CN103748248B - 半硬质磁性材料和使用其而成的防盗用磁传感器及半硬质磁性材料的制造方法 - Google Patents

半硬质磁性材料和使用其而成的防盗用磁传感器及半硬质磁性材料的制造方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种将防盗用磁传感器的磁偏条带所要求的矫顽力和剩余磁通密度维持在与现有的半硬质磁性材料相同的范围内、且降低了Ni含量的资源节约型的半硬质磁性材料和使用其而成的防盗用磁传感器及半硬质磁性材料的制造方法。该半硬质磁性材料是按质量％计包含Ni：5.0％以上且小于13.0％、Mn：0.5％以上且4.0％以下、Al：超过0％且3.0％以下、Ti：超过0％且1.0％以下，余量为Fe和杂质，矫顽力为1000～2400A／m，剩余磁通密度为1.3T以上。所述的半硬质磁性材料的制造方法是对冷轧后的薄板于520～680℃的温度范围内进行时效处理而使矫顽力为1000～2400A／m、剩余磁通密度为1.3T以上的半硬质磁性材料的制造方法。

Description

半硬质磁性材料和使用其而成的防盗用磁传感器及半硬质磁性材料的制造方法
技术领域
本发明涉及半硬质磁性材料和使用其而成的防盗用磁传感器及半硬质磁性材料的制造方法。
背景技术
一直以来，大型零售店等之中以防盗为目的广泛使用磁传感器。该磁传感器的元件包含由非晶铁磁性合金构成的警报条和以半硬质磁性材料构成的磁偏条而成。
作为上述磁偏条用的半硬质磁性材料，例如，提出了按质量％计Ni：8.0～25.0％、Ti：0.5～3％、Al：1.5～4.5％，余量由Fe而成的半硬质磁性材料(例如，参照专利文献1)。公开了该半硬质磁性材料能够得到1000～2400A／m的矫顽力Hc和1.3T以上的剩余磁通密度Br，作为特别有利的合金而包含13.0～17.0％的Ni、1.8～2.8％的Al和0.5～1.5％的Ti，其实施例中公开了含有高达15.0％和18.0％的Ni的半硬质磁性材料。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特表2001-502759号公报
发明内容
发明要解决的问题
上述的专利文献1中公开的半硬质磁性材料虽然在获得磁偏条所要求的矫顽力和剩余磁通密度方面是有利的，但是存在因大量含有稀有金属Ni而提高成本的问题。
本发明的目的是提供将防盗用磁传感器的磁偏条带所要求的矫顽力和剩余磁通密度维持在与现有的半硬质磁性材料相同的范围内、且降低了Ni含量的资源节约型的半硬质磁性材料和使用其而成的防盗用磁传感器及半硬质磁性材料的制造方法
用于解决问题的手段
本发明人研究了半硬质磁性材料的化学组成和磁特性的关系，发现通过主动地使其含有比Ni廉价且资源埋藏量丰富的Mn，即使与现有的半硬质磁性材料相比减少Ni含量，也能够得到与现有同等的磁特性，由此完成本发明。
即，本发明是如下的半硬质磁性材料：按质量％计包含Ni：5.0％以上且小于13.0％、Mn：0.96％以上且4.0％以下、Al：超过0％且3.0％以下、Ti：超过0％且1.0％以下，余量为Fe和杂质，矫顽力为1000～2400A/m，剩余磁通密度为1.3T以上。
另外，本发明是厚度为0.030～0.30mm的薄板的半硬质磁性材料。
另外，本发明是使用上述的半硬质磁性材料为磁偏条、且将该磁偏条和由非晶铁磁性合金形成的警报条组合而构成的防盗用磁传感器。
另外，本发明是上述的半硬质磁性材料的制造方法，其是在冷轧后于520～680℃的温度范围内进行时效处理的半硬质磁性材料的制造方法。
发明效果
本发明的半硬质磁性材料尽管降低对磁特性产生影响的Ni含量，但是能够将防盗用磁传感器的磁偏条带所要求的矫顽力和剩余磁通密度维持在与现有的半硬质磁性材料同等的范围内。因此，与现有的半硬质磁性材料相比具有廉价、且节约资源的效果。所以，对于使用其而成的防盗用磁传感器也起到廉价且节约资源的效果。
附图说明
图1是表示半硬质磁性材料的Ni量和磁特性的关系的一例的图。
图2是表示半硬质磁性材料的Mn量和磁特性的关系的一例的图。
图3是表示半硬质磁性材料的Al量和剩余磁通密度的关系的一例的图。
图4是表示半硬质磁性材料的Al量和矫顽力的关系的一例的图。
图5是表示半硬质磁性材料的Ti量和剩余磁通密度的关系的一例的图。
图6是表示半硬质磁性材料的Ti量和矫顽力的关系的一例的图。
图7是表示半硬质磁性材料的Ni量和剩余磁通密度的关系的一例的图。
图8是表示半硬质磁性材料的Ni量和矫顽力的关系的一例的图。
具体实施方式
如上所述，本发明的重要的特征在于降低高价的稀有金属的Ni含量、并且能够得到与现有同等的磁特性的最佳组成。本发明中规定的元素和规定该元素含量的理由如下。另外，含量记为质量％。
Mn：0.96％以上且4.0％以下
Mn是本发明的重要的元素。本发明中，通过Mn来补偿降低Ni所造成的奥氏体甚至马氏体的生成能力的降低。而且，Mn与Ni同样是具有与Fe合金化而提高半硬质磁性材料的矫顽力的作用的元素。因此，在本发明中必须以0.96％以上且4.0％以下的范围添加Mn。其中，若Mn小于0.96％，则提高矫顽力的效果小，相反，若Mn超过4.0％的范围，则矫顽力变得过高，并且剩余磁通密度降低。因此，规定Mn在0.96％以上且4.0％以下的范围内。Mn的优选下限为1.0％，更优选下限为2.0％。另外，用于维持高的剩余磁通密度的Mn的优选上限为3.0％。
Ni：5.0％以上且小于13.0％
Ni是提高奥氏体的生成能力的元素。若Ni以25.0％以下的含量范围与Fe合金化，则从奥氏体到马氏体的相变起始温度(Ms)比室温高，因此是具有在室温下成为体心立方晶体的马氏体组织的作用的元素。以该Fe－Ni合金构成的马氏体组织与纯Fe的铁素体组织相比，材料内部的形变大，是磁壁移动困难的组织，因此与纯Fe的铁素体组织相比，矫顽力变大。所以，Ni是用于调整半硬质磁性材料的矫顽力所需的本发明的必须元素。若Ni小于5.0％，则提高半硬质磁性材料的矫顽力的效果小，相反，若Ni为13.0％以上，则对于包含本发明的规定量的Mn的组成而言，矫顽力变得过高。另外，剩余磁通密度略微降低，并且节约资源的效果减小，因此规定Ni在5.0％以上且小于13.0％的范围内。用于得到提高矫顽力的效果的Ni的优选下限为6.5％，更优选为8.0％。另外，随着Ni量的增加，剩余磁通密度饱和，矫顽力变高，因此Ni的优选上限为11.5％。更优选为11.0％，进一步优选为10.5％。
Al：超过0％且3.0％以下
Al是通过与半硬质磁性材料中包含的Ni生成金属间化合物来提高半硬质磁性材料的矫顽力和剩余磁通密度的本发明的有效的元素。因此，Al必须按超过0％的量添加。但是，若Al超过3.0％的范围，则招致剩余磁通密度的降低，因此规定Al的上限为3.0％。用于更确实地得到提高剩余磁通密度的效果的Al的优选下限为0.25％，更优选为1.0％。另外，用于维持高的剩余磁通密度的Al的优选上限为2.5％。
Ti：超过0％且1.0％以下
Ti与Al同样是通过与半硬质磁性材料中包含的Ni生成金属间化合物来提高半硬质磁性材料的矫顽力和剩余磁通密度的有效的元素。因此，Ti必须按超过0％的量添加。但是，若Ti超过1.0％范围，则矫顽力变得过高，因此Ti的上限为1.0％。用于得到提高剩余磁通密度的效果的Ti的优选下限为0.3％，更优选为0.5％。
余量为Fe和杂质
余量实质上是Fe，但包含制造上不可避免地混入的杂质。优选杂质含量少的情况，若在以下的范围，则没有影响。
C≤0.03％、Si≤0.50％、P≤0.10％、S≤0.05％、N≤0.03％、O≤0.01％
接着，对于将本发明的半硬质磁性材料的磁特性规定在剩余磁通密度(Br)为1.3T以上、矫顽力(Hc)为1000～2400A／m的范围的理由进行叙述。
例如，零售店中商品陈列时以及商品被盗时的防盗用磁传感器中的磁偏条带的作用是对由非晶铁磁性合金构成的警报条赋予磁场，因此要求剩余磁通密度高。将剩余磁通密度设为1.3T以上的原因在于该范围是防盗用磁传感器的磁偏条带所需的特性。
另外，虽然在本发明中没有特别地规定，但是作为表示即使外部磁场略微变化剩余磁通密度也不变化的指标，优选使B-H曲线的矩形性高。具体地，优选使剩余磁通密度Br与赋予8000A／m的磁场时的磁通密度B8000之比Br/B8000的值为0.80以上。
另外，若矫顽力(Hc)过小，则即使在外部磁场略微变化时，也会因剩余磁通密度Br甚至赋予警报条的磁场的大小发生变化而导致防盗用磁传感器的误操作。所以，在矫顽力的范围内设置下限值，并且设为1000A／m以上。
另一方面，在正常支付费用后，为了消去防盗用磁传感器的传感器功能而需要脱磁，若矫顽力过高，则产生脱磁变困难的问题。所以，矫顽力的上限设为2400A／m。
上述的本发明的半硬质磁性材料尽管降低了Ni，但是能够得到与现有的大量包含Ni的半硬质磁性材料同等的磁特性。具体地，能够得到矫顽力为1000～2400A／m、剩余磁通密度为1.3T以上的优异的磁特性。
对于本发明的半硬质磁性材料，在冷轧后应用时效处理，从而使金属间化合物析出，形成磁壁移动和磁畴转动的障壁，能够提高矫顽力和剩余磁通密度。
为了使金属间化合物析出而进行的时效处理在520～680℃的温度范围进行。这是由于若时效处理温度小于520℃，则可能由于析出的金属间化合物的大小过于微细而使提高矫顽力的效果变小，另一方面，若超过680℃，则可能由于引起母相的再结晶而使矫顽力降低。因此，本发明中，时效处理是在520～680℃的温度范围进行时效处理。优选的时效处理温度的下限为550℃，更优选为580℃。另一方面，优选的时效处理温度的上限为670℃，更优选为630℃。
另外，时效处理时间以0.5～2小时为宜。这是由于，要想时效处理时的金属间化合物的析出，则需要元素的扩散，因此为了促进扩散而优选使其保持0.5小时以上。相反，即便保持超过2小时，金属间化合物的析出状态也几乎没有变化，也不会引起磁特性的变化。所以，时效处理时间为0.5～2小时是充分的。
另外，对具有上述组成的本发明的半硬质磁性材料进行轧制，制成厚度为0.030～0.30mm的薄板，由此适合于防盗用磁传感器用途。用于防盗用磁传感器用途时，在厚度小于0.03mm的板材的情况下，难以对警报条赋予充分的磁力。另外，在厚度超过0.30mm的板材的情况下，B一H曲线的矩形性变低。更优选的范围是0.040～0.25mm。
上述的时效处理是在达到最终制品板厚的状态下调整磁特性的手段，因此可以在通过冷轧制成厚度为0.030～0.30mm的薄板后进行。若在冷轧后进行时效处理，则会因由冷轧导致的形变的蓄积而使时效处理时的金属间化合物的析出的驱动力变大，因此还具有容易引起金属间化合物的析出的优点。
若想要使用以上说明的本发明的半硬质磁性材料制成防盗用磁传感器，则将本发明的半硬质磁性材料制成适当形状的磁偏条，并将其与非晶铁磁性合金形成的警报条组合而构成。
实施例
(实施例1)
在以下的实施例中更详细地说明本发明。
采用真空熔解熔炼表1中所示的8种半硬质磁性材料的10kg钢锭。表中的No.1～3合金是大致固定Mn、Al、Ti的含量、且使Ni量变化的本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料。另外，No.3～5合金是大致固定Ni、Al、Ti的含量、且使Mn量变化的本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料。No.6和7合金是使Mn的含量变化的比较例。另外，No.8合金中Ni含量超过本发明的上限，并且Mn量小于本发明的下限。该No.8合金是符合专利文献1的现有例的半硬质磁性材料。
[表1]
(质量％)
No Ni Mn Al Ti C Si P S N O 余量
1 6.07 2.29 2.09 0.89 0.0036 0.19 0.003 0.0031 0.0006 0.0006 Fe和杂质
2 7.80 2.38 2.10 0.88 0.0039 0.19 0.004 0.0031 0.0007 0.0003 Fe和杂质
3 10.03 2.33 2.08 0.88 0.0044 0.18 0.003 0.0022 0.0005 0.0004 Fe和杂质
4 9.81 0.96 2.16 0.84 0.0013 0.18 0.004 0.0022 0.0005 0.0006 Fe和杂质
5 9.79 3.03 2.08 0.87 0.0034 0.19 0.004 0.0033 0.0008 0.0003 Fe和杂质
6 9.92 4.77 2.07 0.86 0.0045 0.18 0.005 0.0029 0.0005 0.0002 Fe和杂质
7 9.91 7.09 2.02 0.85 0.0054 0.18 0.004 0.0035 0.0005 0.0006 Fe和杂质
8 14.85 0.23 2.09 0.85 0.0003 0.18 0.003 0.0015 0.0005 0.0009 Fe和杂质
※C、Si、P、S、N、O是杂质
将这8种钢锭加热到1100℃进行热锻，得到厚度20mm的热锻材。将该热锻材再度加热到1100℃进行热轧，得到厚度3mm的热轧材。通过酸洗和抛光研磨除去表面的氧化皮，厚度达到2.85mm后，进行总压下率93％的冷轧，制成厚度0.2mm的薄板的半硬质磁性材料。
由该薄板的半硬质磁性材料切出宽8mm，长90mm的长条状试样，在Ar气氛炉中于600℃、625℃、650℃的各温度保持1小时时效处理后进行空冷。
对实施了各时效处理的长条状试样，使用直流磁通计施加最大施加磁场8000A／m的直流磁场，测定B-H曲线。由该B-H曲线确定了8000A／m下的磁通密度B8000(T)、剩余磁通密度Br(T)、矩形比(原文：角型比)Br／B8000、矫顽力Hc(A／m)。
另外，通过维氏硬度计(荷重100g)测定各试样的硬度。
另外，对本发明中规定的组成范围的No.3合金和现有例的No.8合金，还进行了保持总压下率93％的冷轧的状态下的磁特性和硬度的测定。将磁特性和硬度的测定值制成一览表而示于表2中。
[表2]
※(CR)：冷轧，％表示总压下率，(Ag)：时效处理，AC：空冷
如表2所示，可知应用了本发明中规定的组成范围和时效处理条件的半硬质磁性材料得到稳定性优异的磁通密度、剩余磁通密度。但是，Ni超过10％的No.3合金中，根据时效处理条件的不同，存在剩余磁通密度未达到1.3T的情况，可知若Ni的含量接近本发明中规定的上限，则适当选择时效处理温度很重要。另外，即使在Mn的含量超过3.0％的No.5合金中，根据时效处理条件的不同，存在剩余磁通密度未达到1.3T、且矫顽力超过2400A／m的情况，可知若Mn的含量接近本发明中规定的上限，则适当选择时效处理温度很重要。
另外，Mn超过本发明的范围的比较例的No.6合金中，时效处理温度仅变化了25℃，磁特性就变得不稳定。另外，剩余磁通密度也略微变低。更多地含有Mn的比较例的No.7合金中，磁通密度、剩余磁通密度降低，磁特性的不稳定程度增加。
另外，若对本发明中规定的组成范围的No.3合金和现有例的No.8合金进行对比，则可知：就冷轧状态(表中的(CR)93％)和在600℃、1小时的时效处理后(表中的(CR)93％一(Ag)600℃×1hAC)的磁特性而言，No.3合金、No.8合金的任意一个均由于进行时效处理而使剩余磁通密度Br和矫顽力Hc显著增加。
尤其可知为了得到防盗用磁传感器的磁偏条带所要求的1.3T以上的剩余磁通密度Br而在冷轧后进行时效处理是有效的。
就冷轧后和时效处理后的维氏硬度而言，通过进行在600℃的时效处理，本发明的No.3合金的硬度从435上升到537。认为这是由于：通过时效处理而使半硬质磁性材料中包含的Al、Ti与Ni生成金属间化合物而析出。还认为该析出的金属间化合物也对磁特性产生影响、并且是提高矫顽力和剩余磁通密度的物质。
由此可以说，为了调整半硬质磁性材料的磁特性而在冷轧后实施时效处理是有效的。
接着，研究了在各温度下时效处理后的半硬质磁性材料的化学组成和磁特性的关系。
图1表示Ni量对剩余磁通密度Br和矫顽力Hc产生的影响。矫顽力在任意的时效处理温度下均与Ni量的增加一同提高，并且随着时效处理温度高达600℃、625℃、650℃，矫顽力有变高的倾向。在图1中，在任意的的情况下，均可以得到专利文献1中所示的现有例的磁偏条所具有的1000～2400A／m的矫顽力。
剩余磁通密度也与Ni量的变化一同变化，但变化的行为根据时效处理温度的不同而不同。
具体地，在600℃的时效处理后的剩余磁通密度随着Ni量增加为6.07％(No.1合金)、7.80％(No.2合金)、10.03％(No.3合金)而平稳地增加。在625℃的时效处理后，剩余磁通密度虽然在Ni量为6.07％(No.1合金)、7.80％(No.2合金)时有所增加，但在7.80％(No.2合金)和10.03％(No.3合金)时显示大致相同的值。进而，在650℃的时效处理后，剩余磁通密度在Ni量为6.07％(No.1合金)和7.80％(No.2合金)时显示大致相同的值，而之后在10.03％(No.3合金)时降低。
由此可知，通过与Ni量一同调节时效处理温度，能够得到优异的剩余磁通密度。本发明中，尽管降低Ni含量，但是能够得到与现有例同程度(1.3T以上)的剩余磁通密度。
另外，图2表示Mn量对剩余磁通密度Br和矫顽力Hc产生的影响。
在任意的时效处理温度下，随着Mn量的增加，剩余磁通密度降低，矫顽力有增加的倾向，但若Mn量超过4.0％(比较例的No.6合金和No.7合金)，则该倾向变得特别显著。由此可知，在本发明中规定的Mn为0.5～4.0％的范围时(本发明的No.3～5合金)能够得到与专利文献1中规定的现有例的矫顽力(1000～2400A／m)同等的矫顽力和与现有例同程度(1.3T以上)的剩余磁通密度。
(实施例2)
作为实施例2，为了研究半硬质磁性材料的Al、Ti和Ni添加量中的磁特性的变化，进行以下的试样制备。
采用真空熔解熔炼表3中所示的14种半硬质磁性材料的10kg钢锭。
表中的No.9～14合金是大致固定Ni、Mn、Ti的含量、且使Al量变化的本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料。另外，No.13、15～18合金是大致固定Ni、Mn、Al的含量、且使Ti量变化的本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料。并且，No.13、19～22合金是大致固定Mn、Al、Ti的含量、且使Ni量变化的本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料。
[表3]
(质量％)
No Ni Mn Al Ti C Si P S N O 余量
9 9.94 2.27 0.005 0.87 0.011 0.18 0.028 0.0017 0.0012 0.0024 Fe和杂质
10 9.98 2.21 0.46 0.91 0.012 0.18 0.027 0.0019 0.0014 0.0005 Fe和杂质
11 9.95 2.20 1.02 0.89 0.011 0.23 0.028 0.0018 0.0011 0.0005 Fe和杂质
12 9.99 2.21 1.59 0.88 0.012 0.18 0.027 0.0018 0.0010 0.0008 Fe和杂质
13 9.92 2.29 2.20 0.86 0.012 0.18 0.027 0.0018 0.0008 0.0005 Fe和杂质
14 9.91 2.22 2.66 0.84 0.012 0.19 0.028 0.0017 0.0008 0.0003 Fe和杂质
15 9.90 2.25 2.22 0.96 0.012 0.18 0.027 0.0018 0.0007 0.0005 Fe和杂质
16 9.95 2.30 2.19 0.71 0.012 0.18 0.027 0.0019 0.0007 0.0005 Fe和杂质
17 9.94 2.22 2.17 0.46 0.012 0.18 0.027 0.0019 0.0008 0.0007 Fe和杂质
18 9.93 2.34 2.13 0.24 0.011 0.18 0.027 0.0018 0.0008 0.0004 Fe和杂质
19 10.56 2.35 2.07 0.91 0.010 0.19 0.028 0.0022 0.0007 0.0008 Fe和杂质
20 11.14 2.29 2.04 0.88 0.012 0.22 0.030 0.0022 0.0007 0.0007 Fe和杂质
21 12.14 2.39 2.05 0.89 0.010 0.20 0.028 0.0023 0.0007 0.0009 Fe和杂质
22 12.79 2.29 2.01 0.82 0.008 0.19 0.028 0.0020 0.0009 0.0009 Fe和杂质
※C、Si、P、S、N、O是杂质
将这14种钢锭在与实施例1相同条件下准备厚度0.2mm的薄板的半硬质磁性材料。
由该薄板的半硬质磁性材料切出宽8mm、长90mm的长条状试样，在Ar气氛炉中于550℃、575℃、600℃、625℃的各温度下保持1小时时效处理后进行空冷。
对实施了各时效处理长条状试样，使用直流磁通计施加最大施加磁场8000A/m的直流磁场，测定B-H曲线。由该B-H曲线确定了8000A/m下的磁通密度B8000(T)、剩余磁通密度Br(T)、矩形比Br／B8000、矫顽力Hc(A/m)。
另外，通过维氏硬度计(荷重100g)测定各试样的硬度。
磁特性和硬度的测定值示于表4、5中。
[表4]
[表5]
如表4、5所示，可知应用了本发明中规定的组成范围和时效处理条件的半硬质磁性材料得到稳定性优异的磁通密度、剩余磁通密度及矫顽力。但是，该材料的剩余磁通密度、矫顽力的变化根据Al、Ti、Ni添加量、时效处理温度不同而不同。
将表示在各温度下时效处理后的半硬质磁性材料中的Al、Ti、Ni量和磁特性的关系的图示于图3～8中。
对于No.9～14，就该材料的剩余磁通密度而言，有各时效处理温度下的剩余磁通密度的偏差与Al添加量一同变小的倾向。另外，矫顽力有随着Al添加量增加而变小的倾向，并且有与时效处理温度一同变大的倾向。但是，Al添加量少且时效处理温度高时，矫顽力超过2400A／m。
如上，在Al添加量多时，本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料有稳定性地获得该材料的优异的磁特性的倾向，并且有时效处理温度范围变宽的倾向。
对于No.13、15～18，该材料的剩余磁通密度有与Ti添加量一同变大的倾向，并且有随着时效处理温度变高而变小的倾向。另外，矫顽力在任意的Ti添加量下有同等倾向，并且有与时效处理温度一同变大的倾向。
如上，在Ti添加量多时，本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料有稳定性地获得该材料的优异的磁特性的倾向，并且有时效处理温度范围变宽的倾向。
另外，对于No.13、19～22，在时效处理温度为550℃、575℃时，剩余磁通密度在任意的Ni添加量下有同等倾向。另一方面，在时效处理温度为600℃、625℃时，剩余磁通密度有随着Ni添加量的增加而变小的倾向。另外，剩余磁通密度有随着时效处理温度变高而变小的倾向。另外，矫顽力有与Ni添加量、时效处理温度一同变大的倾向。但是，在Ni添加量多、且时效处理温度高时，矫顽力超过2400A／m。
如上，在Ni添加量为12％以下时，本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料有稳定性地获得该材料的优异的磁特性的倾向，并且有时效处理温度范围变宽的倾向。
(实施例3)
在实施例3中，为了研究厚度0.045mm的半硬质磁性材料的磁特性的变化，进行以下的试样制备。
采用真空熔解熔炼表6中所示的4种半硬质磁性材料的10kg钢锭。
表中的No.23～25合金是大致固定Ni、Mn、Ti的含量、且使Al量变化的本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料。另外，No.24、26合金是大致固定Ni、Mn、Al的含量、且使Ti量变化的本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料。
[表6]
(质量％)
N0 Ni Mn Al Ti C Si P S N O 余量
23 9.71 2.27 2.05 0.87 0.012 0.19 0.026 0.0025 0.0007 0.0005 Fe和杂质
24 9.78 2.17 1.55 0.89 0.011 0.18 0.026 0.0023 0.0008 0.0010 Fe和杂质
25 9.94 2.23 1.00 0.90 0.013 0.19 0.027 0.0022 0.0008 0.0005 Fe和杂质
26 9.72 2.27 1.48 0.46 0.012 0.18 0.025 0.0023 0.0010 0.0011 Fe和杂质
※C、Si、P、S、N、O是杂质
将这4种钢锭加热到1100℃进行热锻，得到厚度20mm的热锻材。将该热锻材再度加热到1100℃进行热轧，得到厚度3mm的热轧材。通过酸洗和抛光研磨除去表面的氧化皮，厚度达到2.85mm后，进行总压下率98.5％的冷轧，制成厚度0.045mm的箔材的半硬质磁性材料。
由该薄板的半硬质磁性材料切出宽8mm、长90mm的长条状试样，以各时效处理温度对试样各5片进行在Ar气氛炉中于570℃、580℃、590℃、600℃、610℃、620℃的各温度保持1小时的时效处理后，进行空冷。
捆扎实施了各时效处理的5片长条状试样后，使用直流磁通计施加最大施加磁场8000A/m的直流磁场，测定B-H曲线。由该B-H曲线确定了8000A／m下的磁通密度B8000(T)、剩余磁通密度Br(T)、矩形比Br／B8000、矫顽力Hc(A／m)。
另外，通过维氏硬度计(荷重100g)测定各试样的硬度。
将磁特性和硬度的测定值制成一览表而示于表7中。
[表7]
No.23、24和25的半硬质磁性材料的组成分别与No.13、12和11的试样的组成大致相同。如表6所示，可知：应用了本发明中规定的组成范围和时效处理条件的厚度0.045mm的半硬质磁性材料与厚度0.2mm的试样相比，得到更优异的磁通密度、剩余磁通密度。
另外，在Al、Ti添加量多时，本发明中规定的组成范围的半硬质磁性材料有稳定性地获得该材料的优异的磁特性的倾向，并且有时效处理温度范围变宽的倾向。
由以上结果可知，在本发明中规定的成分范围内调节半硬质磁性材料的成分范围、且实施了适当的时效处理的本发明的半硬质磁性材料尽管与现有例的N0.8合金相比降低了Ni，但是得到与现有例同等的矫顽力和剩余磁通密度。
所以，可知本发明的半硬质磁性材料维持与现有的半硬质磁性材料相同水平的磁特性。
产业上的可利用性
本发明通过维持现有的半硬质磁性材料的磁特性、并且降低Ni含量，由此能够得到节约资源和廉价的效果。所以，能够应用于在大型零售店的防盗用磁传感器的磁偏条带之类的大量使用半硬质磁性材料的用途。

Claims (4)

1.一种半硬质磁性材料，其特征在于，按质量％计包含Ni：5.0％以上且小于13.0％、Mn：0.96％以上且4.0％以下、Al：超过0％且3.0％以下、Ti：超过0％且1.0％以下，余量为Fe和杂质，矫顽力为1000～2400A/m，剩余磁通密度为1.3T以上。
2.根据权利要求1所述的半硬质磁性材料，其特征在于，是厚度为0.030～0.30mm的薄板。
3.一种防盗用磁传感器，其特征在于，使用权利要求1或2所述的半硬质磁性材料为磁偏条，将该磁偏条和由非晶铁磁性合金形成的警报条组合而构成。
4.一种半硬质磁性材料的制造方法，其特征在于，是权利要求1或2所述的半硬质磁性材料的制造方法，在冷轧后于520～680℃的温度范围内进行时效处理。
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Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE102016222781A1 (de) * 2016-11-18 2018-05-24 Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg Halbhartmagnetische Legierung für einen Aktivierungsstreifen, Anzeigeelement und Verfahren zum Herstellen einer halbhartmagnetischen Legierung
JP6814724B2 (ja) * 2017-12-22 2021-01-20 大同特殊鋼株式会社 電磁弁
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Family Cites Families (13)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5215053B2 (zh) * 1972-06-05 1977-04-26
JPS5037136B2 (zh) * 1972-10-16 1975-12-01
JPS56147409A (en) * 1980-04-17 1981-11-16 Tdk Corp Magnetic recording media
JPS5785950A (en) * 1980-11-19 1982-05-28 Fujitsu Ltd Semihard magnetic material
FR2746956B1 (fr) * 1996-03-29 1998-05-07 Soplaril Sa Procede de mise en place d'au moins un fil ou une bande, generalement metallique, sur une feuille mince, machine pour la mise en oeuvre du procede, feuille comportant au moins un fil ou une bande, et bobine de cette feuille
DE69817666D1 (de) * 1997-04-30 2003-10-09 Hitachi Metals Ltd Magnetisch polarisiertes Material und Verfahren zu dessen Herstellung für magnetische Markierungselemente
DE19732872C2 (de) * 1997-07-30 2002-04-18 Vacuumschmelze Gmbh Anzeigeelement für die Verwendung in einem magnetischen Diebstahlsicherungssystem
US6803118B2 (en) * 1997-07-30 2004-10-12 Vacuumschmelze Gmbh Marker for use in a magnetic anti-theft security system
CN1277726A (zh) * 1998-09-10 2000-12-20 日立金属株式会社 半硬磁材料、制造它的方法和使用它的磁性标识器
EP1111564A4 (en) * 1999-07-09 2004-06-30 J E Co Ltd SECURITY WIRE AND MANUFACTURING METHOD
DE60015489T2 (de) * 2000-01-26 2006-06-14 Nippon Metal Industry Co Verfahren zur Herstellung eines Metallbleches mit einer feinen Verbundstruktur, und hergestelltes Metallblech
DE60007781T2 (de) * 2000-02-25 2004-12-09 Mxt Inc., Montreal Deaktivierungselement für magnetische überwachungsmarker und herstellungsverfahren
US7815749B2 (en) * 2006-06-29 2010-10-19 Hitachi Metals, Ltd. Method for manufacturing semi-hard magnetic material and semi-hard magnetic material

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