JPS6128012B2 - - Google Patents
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- JPS6128012B2 JPS6128012B2 JP56154370A JP15437081A JPS6128012B2 JP S6128012 B2 JPS6128012 B2 JP S6128012B2 JP 56154370 A JP56154370 A JP 56154370A JP 15437081 A JP15437081 A JP 15437081A JP S6128012 B2 JPS6128012 B2 JP S6128012B2
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Landscapes
- Manufacturing Of Steel Electrode Plates (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
Description
本発明は磁性材料用Fe−Co−Mn−C系合金に
関する。 現在各方面で用いられているFe−Cr−Co系合
金は冷間加工、例えば圧延、伸線およびスエージ
加工等が容易であるという特徴を有する永久磁石
として知られている。そして、さらに磁性特性を
向上させるための努力が払われている。ところ
で、Fe−Cr−Co系合金は永久磁石としての特性
を得るために強い磁性の相と弱い磁性の相を適当
に分散させる熱処理方法が用いられている。しか
しながら、その熱処理は特定の温度範囲を所定の
ゆつくりした速度(例えば、20℃/時間)で降下
させ、さらに長時間の時効処理を施すものであ
り、10時間あるいはそれ以上の熱処理時間を必要
とする方法である。さらに上記降温速度が磁気特
性に大きく影響を与えるため、降温プログラムは
厳密に管理することが必要であつた。その問題点
を解決するために、連続降温でなく、10℃〜20℃
の間隔で段階的に降温させる方法が提案されてい
るが、やはり長時間の熱処理が必要であつた。 本発明は、Fe−Cr−Co系合金におけるような
熱処理に必要な厳密な降温プログラムの管理や長
時間の熱処理を必要とせず、1時間程度の短時間
の熱処理で所望の磁性特性が得られ、さらに所望
の場所を非磁性化できるという大きな特徴を有す
る磁性材料用合金を提供するものである。 本発明の磁性材料用合金は、Coが30〜55重量
%、Mnが15〜27重量%、Cが0.3〜2.0重量%、Si
が3.6重量%以下そして残部が、Feからなること
を特徴とする合金である。Feは910℃〜1390℃の
温度範囲で非磁性の面心立方構造(以下、γ相と
いう)となるが、室温に急冷すると、強磁性の体
心立方構造(以下、α相という)となる。Feに
Mnを添加し、Mnの添加量を増加すると、γ/
(γ+α)境界が低温側へ向つて移り、そして、
Cを少量添加すると、高温での非磁性のγ相が室
温で得られる。以上のようなFeMnC合金を強度
に冷間加工し、低温で熱処理してγ相を強磁性相
に変態させると、Mnが少量では高い保磁力(以
下、Hcという)が得られず、Mnが多量になると
磁化量が減少する。さらにCoの添加は、強磁性
相の磁化量を増加させる効果がある。 またSiはFeに対して、高温でγ域を形成して
固溶し、本発明の合金の磁気特性を改善する元素
である。 上記の本発明の合金は、熱平衡状態で非磁性の
γ相が得られる温度範囲で熱処理した後、室温に
急冷すると相変態が起ることなくγ相状態であ
り、冷間圧延、冷間スエージおよび冷間伸線加工
を強度に施しても割れを生じることはなく、しか
も非磁性状態を保持し、良好な加工性を有する合
金であることがわかつた。これらの冷間加工を行
なつた後、従来の合金に比べ非常に短時間で簡単
な熱処理によつて所望の磁気特性が得られること
が本発明の合金の大きな特徴である。 次に本発明の詳細を実施例によつて説明する。
まず試料として、次の第1表に示すNo.1〜12の
12種類の組成を選んだ。また比較のためNo.13と
して、公知のFe−Cr−CoTi合金を選んだ。
関する。 現在各方面で用いられているFe−Cr−Co系合
金は冷間加工、例えば圧延、伸線およびスエージ
加工等が容易であるという特徴を有する永久磁石
として知られている。そして、さらに磁性特性を
向上させるための努力が払われている。ところ
で、Fe−Cr−Co系合金は永久磁石としての特性
を得るために強い磁性の相と弱い磁性の相を適当
に分散させる熱処理方法が用いられている。しか
しながら、その熱処理は特定の温度範囲を所定の
ゆつくりした速度(例えば、20℃/時間)で降下
させ、さらに長時間の時効処理を施すものであ
り、10時間あるいはそれ以上の熱処理時間を必要
とする方法である。さらに上記降温速度が磁気特
性に大きく影響を与えるため、降温プログラムは
厳密に管理することが必要であつた。その問題点
を解決するために、連続降温でなく、10℃〜20℃
の間隔で段階的に降温させる方法が提案されてい
るが、やはり長時間の熱処理が必要であつた。 本発明は、Fe−Cr−Co系合金におけるような
熱処理に必要な厳密な降温プログラムの管理や長
時間の熱処理を必要とせず、1時間程度の短時間
の熱処理で所望の磁性特性が得られ、さらに所望
の場所を非磁性化できるという大きな特徴を有す
る磁性材料用合金を提供するものである。 本発明の磁性材料用合金は、Coが30〜55重量
%、Mnが15〜27重量%、Cが0.3〜2.0重量%、Si
が3.6重量%以下そして残部が、Feからなること
を特徴とする合金である。Feは910℃〜1390℃の
温度範囲で非磁性の面心立方構造(以下、γ相と
いう)となるが、室温に急冷すると、強磁性の体
心立方構造(以下、α相という)となる。Feに
Mnを添加し、Mnの添加量を増加すると、γ/
(γ+α)境界が低温側へ向つて移り、そして、
Cを少量添加すると、高温での非磁性のγ相が室
温で得られる。以上のようなFeMnC合金を強度
に冷間加工し、低温で熱処理してγ相を強磁性相
に変態させると、Mnが少量では高い保磁力(以
下、Hcという)が得られず、Mnが多量になると
磁化量が減少する。さらにCoの添加は、強磁性
相の磁化量を増加させる効果がある。 またSiはFeに対して、高温でγ域を形成して
固溶し、本発明の合金の磁気特性を改善する元素
である。 上記の本発明の合金は、熱平衡状態で非磁性の
γ相が得られる温度範囲で熱処理した後、室温に
急冷すると相変態が起ることなくγ相状態であ
り、冷間圧延、冷間スエージおよび冷間伸線加工
を強度に施しても割れを生じることはなく、しか
も非磁性状態を保持し、良好な加工性を有する合
金であることがわかつた。これらの冷間加工を行
なつた後、従来の合金に比べ非常に短時間で簡単
な熱処理によつて所望の磁気特性が得られること
が本発明の合金の大きな特徴である。 次に本発明の詳細を実施例によつて説明する。
まず試料として、次の第1表に示すNo.1〜12の
12種類の組成を選んだ。また比較のためNo.13と
して、公知のFe−Cr−CoTi合金を選んだ。
【表】
まず、第1表のNo.1〜6に示した化学成分組
成の合金インゴツトは1100℃の温度で1時間、
Ar雰囲気中で溶体化処理した後、10%NaOH水溶
液中に浸して急冷した。これらの合金インゴツト
から各々小片を切り出し、磁化量を測定すると、
飽和磁束密度(以下、Bsという)はいずれも
100Gauss程度であつた。また、X線回折により
結晶構造を調べたところ、いずれも面心立方構造
以外の回折パターンは観測されず、γ相が室温で
得られたことを確認した。No.7〜12は本発明の
特許請求の範囲から外れた化学成分組成の合金イ
ンゴツトであるが、No.1〜6の合金インゴツト
と同様の処理を施したところ、No.7〜10はNo.1
〜6と同様の結果が得られた。しかし、No.11お
よび12の合金インゴツトは、各々Bs=
14.5KGauss、Bs=13.9KGaussとなり、No.11お
よび12の化学成分組成では非磁性のγ相を室温に
導入できなかつた。No.1〜10のγ相状態の合金
インゴツトの表面酸化膜を除去した後、冷間伸
線、冷間スエージあるいは冷間圧延加工を施し、
その後、Ar雰囲気中で熱処理を施した。第1表
のNo.13はFe−Cr−Co系合金の1例である。
No.13の合金インゴツトは、1180℃で1時間水素
雰囲気中で溶体化処理を施し、水中に浸して急冷
した。その後、減面率70%の冷間伸線加工を施
し、再び、650℃で1時間水素雰囲気中で熱処理
を施し、水中に急冷した(条件A)。その後、再
び625℃から505℃まで18℃/時間の速度で降しつ
つ熱処理(水素雰囲気中)し、さらに505℃で8
時間、水素雰囲気中で熱処理を施した(条件
B)。第1表に示した試料の組成と各種処理条件
及び磁気特性との関係を第2表に示す。
成の合金インゴツトは1100℃の温度で1時間、
Ar雰囲気中で溶体化処理した後、10%NaOH水溶
液中に浸して急冷した。これらの合金インゴツト
から各々小片を切り出し、磁化量を測定すると、
飽和磁束密度(以下、Bsという)はいずれも
100Gauss程度であつた。また、X線回折により
結晶構造を調べたところ、いずれも面心立方構造
以外の回折パターンは観測されず、γ相が室温で
得られたことを確認した。No.7〜12は本発明の
特許請求の範囲から外れた化学成分組成の合金イ
ンゴツトであるが、No.1〜6の合金インゴツト
と同様の処理を施したところ、No.7〜10はNo.1
〜6と同様の結果が得られた。しかし、No.11お
よび12の合金インゴツトは、各々Bs=
14.5KGauss、Bs=13.9KGaussとなり、No.11お
よび12の化学成分組成では非磁性のγ相を室温に
導入できなかつた。No.1〜10のγ相状態の合金
インゴツトの表面酸化膜を除去した後、冷間伸
線、冷間スエージあるいは冷間圧延加工を施し、
その後、Ar雰囲気中で熱処理を施した。第1表
のNo.13はFe−Cr−Co系合金の1例である。
No.13の合金インゴツトは、1180℃で1時間水素
雰囲気中で溶体化処理を施し、水中に浸して急冷
した。その後、減面率70%の冷間伸線加工を施
し、再び、650℃で1時間水素雰囲気中で熱処理
を施し、水中に急冷した(条件A)。その後、再
び625℃から505℃まで18℃/時間の速度で降しつ
つ熱処理(水素雰囲気中)し、さらに505℃で8
時間、水素雰囲気中で熱処理を施した(条件
B)。第1表に示した試料の組成と各種処理条件
及び磁気特性との関係を第2表に示す。
【表】
第2表中の試料No.1〜6は本発明の請求範囲
内の組成であり、短時間で熱処理ができ、磁気諸
特性も良好な値を示している。一方No.7〜10は
請求範囲外の組成であり磁気特性は請求範囲内の
値に比べ大きく劣つている。また公知のFe−Cr
−Co系合金は、本発明の合金と同様の60分の熱
処理ではかなり劣つた磁性特性しか得られず、本
発明の合金と同等の磁気特性を得るためには前述
の条件A及び条件Bのような長時間の処理が必要
である。 なお、本発明の合金は第2表に示した熱処理条
件に限定されることはなく温度は520℃〜400℃、
時間は180分〜3分の範囲の適当な熱処理条件を
選ぶことによつても良好な磁気特性が得られる。 第2表の結果から、本発明の合金の組成請求範
囲を次のように限定する。Coが30重量%〜55重
量%を外れると保磁力、残留磁束密度(以下Br
と云う)、Br/Bs、および最大エネルギー積(以
下BHmaxと云う)が劣化した。したがつてCoは
30重量%〜55重量%の範囲が必要である。しかし
Coが30重量%のときMnを27重量%より多く加え
ると磁化量が減少し、実用的でなくなり、Coが
55重量%のときは合金に対しては、Mnを15重量
%を下まわつて添加すると磁気的に硬い合金は得
られなかつた。したがつて、Mnの範囲は15重量
%〜27重量%とした。Mnを27重量%添加した本
発明の合金に対しては、Cを0.3重量%を下まわ
つて添加するとγ相を室温に導入することが不可
能であつた。またCは2.0重量%まで本発明の合
金のγ相内に固溶させることができた。Mnを27
重量%、Cを0.3重量%添加した本発明の合金は
強度の冷間加工を施すことができた。したがつ
て、Cの範囲は0.3重量%〜2.0重量%とした。Si
は3.6重量%を越えて添加するとγ相を室温に導
入することが不可能であつた。 以上第2表に示すように、本発明の請求範囲内
の組成を有する合金は、Fe−Cr−Co系合金のよ
うに複雑で、長時間の熱処理を必要とせず、簡単
な熱処理を施すことで、良好な磁気特性を有する
ことがわかつた。 さらに本発明の合金では合金インゴツトを減面
率で99%の冷間伸線加工を施し得られた合金細線
を、475℃の温度に保持された均熱長200mmの水素
雰囲気の貫通炉の一方端から連続して、60mm/分
の速度で送り込み、他の一方端より連続して取り
出し、直径400mmのドラムに巻き取る熱処理方法
によつても例えば第1表に示したNo.1の組成で
はHc=590(Oe)、Br=9.3(KGauss)、Sq=
0.98、BHmax=3.3(MGauss・Oe)の良好な磁
気特性が得られた。 さらに本発明の合金の他の大きな特徴は熱処理
をし所望の磁気特性を得た後、得られた合金中の
所望の場所を約1000℃、1秒間程度の条件で加熱
後急冷すると、その場所が非磁性化することであ
る。 これを実施例によつて説明する。第1表の
No.1の組成について冷間スエージ加工をし440℃
−60分の熱処理によつて得られた棒状合金を、長
さ方向の中心軸を軸にして1回転/秒の速度で回
転させ、5W連続発振YAGレーザの1mm直径のレ
ーザビームを10秒間照射した。このレーザを照射
した部分を切り出し磁化量を測定するとBsの値
が約10ガウスとなり、ほとんど非磁性のγ相にな
つていることを確認した。したがつて、本発明の
合金はレーザビーム、電子ビーム、赤外線ビーム
等を用いて所望の場所を非磁性化でき、強磁性領
域と非磁性領域の複合化が可能である。 以上本発明の合金は、強度の冷間加工が容易
で、熱処理も非常に簡単であるという特徴を有
し、さらに所望の部分を非磁性化できるという特
徴もあり工業上、多くの分野において有用な磁性
材料である。
内の組成であり、短時間で熱処理ができ、磁気諸
特性も良好な値を示している。一方No.7〜10は
請求範囲外の組成であり磁気特性は請求範囲内の
値に比べ大きく劣つている。また公知のFe−Cr
−Co系合金は、本発明の合金と同様の60分の熱
処理ではかなり劣つた磁性特性しか得られず、本
発明の合金と同等の磁気特性を得るためには前述
の条件A及び条件Bのような長時間の処理が必要
である。 なお、本発明の合金は第2表に示した熱処理条
件に限定されることはなく温度は520℃〜400℃、
時間は180分〜3分の範囲の適当な熱処理条件を
選ぶことによつても良好な磁気特性が得られる。 第2表の結果から、本発明の合金の組成請求範
囲を次のように限定する。Coが30重量%〜55重
量%を外れると保磁力、残留磁束密度(以下Br
と云う)、Br/Bs、および最大エネルギー積(以
下BHmaxと云う)が劣化した。したがつてCoは
30重量%〜55重量%の範囲が必要である。しかし
Coが30重量%のときMnを27重量%より多く加え
ると磁化量が減少し、実用的でなくなり、Coが
55重量%のときは合金に対しては、Mnを15重量
%を下まわつて添加すると磁気的に硬い合金は得
られなかつた。したがつて、Mnの範囲は15重量
%〜27重量%とした。Mnを27重量%添加した本
発明の合金に対しては、Cを0.3重量%を下まわ
つて添加するとγ相を室温に導入することが不可
能であつた。またCは2.0重量%まで本発明の合
金のγ相内に固溶させることができた。Mnを27
重量%、Cを0.3重量%添加した本発明の合金は
強度の冷間加工を施すことができた。したがつ
て、Cの範囲は0.3重量%〜2.0重量%とした。Si
は3.6重量%を越えて添加するとγ相を室温に導
入することが不可能であつた。 以上第2表に示すように、本発明の請求範囲内
の組成を有する合金は、Fe−Cr−Co系合金のよ
うに複雑で、長時間の熱処理を必要とせず、簡単
な熱処理を施すことで、良好な磁気特性を有する
ことがわかつた。 さらに本発明の合金では合金インゴツトを減面
率で99%の冷間伸線加工を施し得られた合金細線
を、475℃の温度に保持された均熱長200mmの水素
雰囲気の貫通炉の一方端から連続して、60mm/分
の速度で送り込み、他の一方端より連続して取り
出し、直径400mmのドラムに巻き取る熱処理方法
によつても例えば第1表に示したNo.1の組成で
はHc=590(Oe)、Br=9.3(KGauss)、Sq=
0.98、BHmax=3.3(MGauss・Oe)の良好な磁
気特性が得られた。 さらに本発明の合金の他の大きな特徴は熱処理
をし所望の磁気特性を得た後、得られた合金中の
所望の場所を約1000℃、1秒間程度の条件で加熱
後急冷すると、その場所が非磁性化することであ
る。 これを実施例によつて説明する。第1表の
No.1の組成について冷間スエージ加工をし440℃
−60分の熱処理によつて得られた棒状合金を、長
さ方向の中心軸を軸にして1回転/秒の速度で回
転させ、5W連続発振YAGレーザの1mm直径のレ
ーザビームを10秒間照射した。このレーザを照射
した部分を切り出し磁化量を測定するとBsの値
が約10ガウスとなり、ほとんど非磁性のγ相にな
つていることを確認した。したがつて、本発明の
合金はレーザビーム、電子ビーム、赤外線ビーム
等を用いて所望の場所を非磁性化でき、強磁性領
域と非磁性領域の複合化が可能である。 以上本発明の合金は、強度の冷間加工が容易
で、熱処理も非常に簡単であるという特徴を有
し、さらに所望の部分を非磁性化できるという特
徴もあり工業上、多くの分野において有用な磁性
材料である。
Claims (1)
- 1 Co:30〜55重量%、Mn:15〜27重量%、
C:0.3〜2.0重量%、Si:3.6重量%以下、残部
Feからなることを特徴とする磁性材料用Fe−Co
−Mn−C系合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56154370A JPS5873744A (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | Fe−Co−Mn−C系合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP56154370A JPS5873744A (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | Fe−Co−Mn−C系合金 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5873744A JPS5873744A (ja) | 1983-05-04 |
JPS6128012B2 true JPS6128012B2 (ja) | 1986-06-28 |
Family
ID=15582671
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP56154370A Granted JPS5873744A (ja) | 1981-09-29 | 1981-09-29 | Fe−Co−Mn−C系合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5873744A (ja) |
Families Citing this family (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS60177165A (ja) * | 1984-02-24 | 1985-09-11 | Nec Corp | FeCoMnC系磁性合金 |
-
1981
- 1981-09-29 JP JP56154370A patent/JPS5873744A/ja active Granted
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS5873744A (ja) | 1983-05-04 |
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