JPS63190137A - 磁気特性の優れた軟磁性合金 - Google Patents
磁気特性の優れた軟磁性合金Info
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- Soft Magnetic Materials (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。
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)
この発明は、磁気特性とくに透磁率に優れた軟磁性合金
に関し、電気、電子機器等に用いてとりわけ好適なもの
である。
に関し、電気、電子機器等に用いてとりわけ好適なもの
である。
(従来の技術)
高透磁率材料として従来から知られている代表的な合金
であるPCパーマロイおよびセンダストにつき、その特
性を次表に示す。ここでλは磁歪を、k+は磁気異方性
を、また8.は飽和磁束密度、μmは最大透磁率を示す
。
であるPCパーマロイおよびセンダストにつき、その特
性を次表に示す。ここでλは磁歪を、k+は磁気異方性
を、また8.は飽和磁束密度、μmは最大透磁率を示す
。
同表より明らかなように、最大透磁率μmは、何れの場
合も100,000以上であるが、飽和磁束密度8.は
いずれも11kG以下と低い。
合も100,000以上であるが、飽和磁束密度8.は
いずれも11kG以下と低い。
この理由は以下の様に考えられる。
すなわち高透磁率を出すためには、強磁性体の物性とし
て、λ=0、kI=0の少なくとも一方あるいは双方を
満足させることが必要とされ、従ってFeを主体とする
合金系で上記の条件を満たすためには、添加する元素量
は多くなければならないが、逆に添加元素量が増加する
とそれに伴って、飽和磁束密度は低下することになる。
て、λ=0、kI=0の少なくとも一方あるいは双方を
満足させることが必要とされ、従ってFeを主体とする
合金系で上記の条件を満たすためには、添加する元素量
は多くなければならないが、逆に添加元素量が増加する
とそれに伴って、飽和磁束密度は低下することになる。
(発明が解決しようとする問題点)
この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、飽和
磁束密度の低下を招くことなしに最大透磁率を向上させ
得る有利な解決案を提案するものである。
磁束密度の低下を招くことなしに最大透磁率を向上させ
得る有利な解決案を提案するものである。
すなわち、原料のコストをあまり高くすることなく、し
かも特殊な製造工程を採用する必要なしに、最大透磁率
が20,000以上でかつ飽和磁束密度が14kG以上
の軟磁性合金を提案することがこの発明の目的である。
かも特殊な製造工程を採用する必要なしに、最大透磁率
が20,000以上でかつ飽和磁束密度が14kG以上
の軟磁性合金を提案することがこの発明の目的である。
(問題点を解決するための手段)。
さて発明者らは、上述した現状に鑑み鋭意研究を重ねた
結果、上記の要請を満足し得る合金としては、Fe −
Sn系合金でしかも結晶粒径が所望の範囲を満足するも
のがとりわけ有利であることを見出した。
結果、上記の要請を満足し得る合金としては、Fe −
Sn系合金でしかも結晶粒径が所望の範囲を満足するも
のがとりわけ有利であることを見出した。
この発明は、上記の知見に立脚するものである。
すなわちこの発明は、Sn: 0.5〜8.0wt%(
以下単に%で示す)を含み、残部は実質的にFeの組成
により、結晶粒径が100μm以上であることからなる
磁気特性の優れた軟磁性合金(第1発明)である。
以下単に%で示す)を含み、残部は実質的にFeの組成
により、結晶粒径が100μm以上であることからなる
磁気特性の優れた軟磁性合金(第1発明)である。
またこの発明は、上記第1発明に、第3成分としてAI
!、:0.5〜1O00%、Si:0.5〜10.0%
のうち少なくとも一種(第2発明)、またはMn。
!、:0.5〜1O00%、Si:0.5〜10.0%
のうち少なくとも一種(第2発明)、またはMn。
V、 Mo、 W、 Ti、 Cr、 Zr、 Nb、
Ta、 BおよびI(fのうちから選んだ一種または
二種以上:0.1〜5.0%を含有させたもの(第3発
明)、さらには両者を併せて含有させたもの(第4発明
)である。
Ta、 BおよびI(fのうちから選んだ一種または
二種以上:0.1〜5.0%を含有させたもの(第3発
明)、さらには両者を併せて含有させたもの(第4発明
)である。
以下この発明を具体的に説明する。
まずこの発明で、成分組成を上記の範囲に限定した理由
について説明する。
について説明する。
Sn : 0.5〜8.0%
Snは、透磁率の向上に有効に寄与するが、0.5%よ
り少ないと20,000以上の最大透磁率が得られず、
一方8.0%を超えると最大透磁率が低下するだけでな
く、飽和磁束密度も低下するので、Sn含有量は0.5
〜8.0%の範囲に限定した。
り少ないと20,000以上の最大透磁率が得られず、
一方8.0%を超えると最大透磁率が低下するだけでな
く、飽和磁束密度も低下するので、Sn含有量は0.5
〜8.0%の範囲に限定した。
第1図に、Fe中のSn含有量を種々に変化させた10
kg0鋼塊から作成した外径:42an、内径;33m
m、厚み:10mのリング試料につき、1000°Cで
焼鈍したのちの直流最大透磁率について調べた結果を、
Sn含有量との関係で示す。
kg0鋼塊から作成した外径:42an、内径;33m
m、厚み:10mのリング試料につき、1000°Cで
焼鈍したのちの直流最大透磁率について調べた結果を、
Sn含有量との関係で示す。
同図より明らかなように、Sn含有量が0,5〜8%の
範囲において20.000以上の優れた最大透磁率が得
られている。
範囲において20.000以上の優れた最大透磁率が得
られている。
八2およびSi:0.5〜10.0%
^!およびStはそれぞれ、最大透磁率の向上に有効に
寄与するが、含有量が0.5%に満たないとその添加効
果に乏しく、一方の10.0%を超えると飽和磁束密度
の低下を招くので、単独使用および併用いずれの場合に
おいても0.5〜10.0%の範囲に限定した。
寄与するが、含有量が0.5%に満たないとその添加効
果に乏しく、一方の10.0%を超えると飽和磁束密度
の低下を招くので、単独使用および併用いずれの場合に
おいても0.5〜10.0%の範囲に限定した。
第2図および第3図にそれぞれ、Fe中のSnおよびA
℃含有量を種々に変化させた10kgの鋼塊から作成し
た42mmφ×33閣φX10mmのリング試料につき
、1000’Cで焼鈍したのちの直流最大透磁率および
飽和磁束密度について調べた結果を、SnおよびAf含
有量との関係で示す。
℃含有量を種々に変化させた10kgの鋼塊から作成し
た42mmφ×33閣φX10mmのリング試料につき
、1000’Cで焼鈍したのちの直流最大透磁率および
飽和磁束密度について調べた結果を、SnおよびAf含
有量との関係で示す。
同図より明らかなように、Sn含有量=8%以下の範囲
において、Af含有量が10.0%以下好ましくは1〜
6%の場合に、優れた最大透磁率ならびに飽和磁束密度
が得られている。
において、Af含有量が10.0%以下好ましくは1〜
6%の場合に、優れた最大透磁率ならびに飽和磁束密度
が得られている。
Mn、 V、 Mo、 W、 Ti、 Cr、 Zr
、 Nb、 Ta、 Bおよび/またはHf : 0
.1〜5.0%上掲の各元素はいずれも、磁気特性の改
善に有効に寄与するが、含有量が0.1%に満たないと
その添加効果に乏しく、一方5.0%を超えると飽和磁
束密度が低下する不利が生じるので、単独使用または併
用いずれの場合においても、0.1〜5.0%の範囲で
添加するものとした。
、 Nb、 Ta、 Bおよび/またはHf : 0
.1〜5.0%上掲の各元素はいずれも、磁気特性の改
善に有効に寄与するが、含有量が0.1%に満たないと
その添加効果に乏しく、一方5.0%を超えると飽和磁
束密度が低下する不利が生じるので、単独使用または併
用いずれの場合においても、0.1〜5.0%の範囲で
添加するものとした。
以上、この発明では、合金の成分組成を上記の好適範囲
に調整する必要があるが、ただ単に成分のみを調整した
だけでは、この発明で目標とした良好な磁気特性は得ら
れない。ここに所期した目的達成のためには、結晶粒径
を100μm以上にすることが肝要である。
に調整する必要があるが、ただ単に成分のみを調整した
だけでは、この発明で目標とした良好な磁気特性は得ら
れない。ここに所期した目的達成のためには、結晶粒径
を100μm以上にすることが肝要である。
第4図に、平均結晶粒径を変えたときのFe−2,0S
n−2,OAf合金の最大透磁率の変化を示す。
n−2,OAf合金の最大透磁率の変化を示す。
同図より明らかなように、平均結晶粒径が100μmに
満たないと、μmは10,000程度であるが、平均結
晶粒径が100μm以上になると、′μmは20,00
0を超え、さらに粒径によっては40,000近くなる
場合もみられる。この点線Feにおいては、粒径が大き
くなってもさほど高い透磁率は呈さなかった。
満たないと、μmは10,000程度であるが、平均結
晶粒径が100μm以上になると、′μmは20,00
0を超え、さらに粒径によっては40,000近くなる
場合もみられる。この点線Feにおいては、粒径が大き
くなってもさほど高い透磁率は呈さなかった。
次にこの発明合金の製造方法について説明する。
製造方法は、鋳造法、圧延法、溶湯急速凝固法、粉末法
、いずれの場合をとっても良い。
、いずれの場合をとっても良い。
たとえば鋳造法の場合、所定の合金組成になる為の各原
料をルツボ中に入れて、溶湯とする。熱源は高周波加熱
でも、抵抗加熱でもアークでも、要するに原料を溶かせ
るものならなんでもよく、溶解したあと、合金をルツボ
中で室温まで冷却する。
料をルツボ中に入れて、溶湯とする。熱源は高周波加熱
でも、抵抗加熱でもアークでも、要するに原料を溶かせ
るものならなんでもよく、溶解したあと、合金をルツボ
中で室温まで冷却する。
さらに、このようにして得た合金について、γ→α変態
を避けた焼鈍温度で焼鈍を施すことによって結晶粒を粗
大化させることが、特性改善上重要である。この発明に
従う成分組成であれば、この合金系においてT相は著し
く縮小されているので、焼鈍温度の範囲を例えば、90
0〜1200°C程度に拡大でき、その結果結晶粒径が
100μm以上のものが容易に得られるのである。
を避けた焼鈍温度で焼鈍を施すことによって結晶粒を粗
大化させることが、特性改善上重要である。この発明に
従う成分組成であれば、この合金系においてT相は著し
く縮小されているので、焼鈍温度の範囲を例えば、90
0〜1200°C程度に拡大でき、その結果結晶粒径が
100μm以上のものが容易に得られるのである。
(作 用)
この発明に従い、Fe −Sn系合金において結晶粒径
を100μm以上とすることによって最大透磁率が向上
する理由は、まだ明確に解明されたわけではないが、次
のとおりと考えられる。
を100μm以上とすることによって最大透磁率が向上
する理由は、まだ明確に解明されたわけではないが、次
のとおりと考えられる。
磁化過程において、最大透磁率を示すのは、磁壁移動範
囲である。従って、磁壁移動がなめらかに進行する程透
磁率は向上する。また磁壁は強磁性体の各結晶粒内で多
くの磁区を形成するが、各結晶粒界において、これらの
磁区はそれぞれ連続性を保つことが必要である。従って
、結晶粒界の数が少ない程粒界での磁区の不連続性が減
少し、磁化過程において磁壁の移動が容易となる。
囲である。従って、磁壁移動がなめらかに進行する程透
磁率は向上する。また磁壁は強磁性体の各結晶粒内で多
くの磁区を形成するが、各結晶粒界において、これらの
磁区はそれぞれ連続性を保つことが必要である。従って
、結晶粒界の数が少ない程粒界での磁区の不連続性が減
少し、磁化過程において磁壁の移動が容易となる。
熱論、磁壁移動度は、粒界だけで決まるものではなく、
他に不純物、介在物、析出物、狭雑物等の微細子の結晶
粒内での分散や結晶方位の尖鋭化にも左右される。しか
しながらランダムな方位で、上記微粒子の分散がない場
合、粒径が透磁率に与える影響はかなり大きいものであ
る。
他に不純物、介在物、析出物、狭雑物等の微細子の結晶
粒内での分散や結晶方位の尖鋭化にも左右される。しか
しながらランダムな方位で、上記微粒子の分散がない場
合、粒径が透磁率に与える影響はかなり大きいものであ
る。
(実施例)
実施例1
第1表に示す種々の成分組成になる10kgのインゴッ
トから、外径=42111fll、内径:33III[
11、厚み:10mmのリング試料を作製した。かかる
リング試料の表面を研磨したのち、水素中で1000″
C260分間の焼鈍を施した。
トから、外径=42111fll、内径:33III[
11、厚み:10mmのリング試料を作製した。かかる
リング試料の表面を研磨したのち、水素中で1000″
C260分間の焼鈍を施した。
ついで各試料に絶縁紙をまきつけ、その上からエナメル
線を巻いた。このとき1次、2次コイル共に巻き数は1
50回とした。
線を巻いた。このとき1次、2次コイル共に巻き数は1
50回とした。
かくして得られたトロイダル試料について、直流BH)
レーサーで100OOA/mまでの外部磁場をかけて最
大透磁率、保持力および飽和磁束密度を測定した結果を
、第1表に示す。
レーサーで100OOA/mまでの外部磁場をかけて最
大透磁率、保持力および飽和磁束密度を測定した結果を
、第1表に示す。
実施例2
第2表に示す種々の成分組成になる10kgのインゴッ
トから42aaφ×331nfflφ×10鵬のリング
試料を作製した。かかるリング試料を1020℃の水素
中で60分間焼鈍したのち、該リングに絶縁紙をまき、
その上からエナメル線を巻いた。このとき1次、2次コ
イル共に巻き数は150回とした。
トから42aaφ×331nfflφ×10鵬のリング
試料を作製した。かかるリング試料を1020℃の水素
中で60分間焼鈍したのち、該リングに絶縁紙をまき、
その上からエナメル線を巻いた。このとき1次、2次コ
イル共に巻き数は150回とした。
かくして得られたトロイダル試料につき、実施例1と同
様にして種々の磁気特性について調べた結果を、第2表
に併記する。
様にして種々の磁気特性について調べた結果を、第2表
に併記する。
実施例3
第3表に示す種々の成分組成になる10kgのインゴッ
トから、42IIIIIlφX33mmφ×10鵬のリ
ング試料を作製した。かかるリング試料を980°Cの
水素中で100分間焼鈍したのち、該リングに絶縁紙を
巻いてから、エナメル線を巻き付けた。このとき1次、
2次コイル共に巻き数は150回とした。
トから、42IIIIIlφX33mmφ×10鵬のリ
ング試料を作製した。かかるリング試料を980°Cの
水素中で100分間焼鈍したのち、該リングに絶縁紙を
巻いてから、エナメル線を巻き付けた。このとき1次、
2次コイル共に巻き数は150回とした。
かくして得られたトロイダル試料につき、実施例1と同
様にして種々の磁気特性について調べた結果を、第3表
に併記する。
様にして種々の磁気特性について調べた結果を、第3表
に併記する。
(発明の効果)
かくしてこの発明によれば、最大透磁率が高くて、飽和
磁束密度の向上とした軟磁性合金を容易に得ることがで
き、ひいてはモータコア、トランス、ヘッド等の用途に
用いて偉効を奏する。
磁束密度の向上とした軟磁性合金を容易に得ることがで
き、ひいてはモータコア、トランス、ヘッド等の用途に
用いて偉効を奏する。
第1図は、直流最大透磁率に及ぼす鉄中Sn量の影響を
示したグラフ、 第2図は、直流最大透磁率に及ぼす鉄中へ!およびSn
量の影響を示したグラフ、 第3図は、飽和磁束密度に及ぼす鉄中AlおよびSn量
の影響を示したグラフ、 第4図は、平均結晶粒径と最大透磁率との関係を示した
グラフである。 第1図 Wt % Sn in Fe 第2図 Sn (wt%] 第3図 Wt ’/、 Sn in Fs 第4図 平均諦晶雑イそ←a〕
示したグラフ、 第2図は、直流最大透磁率に及ぼす鉄中へ!およびSn
量の影響を示したグラフ、 第3図は、飽和磁束密度に及ぼす鉄中AlおよびSn量
の影響を示したグラフ、 第4図は、平均結晶粒径と最大透磁率との関係を示した
グラフである。 第1図 Wt % Sn in Fe 第2図 Sn (wt%] 第3図 Wt ’/、 Sn in Fs 第4図 平均諦晶雑イそ←a〕
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 1、Sn:0.5〜8.0wt% を含み、残部は実質的にFeの組成になり、結晶粒径が
100μm以上であることを特徴とする磁気特性の優れ
た軟磁性合金。 2、Sn:0.5〜8.0wt% を含み、かつ Al:0.5〜10.0wt%および Si:0.5〜10.0wt% のうち少なくとも一種を含有し、残部は実質的にFeの
組成になり、結晶粒径が100μm以上であることを特
徴とする磁気特性の優れた軟磁性合金。 3、Sn:0.5〜8.0wt% を含み、かつ Mn、V、Mo、W、Ti、Cr、Zr、Nb、Ta、
BおよびHfのうちから選んだ一種または二種以上:0
.1〜5.0wt% を含有し、残部は実質的にFeの組成になり、結晶粒径
が100μm以上であることを特徴とする磁気特性の優
れた軟磁性合金。 4、Sn:0.5〜8.0wt% を含み、かつ Al:0.5〜10.0wt%および Si:0.5〜10.0wt% のうち少なくとも一種を、 Mn、V、Mo、W、Ti、Cr、Zr、Nb、Ta、
BおよびHfのうちから選んだ一種または二種以上:0
.1〜5.0wt% と共に含有し、残部は実質的にFeの組成になり、結晶
粒径が100μm以上であることを特徴とする磁気特性
の優れた軟磁性合金。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2182287A JPS63190137A (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | 磁気特性の優れた軟磁性合金 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2182287A JPS63190137A (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | 磁気特性の優れた軟磁性合金 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS63190137A true JPS63190137A (ja) | 1988-08-05 |
Family
ID=12065752
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2182287A Pending JPS63190137A (ja) | 1987-02-03 | 1987-02-03 | 磁気特性の優れた軟磁性合金 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS63190137A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140251085A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-11 | Mikiko Tsutsui | Soft magnetic metal powder and powder core |
-
1987
- 1987-02-03 JP JP2182287A patent/JPS63190137A/ja active Pending
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US20140251085A1 (en) * | 2013-03-05 | 2014-09-11 | Mikiko Tsutsui | Soft magnetic metal powder and powder core |
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