JPS6396904A - 実効パルス透磁率に優れたアモルフアス磁心およびその製造方法 - Google Patents

実効パルス透磁率に優れたアモルフアス磁心およびその製造方法

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JPS6396904A
JPS6396904A JP61243489A JP24348986A JPS6396904A JP S6396904 A JPS6396904 A JP S6396904A JP 61243489 A JP61243489 A JP 61243489A JP 24348986 A JP24348986 A JP 24348986A JP S6396904 A JPS6396904 A JP S6396904A
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magnetic
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克仁 吉沢
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    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15316Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Co

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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。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、フィルターチ嘗−りや高周波トランス等に好
適な実効パルス透磁率に優れたアモルファス磁心および
その製造方法に関するものである。
〔従来の技術〕
Co基のアモルファス合金は優れた軟磁気特性を示し、
高い実効透磁率が得られることが知られている。高い実
効透磁率を得るためには、通常、キューリー温度以上、
結晶化温度以下の温度に保持後、室温まで急冷する熱処
理が行なわれている。
この様な熱処理は特公昭59−42069等に記載され
ている。
しかし、インバータやフォワード型のスイッチング電源
のトランス等に用いられる磁心は方形波でしかも大振幅
で片側励磁されるため、正弦波で対称励磁して小振幅励
磁で測定された実効透磁率は重要でない。むしろ、単極
性パルスで励磁して大振幅の励磁条件まで測定する実効
パルス透磁率が重要となる。
〔発明が解決しようとする問題点〕
しかし、上記のキューリー温度以上、結晶化温度に保持
後、室温まで急冷する熱処理を行りたものは、動作磁束
密度が大きくなると急激に実効パルス透磁率が低下する
ため動作磁束密度を大きく設計できないという問題点が
ある。また、磁心が飽和しやすく、最悪の場合は回路が
破壊するおそれがある。
本発明の目的は、実効パルス透磁率に優れたアモルファ
ス磁心およびその製造方法を提供することである。
〔問題点を解決するための手段〕
本発明は、 Cr eWtNi tMoから選ばれる少なくとも1種
の元素、MはCu e Ag e Auから選ばれる少
なくとも1種の元素であシ、 0≦a≦0.05..0.01≦b≦0.08゜0.1
≦x≦5 、0.1≦c≦2,7≦y≦18゜7≦2≦
16.22≦1+、≦28 ノ関係を有するアモルファス合金からなり、角形比20
%以下、応力緩和度90%以上であることを特徴とする
実効パルス透磁率に優れたアモルファス磁心およびその
製造方法である。
本発明において、アモルファス合金は、単ロール法等の
液体急冷法によシ作製され、通常トロイダル状に巻かれ
磁心となる0 トロイダル状に巻かれたアモルファス磁心は窒素ガス等
の不活性ガス中で熱処理される0熱処理部度は最低35
0℃の温度で少なくとも20分実施され応力緩和度を9
0−以上とする。
本発明において応力緩和度とは、次のように定義する。
アモルファス合金の薄帯を巻回して形成された巻磁心の
最も外側の薄帯の曲率半径をTOとし、該最外層の薄帯
をはがして自由状態においた場合の曲率半径をγとした
とき、両者の比γo/rを応力緩和度とする。
応力緩和度を90チ以上とする熱処理を行った後、交流
あるいは直流の磁場を使用する際の磁心の磁路方向と直
角方向く印加する工程を含むことによシ、角形比20%
以下の低角形比の磁心を得ることが可能となる。
実効パルス透磁率を改善するためには、上記アモルファ
ス合金からなる磁心を結晶化温度以下でかつ350℃以
上の温度で熱処理の後、交流あるいは直流の磁場を使用
する際の磁心の磁路方向と直角方向に加えながら50℃
九以下の平均冷却速度で200℃以下の温度まで冷却す
る、あるいは、結晶化温度以下でかつ350℃以上の熱
処理の後200℃以下の温度まで50℃九以上の平均冷
却速度で冷却した後、交流あるいは直流の磁場を使用す
る際の磁心の磁路方向と直角方向に加えながらキ為−リ
一温度以下、150℃以上の温度に少なくとも20分保
持後室温付近まで冷却する、あるいは結晶化温度以下の
温度でかつ650℃以上の温度で熱処理を実施し応力緩
和度を90%以上とした後、交流あるいは直流の磁場を
磁心の磁路方向と直角方向に加えながら50℃九以下の
平均冷却速度で磁心材料のキューリ一温度以下、150
℃以上に冷却し、少なくとも20分itぼ一定温度に保
持後室温まで冷却する等の方法をとる。
はじめの熱処理を結晶化温度以下でかつ最低650℃の
温度で少なくとも20分の熱処理を行ない、応力緩和度
を90チ以上としたのは、この範囲をはずれるとこの後
に磁場中熱処理を行っても実効パルス透磁率μpの値が
あまり改善されないためと、経時変化が大きいためであ
る。
磁場中熱処理や磁場中冷却はμpを改善するために行な
うものであり、磁場は磁路方向と直角方向に磁心が飽和
する程度の大きさで印加する。この磁場の大きさは磁心
の寸法比により異なる。通常は数10000e印加すれ
ば十分である。
磁場、中冷却を行逢う場合の平均冷却速度は50℃/r
以下が望ましい。この理由は50℃/ヨを越えるとμp
のΔB依存性が大きくなり、好ましくないためである。
無磁場中で冷却する際は50℃/1以上の平均冷却速度
で冷却する必要がある。50℃/mm未満ではこの工程
の後、磁場中熱処理を行っても十分μpが改善されない
ためである。
本発明において、Mn 、 M 、 M’は必須の元素
であμp改善に著しい効果があシ、特にM′はパルス幅
が小さくなってもμpが低下しにくい効果がある。
5tpBはアモルファス形成に必要な元素であシ、7≦
y≦18,7≦2≦16.22≦y+z≦28の範囲に
おいてアモルファス形成能、熱安定性に優れた特性が得
られる。
M Ik xが0.1%未満では添加によるμp改善の
効果はほとんどなく5チを越えるとアモルファス合金が
脆化しやすくなり飽和磁束密度も下がり実用的でなくな
る。このため0.1≦x≦5が望ましい。
M量Cが0.1%未満では同様に添加によるμp改善の
効果はtlとんどなく2チを越えるとμpが急激に低下
する。このため0.1≦c≦2が望ましい。
〔実施例〕
以下本発明を実施例に従って説明する。
実施例1゜ 単ロール法により第1表に示す組成の幅5m+。
厚さ18μmのアモルファス合金リボンを炸裂した。
次にこのアモルファスリボンを内径15■、外径19m
に巻回し、410℃に1時間保持後約5000℃/mm
の冷却速度で室温まで冷却し、次に磁路と直角方向に3
0000eの磁場を印加し200℃に12h保持した後
室温まで冷却し、動作磁束密度ΔBO02T、パルス幅
td10μs、30μsにおける実効パルス透磁率μp
 、 I KHzにおける実効透磁率μ8角形比Br/
Bs +応力緩和度γ0/γを測定した。比較のため本
発明以外の組成の合金に本製造方法を適用した場合、本
製造方法を適用しなかった場合についても示す。μpの
測定はJISの方法によった。
なおμp測測定際のパルスの繰返し周期は1mI!Iと
した0第   1   表 表かられかるように本発明の磁心は、実効透磁率μex
kは従来のCo基アモルファス磁心とは埋同等であるが
、実効パルス透磁率μpは従来のCo基アモルファス磁
心より著しく優れていることがわかる。従来の製造方法
によシ製造した磁心は、角形比が中程度あシ、実効透磁
率μe1には大きいものの単極性のパルスで測定される
実効パルス透磁率μpは低く、インバータや、フォワー
ド型のスイッチング電源のトランス等には適していない
0実施例2 単ロール法によυ幅16■、板厚16pmの(Coo、
5sFeo、o鵞RIIno、am ) ys、s M
oz、s Cuo、* Si ts Beアそルファス
合金薄帯を作製し、内径15m、外径35m+のトロイ
ダル磁心を作製した。次に窒素ガス雰囲気中430℃に
1時間保持後水中に冷却した。応力緩和度は99%であ
る0 次にとの磁心をエチルアルコールにつけ取シ出し乾燥さ
せた後、200℃で磁路と直角方向に300000の磁
場を印加しながら熱処理し室温まで冷却した。
冷却速度Rが50℃ルを越えるとμpのΔB依存性が大
きくなシ、低いΔBからμpが低下するため、冷却速度
Rは50℃以下が望ましい。
実施例4 単ロール法により幅5mm、厚さ18μmの(Coo、
5sFeo、os Mno、am ) t4−cNbx
 CucSi ss Beアモルファス合金を作製した
次に外径19鱈、内径156に巻きトロイダル磁心を作
製した。次に窒素ガス雰囲気中460℃で1時間保持し
、磁路と直角方向に30000eの磁場を印加しなから
40℃/mmの冷却速度で190℃まで冷却後、190
℃に12時間保持し室温まで冷却し、Δ13−0−2 
T e td = 104s * T = 1 m s
のtipを測定した。μpとCujlCの関係を第3図
に示す。
Cが0.1未満ではμp改善の効果はほとんどなく、C
が2%を越えると急激にμpが低下する。
したがって、Cu量Cの好ましい範囲は0.1≦c≦0
.2であることがわかる。
実施例5゜ 単ロール法により幅10m、厚さ20μmの(Coo、
5sFe o、am Mno、am )?!、I Cr
4Cue、s St 14 B−アモルファス合金を作
製した。
次に外径25w、内径18mに巻きトロイダル磁心を作
製し、真空中390℃で保持時間をかえ熱処理後磁路と
直角方向に磁場をかけながら10℃んの冷却速度で20
0℃まで冷却し8時間保持後、室温まで冷却した。
作製した磁心の応力緩和度To/rとtd−10μs。
ΔB=0.2T、T:1m3の場合のμpの関係を第4
図に示す。
応力緩和度ro/rが90%を越えるとμpの改善が著
しく好ましい結果が得られることがわかる。
実施例& 単ロール法によシ幅12m、厚さ17μ調の(Co。、
*1−bFeo讃Mnb) ts、4MO2,I Cu
 o、s Si t@B−アモルファス合金を作製した
次に、外径25 m 、内径19sllのトロイダル磁
心を作製し、窒素ガス雰囲気中430℃で1時間保持後
、磁路と直角方向に20000eの磁場を印加しなから
5℃/mmの冷却速度で200℃まで冷却し24h保持
後室温まで冷却し、td=10μs、ΔB=0.2T*
T=1msの場合のμpを測定した。
作製した磁心のμpと動量すの関係を第5図に示す。
図から明らかなようK Mn t bは、0.01≦b
≦0.08の範囲がμpが高いため好ましいことがわが
るO 〔発明の効果〕 本発明によれば、従来不充分であった実効パルス透磁率
を改善したアモルファス磁心を得ることができるためそ
の効果は著しいものがある。
【図面の簡単な説明】
第1図は(Coo、@s Feo、s Mna、os 
)t s、s Mo2.s Cuo、z Sl tsB
−アモルファス磁心の実効パルス透磁率μpと磁場中熱
処理時間tの関係を示した図、第2図は冷却速度Rの異
なる(Coo、srs Feo、oos Mno、ot
)ts、y Nbo、m5itsB、アモルファス巻磁
心のμpとΔBの関係を示した図、第3図は(Coo、
os Feo、oz Mno、os )74−(2Nb
x Cu(H8i tsB9アモルファス磁心のμpと
C量の関係を示した図、第4図は(Coo、si Fe
e、omMno、as)tz、s Cr4Cuo、5s
ita Beアモルファス磁心の応力緩和度γ0/γと
μpの関係を示した図、第5図は(Coo、5s−bF
ee、ox Mn1) ) 73.4Mon、s Cu
o、s 5fts Beアモルファス磁心のμpと当量
すの関係を示した図である。 第 2 図 第 3 面 0         /          2   
      J第 4 図 ro7つ−(う≦) 〃 昭和61年 特許願 第243489号発明の名称 実効パルス透磁率に優れたアモルファス磁心およびその
製造方法 補正をする者 事件との関係  特許出願人 住所 東京都千代田区丸の内二丁目1番2号名称 (5
08)日立金属株式会社 補正の対象 明細書の「発明の詳細な説明」の欄。 補正の内容 別紙の通り 補正の内容 明m書の第月頁と第12頁の間に、下記の文章を挿入す
る。 記 「 第1図にΔBが0,2T 、パルス幅tdが10μ
s。 繰返し周期Tが11ISの場合のμρの磁場中熱処理時
間を依存性を示す。比較のため応力緩和されていない試
料Bについても示した。 20分を越えるとμpの改善効果が著しくなり、240
分付近で極大を示した後、はぼ一定値に漸近しでいくが
その値は磁場中熱処理前よりは著しく改善されている。 応力緩和されていないBの場合は、磁場中熱処理を行っ
ても、あまりμpは改善されない。 以上の結果より、応力緩和を行い20分以上のfti@
中熱処理を行うのがμp改善に有効であることがわかる
。 実施例3 単ロール法により、幅16Il置、板厚11μ層の(C
o    F e    Mno、o7)tr、tNb
o、s S’tto、’+n   o、oos B!アモルファス合金薄帯を作製し、内径15++n。 外径35IIIのトロイダル磁心を作製した。 次に、水素ガス雰囲気中390℃に1時間保持後、磁路
方向と直角方向に30000eの磁場をかけながら冷却
速度Rを変え室温まで冷却した。応力緩和度は98%で
あった。 作製した磁心のtdf 10μs、T=1msの場合の
μpとΔBの関係を第2図に示す。J以上

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)組成式(Co_1_−_a_−_bFe_aMn
    _b)_1_0_0_−_x_−_c_−_y_−_z
    M_xM_cSi_yB_z(原子%)で表わされ、こ
    こでMはTi、Zr、Hf、V、Nb、Ti、Cr、W
    、Ni、Moから選ばれる少なくとも1種の元素、Mは
    Cu、Ag、Auから選ばれる少なくとも1種の元素で
    あり、0≦a≦0.05、0.01≦b≦0.08、0
    .1≦x≦5、0.1≦c≦2、7≦y≦18、7≦z
    ≦16、22≦y+z≦28の関係を有するアモルファ
    ス合金からなり、角形比20%以下、応力緩和度90%
    以上であることを特徴とする実効パルス透磁率に優れた
    アモルファス磁心。
  2. (2)結晶化温度以下でかつ最低350℃の温度で少な
    くとも20分の熱処理を実施し応力緩和度を90%以上
    とした後、交流あるいは直流の磁場を使用する際の磁心
    の磁路方向と直角方向に加えながら50℃/mm以下の
    平均冷却速度で200℃以下の温度まで冷却することを
    特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の実効パルス透
    磁率に優れたアモルファス磁心の製造方法。
  3. (3)結晶化温度以下でかつ最低350℃の温度で少な
    くとも20分の熱処理を実施し、応力緩和度を90%以
    上とし200℃以下の温度まで50℃/mm以上の平均
    冷却速度で冷却した後、交流あるいは直流の磁場を使用
    する際の磁心の磁路方向と直角方向に加えながらキュー
    リー温度以下、150℃以上の温度に少なくとも20分
    保持後室温付近まで冷却することを特徴とする特許請求
    の範囲第1項に記載の実効パルス透磁率に優れたアモル
    ファス磁心の製造方法。
  4. (4)結晶化温度以下でかつ最低350℃の温度で少な
    くとも20分の熱処理を実施し、応力緩和度を90%以
    上とした後、交流あるいは直流の磁場を磁心の磁路方向
    と直角方向に加えながら50℃/mm以下の平均冷却速
    度で磁心材料のキューリー温度以下150℃以上に冷却
    し、少なくとも20分ほぼ一定温度に保持後室温まで冷
    却することを特徴とする特許請求の範囲第1項に記載の
    実効パルス透磁率に優れたアモルファス磁心の製造方法
JP61243489A 1986-10-14 1986-10-14 実効パルス透磁率に優れたアモルファス磁心およびその製造方法 Expired - Lifetime JP2513645B2 (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0429022A2 (en) * 1989-11-17 1991-05-29 Hitachi Metals, Ltd. Magnetic alloy with ulrafine crystal grains and method of producing same
US5096513A (en) * 1989-09-01 1992-03-17 Kabushiki Kaisha Toshiba Very thin soft magnetic alloy strips and magnetic core and electromagnetic apparatus made therefrom
EP1237165A2 (en) * 2001-03-01 2002-09-04 Hitachi Metals, Ltd. Co-based magnetic alloy and magnetic members made of the same

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