JP2000073148A - Iron base soft magnetic alloy - Google Patents

Iron base soft magnetic alloy

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JP2000073148A
JP2000073148A JP10239265A JP23926598A JP2000073148A JP 2000073148 A JP2000073148 A JP 2000073148A JP 10239265 A JP10239265 A JP 10239265A JP 23926598 A JP23926598 A JP 23926598A JP 2000073148 A JP2000073148 A JP 2000073148A
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Japan
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atomic
soft magnetic
alloy
flux density
magnetic flux
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Withdrawn
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JP10239265A
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Japanese (ja)
Inventor
Makoto Nakazawa
誠 中沢
Teruo Bito
輝夫 尾藤
Teruhiro Makino
彰宏 牧野
Akihisa Inoue
明久 井上
Takeshi Masumoto
健 増本
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Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
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Publication date
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a soft magnetic alloy combining high saturation magnetic flux density and high permeability, furthermore low in magnetostriction and jointly having excellent frequency characteristics. SOLUTION: This alloy is the one expressed by the following compositional formula, and in which the crystal grains of Fe of a bcc structure with <=30 nm average crystal grain size are precipitated: (Fe1-aZa)xAyDzEv, where Z denotes either or both of Ni and Co, A denotes one or >=two kinds of elements among Zr, Nb and Hf, D denotes one or >=two kinds of elements among Ti, V, Cr and Mn, E denotes one or >=two kinds of elements among B, Al, Si, C, P, platinum group elements, Y, rare earth elements, Zn, Cd, Ga, In, Ge, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, Li, Be, Mg, Ca, Sr and Ba, and 0<=a<=0.2, 75<=x<=93 atomic %, 4<=y<=9 atomic %, 0<z<=5 atomic % and 0.5<=v<=18 atomic % are satisfied.

Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【発明の属する技術分野】本発明は、磁気ヘッド、トラ
ンス、チョークコイル等の磁気デバイスに使用される軟
磁性合金に関するものであり、特に高飽和磁束密度で軟
磁気特性に優れたFe基軟磁性合金に関するものであ
る。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a soft magnetic alloy used for a magnetic device such as a magnetic head, a transformer and a choke coil, and more particularly to an Fe-based soft magnetic material having a high saturation magnetic flux density and excellent soft magnetic characteristics. It is about alloys.

【0002】[0002]

【従来の技術】一般に磁気ヘッドのコアやパルスモータ
の磁心あるいはトランスやチョークコイル等の磁気デバ
イスに使用される軟磁性合金に要求される特性は、飽和
磁束密度が高いこと、透磁率が高いこと、低保磁力であ
ること、適度な磁気異方性エネルギーを付与できるこ
と、角形比を(Ir/Is)を制御できること、磁歪が
小さいこと等である。従って軟磁性合金の開発において
は、これらの観点から種々の合金系において材料研究が
なされている。特に、磁気へッドにおいては、記録密度
の増加に伴う磁気記録媒体の高保磁カ化に対応するた
め、コア材料として高い飽和磁束密度を有する軟磁性合
金が望まれている。また、トランス、チョークコイルに
おいても、電子機器のより一層の小型化を図るために、
より高い飽和磁束密度を有する軟磁性合金が望まれてい
る。従来、前述の軟磁性合金としては、Fe−Si−A
l系合金(センダスト)、Fe−Ni系合金(パーマロ
イ)、ケイ素鋼等の結晶質合金や、Fe基、Co基の非
晶質合金が用いられている。
2. Description of the Related Art In general, the characteristics required for a soft magnetic alloy used for a magnetic head core, a magnetic core of a pulse motor, or a magnetic device such as a transformer or a choke coil are high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability. A low coercive force, an appropriate magnetic anisotropy energy can be imparted, a squareness ratio (Ir / Is) can be controlled, and magnetostriction is small. Therefore, in the development of soft magnetic alloys, material research is being conducted on various alloy systems from these viewpoints. In particular, in a magnetic head, a soft magnetic alloy having a high saturation magnetic flux density is desired as a core material in order to cope with high coercivity of a magnetic recording medium accompanying an increase in recording density. For transformers and choke coils, in order to further reduce the size of electronic devices,
A soft magnetic alloy having a higher saturation magnetic flux density is desired. Conventionally, as the soft magnetic alloy, Fe-Si-A
Crystalline alloys such as l-based alloys (Sendust), Fe-Ni-based alloys (Permalloy) and silicon steel, and Fe-based and Co-based amorphous alloys are used.

【0003】しかし、Fe−Si−Al合金は、軟磁気
特性に優れるものの、飽和磁束密度が約1.1Tと低
く、またFe−Ni合金は、軟磁気特性に優れる合金組
成においては飽和磁束密度が約0.8Tと低く、更にけ
い素鋼は、飽和磁束密度が高いものの他の軟磁気特性に
劣るという欠点がある。また、Co基非晶質合金は、軟
磁気特性は優れるものの、飽和磁束密度が1.0T程度
と低く、更にFe基非晶質合金は、飽和磁束密度が高く
1.5Tあるいはそれ以上のものが得られるが、軟磁気
特性に劣る。更に、これら非晶質合金の熱安定性は十分
ではなく、未だ解決されていない面がある。以上のよう
に従来の軟磁性合金においては、高飽和磁束密度と優れ
た軟磁気特性を兼備することが難しいという課題があっ
た。
[0003] However, although the Fe-Si-Al alloy has excellent soft magnetic properties, the saturation magnetic flux density is as low as about 1.1 T, and the Fe-Ni alloy has the saturation magnetic flux density in an alloy composition having excellent soft magnetic properties. Is as low as about 0.8 T, and silicon steel has a disadvantage that it has a high saturation magnetic flux density but is inferior to other soft magnetic properties. The Co-based amorphous alloy has excellent soft magnetic properties, but has a low saturation magnetic flux density of about 1.0 T, and the Fe-based amorphous alloy has a high saturation magnetic flux density of 1.5 T or more. Is obtained, but the soft magnetic properties are inferior. Furthermore, the thermal stability of these amorphous alloys is not sufficient, and there is a problem that has not been solved yet. As described above, the conventional soft magnetic alloy has a problem that it is difficult to combine high saturation magnetic flux density with excellent soft magnetic characteristics.

【0004】これらを鑑みて開発された代表的な合金と
して、非晶質組織中にナノ結晶相が分散されてなるFe
−Zr−B系合金がある。この合金は、高飽和磁束密
度、高透磁率を兼備し、かつ高い機械強度と高い熱安定
性を併せ持つ、優れた軟磁性合金である。特に、組成に
よっては1.6T以上の飽和磁束密度を有するものもあ
る。
[0004] As a typical alloy developed in view of the above, there is Fe alloy in which a nanocrystalline phase is dispersed in an amorphous structure.
There is a -Zr-B alloy. This alloy is an excellent soft magnetic alloy having both high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability, and having both high mechanical strength and high thermal stability. In particular, some compositions have a saturation magnetic flux density of 1.6 T or more.

【0005】[0005]

【発明が解決しようとする課題】しかし、飽和磁束密度
が1.6Tを超える組成のFe−Zr−B系合金は、飽
和磁歪定数λsが10-6程度と大きくなってしまう。一
方、透磁率μは、1kHzにおいて20,000〜3
0,000程度と比較的低くなり、100kHz程度の
高周波帯域では2,000〜3,000程度にまで減少
してしまう。これは、飽和磁束密度を高くするためにF
eの濃度を高くしたため、溶湯を急冷して非晶質相を得
ることが困難となり、この結果、熱処理してから得られ
る合金の組織が不均一になって高い透磁率が得られない
ためである。このように、従来のFe−Zr−B系合金
は、高い飽和磁束密度と高い透磁率を兼備することが困
難であるという課題があった。
However, an Fe—Zr—B alloy having a composition having a saturation magnetic flux density exceeding 1.6 T has a large saturation magnetostriction constant λs of about 10 −6 . On the other hand, the magnetic permeability μ is 20,000 to 3 at 1 kHz.
It is relatively low at about 000, and decreases to about 2,000 to 3,000 in a high frequency band of about 100 kHz. This is because F is increased to increase the saturation magnetic flux density.
Since the concentration of e is increased, it is difficult to rapidly cool the molten metal to obtain an amorphous phase, and as a result, the structure of the alloy obtained after the heat treatment becomes non-uniform and high magnetic permeability cannot be obtained. is there. As described above, the conventional Fe-Zr-B-based alloy has a problem that it is difficult to provide both high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability.

【0006】本発明は、上記の課題を解決するためにな
されたものであって、高飽和磁束密度、高透磁率を兼備
し、かつ低磁歪で優れた周波数特性を併せ持つ軟磁性合
金を提供することを目的とする。
The present invention has been made to solve the above problems, and provides a soft magnetic alloy having both high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability, low magnetostriction and excellent frequency characteristics. The purpose is to:

【0007】[0007]

【課題を解決するための手段】上記の目的を達成するた
めに、本発明は以下の構成を採用した。本発明のFe基
軟磁性合金は、下記の組成式により示される合金の溶湯
が急冷されて非晶質とされた後に、熱処理されて平均結
晶粒径30nm以下のbcc構造のFeの結晶粒が析出
されてなることを特徴とする。 (Fe1-aaxyzv ただし、ZはNi、Coのいずれか一方または両方であ
り、AはZr、Nb、Hfからなる群から選ばれた1種
または2種以上の元素であり、DはTi、V、Cr、M
nからなる群から選ばれた1種または2種以上の元素で
あり、EはB、Al、Si、C、P、白金族元素、Y、
希土類元素、Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、P
b、As、Sb、Bi、Se、Te、Li、Be、M
g、Ca、Sr、Baからなる群から選ばれた1種また
は2種以上の元素であり、組成比を示すa、x、y、
z、vは、0≦a≦0.2、75原子%≦x≦93原子
%、4原子%≦y≦9原子%、0原子%<z≦5原子
%、0.5原子%≦v≦18原子%である。また、前記
元素Eには、Bが必ず含まれることが好ましい。更に、
前記元素Dには、MnとVとが必ず含まれることが好ま
しい。
In order to achieve the above object, the present invention employs the following constitution. The Fe-based soft magnetic alloy of the present invention is obtained by quenching a melt of an alloy represented by the following composition formula to make the alloy amorphous, and then heat-treating the alloy to form a bcc-structure Fe crystal grain having an average grain size of 30 nm or less. It is characterized by being deposited. (Fe 1 -aZ a ) x A y D z E v where Z is one or both of Ni and Co, and A is one or two selected from the group consisting of Zr, Nb and Hf D is Ti, V, Cr, M
n is one or more elements selected from the group consisting of n, E is B, Al, Si, C, P, a platinum group element, Y,
Rare earth element, Zn, Cd, Ga, In, Ge, Sn, P
b, As, Sb, Bi, Se, Te, Li, Be, M
g, Ca, Sr and Ba are one or more elements selected from the group consisting of a, x, y,
z and v are 0 ≦ a ≦ 0.2, 75 atomic% ≦ x ≦ 93 atomic%, 4 atomic% ≦ y ≦ 9 atomic%, 0 atomic% <z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ v ≦ 18 atomic%. Further, it is preferable that B is always contained in the element E. Furthermore,
Preferably, the element D always contains Mn and V.

【0008】Fe及び元素Zは、本発明のFe基軟磁性
合金に磁性を付与するものであり、Fe及び元素Zの添
加量が過剰では液体急冷法によっても非晶質相を得るこ
とが困難となり、透磁率が低下する。Fe及び元素Zの
添加量が少ないと軟磁性合金の飽和磁束密度が低下す
る。従って、Fe及び元素Zとの合計である組成比xを
75原子%以上93原子%以下とした。また、Feの一
部を元素Zで置換すると、軟磁性合金の飽和磁束密度、
透磁率、磁歪等を調整することが可能となる。ただし、
例えば元素ZとしてCoを添加した場合は、透磁率が増
大する一方で飽和磁束密度は減少するので、元素Zの組
成比aを0.2以下とした。
[0008] Fe and the element Z impart magnetism to the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention. If the added amounts of Fe and the element Z are excessive, it is difficult to obtain an amorphous phase even by the liquid quenching method. And the magnetic permeability decreases. If the addition amounts of Fe and the element Z are small, the saturation magnetic flux density of the soft magnetic alloy decreases. Therefore, the composition ratio x, which is the total of Fe and the element Z, is set to 75 atomic% or more and 93 atomic% or less. Further, when a part of Fe is replaced with the element Z, the saturation magnetic flux density of the soft magnetic alloy,
It becomes possible to adjust permeability, magnetostriction, and the like. However,
For example, when Co is added as the element Z, since the magnetic permeability increases while the saturation magnetic flux density decreases, the composition ratio a of the element Z is set to 0.2 or less.

【0009】元素Aは、組織中における微細な結晶粒の
核の生成速度を小さくして、非晶質相の形成を容易にす
る元素であると考えられており、元素Aの添加は結晶粒
の微細化に有効である。元素Aの添加量が少ないと、核
成長速度が大きくなって結晶粒の粒径が粗大化し、良好
な軟磁気特性が得られなくなる。また、添加量が過剰だ
と、熱処理後にA−B系及びFe−A系の化合物の生成
傾向が高くなって軟磁気特性が低下する。従って、元素
Aの組成比yは4原子%以上9原子%以下とするのが好
ましく、より確実に非晶質相を形成するには、5原子%
以上8原子%以下とするのが好ましい。元素Aのうち、
特にZr、Nbは非晶質形成能が高いので、Zr、Nb
の少なくとも一方を添加すると元素Aの添加量を少なく
でき、Feの添加量を相対的に増加させて軟磁性合金の
飽和磁束密度をより高めることが可能になる。
The element A is considered to be an element that reduces the rate of generation of fine crystal grain nuclei in the structure and facilitates the formation of an amorphous phase. It is effective for miniaturization. If the addition amount of the element A is small, the nucleus growth rate increases, the grain size of the crystal grains becomes coarse, and good soft magnetic characteristics cannot be obtained. On the other hand, if the amount of addition is excessive, the tendency of the formation of AB-based and Fe-A-based compounds after the heat treatment is increased, and the soft magnetic properties are reduced. Therefore, it is preferable that the composition ratio y of the element A is not less than 4 atomic% and not more than 9 atomic%.
It is preferably at least 8 atomic%. Of the element A,
In particular, since Zr and Nb have high amorphous forming ability, Zr and Nb
By adding at least one of the above, the addition amount of the element A can be reduced, and the addition amount of Fe can be relatively increased to further increase the saturation magnetic flux density of the soft magnetic alloy.

【0010】Feの濃度を高くすると、Fe基軟磁性合
金の飽和磁束密度が高くなる一方で透磁率が低下する
が、元素Dを添加すると透磁率を低下させずに飽和磁束
密度を向上させることが可能になる。元素Dは、遷移元
素を主体とするものであり、これら元素DがFe基軟磁
性合金に添加されると、その一部がbcc構造のFeの
結晶粒に固溶する。元素Dが固溶すると、Fe相の磁気
モーメントが低下するがキュリー温度が上昇するため
に、磁気モーメントが低下するにも係わらず室温におけ
るFe基軟磁性合金の飽和磁束密度が向上する。元素D
のうち、MnとVがキュリー温度を高める効果が大きい
が、特にVを添加した方がキュリー温度をより高めるこ
とが可能になる。また、MnとVの両方を同時に添加す
れば、Fe基軟磁性合金の透磁率を低下させずに飽和磁
束密度を高める効果がより大きくなる。
[0010] When the concentration of Fe is increased, the saturation magnetic flux density of the Fe-based soft magnetic alloy is increased, while the magnetic permeability is reduced. However, when the element D is added, the saturation magnetic flux density is improved without lowering the magnetic permeability. Becomes possible. The element D is mainly composed of a transition element. When the element D is added to the Fe-based soft magnetic alloy, a part of the element D is dissolved in Fe crystal grains having a bcc structure. When the element D forms a solid solution, the magnetic moment of the Fe phase decreases, but the Curie temperature rises, so that the saturation magnetic flux density of the Fe-based soft magnetic alloy at room temperature improves despite the decrease in the magnetic moment. Element D
Among them, Mn and V have a large effect of raising the Curie temperature, but in particular, adding V makes it possible to further raise the Curie temperature. Further, when both Mn and V are added simultaneously, the effect of increasing the saturation magnetic flux density without lowering the magnetic permeability of the Fe-based soft magnetic alloy is further increased.

【0011】しかし、元素Dが過剰に添加されるとFe
基軟磁性合金の透磁率が低下するので、元素Dの組成比
zを5原子%以下とした。また、元素DとしてMnとV
を添加した場合に、Mnの量が過剰若しくは少ないと、
Fe基軟磁性合金の飽和磁束密度を1.6T以上とする
のが困難になるので、元素D中のMnの組成比bを1原
子%以上3.25原子%以下とした。また、飽和磁束密
度を1.65T以上とするには、組成比bの範囲を2原
子%以上3原子%以下とするのが良い。
However, when the element D is excessively added, Fe
Since the magnetic permeability of the base soft magnetic alloy decreases, the composition ratio z of the element D is set to 5 atomic% or less. Further, Mn and V as elements D
When the amount of Mn is excessive or small,
Since it is difficult to set the saturation magnetic flux density of the Fe-based soft magnetic alloy to 1.6 T or more, the composition ratio b of Mn in the element D is set to 1 atomic% to 3.25 atomic%. Further, in order to set the saturation magnetic flux density to 1.65 T or more, it is preferable that the range of the composition ratio b is set to 2 at% to 3 at%.

【0012】元素Eは、非晶質相の形成能を高め、析出
する微細な結晶粒間の粒界に残存して結晶粒の粗大化を
防ぎ、熱処理において軟磁気特性に悪影響を与えるFe
−A系の化合物相の生成を抑制する効果があると考えら
れるが、特にBは、元素Eの中でも上述の効果が大きい
元素である。元素Eの添加量が少ないと粒界の非晶質相
が不安定になって充分な添加効果が得られず、元素Eの
添加量が過剰ではE−A系及びFe−E系において化合
物の生成傾向が強く、特にホウ化物が生成した場合には
微細な結晶粒を析出させるための熱処理条件が制約され
て良好な軟磁気特性が得られなくなる。従って、元素E
の組成比vを、0.5原子%以上18原子%以下とし
た。また、より高い飽和磁束密度を得るには、元素Eの
組成比vを、0.5原子%以上5原子%以下とするのが
好ましい。
The element E enhances the ability to form an amorphous phase, remains at grain boundaries between fine crystal grains to be precipitated, prevents the crystal grains from becoming coarse, and has an adverse effect on soft magnetic properties during heat treatment.
Although it is considered that there is an effect of suppressing the formation of the -A-based compound phase, B is an element having the above-mentioned effect among elements E in particular. When the addition amount of the element E is small, the amorphous phase at the grain boundary becomes unstable, and a sufficient addition effect cannot be obtained. When the addition amount of the element E is excessive, the compound in the EA system and the Fe-E system cannot be obtained. The formation tendency is strong, and particularly when boride is formed, the heat treatment conditions for precipitating fine crystal grains are restricted, and good soft magnetic characteristics cannot be obtained. Therefore, element E
Is set at 0.5 atomic% or more and 18 atomic% or less. Further, in order to obtain a higher saturation magnetic flux density, it is preferable that the composition ratio v of the element E be 0.5 atomic% or more and 5 atomic% or less.

【0013】また、本発明のFe基軟磁性合金は、1k
Hzにおける透磁率が5000以上であり、かつ飽和磁
束密度が1.5T以上であることが好ましい。更に、本
発明のFe基軟磁性合金は、飽和磁束密度が1.6T以
上であることがより好ましい。
Further, the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention has a 1k
It is preferable that the magnetic permeability in Hz is 5000 or more and the saturation magnetic flux density is 1.5 T or more. Furthermore, the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention more preferably has a saturation magnetic flux density of 1.6 T or more.

【0014】[0014]

【発明の実施の形態】以下、本発明の実施の形態を図面
を参照して説明する。本発明のFe基軟磁性合金は、下
記の組成式により示される合金の溶湯が急冷されて非晶
質とされた後に、結晶化温度以上の温度で熱処理されて
平均結晶粒径30nm以下のbcc構造のFeの結晶粒
が析出されてなるものである。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The Fe-based soft magnetic alloy of the present invention is obtained by quenching a melt of an alloy represented by the following composition formula to be amorphous, and then heat-treating the alloy at a temperature equal to or higher than the crystallization temperature to obtain a bcc having an average crystal grain size of 30 nm or less. It is formed by precipitation of Fe crystal grains having a structure.

【0015】(Fe1-aaxyzv ただし、ZはNi、Coのいずれか一方または両方であ
り、AはZr、Nb、Hfからなる群から選ばれた1種
または2種以上の元素であり、DはTi、V、Cr、M
nからなる群から選ばれた1種または2種以上の元素で
あり、EはB、Al、Si、C、P、白金族元素、Y、
希土類元素、Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、P
b、As、Sb、Bi、Se、Te、Li、Be、M
g、Ca、Sr、Baからなる群から選ばれた1種また
は2種以上の元素であり、組成比を示すa、x、y、
z、vは、0≦a≦0.2、75原子%≦x≦93原子
%、4原子%≦y≦9原子%、0原子%<z≦5原子
%、0.5原子%≦v≦18原子%である。
(Fe 1 -aZ a ) x A y D z E v wherein Z is one or both of Ni and Co, and A is one selected from the group consisting of Zr, Nb and Hf. Or two or more elements, where D is Ti, V, Cr, M
n is one or more elements selected from the group consisting of n, E is B, Al, Si, C, P, a platinum group element, Y,
Rare earth element, Zn, Cd, Ga, In, Ge, Sn, P
b, As, Sb, Bi, Se, Te, Li, Be, M
g, Ca, Sr and Ba are one or more elements selected from the group consisting of a, x, y,
z and v are 0 ≦ a ≦ 0.2, 75 atomic% ≦ x ≦ 93 atomic%, 4 atomic% ≦ y ≦ 9 atomic%, 0 atomic% <z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ v ≦ 18 atomic%.

【0016】この組成のFe基軟磁性合金は、平均結晶
粒径30nm以下のbcc構造(体心立方構造)のFe
を主体とする微細な結晶粒からなる結晶質相と、非晶質
相とを主体としてなるものである。
The Fe-based soft magnetic alloy having this composition has a bcc structure (body-centered cubic structure) having an average crystal grain size of 30 nm or less.
And a crystalline phase mainly composed of fine crystal grains and an amorphous phase.

【0017】本発明の組成系において、主成分であるF
eと元素Zは、本発明のFe基軟磁性合金に磁性を付与
するものであり、高い飽和磁束密度と優れた軟磁気特性
を得るために重要である。Feと元素Zの合計量を示す
組成比xが93重量%を越えると、液体急冷法によって
も非晶質相を得ることが困難となり、この結果、熱処理
してから得られる合金の組織が不均一になって高い透磁
率が得られないので好ましくない。また、xが75原子
%未満では、飽和磁束密度が低下して1.0T以上の飽
和磁束密度を得ることができなくなるので好ましくな
い。従って、xの範囲を75原子%≦x≦93原子%と
した。また、Feの一部を元素Zで置換すると、Fe基
軟磁性合金の飽和磁束密度、透磁率、磁歪等を調整する
ことが可能となる。ただし、例えば元素ZとしてCoを
添加した場合は、透磁率が増大する一方で飽和磁束密度
は減少する。従って、元素Zの組成比aは0.2以下と
するのが好ましく、0.05以下とするのがより好まし
い。
In the composition system of the present invention, the main component F
e and the element Z impart magnetism to the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention, and are important for obtaining a high saturation magnetic flux density and excellent soft magnetic properties. When the composition ratio x indicating the total amount of Fe and the element Z exceeds 93% by weight, it is difficult to obtain an amorphous phase even by the liquid quenching method, and as a result, the structure of the alloy obtained after the heat treatment is not good. It is not preferable because it becomes uniform and high magnetic permeability cannot be obtained. On the other hand, when x is less than 75 atomic%, the saturation magnetic flux density decreases, and it becomes impossible to obtain a saturation magnetic flux density of 1.0 T or more, which is not preferable. Therefore, the range of x is set to 75 atomic% ≦ x ≦ 93 atomic%. Further, when a part of Fe is replaced with the element Z, the saturation magnetic flux density, magnetic permeability, magnetostriction, and the like of the Fe-based soft magnetic alloy can be adjusted. However, for example, when Co is added as the element Z, the magnetic permeability increases while the saturation magnetic flux density decreases. Therefore, the composition ratio a of the element Z is preferably 0.2 or less, more preferably 0.05 or less.

【0018】元素Eには、Fe基軟磁性合金の非晶質形
成能を高める効果、結晶組織の粗大化を防ぐ効果、およ
び熱処理工程において磁気特性に悪影響を及ぼす化合物
相の生成を抑制する効果があると考えられるが、特にB
は、元素Eの中でも上述の効果が大きい元素である。
The element E has the effect of increasing the ability of the Fe-based soft magnetic alloy to form an amorphous phase, the effect of preventing the crystal structure from becoming coarse, and the effect of suppressing the formation of a compound phase that adversely affects magnetic properties in the heat treatment step. It is thought that there is
Is an element having the above-mentioned effect being large among the elements E.

【0019】また、Zr、Hf、Nbは、α-Feに対
してほとんど固溶しないとされるが、合金を急冷して非
晶質化することで、ZrとHfまたはNbを過飽和に固
溶させ、この後に施す熱処理によりこれら元素の固溶量
を調節して一部結晶化し、微細結晶相として析出させる
ことで、得られるFe基軟磁性合金の軟磁気特性を向上
させ、合金薄帯の磁歪を小さくする作用がある。また、
微細な結晶相を析出させ、その微細な結晶相の結晶粒の
粗大化を抑制するには、結晶粒成長の障害となり得る非
晶質相を粒界に残存させることが必要であると考えられ
る。さらに、この粒界非晶質相は、熱処理温度の上昇に
よってα−Feから排出されるZr、Hf、Nb等の元
素Aを固溶することで軟磁気特性を劣化させるFe−A
系化合物の生成を抑制すると考えられる。よってFe−
Zr(Hf、Nb)系の合金に、元素Eの中でも特にB
を添加することが重要となる。
Zr, Hf, and Nb are considered to hardly form a solid solution with α-Fe. However, by rapidly cooling the alloy to make it amorphous, Zr and Hf or Nb are dissolved in a supersaturated state. The heat treatment performed thereafter adjusts the solid solution amount of these elements to partially crystallize and precipitate as a fine crystal phase, thereby improving the soft magnetic properties of the obtained Fe-based soft magnetic alloy, It has the effect of reducing magnetostriction. Also,
In order to precipitate a fine crystal phase and to suppress the coarsening of the crystal grains of the fine crystal phase, it is considered necessary to leave an amorphous phase that may be an obstacle to crystal grain growth at the grain boundary. . Further, the grain boundary amorphous phase is formed by dissolving elements A such as Zr, Hf, and Nb discharged from α-Fe by increasing the heat treatment temperature, thereby deteriorating soft magnetic characteristics.
It is considered that the formation of a system compound is suppressed. Therefore, Fe-
Among Zr (Hf, Nb) alloys, B
Is important.

【0020】元素Eの添加量を示すvが0.5原子%未
満では、粒界の非晶質相が不安定となるため、十分な添
加効果が得られない。また、vが18原子%を越える
と、E-A系およびFe-E系において化合物の生成傾向
が強く、特にホウ化物が生成した場合には微細な結晶粒
を析出させるための熱処理条件が制約されて良好な軟磁
気特性が得られなくなる。このように元素Eの添加量を
適切にすることで、析出する微細な結晶相の平均結晶粒
径を30nm以下に調整することができる。
If v, which indicates the addition amount of the element E, is less than 0.5 atomic%, the amorphous phase at the grain boundary becomes unstable, so that a sufficient addition effect cannot be obtained. If v exceeds 18 atomic%, compounds tend to be formed in the EA system and the Fe-E system, and especially when boride is formed, heat treatment conditions for precipitating fine crystal grains are restricted. As a result, good soft magnetic characteristics cannot be obtained. By appropriately adding the element E in this manner, the average crystal grain size of the fine crystal phase to be precipitated can be adjusted to 30 nm or less.

【0021】元素Eのうち、Al、Si、C、P等も非
晶質形成元素として一般に用いられており、これらの元
素を添加した場合も本発明と同一とみなすことができ
る。また、Ruその他の白金族元素を添加すると、Fe
基軟磁性合金の耐腐食性を向上させる効果も得られる。
また、Y、希土類元素、Zn、Cd、Ga、In、G
e、Sn、Pb、As、Sb、Bi、Se、Te、L
i、Be、Mg、Ca、Sr、Ba等の元素を添加する
と磁歪を調整することが可能になる。
Of the elements E, Al, Si, C, P and the like are generally used as amorphous forming elements, and the addition of these elements can be regarded as the same as the present invention. When Ru or another platinum group element is added, Fe
The effect of improving the corrosion resistance of the base soft magnetic alloy can also be obtained.
Also, Y, rare earth elements, Zn, Cd, Ga, In, G
e, Sn, Pb, As, Sb, Bi, Se, Te, L
When elements such as i, Be, Mg, Ca, Sr, and Ba are added, the magnetostriction can be adjusted.

【0022】また、非晶質相を得やすくするためには、
非晶質形成能が特に高いZr、Hf、Nb(元素A)の
いずれかを含むことが好ましい。また、Zr、Hf、N
bの一部は他の4A〜6A族元素と置換することができ
る。また、Zr、Hf、Nbのうち、Hfは非常に高価
な元素であるため、原料コストを考慮すると、Zr、N
bのいずれかを含むことがより好ましい。こうした元素
Aは、比較的遅い拡散種であり、元素Aの添加は、微細
結晶核の成長速度を小さくする効果、非晶質形成能を持
つと考えられ、組織の微細化に有効である。
In order to make it easier to obtain an amorphous phase,
It is preferable to include any of Zr, Hf, and Nb (element A), which have particularly high amorphous forming ability. Zr, Hf, N
Part of b can be replaced with another group 4A to 6A element. In addition, among Zr, Hf, and Nb, Hf is an extremely expensive element.
More preferably, it contains any one of b. Such an element A is a diffusion species that is relatively slow, and the addition of the element A is considered to have an effect of reducing the growth rate of fine crystal nuclei and an ability to form an amorphous phase, and is effective in making the structure finer.

【0023】元素Aの添加量を示すyが4原子%未満で
は、核成長速度を小さくする効果が失われ、結晶粒径が
粗大化して良好な軟磁性が得られない。Fe-Hf-B系
合金の場合、Hf=5原子%での平均結晶粒径は13n
mであるのに対してHf=3原子%では39nmと粗大
化する。また、元素Aの添加量を示すyが9原子%を越
えると、A-B系またはFe-A系の化合物の生成傾向が
大きくなり、良好な特性が得られない他、液体急冷後の
薄帯状合金が脆化し、所定の形状に加工することが困難
となる。
If y indicating the amount of addition of the element A is less than 4 atomic%, the effect of reducing the nucleus growth rate is lost, and the crystal grain size becomes coarse, so that good soft magnetism cannot be obtained. In the case of an Fe-Hf-B alloy, the average crystal grain size at Hf = 5 atomic% is 13n.
In contrast, when Hf = 3 at%, the particle size becomes 39 nm and becomes coarse. If y, which indicates the amount of the element A added, exceeds 9 atomic%, the tendency of the formation of AB-based or Fe-A-based compounds increases, and good characteristics cannot be obtained. The band-shaped alloy becomes brittle, and it becomes difficult to process it into a predetermined shape.

【0024】中でもNbは、酸化物の生成自由エネルギ
ーの絶対値が小さく、熱的に安定であり、酸化物を生成
しにくい。よって、これらの元素を添加してFe基軟磁
性合金を製造する場合には、製造時の雰囲気全体を不活
性ガス雰囲気ではなく大気中の雰囲気で、もしくは溶湯
を急冷する際に使用するるつぼのノズルの先端部に不活
性ガスを供給しつつ大気中で製造することができるの
で、製造条件が容易となり、Fe基軟磁性合金を安価に
製造することができる。
Among them, Nb has a small absolute value of free energy of formation of an oxide, is thermally stable, and hardly forms an oxide. Therefore, when an Fe-based soft magnetic alloy is manufactured by adding these elements, the entire atmosphere during the manufacturing is not an inert gas atmosphere but an atmosphere in the air or a crucible used for rapidly cooling a molten metal. Since the nozzle can be manufactured in the atmosphere while supplying an inert gas to the tip of the nozzle, the manufacturing conditions are simplified and the Fe-based soft magnetic alloy can be manufactured at low cost.

【0025】Feの濃度を高くすると、Fe基軟磁性合
金の飽和磁束密度が高くなる一方で透磁率が低下する
が、元素Dを添加すると透磁率を低下させずに飽和磁束
密度を向上させることが可能になる。元素Dは、遷移元
素を主体とするものであり、これら元素DがFe基軟磁
性合金に添加されると、その一部がbcc構造のFeの
結晶粒に固溶する。元素Dが固溶すると、Fe相の磁気
モーメントが低下するがキュリー温度が上昇するため
に、磁気モーメントが低下するにも係わらず室温におけ
るFe基軟磁性合金の飽和磁束密度が向上する。元素D
のうち、MnとVがキュリー温度を高める効果が大きい
が、特にVを添加した方がキュリー温度をより高めるこ
とが可能になる。また、MnとVの両方を同時に添加す
れば、Fe基軟磁性合金の透磁率を低下させずに飽和磁
束密度を高める効果がより大きくなる。
When the concentration of Fe is increased, the saturation magnetic flux density of the Fe-based soft magnetic alloy is increased while the magnetic permeability is reduced. However, when the element D is added, the saturation magnetic flux density is improved without lowering the magnetic permeability. Becomes possible. The element D is mainly composed of a transition element. When the element D is added to the Fe-based soft magnetic alloy, a part of the element D is dissolved in Fe crystal grains having a bcc structure. When the element D forms a solid solution, the magnetic moment of the Fe phase decreases, but the Curie temperature rises, so that the saturation magnetic flux density of the Fe-based soft magnetic alloy at room temperature improves despite the decrease in the magnetic moment. Element D
Among them, Mn and V have a large effect of raising the Curie temperature, but in particular, adding V makes it possible to further raise the Curie temperature. Further, when both Mn and V are added simultaneously, the effect of increasing the saturation magnetic flux density without lowering the magnetic permeability of the Fe-based soft magnetic alloy is further increased.

【0026】しかし、元素Dが過剰に添加されるとFe
基軟磁性合金の透磁率が低下するので、元素Dの組成比
zを5原子%以下とした。また、元素DとしてMnとV
を添加した場合に、Mnの量がVの量に対して過剰若し
くは少ないと、Fe基軟磁性合金の飽和磁束密度を1.
6T以上とするのが困難になるので、Mnの組成比bを
1原子%以上3.25原子%以下とした。また、飽和磁
束密度を1.65T以上とするには、組成比bの範囲を
2原子%以上3原子%以下とするのが良い。
However, if the element D is excessively added, Fe
Since the magnetic permeability of the base soft magnetic alloy decreases, the composition ratio z of the element D is set to 5 atomic% or less. Further, Mn and V as elements D
When the amount of Mn is excessive or small with respect to the amount of V, the saturation magnetic flux density of the Fe-based soft magnetic alloy is set to 1.
Since it is difficult to increase the temperature to 6 T or more, the composition ratio b of Mn is set to 1 to 3.25 at%. Further, in order to set the saturation magnetic flux density to 1.65 T or more, it is preferable that the range of the composition ratio b is set to 2 at% to 3 at%.

【0027】その他、上記組成系のFe基軟磁性合金に
おいて、H、N、O、S等の不可避的不純物については
所望の特性が劣化しない程度に含有していても本発明で
用いるFe基軟磁性合金の組成と同一とみなすことがで
きるのは勿論である。
In addition, in the Fe-based soft magnetic alloy having the above composition, even if unavoidable impurities such as H, N, O, and S are contained to such an extent that desired characteristics are not deteriorated, the Fe-based soft magnetic alloy used in the present invention is used. Needless to say, it can be regarded as the same as the composition of the magnetic alloy.

【0028】上記の組成のFe基軟磁性合金によれば、
1kHzにおける透磁率が5000以上であり、かつ飽
和磁束密度が1.5T以上の磁気特性が得られる。特
に、組成によっては、飽和磁束密度が1.6T以上のF
e基軟磁性合金が得られる。
According to the Fe-based soft magnetic alloy having the above composition,
Magnetic properties having a magnetic permeability at 1 kHz of 5000 or more and a saturation magnetic flux density of 1.5 T or more are obtained. In particular, depending on the composition, F with a saturation magnetic flux density of 1.6 T or more can be used.
An e-based soft magnetic alloy is obtained.

【0029】本発明のFe基軟磁性合金は、前記組成の
非晶質合金あるいは非晶質相を含む結晶質合金を溶湯か
ら急冷することにより得る工程と、これを加熱して微細
な結晶粒を形成する熱処理工程によって通常得ることが
できる。溶湯の急冷は、例えば溶湯を回転する冷却ロー
ルに向けて噴出して非晶質薄帯を得るいわゆる液体急冷
法等の手段を用いることができる。所定の温度範囲で非
晶質合金に熱処理がなされることにより、非晶質相の一
部が結晶化し、非晶質相と平均結晶粒径30nm以下の
微細な結晶粒とが混合した組織が得られる。
The Fe-based soft magnetic alloy of the present invention comprises a step of rapidly cooling an amorphous alloy or a crystalline alloy containing an amorphous phase having the above composition from a molten metal, Can usually be obtained by a heat treatment step for forming For the quenching of the molten metal, for example, means such as a so-called liquid quenching method of jetting the molten metal toward a rotating cooling roll to obtain an amorphous ribbon can be used. By performing heat treatment on the amorphous alloy in a predetermined temperature range, a part of the amorphous phase is crystallized, and a structure in which the amorphous phase and fine crystal grains having an average crystal grain size of 30 nm or less are mixed is formed. can get.

【0030】熱処理により平均結晶粒径30nm以下の
微細な結晶相組織が析出したのは、急冷状態の非晶質合
金等が非晶質を主体とする組織となっており、これを加
熱すると、ある温度以上で平均結晶粒径が30nm以下
の、Feを主成分とする体心立方構造(bcc構造)の
結晶粒からなる微細結晶相が析出するからである。この
体心立方構造を有するFeの微細結晶相が析出する温度
は、合金の組成によるが480〜550℃程度であり、
525℃以上であればFe基軟磁性合金の熱安定性をよ
り向上する。このFeの微細結晶相が析出する温度より
も高い温度では、Fe3B、あるいは合金にZrが含ま
れる場合にはFe3Zr等の軟磁気特性を悪化させる化
合物相が析出する。このような化合物相が析出する温度
は、合金の組成によるが740〜810℃程度である。
したがって、本発明において、非晶質合金薄帯等を熱処
理する際の保持温度は480℃〜810℃の範囲で、体
心立方構造を有するFeを主成分とする微細結晶相が好
ましく析出しかつ上記化合物相が析出しないように、合
金の組成に応じて好ましく設定される。
The reason why a fine crystal phase structure having an average crystal grain size of 30 nm or less was precipitated by the heat treatment is that a rapidly cooled amorphous alloy or the like is mainly composed of an amorphous material. This is because, at a certain temperature or higher, a fine crystal phase composed of crystal grains having a body-centered cubic structure (bcc structure) containing Fe as a main component and having an average crystal grain size of 30 nm or less is precipitated. The temperature at which the fine crystal phase of Fe having the body-centered cubic structure precipitates is about 480 to 550 ° C., depending on the composition of the alloy.
When the temperature is 525 ° C. or higher, the thermal stability of the Fe-based soft magnetic alloy is further improved. At a temperature higher than the temperature at which the fine crystal phase of Fe precipitates, a compound phase that deteriorates the soft magnetic properties such as Fe 3 B or Fe 3 Zr when Zr is contained in the alloy precipitates. The temperature at which such a compound phase precipitates is about 740 to 810 ° C., depending on the composition of the alloy.
Therefore, in the present invention, the holding temperature at the time of heat treatment of the amorphous alloy ribbon or the like is in the range of 480 ° C. to 810 ° C., and a fine crystal phase mainly composed of Fe having a body-centered cubic structure is preferably precipitated and It is preferably set according to the composition of the alloy so that the compound phase is not precipitated.

【0031】上記の熱処理温度まで昇温するときの昇温
速度は、20〜200℃/分の範囲が好ましく、40〜
200℃/分の範囲とするのがより好ましい。昇温速度
が遅いと製造時間が長くなるので昇温速度は速い方が好
ましいが、加熱装置の性能上、200℃/分程度が上限
とされる。
The rate of temperature rise when the temperature is raised to the above heat treatment temperature is preferably in the range of 20 to 200 ° C./min.
More preferably, the temperature is in the range of 200 ° C./min. If the heating rate is low, the production time will be long. Therefore, it is preferable that the heating rate is fast. However, the upper limit is about 200 ° C./min from the viewpoint of the performance of the heating device.

【0032】また、非晶質合金薄帯等を上記保持温度に
保持する時間は、0〜60分間とすることができ、合金
の組成によっては0分、すなわち昇温後直ちに降温させ
て保持時間無しとしても、優れた軟磁気特性を得ること
ができる。また、保持時間は60分より長くしても軟磁
気特性は向上せず、製造時間が長くなり生産性が悪くな
るので好ましくない。
The time for keeping the amorphous alloy ribbon or the like at the above-mentioned holding temperature can be 0 to 60 minutes. Depending on the composition of the alloy, it is 0 minute, that is, the temperature is lowered immediately after the temperature rise and the holding time is reduced. Even without it, excellent soft magnetic characteristics can be obtained. Further, if the holding time is longer than 60 minutes, the soft magnetic properties are not improved, and the production time is prolonged and productivity is deteriorated, which is not preferable.

【0033】上記のFe基軟磁性合金は、下記の組成式
により示され、平均結晶粒径30nm以下のbcc構造
のFeの結晶粒が析出されてなり、Feの結晶粒に固溶
する元素Dが添加されることにより、Fe基軟磁性合金
のキュリー温度を高くして室温における飽和磁束密度を
向上させるので、Fe基軟磁性合金の飽和磁束密度と透
磁率を共に高くすることができる。 (Fe1-aaxyzv ただし、ZはNi、Coのいずれか一方または両方であ
り、AはZr、Nb、Hfからなる群から選ばれた1種
または2種以上の元素であり、DはTi、V、Cr、M
nからなる群から選ばれた1種または2種以上の元素で
あり、EはB、Al、Si、C、P、白金族元素、Y、
希土類元素、Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、P
b、As、Sb、Bi、Se、Te、Li、Be、M
g、Ca、Sr、Baからなる群から選ばれた1種また
は2種以上の元素であり、組成比を示すa、x、y、
z、vは、0≦a≦0.2、75原子%≦x≦93原子
%、4原子%≦y≦9原子%、0原子%<z≦5原子
%、0.5原子%≦v≦18原子%である。
The above Fe-based soft magnetic alloy is represented by the following composition formula, in which Fe crystal grains having a bcc structure having an average crystal grain size of 30 nm or less are precipitated, and an element D which forms a solid solution in the Fe crystal grains is formed. Is added, the Curie temperature of the Fe-based soft magnetic alloy is increased, and the saturation magnetic flux density at room temperature is improved. Therefore, both the saturation magnetic flux density and the magnetic permeability of the Fe-based soft magnetic alloy can be increased. (Fe 1 -aZ a ) x A y D z E v where Z is one or both of Ni and Co, and A is one or two selected from the group consisting of Zr, Nb and Hf D is Ti, V, Cr, M
n is one or more elements selected from the group consisting of n, E is B, Al, Si, C, P, a platinum group element, Y,
Rare earth element, Zn, Cd, Ga, In, Ge, Sn, P
b, As, Sb, Bi, Se, Te, Li, Be, M
g, Ca, Sr and Ba are one or more elements selected from the group consisting of a, x, y,
z and v are 0 ≦ a ≦ 0.2, 75 atomic% ≦ x ≦ 93 atomic%, 4 atomic% ≦ y ≦ 9 atomic%, 0 atomic% <z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ v ≦ 18 atomic%.

【0034】上述の組成のFe基軟磁性合金によれば、
1kHzにおける透磁率が5000以上であり、かつ飽
和磁束密度が1.5T以上の磁気特性を得ることができ
る。特に、組成によっては、飽和磁束密度が1.6T以
上のFe基軟磁性合金を得ることができる。
According to the Fe-based soft magnetic alloy having the above composition,
It is possible to obtain magnetic properties having a magnetic permeability of 15000 or more at 1 kHz and a saturation magnetic flux density of 1.5T or more. In particular, an Fe-based soft magnetic alloy having a saturation magnetic flux density of 1.6 T or more can be obtained depending on the composition.

【0035】[0035]

【実施例】Fe、B、Zr、Mn、V、Ti、Crを原
料としてそれぞれ所定量秤量して混合し、減圧Ar雰囲
気下でアーク溶解炉を用いて溶融し、組成物のインゴッ
トを製造した。このインゴットをるつぼ内に入れて高周
波誘導加熱により溶融し、減圧Ar雰囲気下で回転して
いる銅製の冷却ロール(単ロール)上に溶湯を噴出させ
急冷することにより、所定の組成の急冷薄帯を得た。得
られた急冷薄帯の幅は約15mm、厚さは20〜30μ
mであった。得られた急冷薄帯に所定の条件で熱処理を
施して、微細な結晶質相を析出させることにより、Fe
基軟磁性合金薄帯とした。このFe基軟磁性合金薄帯の
磁気特性を調査した。結果を表1、表2及び表3に示
す。表1に示す試料番号1〜17の試料の熟処理条件
は、昇温速度180(℃/分)、熱処理温度(保持温
度)630℃、保持時間5分とした。表2及び表3に示
す試料番号18〜30の試料の熱処理条件は、熱処理温
度を560℃、610℃、660℃としたこと以外は表
1の試料と同様の条件とした。
EXAMPLE A predetermined amount of each of Fe, B, Zr, Mn, V, Ti, and Cr was weighed and mixed, and the mixture was melted using an arc melting furnace under a reduced-pressure Ar atmosphere to produce an ingot of the composition. . The ingot is put into a crucible, melted by high-frequency induction heating, melted is spouted onto a cooling roll (single roll) made of copper rotating under a reduced-pressure Ar atmosphere, and quenched to thereby rapidly cool the ribbon. I got The obtained quenched ribbon has a width of about 15 mm and a thickness of 20 to 30 μm.
m. By subjecting the obtained quenched ribbon to heat treatment under predetermined conditions to precipitate a fine crystalline phase, Fe
A base soft magnetic alloy ribbon was used. The magnetic properties of this Fe-based soft magnetic alloy ribbon were investigated. The results are shown in Tables 1, 2 and 3. The ripening conditions for the samples Nos. 1 to 17 shown in Table 1 were a temperature rising rate of 180 (° C./min), a heat treatment temperature (holding temperature) of 630 ° C., and a holding time of 5 minutes. The heat treatment conditions for the samples of Sample Nos. 18 to 30 shown in Tables 2 and 3 were the same as the samples of Table 1 except that the heat treatment temperatures were 560 ° C., 610 ° C., and 660 ° C.

【0036】透磁率(μ)は、Fe基軟磁性合金薄帯を
外径10mm、内径6mmのリングに打ち抜き、これを
複数積層した後に巻線してインダクタンス法により測定
した。尚、表1〜表3において、透磁率の欄のカッコ内
の数値は、透磁率の実数値の値を示す。保磁カ(Hc)
は、直流B−Hループトレーサーにより測定し、飽和磁
束密度(Bs)は、VSMにて10kOeで測定した磁
化より算出した。また、飽和磁歪定数(λs)は三端子
容量法により測定した。
The magnetic permeability (μ) was measured by punching a thin ribbon of an Fe-based soft magnetic alloy into a ring having an outer diameter of 10 mm and an inner diameter of 6 mm, laminating a plurality of them, winding them, and winding them. In Tables 1 to 3, numerical values in parentheses in the column of magnetic permeability indicate real values of magnetic permeability. Coercive force (Hc)
Was measured using a DC BH loop tracer, and the saturation magnetic flux density (Bs) was calculated from the magnetization measured at 10 kOe with a VSM. The saturation magnetostriction constant (λs) was measured by a three-terminal capacitance method.

【0037】[0037]

【表1】 [Table 1]

【0038】[0038]

【表2】 [Table 2]

【0039】[0039]

【表3】 [Table 3]

【0040】表1において、番号16のFe94Zr5
0.250.250.5なる組成の合金薄帯は、透磁率
(μ)が1kHzにおいて4、400程度であり、5,
000に達しない。これは、Fe量が94原子%であっ
て過剰なためと推定される。また、Zr量を4原子%以
下、またはB量を0.5原子%以下とした場合は、作製
した薄帯が脆化しており、良好な磁気特性を示さなかっ
た。更に、番号1のFe85.5Zr9Mn1.53なる組成
の合金薄帯、及び番号17のFe83Zr6Mn119
る組成の合金薄帯は、飽和磁束密度(Bs)及び透磁率
(μ)が若干低く、Zr及びBが過剰の場合に軟磁気特
性が劣化する傾向にあることを示している。更に、番号
9のFe85.5Zr6Mn3.523なる組成の合金薄帯
は、MnとVの合計量が5.5原子%であり、高い透磁
率が(μ)が得られていないことが判る。その他の合金
薄帯については、MnとVとを同時にかつ適量に添加さ
れたことにより、いずれも高い飽和磁束密度と高い透磁
率とを有しており、優れた軟磁気特性を具備しているこ
とが判る。
In Table 1, Fe 94 Zr 5 M of No. 16
The alloy ribbon having a composition of n 0.25 V 0.25 B 0.5 has a magnetic permeability (μ) of about 4,400 at 1 kHz, and
Does not reach 000. This is presumed to be due to the excessive amount of Fe of 94 atomic%. When the Zr content was 4 at% or less or the B content was 0.5 at% or less, the produced ribbon was embrittled and did not show good magnetic properties. Further, the alloy ribbon of composition No. 1 of Fe 85.5 Zr 9 Mn 1.5 B 3 and the alloy ribbon of composition 17 of Fe 83 Zr 6 Mn 1 V 1 B 9 have a saturation magnetic flux density (Bs) and permeability. It shows that the magnetic susceptibility (μ) is slightly lower and the soft magnetic properties tend to deteriorate when Zr and B are excessive. Further, the alloy ribbon of the composition No. 9 having the composition of Fe 85.5 Zr 6 Mn 3.5 V 2 B 3 has a total amount of Mn and V of 5.5 atomic%, and a high magnetic permeability (μ) is not obtained. You can see that. The other alloy ribbons have high saturation magnetic flux density and high magnetic permeability, and have excellent soft magnetic properties, because Mn and V are simultaneously and appropriately added in an appropriate amount. You can see that.

【0041】次に、表1の試料番号2〜6のFe86.5
7Mnx3.5-x3(x=0,2.0,2.5,3.
0,3.5)なる組成の合金薄帯について、磁気特性と
Mn及びVの組成比との関係を詳しく調査した。図1
は、各合金薄帯の結晶化開始温度の測定結果を示す。結
晶化開始温度は示差熱分析(DTA)の結果から求め
た。結晶化開始温度は、Mn量が0〜3.5重量%の範
囲において、525℃〜561℃の範囲であり、Mn量
2.5重量%、V量1.0重量%のときに525℃を示
した。従って、630℃の熱処理温度で熱処理を行なう
ことにより、非晶質相から微細な結晶質相を充分に析出
させることが可能である。このとき、熱処理時間を調節
することによって、非晶質相および結晶の体積分率を制
御することも可能である。
Next, Fe 86.5 Z of Sample Nos. 2 to 6 in Table 1 was used.
r 7 Mn x V 3.5-x B 3 (x = 0,2.0,2.5,3.
The relationship between the magnetic properties and the composition ratios of Mn and V was investigated in detail for the alloy ribbon having the composition of 0,3.5). FIG.
Shows the measurement results of the crystallization start temperature of each alloy ribbon. The crystallization onset temperature was determined from the result of differential thermal analysis (DTA). The crystallization start temperature is in the range of 525 ° C. to 561 ° C. when the amount of Mn is in the range of 0 to 3.5% by weight, and is 525 ° C. when the amount of Mn is 2.5% by weight and the amount of V is 1.0% by weight. showed that. Therefore, by performing the heat treatment at a heat treatment temperature of 630 ° C., it is possible to sufficiently precipitate a fine crystalline phase from the amorphous phase. At this time, it is possible to control the volume fraction of the amorphous phase and the crystal by adjusting the heat treatment time.

【0042】図2には、Fe86.5Zr7Mn3.53なる
組成の急冷薄帯と、この急冷薄帯を熱処理(600℃、
1時間保持)して得られた合金薄帯とのX線回折の結果
を示す。急冷薄帯においては、非晶質に特有のハローな
回析パターンが得られている。また、合金薄帯において
は、bcc−Fe相による回折パターンが得られてお
り、熱処理によってFeを主体とする結晶質相が析出し
ていることが判る。この結果から、本合金薄帯の組織の
大部分が、熱処理により非晶質からbcc構造(体心立
方構造)のFe相(結晶質相)に変化していることがわ
かる。また、前記bcc構造のFeの結晶相は、合金薄
帯のX線回折ビークの半値幅より求めた結果から、平均
結晶粒径が約10〜30nm程度の微細な結晶粒であっ
た。
FIG. 2 shows a quenched ribbon having a composition of Fe 86.5 Zr 7 Mn 3.5 B 3 and a heat treatment (600 ° C.,
The results of X-ray diffraction with the alloy ribbon obtained by holding for 1 hour) are shown. In the quenched ribbon, a halo diffraction pattern unique to amorphous is obtained. Further, in the alloy ribbon, a diffraction pattern due to the bcc-Fe phase was obtained, and it can be seen that a crystalline phase mainly composed of Fe was precipitated by the heat treatment. From this result, it can be seen that most of the structure of the present alloy ribbon has changed from amorphous to Fe phase (crystalline phase) having a bcc structure (body-centered cubic structure) by heat treatment. Further, the crystal phase of Fe having the bcc structure was found to be fine crystal grains having an average crystal grain size of about 10 to 30 nm based on the results obtained from the half width of the X-ray diffraction beak of the alloy ribbon.

【0043】図3には、100kHzにおける透磁率の
実数値(|μ|(100kHz))および保磁力Hcの
Mn量依存性を示す。また、図4には、飽和磁束密度B
sのMn量依存性を示す。Mn量が増加していくにつれ
て保磁力Hcは減少し、逆に透磁率(|μ|)は増加し
ていくことが判る。Mn量が2.5原子%以上では、透
磁率(|μ|)が8,000を超える高い値を示し、さ
らにMn量が3.5原子%のときは10,000に達し
ている。また、透磁率はMn量の変化に対してほぼ直線
的に変化しており、組成を変えることにより所望の特性
を容易に得ることが可能であると推定される。しかし、
図4に示した飽和磁束密度Bsの振る舞いは図3の場合
と異なっており、Mn量が1〜3.25原子%の範囲に
おいて飽和磁束密度Bsが1.62Tを越え、Mn量が
2〜3原子%の範囲において飽和磁束密度Bsが1.6
7Tを越え、Mn量が2.5原子%付近で飽和磁束密度
Bsが最大値1.69Tをとる。つまり、Fe−Zr−
Bからなる母体合金にMnとVとを同時に添加すること
により、Mnのみ、あるいはVのみを加えた試料(試料
番号20、21、24、25、29〜38)の飽和磁束
密度Bsよりも大きな値が得られている。軟磁性合金の
用途としてコモンモードチョークを例にすると、このチ
ョーク用の軟磁性合金の特性として、Bs≧1.6Tが
望まれているが、本発明のFe基軟磁性合金によれば、
図4から明らかなようにMn量が0原子%でも1.62
Tと高い値を示し、Mn量が2.5原子%付近では1.
69Tという非常に高い値を示し、チョーク用の軟磁性
合金として優れた特性を有することが判る。
FIG. 3 shows the real value of magnetic permeability at 100 kHz (| μ | (100 kHz)) and the dependence of the coercive force Hc on the amount of Mn. FIG. 4 shows the saturation magnetic flux density B
4 shows the Mn content dependence of s. It can be seen that the coercive force Hc decreases as the amount of Mn increases, and conversely, the magnetic permeability (| μ |) increases. When the amount of Mn is 2.5 atomic% or more, the magnetic permeability (| μ |) shows a high value exceeding 8,000, and reaches 10,000 when the amount of Mn is 3.5 atomic%. Further, the magnetic permeability changes almost linearly with the change in the amount of Mn, and it is estimated that desired characteristics can be easily obtained by changing the composition. But,
The behavior of the saturation magnetic flux density Bs shown in FIG. 4 is different from that of FIG. 3, and the saturation magnetic flux density Bs exceeds 1.62 T when the Mn content is in the range of 1 to 3.25 at%, and the Mn content is 2 to 2. In the range of 3 atomic%, the saturation magnetic flux density Bs is 1.6
The saturation magnetic flux density Bs reaches a maximum value of 1.69 T when the Mn content exceeds 7 T and the Mn content is around 2.5 at%. That is, Fe-Zr-
By simultaneously adding Mn and V to the base alloy composed of B, the saturation magnetic flux density Bs of the sample (sample numbers 20, 21, 24, 25, 29 to 38) to which only Mn or only V is added is larger than the saturation magnetic flux density Bs. Values have been obtained. Taking a common mode choke as an example of the application of the soft magnetic alloy, Bs ≧ 1.6T is desired as a characteristic of the soft magnetic alloy for the choke. According to the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention,
As is clear from FIG. 4, even when the Mn content is 0 atomic%, it is 1.62.
T shows a high value, and when the amount of Mn is around 2.5 atomic%, 1.
It shows a very high value of 69T, which indicates that it has excellent characteristics as a soft magnetic alloy for chalk.

【0044】図5には飽和磁歪定数λsのMn量依存性
を示す。Mn量が増加するにつれてλsは滅少し、Mn
量3.0原子%付近においてほぼ0となっている。上述
の結果より、本発明のFe基軟磁性合金によれば、Mn
量が2原子%から3原子%の範囲において、1.67T
を超える高い飽和磁束密度Bsと、6,000を超える
優れた透磁率(μ)とを同時に発揮し、さらに磁歪をほ
ぼ0にすることが可能になる。
FIG. 5 shows the dependence of the saturation magnetostriction constant λs on the amount of Mn. As the amount of Mn increases, λs decreases,
It is almost 0 near the amount of 3.0 atomic%. From the above results, according to the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention, Mn
1.67 T in the range of 2 to 3 atomic%
And a superior magnetic permeability (μ) exceeding 6,000 at the same time, and the magnetostriction can be reduced to almost zero.

【0045】次に、表1の試料番号7、8、10〜12
のFe86.5Zr6Mnx4.5-x3(x=0,1.5、
2.5、3.5、4.5)なる組成の合金薄帯につい
て、磁気特性とMn及びVの組成比との関係を詳しく調
査した。図6は、各合金薄帯の結晶化開始温度の測定結
果を示す。結晶化開始温度は前記と同様に示差熱分析
(DTA)から求めた。結晶化開始温度はMn量の増加
につれて低下し、Mn量が0〜4.5重量%の範囲にお
いて490℃〜533℃の範囲であった。従って、63
0℃の熱処理温度で熱処理を行なうことにより、非晶質
相から微細な結晶質相を充分に析出させることが可能で
ある。
Next, sample numbers 7, 8, 10 to 12 in Table 1 were used.
The Fe 86.5 Zr 6 Mn x V 4.5 -x B 3 (x = 0,1.5,
The relationship between the magnetic properties and the composition ratios of Mn and V was investigated in detail for alloy ribbons having compositions of 2.5, 3.5, and 4.5). FIG. 6 shows the measurement results of the crystallization start temperature of each alloy ribbon. The crystallization onset temperature was determined by differential thermal analysis (DTA) in the same manner as described above. The crystallization start temperature decreased as the Mn content increased, and was in the range of 490 ° C to 533 ° C when the Mn content was in the range of 0 to 4.5% by weight. Therefore, 63
By performing the heat treatment at a heat treatment temperature of 0 ° C., it is possible to sufficiently precipitate a fine crystalline phase from the amorphous phase.

【0046】また、Fe86.5Zr6Mn4.54.5-x3
る組成の合金薄帯のX線回折分析の結果、bcc−Fe
相による回折パターンが得られ、熱処理によってFeを
主体とする結晶質相が析出していることが判明した。ま
た、前記bcc構造のFeの結晶相は、合金薄帯のX線
回折ビークの半値幅より求めた結果から、平均結晶粒径
が約10〜30nm程度の微細な結晶粒であった。
Further, as a result of X-ray diffraction analysis of an alloy ribbon having a composition of Fe 86.5 Zr 6 Mn 4.5 V 4.5-x B 3 , bcc-Fe
A diffraction pattern based on the phases was obtained, and it was found that a crystalline phase mainly composed of Fe was precipitated by the heat treatment. Further, the crystal phase of Fe having the bcc structure was found to be fine crystal grains having an average crystal grain size of about 10 to 30 nm based on the results obtained from the half width of the X-ray diffraction beak of the alloy ribbon.

【0047】図7には、100kHzにおける透磁率の
実数値(|μ|(100kHz))および保磁力Hcの
Mn量依存性を示す。また、図8には、飽和磁束密度B
sのMn量依存性を示す。Mn量が増加していくにつれ
て保磁力Hcは減少するが、Mn量が1.5〜4.5原
子%の範囲のおいてほぼ一定になる。透磁率(|μ|)
はMn量の増加につれて増加し、Mn量が3.3原子%
付近で最大値を示す。Mn量が1.5原子%以上では、
透磁率(|μ|)が8,000を超える高い値を示し、
さらにMn量が3.3原子%のときは10,000に達
している。図8に示した飽和磁束密度Bsは、Mn量が
2.5原子%付近で最大値1.72Tを示している。ま
た、Mn量が0〜4.5原子%の範囲において飽和磁束
密度Bsが1.65T以上の高い値を示していることが
判る。つまり、Fe−Zr−Bからなる母体合金にMn
とVとを同時に添加することにより、Mnのみ、あるい
はVのみを加えた試料(試料番号20、21、24、2
5、29〜38)の飽和磁束密度Bsよりも大きな値が
得られている。
FIG. 7 shows the actual value of magnetic permeability at 100 kHz (| μ | (100 kHz)) and the dependence of the coercive force Hc on the amount of Mn. FIG. 8 shows the saturation magnetic flux density B
4 shows the Mn content dependence of s. As the amount of Mn increases, the coercive force Hc decreases, but becomes substantially constant in the range of 1.5 to 4.5 atomic%. Permeability (| μ |)
Increases as the amount of Mn increases, and the amount of Mn is 3.3 atomic%.
It shows the maximum value near. When the Mn content is 1.5 atomic% or more,
The magnetic permeability (| μ |) shows a high value exceeding 8,000,
Further, when the amount of Mn is 3.3 atomic%, it reaches 10,000. The saturation magnetic flux density Bs shown in FIG. 8 shows a maximum value of 1.72T when the amount of Mn is around 2.5 atomic%. Further, it can be seen that the saturation magnetic flux density Bs shows a high value of 1.65 T or more when the Mn content is in the range of 0 to 4.5 atomic%. That is, Mn is added to the base alloy composed of Fe-Zr-B.
And V at the same time, a sample to which only Mn or only V was added (sample numbers 20, 21, 24, 2
5, 29-38) are obtained.

【0048】図9には飽和磁歪定数λsのMn量依存性
を示す。Mn量が増加するにつれてλsは滅少し、Mn
量4.5原子%付近においてほぼ0となっている。Mn
量が2.5原子%程度であっても飽和磁歪定数λsは
4.0×10-7 程度の低い値を示し、実用上問題ない
程度である。上述の結果より、本発明のFe基軟磁性合
金によれば、Mn量が2原子%から4.5原子%の範囲
において、1.67Tを超える高い飽和磁束密度Bs
と、8,500を超える優れた透磁率(μ)とを同時に
発揮し、さらに磁歪をほぼ0にすることが可能である。
FIG. 9 shows the dependence of the saturation magnetostriction constant λs on the amount of Mn. As the amount of Mn increases, λs decreases,
It is almost 0 near the amount of 4.5 atomic%. Mn
Even when the amount is about 2.5 atomic%, the saturation magnetostriction constant λs shows a low value of about 4.0 × 10 −7 , which is a practically acceptable level. From the above results, according to the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention, the high saturation magnetic flux density Bs exceeding 1.67 T in the case where the amount of Mn is in the range of 2 atomic% to 4.5 atomic%.
And an excellent magnetic permeability (μ) exceeding 8,500 at the same time, and the magnetostriction can be reduced to almost zero.

【0049】[0049]

【発明の効果】以上、詳細に説明したように、本発明の
Fe基軟磁性合金は、下記の組成式により示され、平均
結晶粒径30nm以下のbcc構造のFeの結晶粒が析
出されてなり、Feの結晶粒に固溶する元素Dが添加さ
れることにより、Fe基軟磁性合金のキュリー温度を高
くして室温における飽和磁束密度を向上させるので、F
e基軟磁性合金の飽和磁束密度と透磁率を共に高くする
ことができる。 (Fe1-aaxyzv ただし、ZはNi、Coのいずれか一方または両方であ
り、AはZr、Nb、Hfからなる群から選ばれた1種
または2種以上の元素であり、DはTi、V、Cr、M
nからなる群から選ばれた1種または2種以上の元素で
あり、EはB、Al、Si、C、P、白金族元素、Y、
希土類元素、Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、P
b、As、Sb、Bi、Se、Te、Li、Be、M
g、Ca、Sr、Baからなる群から選ばれた1種また
は2種以上の元素であり、組成比を示すa、x、y、
z、vは、0≦a≦0.2、75原子%≦x≦93原子
%、4原子%≦y≦9原子%、0原子%<z≦5原子
%、0.5原子%≦v≦18原子%である。
As described in detail above, the Fe-based soft magnetic alloy of the present invention is represented by the following composition formula, in which bcc structure Fe grains having an average grain size of 30 nm or less are precipitated. The addition of the element D, which forms a solid solution in the Fe crystal grains, increases the Curie temperature of the Fe-based soft magnetic alloy and improves the saturation magnetic flux density at room temperature.
Both the saturation magnetic flux density and the magnetic permeability of the e-based soft magnetic alloy can be increased. (Fe 1 -aZ a ) x A y D z E v where Z is one or both of Ni and Co, and A is one or two selected from the group consisting of Zr, Nb and Hf D is Ti, V, Cr, M
n is one or more elements selected from the group consisting of n, E is B, Al, Si, C, P, a platinum group element, Y,
Rare earth element, Zn, Cd, Ga, In, Ge, Sn, P
b, As, Sb, Bi, Se, Te, Li, Be, M
g, Ca, Sr and Ba are one or more elements selected from the group consisting of a, x, y,
z and v are 0 ≦ a ≦ 0.2, 75 atomic% ≦ x ≦ 93 atomic%, 4 atomic% ≦ y ≦ 9 atomic%, 0 atomic% <z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ v ≦ 18 atomic%.

【0050】また、前記元素Eには、Bが必ず含まれて
いるので、非晶質相の形成能が高められ、析出する微細
な結晶粒間の粒界に残存して結晶粒の粗大化が防止さ
れ、熱処理において軟磁気特性に悪影響を与えるFe−
A系の化合物相の生成が抑制されることにより、Fe基
軟磁性合金に高い透磁率を付与することができる。更
に、前記元素Dには、MnとVとが必ず含まれているの
で、高い透磁率を維持したままで飽和磁束密度をより高
くすることができる。
Further, since the element E always contains B, the ability to form an amorphous phase is enhanced, and the element E remains at the grain boundaries between the fine crystal grains to be precipitated and the crystal grains become coarse. Is prevented, and Fe-
By suppressing the generation of the A-based compound phase, a high magnetic permeability can be imparted to the Fe-based soft magnetic alloy. Further, since the element D always contains Mn and V, the saturation magnetic flux density can be further increased while maintaining high magnetic permeability.

【0051】上述の組成のFe基軟磁性合金によれば、
1kHzにおける透磁率が5000以上であり、かつ飽
和磁束密度が1.5T以上の磁気特性を得ることができ
る。特に、組成によっては、飽和磁束密度が1.6T以
上のFe基軟磁性合金を得ることができる。
According to the Fe-based soft magnetic alloy having the above composition,
It is possible to obtain magnetic properties having a magnetic permeability of 15000 or more at 1 kHz and a saturation magnetic flux density of 1.5T or more. In particular, an Fe-based soft magnetic alloy having a saturation magnetic flux density of 1.6 T or more can be obtained depending on the composition.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】 Fe86.5Zr7Mnx3.5-x3(x=0,
2.0,2.5,3.0,3.5)なる組成のFe基軟
磁性合金薄帯の結晶化開始温度のMn量依存性を示す図
である。
[1] Fe 86.5 Zr 7 Mn x V 3.5 -x B 3 (x = 0,
FIG. 4 is a diagram showing the Mn content dependence of the crystallization start temperature of an Fe-based soft magnetic alloy ribbon having a composition of 2.0, 2.5, 3.0, and 3.5).

【図2】 Fe86.5Zr7Mn3.53なる組成の急冷薄
帯と、Fe基軟磁性合金薄帯とのX線回折分析の結果を
示す図である。
FIG. 2 is a diagram showing the results of X-ray diffraction analysis of a quenched ribbon having a composition of Fe 86.5 Zr 7 Mn 3.5 B 3 and an Fe-based soft magnetic alloy ribbon.

【図3】 Fe86.5Zr7Mnx3.5-x3(x=0,
2.0,2.5,3.0,3.5)なる組成のFe基軟
磁性合金薄帯の透磁率の実数値(|μ|)及び保磁力
(Hc)のMn量依存性を示す図である。
[Figure 3] Fe 86.5 Zr 7 Mn x V 3.5 -x B 3 (x = 0,
2 shows the real value (| μ |) of the magnetic permeability and the Mn content dependency of the coercive force (Hc) of the Fe-based soft magnetic alloy ribbon having the composition of 2.0, 2.5, 3.0, 3.5). FIG.

【図4】 Fe86.5Zr7Mnx3.5-x3(x=0,
2.0,2.5,3.0,3.5)なる組成のFe基軟
磁性合金薄帯の飽和磁束密度(Bs)のMn量依存性を
示す図である。
[4] Fe 86.5 Zr 7 Mn x V 3.5 -x B 3 (x = 0,
FIG. 4 is a diagram showing the Mn content dependency of the saturation magnetic flux density (Bs) of an Fe-based soft magnetic alloy ribbon having a composition of 2.0, 2.5, 3.0, 3.5).

【図5】 Fe86.5Zr7Mnx3.5-x3(x=0,
2.0,2.5,3.0,3.5)なる組成のFe基軟
磁性合金薄帯の飽和磁歪定数(λs)のMn量依存性を
示す図である。
[5] Fe 86.5 Zr 7 Mn x V 3.5 -x B 3 (x = 0,
FIG. 4 is a diagram showing the Mn content dependence of the saturation magnetostriction constant (λs) of an Fe-based soft magnetic alloy ribbon having a composition of 2.0, 2.5, 3.0, 3.5).

【図6】 Fe86.5Zr6Mnx4.5-x3(x=0,
1.5、2.5、3.5、4.5)なる組成のFe基軟
磁性合金薄帯の結晶化開始温度のMn量依存性を示す図
である。
[6] Fe 86.5 Zr 6 Mn x V 4.5 -x B 3 (x = 0,
FIG. 5 is a diagram showing the Mn content dependence of the crystallization start temperature of an Fe-based soft magnetic alloy ribbon having a composition of 1.5, 2.5, 3.5, 4.5).

【図7】 Fe86.5Zr6Mnx4.5-x3(x=0,
1.5、2.5、3.5、4.5)なる組成のFe基軟
磁性合金薄帯の透磁率の実数値(|μ|)及び保磁力
(Hc)のMn量依存性を示す図である。
7 Fe 86.5 Zr 6 Mn x V 4.5 -x B 3 (x = 0,
1.5 shows the real value (| μ |) of the magnetic permeability and the Mn content dependence of the coercive force (Hc) of the Fe-based soft magnetic alloy ribbon having the composition of 1.5, 2.5, 3.5, 4.5). FIG.

【図8】 Fe86.5Zr6Mnx4.5-x3(x=0,
1.5、2.5、3.5、4.5)なる組成のFe基軟
磁性合金薄帯の飽和磁束密度(Bs)のMn量依存性を
示す図である。
[8] Fe 86.5 Zr 6 Mn x V 4.5 -x B 3 (x = 0,
It is a figure which shows the Mn amount dependence of the saturation magnetic flux density (Bs) of the Fe-based soft magnetic alloy ribbon of the composition of 1.5, 2.5, 3.5, 4.5).

【図9】 Fe86.5Zr6Mnx4.5-x3(x=0,
1.5、2.5、3.5、4.5)なる組成のFe基軟
磁性合金薄帯の飽和磁歪定数(λs)のMn量依存性を
示す図である。
9 Fe 86.5 Zr 6 Mn x V 4.5 -x B 3 (x = 0,
FIG. 3 is a graph showing the Mn content dependence of the saturation magnetostriction constant (λs) of a Fe-based soft magnetic alloy ribbon having a composition of 1.5, 2.5, 3.5, 4.5).

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 中沢 誠 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 尾藤 輝夫 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 牧野 彰宏 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内元支倉35番地 川 内住宅11−806 (72)発明者 増本 健 宮城県仙台市青葉区上杉3丁目8番22号 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (72) Inventor Makoto Nakazawa 1-7 Yukitani Otsukacho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd. (72) Inventor Teruo Bito 1-7 Yukitani Otsukacho, Ota-ku, Tokyo Alp (72) Inventor Akihiro Makino 1-7 Yukitani Otsuka-cho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akihisa Inoue 35 Kawachi Moto-Hasekura, Aoba-ku, Aoba-ku, Miyagi Prefecture Kawauchi Housing 11-806 (72) Inventor Takeshi Masumoto 3-8-22 Uesugi, Aoba-ku, Sendai, Miyagi Prefecture

Claims (7)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 下記の組成式により示される合金の溶湯
が急冷されて非晶質とされた後に、熱処理されて平均結
晶粒径30nm以下のbcc構造のFeの結晶粒が析出
されてなることを特徴とするFe基軟磁性合金。 (Fe1-aaxyzv ただし、ZはNi、Coのいずれか一方または両方であ
り、AはZr、Nb、Hfからなる群から選ばれた1種
または2種以上の元素であり、DはTi、V、Cr、M
nからなる群から選ばれた1種または2種以上の元素で
あり、EはB、Al、Si、C、P、白金族元素、Y、
希土類元素、Zn、Cd、Ga、In、Ge、Sn、P
b、As、Sb、Bi、Se、Te、Li、Be、M
g、Ca、Sr、Baからなる群から選ばれた1種また
は2種以上の元素であり、組成比を示すa、x、y、
z、vは、0≦a≦0.2、75原子%≦x≦93原子
%、4原子%≦y≦9原子%、0原子%<z≦5原子
%、0.5原子%≦v≦18原子%である。
An alloy having the following composition formula is quenched to be amorphous, and then heat-treated to precipitate bcc structure Fe grains having an average grain size of 30 nm or less. An Fe-based soft magnetic alloy characterized by the following. (Fe 1 -aZ a ) x A y D z E v where Z is one or both of Ni and Co, and A is one or two selected from the group consisting of Zr, Nb and Hf D is Ti, V, Cr, M
n is one or more elements selected from the group consisting of n, E is B, Al, Si, C, P, a platinum group element, Y,
Rare earth element, Zn, Cd, Ga, In, Ge, Sn, P
b, As, Sb, Bi, Se, Te, Li, Be, M
g, Ca, Sr and Ba are one or more elements selected from the group consisting of a, x, y,
z and v are 0 ≦ a ≦ 0.2, 75 atomic% ≦ x ≦ 93 atomic%, 4 atomic% ≦ y ≦ 9 atomic%, 0 atomic% <z ≦ 5 atomic%, 0.5 atomic% ≦ v ≦ 18 atomic%.
【請求項2】 前記元素Eは、Bを含むことを特徴とす
る請求項1記載のFe基軟磁性合金。
2. The Fe-based soft magnetic alloy according to claim 1, wherein the element E contains B.
【請求項3】 前記元素Dは、MnとVを含むことを特
徴とする請求項1ないし請求項2記載のFe基軟磁性合
金。
3. The Fe-based soft magnetic alloy according to claim 1, wherein the element D contains Mn and V.
【請求項4】 前記組成式中の組成比を示すy、vが、
5≦y≦8原子%、0.5≦v≦5原子%であることを
特徴とする請求項1ないし請求項3記載のFe基軟磁性
合金。
4. The composition ratio y and v in the composition formula are:
4. The Fe-based soft magnetic alloy according to claim 1, wherein 5 ≦ y ≦ 8 at% and 0.5 ≦ v ≦ 5 at%.
【請求項5】 前記元素D中のMnの組成比をb原子%
とし、Vの組成比を(z−b)原子%としたとき、1原
子%≦b≦3.25原子%であることを特徴とする請求
項3記載のFe基軟磁性合金。
5. The composition ratio of Mn in the element D is b atomic%.
4. The Fe-based soft magnetic alloy according to claim 3, wherein, when the composition ratio of V is (z−b) atomic%, 1 atomic% ≦ b ≦ 3.25 atomic%.
【請求項6】 1kHzにおける透磁率が5000以上
であり、かつ飽和磁束密度が1.5T以上であることを
特徴とする請求項1ないし請求項5記載のFe基軟磁性
合金。
6. The Fe-based soft magnetic alloy according to claim 1, wherein the magnetic permeability at 1 kHz is 5000 or more, and the saturation magnetic flux density is 1.5 T or more.
【請求項7】 飽和磁束密度が1.6T以上であること
を特徴とする請求項1ないし請求項6記載のFe基軟磁
性合金。
7. The Fe-based soft magnetic alloy according to claim 1, wherein the saturation magnetic flux density is 1.6 T or more.
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