
の急冷凝固薄帯に、まず450°C,0,5秒間の予備
歪取り焼鈍を施し、ついで内径IQfmのトロイドコア
に巻取ったのち、300°C,5分間の最終歪取り焼鈍
を施した。
得られたトロイドコアの周波数1 kHzにおける実効
透磁率μeを測定したところ、μeは7X10であった
。この値は、予備歪取り焼鈍を施さなし1場合のlLe
 −2X 10’に比べて数段すぐれてし)る。
なおこの発明で対象とするアモルファス合金の成分系は
、とくに限定されるものではなl/)が、中でも高磁束
密度材のFe −B −si、系合金、高透磁率材のF
e −Ni −B −(Si)系合金、さら(こは低磁
歪材のCo −F、e −B−;(Si)系合金などに
適用してとりわけ好適である。
以上述べたようにこの発明によれば、アモルファス合金
を磁気回路材とするトランス巻コアやモーターコア、ざ
らにはアモルファス合金をトロイド状に巻いて使用する
センサーやエレクトロニクス関係部材などのトロイドコ
アにつき、その磁気特性の改善に偉効を奏する。
【図面の簡単な説明】
第1図は、Fe79B18”18の組成になるアモルフ
ァス合金製巻コアの歪取り焼鈍前後における鉄損特性を
、巻き径の逆数と鉄損値W10150との関係で示した
グラフ、 第2図は、同じ組成になるアモルファス合金製巻コアの
予備歪取り焼鈍の有無による鉄4.瞳の違いを比較して
示したグラフ、 第3図は、同じ組成になるアモルファス合金製巻コアに
おいて、予備歪取り焼鈍の焼鈍温度と保持時間とが鉄損
特性に及ぼす影響を示したグラフである。 特許出願人 川崎製鉄株式会社 第1図 I/r(m−θ 第2図 長系多歪敢焼j屯温度(’Cジ

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 L アモルファス合金を磁気回路材とする巻コアの製造
    過程において、 まず急冷凝固して得たアモルファス合金薄帯に、その巻
    取りに先立って、該薄帯の結晶化温度より100°Cを
    超えて高くはなく、一方、キューリ一温度よりも低くは
    ない範囲の温度で、短時間の予備歪取り焼鈍を施し、し
    かるのち巻コアに・巻取ってから、結晶化温度よりは1
    00℃以上低い温度で最終歪取り焼鈍を施すことを特徴
    とするアモルファス合金薄帯製巻コアの熱処理方法。 2 予備歪取り焼鈍が、アモルファス合金の結晶化温度
    より100℃を超えて高くはなく、かつキューリ一温度
    よりも低くはない範囲の温度での、0.5〜1秒間にわ
    たる加熱処理である特許請求の範囲第1項記載の方法。 & 予備歪取り焼鈍が、アモルファス合金の結晶化温度
    より50°Cを超えて高くはなく、かツキューリ一温度
    よりも低くはない範囲の温度での、0.5〜2秒間にわ
    たる加熱処理である特許請求の範囲第1項記載の方法。
JP58078918A 1983-05-07 1983-05-07 アモルフアス合金製巻コアの熱処理方法 Granted JPS59205455A (ja)

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JP58078918A JPS59205455A (ja) 1983-05-07 1983-05-07 アモルフアス合金製巻コアの熱処理方法

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JPS6234829B2 JPS6234829B2 (ja) 1987-07-29

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPWO2016002945A1 (ja) * 2014-07-03 2017-06-01 国立大学法人東北大学 磁心の製造方法
WO2023032913A1 (ja) * 2021-08-30 2023-03-09 東静工業株式会社 Fe系非晶質合金薄帯の製造方法およびFe系ナノ結晶合金薄帯の製造方法

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* Cited by examiner, † Cited by third party
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JPWO2016002945A1 (ja) * 2014-07-03 2017-06-01 国立大学法人東北大学 磁心の製造方法
WO2023032913A1 (ja) * 2021-08-30 2023-03-09 東静工業株式会社 Fe系非晶質合金薄帯の製造方法およびFe系ナノ結晶合金薄帯の製造方法

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JPS6234829B2 (ja) 1987-07-29

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