JPS6270503A - Ｚｎ−２２Ａｌ超塑性合金粉末を用いた複合磁性材料及びその成形方法 - Google Patents

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】 〈産業上の利用分野〉 本発明はＺｎ−２２人１超塑性合金粉末と磁性粉末との
混合物にプラスチックを含浸させることから成る複合磁
性材料及びその成形方法に関するものである。

〈従来の技術及びその問題点〉 磁性材料は一般に］０００ｅ程度以上の抗磁力を有する
硬磁性材料と、それ以下の抗磁力を有する軟磁性材料に
区別される。硬磁性材料は磁石材料とも呼ばれ、フェラ
イト磁石、焼結アルニコ磁石、希土類コバルト磁石等が
ある。用途としては、電気８！ｉ器、各種計測器、通信
機器、オーディオ機器等の他、付着用磁石や玩具類など
に広（使用されている。軟磁性材料は、トランス、磁気
ヘッド、電波吸収材などとして使用されている。

近年、重厚長大よりも軽薄短小であることに趣が置かれ
るようになり、硬磁性材料の分野においても製品の小型
化、高性能化、複雑形状化（と対する要請が高まってい
る。この要請をかなえる為の硬磁性材料の製造方法の１
つとしてプラスチック磁石やゴム磁石に代表される射出
成形法がある。

射出成形法は、複雑な形状を有する成形品を１工程で製
造できるので、最終部品形状に極めて近い形状・寸法に
加工する方法としてほれている。

しかし、射出成形法において用いられる樹脂は一般に絶
縁性であるので、射出成形法によって製造されたプラス
チック磁石は、近年問題となっている電磁波吸収材とし
ては効果的てないという欠点がある。

そこて、この問題を解決ずろために、プラスチックの代
替としてＺｎ−２２Ａ　Ｉ　Ｍ塑性合金粉末を用いる新
しい複合磁性材料及びその成形方法（特願昭６Ｏ−１５
９７０５）を開示したが、この場合磁性粉末の配合割合
が６０％程度以上になると、成形そのものは可能である
けれども成形体の強度が劣るという欠点がある。

く問題点を解決するための手段〉 本発明では上述の射出成形法によるプラスチック磁石の
絶縁性の問題と、Ｚｎ−２２Ａ　Ｉ超塑性合金粉末と磁
性粉末から成る複合磁性材料において磁性粉末の配合割
合が多くなると成形体の強度が劣るという欠点を同時に
解消し、導電性に富み成形体の８！械的性質と磁性の優
れた新規な複合磁性材料及びその成形方法を提出せんと
するものである。

その要旨は０〜１００重量％の磁性粉末と、残部がＺｎ
−２２人１超塑性合金粉末なる配合割合の混合粉末の成
形体にプラスチックを含浸させることを特徴とする複合
磁性材料、並びに０〜１００重景％の重量粉末と残部が
Ｚｎ−２２人ｅ超塑性合金粉末から成る混合粉末を、室
温〜２５０℃の温度下にて、１〜３０ｋｇｆ／ｍｍ　２
なる成形圧で成形した後、プラスチックを含浸させ、強
磁場内で着磁処理を行うことを特徴とする複合磁性材料
の成形方法、及び０〜１００重量％の磁性粉末と、残部
がＺｎ−２２Ａｌ超塑性合金粉末から成る混合粉末を、
２００〜２５０℃の温度下にて、１〜ＩＯｋｇｆ／ｍ’
なる成形圧で１０〜６０分間ホットプレス成形した後、
強磁場内で着磁処理を行うことを特徴とする複合磁性材
料の成形方法である。

なお、本発明の＋ｚ　合磁性材料並びにその成形方法に
おいて用いるＺｎ−２２Ａｌ超塑性合金粉末は、一般に
空気噴霧法もしくはアルゴン噴震法により製造される。

本件発明者は先にこの超塑性合金粉末を３８０℃で３０
分間加熱した後に氷水に浸漬して急）ｈ処理を施すと、
超塑性化に対して極めて効果的であることを見い出し、
既に特性を出願した（特開昭５９−１５７２０１号公報
）。本発明においても、この急冷処理を施したＺｎ−２
２Ａｊ超塑性合金粉末な用いると、成形体の密度の向上
や磁性粉末の配合割合を大きくすることができ、一段と
有効である。

く作用〉 第１図はその成形加工方法の概略である。即ち第１図（
イ）において（１）は磁性粉末、に）ばＺｎ−２２Ａ／
超塑性合金粉末、（３）、（４）はパンチ、（５）はダ
イス、（６）は成形体に残存している空孔を示す。第１
図（ロ）は成形体に残存している空孔（６）にプラスチ
ックを含浸させた状態を模式的に示す。

磁性粉末としてはフェライト系粉末と希土類系粉末等が
あり、本発明の場合どちらの粉末に対しても適用可能で
あるが、以下で（よフエライ）・粉末（戸田工業＠ＣＰ
−５００）を用いて説明する。フェライト粉末とＺｎ−
２２Ａｌ超塑性合金粉末の配合割合〔フェライト粉末の
重旦−（フェライト粉末の垂ｆｆｉ＋Ｚｎ−２２人ｌ超
塑性合金粉末の重；！ｔ）Ｘ１００％〕であるが、Ｚｎ
−２２Ａ　Ｉ超塑性合金粉末の配合割合が多い程、成形
加工は容易である。一方、フェライト粉末が大である程
、磁気特性は良くなるが、成形体の強度や加工性等で問
題が生ずる。第２図に示したものば冷間成形における場
合の成形圧力とフェライト配合割合を種々変えた製品に
つき、成形体を金型から取出した際の成形状態及び成形
体の強度を示したものである。図中における破壊領域は
、成形体を金型から取出した際、成形体が破壊していた
り　（×印）、一部に亀裂が認められる（△印）ことを
示し、それ以外の領域は成形が可能である領域を表わす
。次に、成形が可能である領域の成形体についてＪＳＰ
Ｍ標準４−６９で規定されている「金属圧粉体のラドう
試験法」に準じた試験（試験片１個を使用）を行うこと
により、成形体の重量減少率を測定した。成形体の成形
状態が良好で、しかもラトラ試験における重量減少率が
１０％以下となるものを、第２図で・印で示し、重量減
少率が１０％以上となるものをＯ印で示した。

本発明の対生とする領域は、成形領域の内で主として○
印で示す領域である。

第２図のＯ印で示した強度的に劣る成形体の強化を図る
ことを目的として、Ｚｎ−２２Ａｌ超塑性合金粉末とフ
工ライ）・粉末から成る成形体を密閉容器に入れ、ロー
タリーポンプで容器内を真空に引いた後、熱硬化性のエ
ポキシ樹脂（算用商工（掬２７−７７０）を成形体に含
浸させた。第３図は成形圧力が１０ｋｇｆ／ｍｍ２の場
合における成形体の強度とフェライトの配合割合を示し
たものであるが、含浸処理により強度が大幅に向上する
ことが明らかである。

次に、含浸前の成形体の成形加工条件であるが、これに
は主要な要素として加工湿度、加圧力及びその作用時間
等が考えられる。これらの要素の内、超塑性材料は所定
の温度において大きな延性と加工力の低減を発現するの
で、加工渇ｔの適正な設定が最も重要である。Ｚｎ−２
２Ａｌ超塑性合金粉末の場合、室温においても十分な延
性を有するものの２００〜２５０℃が適当であり、特に
２５０℃前後が最適である。成形圧力に関しては、これ
が小さすぎると粉末が固化せず、例え固化しても成形体
の強度が劣る。本分明の場合、成形体に含浸することを
目的としているので、成形圧力は過度に大きくする必要
はなく、２５０℃前後で成形する場合には２５ｋｇｆ　
／　ｍｍ　２〜５．０ｋｇｆ　／　ｍｍ　２であれば十
分である。

冷間成形の場合には１〜３０ｋｇｆ　／　ｍｍ　２であ
る。加圧力の保持時間に関しては、機械プレスによる鍛
造のように保持時間が瞬時でも一向に差しつかえないが
、ホットプレス法を用いて加圧時間を長くすれば、成形
体の密度の向上に対して有効である。

ただし、Ｚｎ−２２人Ｊ超塑性材は２５０℃で　６０分
間程度以上に渡って放置すると結晶粒が粗大化して、超
塑性能が低下する。そのためホットプレス法を用いる場
合における圧力の保持時間の上限は６０分である。

上述のごとき条件下で成形体を製造した後にプラスチッ
クを含浸させ、強磁場内で磁化すれば、成形体が着磁し
て強靭な複合磁性材料となる。フェライト粉末とＺｎ−
２２人！超塑性合金粉末との混合粉末の圧縮成形を磁場
内で行えば、磁性の配向を行うことができるので、一段
と効果的である。

なお、含浸前の成形体を２００〜４００℃の温度範囲で
焼結すれば、成形体の強度は向上する。しかしながら、
含浸作業を行うことにより成形体の強度が飛躍的に向上
するので、この焼結工程は省略しても一向に差しつかえ
ない。

〈実施例〉 以下本発明の実施例を示す。

災血監 フェライト粉末（戸田工業（ｍＧＰ−５００）とＺｎ−
２２Ａｌ超塑性合金粉末の配合割合を１０〜１００％に
変化させ、成形圧力は１０ｋｇｆ／ｍｍ２で一定として
冷間成形する。得られた成形体にエポキシ樹脂（算用商
工■２７−７７０）を含浸させたものの磁気特性を第１
表に示す。

第１表 〈発明の効果〉 以上性へてきたごとく、本発明によればＺｎ−２２人ｌ
超塑性合金の特性である導電性が良好であるという特長
をそのまま活かし、かつプラスチックの含浸による強化
を図った複合磁性材料が得られるので、永久磁石として
のみならず、電磁波吸収材等の軟磁性材料に幅広い用途
があり、しかもその成形が一般の焼結体を得ると同じよ
うな加圧成形法とその後の含ａ作業により行うことが可
能であるために、これまでの射出成形法における諸問題
を解消でき、効率のよい製造がなし得るという効果があ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図（イ）と（ロ）は本発明の成形方法と含浸の概要
説明図、第２図は冷間成形における成形体の状態とラド
う試験の結果を示すグラフ、第３図は成形体の強度とフ
ェライト粉末の配合割合との関係を示すグラフ。 図中、（１）：　フェライト粉末 （２１：　Ｚｎ−２２人ｌ超塑性合金粉末ｆ３＋　、　
（／１１　：　パンチ （５）：ダイス （６）：成形体の空孔 第１図（イ） 第２図 成形圧力　　σ（ｋｇｆ／順２） 第３図 フェライトの配合割合（重量％） （官　庁　手　続） 手　　続　　補　　正　　書 昭和２／年λ月１日 ５、補正命令の日付　　　　自発 ６、補正により増加する発明の数　　　０８　、　？ｌ
Ｏ正の内容 （１）願書に「特許法第３８条たｌ！シ書の規定による
特許出願」の表示を押入する。 （２）願書の項目に「特許請求の範囲に記載された発明
の数３」を挿入する。 （３）明細書簡１亘Ｆ特許請求の範囲」を別紙の通り訂
正します。 （４）同第２頁第１５〜１８行「本発明はＺｎ−２２人
ｅ超塑性合金粉末と磁性粉末との混合物にプラスチック
を含浸させることから成る複合磁性材料及びその成形方
法に関するものである。」を［本発明はＺｎ−２２人で
超塑性合金粉末、磁性粉末、及びプラスチックから成る
複合磁性材料並びにその成形方法に関するものである。 」と訂正する。 （５）同第４頁第１８〜２０行「磁性粉末と、残部がＺ
ｎ−２２Ａ　ｊ超塑性合金粉末なる配合割合の混合粉末
の成形体にプラスチックを含浸させること」を［磁性粉
末と残部がＺｎ−２２Ａｔ’超塑性合金粉末なる配合割
合の混合粉末と、プラスチックから成ること」と訂正す
る。 （６）同第１１頁第５行「含浸」を「混合」と訂正する
。 特許請求の範囲 材料。 ２　、３８０℃で３０分間の加熱後、急冷処理を施した
Ｚｎ−２２人で超塑性合金粉末を配合することを特徴と
する特許請求の範囲第１項記載のｙｔば磁性材料。 ３．０〜１００重景％の重量粉末と、残部がＺｎ−２２
Ａｌ超塑性合金粉末から成る混合粉末を、室温〜２５０
℃の温度下にて、１〜３０ｋｇ　ｆ　／　ｍｎ　２なろ
成形圧で成形した後、プラスチックを含浸させ、強磁場
内で着磁処理を行うことを特徴とする複合磁性材料の成
形方法。 ４　、３８０℃で３０分間の加熱後、急冷処理を施した
Ｚｎ−２２Ａ　ｌｌ超塑性合金粉末を配合することを特
徴とする特許請求の範囲第３項記載の複合磁性材料の成
形方法。 ５．０〜１００重景％の重量粉末と、残部がＺｎ−２２
Ａｌｌ超塑性合金粉末から成る混合粉末を、２００〜２
５０℃の温度下にて、１〜１０ｋｇ　ｆ　／　ｍｎａ　
２なる成形圧で１０〜６０分間ホットプレス成形した後
、プラスチックを含浸させ、強磁場内で着磁処理を行う
ことを特徴とする複合磁性材料の成形方法。 ６　、３８０℃で３０分間の加熱後、急冷処理を施した
Ｚｎ−２２λ４超塑性合金粉末を配合することを特徴と
する特許請求の範囲第５項記載の複合磁性材料の成形方
法。」 手糸売補正書　（自発） 昭和６１年ＩＯ月１７日 特許庁長官　黒　１）明　雄　殿 ２、発明の名称 Ｚｎ−２２Ａ交＃Ｅ塑性合金粉末を用いた複合磁性材料
及びその成形方法 ３、補正をする者 事件との関係　特許出願人 住　所　東京都千代田区霞が関１丁目３番１号（＋１４
）名　称　工業技術院長　飯　塚　　幸　三４、指定代
理人 ６、補正の対象 明細書の特許請求の範囲及び発明の詳細な説明の欄補正
の内容 （１）特許請求の範囲を下記の通り補正する。 記 「特許請求の範囲 １、　０．１〜９９．９重量％の磁性粉末と残部がＺｎ
−２２Ａ文超塑性合金粉末なる配合割合の混合粉末と、
プラスチックから成ることを特徴とする複合磁性材料。 ２、　３８０°Ｃで３０分間の加熱後、急冷処理を施し
たＺｎ−２２Ａｌｌ超塑性合金粉末を配合Ｌｉことを特
徴とする特許請求の範囲３１項記載の複合磁性材料。 ３、　０．１−９９．９重量％の磁性粉末と、残部がＺ
ｎ−２２Ａ文超塑性合金粉末からなる混合粉末を、室温
〜２５０℃の温度ドにて、　１〜３０　ｋｇｆ／ｍ鵬２
なる成形圧で成形した後、プラスチックスを含浸させる
ｉヱを特徴とする複合磁性材料の成形方法。 ４、　３８０℃で３０分間の加熱後、急冷処理を施した
Ｚｎ−２２Ａ文超塑性合金粉末を配合することを特徴と
する特許請求の範囲第３項記載の複合磁性材料の成形方
法。 ５、　０．１〜９９．９重量％の磁性粉末と、残部がＺ
ｎ−２２ＡｊＬ超塑性合金粉末からなる混合粉末を、２
００〜２５０℃の温度下にて、　　１〜１０　ｋｇｆ／
ｍ＋ａ２なる成形圧で１０〜６０分間ホットプレス成形
した後、プラスチックスを含浸させることを特徴とする
複合磁性材料の成形方法。 ６、　３８０℃で３０分間の加熱後、急冷処理を施した
Ｚｎ−２２ＡｆＬ　Ｈｍ性合金粉末を配合することを特
徴とする特許請求の範囲第５項記載の複合磁性材料成形
方法。 （２）明細書第３頁第７〜８行に記載の「トランス、磁
気ヘッド、電波吸収材」を、「トランス、磁気ヘッド、
制振材、電磁波吸収材」と補正する。 （３）同第４頁第２行に記載の「がある。」の後に、「
また、近年は振動公害が社会的な問題となっており、こ
れを解決するための適当な振動吸収材・制振材の開発が
望まれている。」と挿入する。 （４）同第４頁第３行に記載の「この問題」を、「これ
らの問題」と補正する。 （５）同第４頁第７行に記載の「６０％程度以上」を、
「５０％程度以上」と補正する。 （６）同第４頁第１５行〜第１６行に記載の「導電性に
富み成形体の機械的性質と磁性の優れた新規な複合磁性
材料」を、「導電性、制振性及び電磁波シールド性に富
み機械的性質の優れた新規な複合磁性材料」と補正する
。 （７）同第５頁第４〜６行に記載の「プラスチックを含
浸させ、・・・複合磁性材料の成形方法、」を、「プラ
スチックを含浸させることを特徴とする複合磁性材料の
成形方法、」と補正する。 （８）同第５頁第１θ〜１１行に記載の「成形した後。 拳・・の成形方法である。」を、「成形すること金特徴
とする複合磁性材料の成形方法である。」と補正する。 （９）同第６頁第２行に記載の「有効である。」の次に
、下記の通り挿入する。 記 「　また、本発明の複合磁性材料の成形方法に於いて、
使用する磁性粉末が硬磁性を有する場合には、プラスチ
ックスを混合した後に強磁場内で岩礁処理を行うことに
なる。」 （ｌＯ）同第９頁第１３〜１５行に記載の「含浸させ、
・会・フェライト粉末と」を、「含浸すれば、強靭な軟
磁性複合材料となり、一方、磁性粉末が硬磁性の場合に
は、成形後に着磁すれば硬磁性複合材料となる。磁性粉
末が硬磁性の場合には、フェライト粉末と」と補正する
。 （１１）同第１１頁第３行に記載の「導電性が良好であ
る」を、［導電性、制振性、電磁波吸収能が良好である
」と補正する。 （１２）同第１１頁第６〜７行に記載の「のみならず、
電磁波吸収材等の」を、「のみならず、制振材、電磁波
吸収材等の」と補正する。 （１３）同第１Ｑ頁第５行に記載の「実施例」を、「実
施例１」と補正する。 （１４）同第１０頁第１０行、に記載の「含浸させたも
のの磁気特性」を、「含浸させて得られた硬磁性複合材
料の磁気特性」と補正する。 （１５）同第１０頁末行の次に、下記の通り挿入する。 記 「実施例２ 磁性粉末（戸田工業■の５Ｒ−５とＭ２−１００）とＺ
ｎ−２２Ａ文超塑性合金粉末の配合割合を０重量％、２
０重量％とし、室温のもとで成形圧力１０　ｋｇＦ／＋
ｕａ２でこれらの混合粉末を成形した後に、実施例１と
同じエポキシ樹脂を含浸させて、制振用の軟磁性複合材
料を製造した。得られた複合材料の減衰能を第２表に示
す。 第２表 」 （１６）同第４頁第１８行及び第５頁第１行、同頁第６
行に記載の「０〜１００重量％」を、「０．１〜９９．
９重量％」と補正する。 指定代理人 工業技術院混用工業技術試験所長 小　　林　　　和　　夫

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、０〜１００重量％の磁性粉末と、残部がＺｎ−２２
   Ａｌ超塑性合金粉末なる配合割合の混合粉末の成形体に
   プラスチックを含浸させることを特徴とする複合磁性材
   料。 ２、３８０℃で３０分間の加熱後、急冷処理を施したＺ
   ｎ−２２Ａｌ超塑性合金粉末を配合することを特徴とす
   る特許請求の範囲第１項記載の複合磁性材料。 ３、０〜１００重量％の磁性粉末と、残部がＺｎ−２２
   Ａｌ超塑性合金粉末から成る混合粉末を、室温〜２５０
   ℃の温度下にて、１〜３０ｋｇｆ／ｍｍ＾２なる成形圧
   で成形した後、プラスチックを含浸させ、強磁場内で着
   磁処理を行うことを特徴とする複合磁性材料の成形方法
   。 ４、３８０℃で３０分間の加熱後、急冷処理を施したＺ
   ｎ−２２Ａｌ超塑性合金粉末を配合することを特徴とす
   る特許請求の範囲第３項記載の複合磁性材料の成形方法
   。 ５、０〜１００重量％の磁性粉末と、残部がＺｎ−２２
   Ａｌ超塑性合金粉末から成る混合粉末を、２００〜２５
   ０℃の温度下にて、１〜１０ｋｇｆ／ｍｍ＾２なる成形
   圧で１０〜６０分間ホットプレス成形した後、プラスチ
   ックを含浸させ、強磁場内で着磁処理を行うことを特徴
   とする複合磁性材料の成形方法。 ６、３８０℃で３０分間の加熱後、急冷処理を施したＺ
   ｎ−２２Ａｌ超塑性合金粉末を配合するとこを特徴とす
   る特許請求の範囲第５項記載の複合磁性材料の成形方法
   。