JP2000156314A - 複合磁性部材 - Google Patents
複合磁性部材Info
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- JP2000156314A JP2000156314A JP10331671A JP33167198A JP2000156314A JP 2000156314 A JP2000156314 A JP 2000156314A JP 10331671 A JP10331671 A JP 10331671A JP 33167198 A JP33167198 A JP 33167198A JP 2000156314 A JP2000156314 A JP 2000156314A
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- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/0302—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity characterised by unspecified or heterogeneous hardness or specially adapted for magnetic hardness transitions
- H01F1/0306—Metals or alloys, e.g. LAVES phase alloys of the MgCu2-type
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- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
(57)【要約】
【課題】 同一の部材の特定領域の組織を制御すること
によって、軟質磁性、半硬質あるいは硬質磁性、非磁性
の各領域を同一の部材内に形成し、従来にない簡単な構
造で磁気回路を形成するための部品としての複合磁性部
材を提供する。 【解決手段】 同一部材内において、ｂｃｃ相が主体の
保磁力が１０００A/ｍ以下の軟質磁性部と、変調組織よ
りなる半硬質あるいは硬質磁性部と、σ相またはｆｃｃ
相のいずれかを主体とする透磁率が２以下の非磁性部を
有する複合磁性部材。
によって、軟質磁性、半硬質あるいは硬質磁性、非磁性
の各領域を同一の部材内に形成し、従来にない簡単な構
造で磁気回路を形成するための部品としての複合磁性部
材を提供する。 【解決手段】 同一部材内において、ｂｃｃ相が主体の
保磁力が１０００A/ｍ以下の軟質磁性部と、変調組織よ
りなる半硬質あるいは硬質磁性部と、σ相またはｆｃｃ
相のいずれかを主体とする透磁率が２以下の非磁性部を
有する複合磁性部材。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は同一部材内に異なる
磁気特性領域を有する複合磁性部材に関するものであ
る。
磁気特性領域を有する複合磁性部材に関するものであ
る。
【０００２】
【従来の技術】硬質磁性材料を磁石として利用する場合
には、磁束を外部に導くため、ポールピースなどの軟質
磁性材料と組み合わせるとともに、空隙や樹脂といった
非磁性部を配置して磁気回路を形成するのが普通であ
る。
には、磁束を外部に導くため、ポールピースなどの軟質
磁性材料と組み合わせるとともに、空隙や樹脂といった
非磁性部を配置して磁気回路を形成するのが普通であ
る。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】上述の磁気回路を形成
するためには、磁石材料および軟磁性材料あるいは、こ
れに加えて非磁性部材が必要であった。このように複数
の部材を組み合わせることは、適切な磁気特性を有する
部材を適宜選択する自由度はあるものの、磁気回路を形
成するための部品の数が多くなるという問題があった。
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、シンプルな構造で
磁気回路を形成できる複合磁性部材を提案するものであ
る。
するためには、磁石材料および軟磁性材料あるいは、こ
れに加えて非磁性部材が必要であった。このように複数
の部材を組み合わせることは、適切な磁気特性を有する
部材を適宜選択する自由度はあるものの、磁気回路を形
成するための部品の数が多くなるという問題があった。
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、シンプルな構造で
磁気回路を形成できる複合磁性部材を提案するものであ
る。
【０００４】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上述した問
題について詳細に検討を行った。その結果、硬質磁性材
料の有する磁気特性と、軟質磁性材料の有する磁気特性
と、非磁性部とを同一部材内で特定領域を同一の部材内
に形成できれば、同一部材内で特定領域毎に異なった磁
気特性の付与が可能となり、部品点数が多くなるといっ
た問題を解決できること予想した。そして、硬質磁性材
料を組織の観点から鋭意検討し、その結果、熱処理や窒
化等の処理を施し、同一の部材の特定領域の組織を制御
することによって、軟質磁性、半硬質あるいは硬質磁
性、非磁性の各領域を同一の部材内に形成することが実
現できることを見出し本発明に到達した。
題について詳細に検討を行った。その結果、硬質磁性材
料の有する磁気特性と、軟質磁性材料の有する磁気特性
と、非磁性部とを同一部材内で特定領域を同一の部材内
に形成できれば、同一部材内で特定領域毎に異なった磁
気特性の付与が可能となり、部品点数が多くなるといっ
た問題を解決できること予想した。そして、硬質磁性材
料を組織の観点から鋭意検討し、その結果、熱処理や窒
化等の処理を施し、同一の部材の特定領域の組織を制御
することによって、軟質磁性、半硬質あるいは硬質磁
性、非磁性の各領域を同一の部材内に形成することが実
現できることを見出し本発明に到達した。
【０００５】即ち本発明は、同一部材内において、ｂｃ
ｃ相が主体の保磁力が１０００A/ｍ以下の軟質磁性部
と、変調組織よりなる半硬質あるいは硬質磁性部と、σ
相またはｆｃｃ相のいずれかを主体とする透磁率が２以
下の非磁性部を有する複合磁性部材である。
ｃ相が主体の保磁力が１０００A/ｍ以下の軟質磁性部
と、変調組織よりなる半硬質あるいは硬質磁性部と、σ
相またはｆｃｃ相のいずれかを主体とする透磁率が２以
下の非磁性部を有する複合磁性部材である。
【０００６】
【発明の実施の形態】本発明の重要な特徴は、同一部材
内において、軟質磁性部と、半硬質あるいは硬質磁性部
と非磁性部を存在できる部材を実現したことにある。例
えば、加熱保持によるｂｃｃ相のスピノーダル分解によ
り形成される変調組織を用いて、半硬質あるいは硬質磁
性を得る材料として、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系材料が知られ
ている。この材料は、通常Ｃｒ２５〜３５％、Ｃｏ１０
〜２５％残部Ｆｅを主体とするものであり、更にＭｏの
ような添加元素を４％含むことも可能であり、２００Ａ
／ｃｍ以上の保磁力を得ることが可能な材料である。
内において、軟質磁性部と、半硬質あるいは硬質磁性部
と非磁性部を存在できる部材を実現したことにある。例
えば、加熱保持によるｂｃｃ相のスピノーダル分解によ
り形成される変調組織を用いて、半硬質あるいは硬質磁
性を得る材料として、Ｆｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系材料が知られ
ている。この材料は、通常Ｃｒ２５〜３５％、Ｃｏ１０
〜２５％残部Ｆｅを主体とするものであり、更にＭｏの
ような添加元素を４％含むことも可能であり、２００Ａ
／ｃｍ以上の保磁力を得ることが可能な材料である。
【０００７】実際の組成範囲は、要求される保磁力、そ
の他の磁気特性によって調整される。さらに、この材料
は、高温のα域から急速冷却した状態では、上述したｂ
ｃｃ相のスピノーダル分解が起こっておらず、軟磁気特
性を示す。即ち、部分的に異なる熱処理を行うことによ
り、一の部材に軟磁性部と半硬質あるいは強磁性部の二
つの領域を得ることが可能である。さらに、上述した材
料は、熱処理により、σ相を発現する。このσ相は、非
磁性である。つまり熱処理により非磁性部を得ることも
可能なのである。即ち、熱処理を部分的に異ならせるこ
とによって、一の部材に異なる磁気特性を有する複合磁
性部材を得ることができたのである。
の他の磁気特性によって調整される。さらに、この材料
は、高温のα域から急速冷却した状態では、上述したｂ
ｃｃ相のスピノーダル分解が起こっておらず、軟磁気特
性を示す。即ち、部分的に異なる熱処理を行うことによ
り、一の部材に軟磁性部と半硬質あるいは強磁性部の二
つの領域を得ることが可能である。さらに、上述した材
料は、熱処理により、σ相を発現する。このσ相は、非
磁性である。つまり熱処理により非磁性部を得ることも
可能なのである。即ち、熱処理を部分的に異ならせるこ
とによって、一の部材に異なる磁気特性を有する複合磁
性部材を得ることができたのである。
【０００８】また、もう一つの非磁性化する手段に窒化
がある。窒素は、オーステナイト生成元素であり、Ｆｅ
合金をｆｃｃ化して非磁性領域を得ることが可能であ
る。特に窒化は、材料の一部を窒化しないようにマスク
することで、特定領域を正確に非磁性化できるという利
点がある。また、窒化の場合は、材料内の拡散が問題と
なるため、できるだけ薄い、例えば１ｍｍ以下の薄板に
適用するのが望ましい。
がある。窒素は、オーステナイト生成元素であり、Ｆｅ
合金をｆｃｃ化して非磁性領域を得ることが可能であ
る。特に窒化は、材料の一部を窒化しないようにマスク
することで、特定領域を正確に非磁性化できるという利
点がある。また、窒化の場合は、材料内の拡散が問題と
なるため、できるだけ薄い、例えば１ｍｍ以下の薄板に
適用するのが望ましい。
【０００９】上述したように、同一部材内の特定領域の
組織を制御することで、それぞれ異なった磁気特性を有
する領域を具えた複合磁性部材とすることができる。本
発明でいう、複合磁性部材において、典型的には軟磁性
部としては、保磁力２５０Ａ／ｍ以下、半硬質あるいは
硬質磁性部としては、保磁力２０００Ａ／ｍ以上、非磁
性部としては透磁率２以下のそれぞれの領域を有する。
もちろんそれぞれの境界には、磁性が変わる遷移領域が
存在することになる。
組織を制御することで、それぞれ異なった磁気特性を有
する領域を具えた複合磁性部材とすることができる。本
発明でいう、複合磁性部材において、典型的には軟磁性
部としては、保磁力２５０Ａ／ｍ以下、半硬質あるいは
硬質磁性部としては、保磁力２０００Ａ／ｍ以上、非磁
性部としては透磁率２以下のそれぞれの領域を有する。
もちろんそれぞれの境界には、磁性が変わる遷移領域が
存在することになる。
【００１０】
【実施例】以下に実施例として詳しく本発明を説明す
る。先ず、表１に示すような化学組成を有する厚さ１ｍ
ｍと３ｍｍの二種類のＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金を用意し
た。
る。先ず、表１に示すような化学組成を有する厚さ１ｍ
ｍと３ｍｍの二種類のＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系合金を用意し
た。
【００１１】
【表１】
【００１２】次に、上記の化学組成を有するＦｅ−Ｃｒ
−Ｃｏ系合金に対して、半硬質あるいは硬質磁気特性を
付与するための処理として、先ず、軟質磁気特性を付与
するため、１１００℃で溶体化処理を施し、金属組織を
ｂｃｃ相に調整した。なお、この時の溶体化処理の温度
は１０００℃以上であれば良い。続いて、上記ｂｃｃ相
に調整した材料を６１０℃で磁場中時効処理し、５℃/
ｈｒの冷却速度で４９０℃まで冷却し半硬質あるいは硬
質磁気特性を持つ領域を形成させた。更に、上記の半硬
質あるいは硬質磁気特性を付与された材料の一部を１０
５０℃に加熱し、急冷を施した結果、同一の部材内に半
硬質または硬質磁気特性領域と、軟磁性領域の二つの磁
気特性を有する複合磁性部材を得ることができた。
−Ｃｏ系合金に対して、半硬質あるいは硬質磁気特性を
付与するための処理として、先ず、軟質磁気特性を付与
するため、１１００℃で溶体化処理を施し、金属組織を
ｂｃｃ相に調整した。なお、この時の溶体化処理の温度
は１０００℃以上であれば良い。続いて、上記ｂｃｃ相
に調整した材料を６１０℃で磁場中時効処理し、５℃/
ｈｒの冷却速度で４９０℃まで冷却し半硬質あるいは硬
質磁気特性を持つ領域を形成させた。更に、上記の半硬
質あるいは硬質磁気特性を付与された材料の一部を１０
５０℃に加熱し、急冷を施した結果、同一の部材内に半
硬質または硬質磁気特性領域と、軟磁性領域の二つの磁
気特性を有する複合磁性部材を得ることができた。
【００１３】最後に、上記の二つの磁気特性を有する複
合磁性部材に非磁性部を形成した。非磁性部の形成に
は、３ｍｍの厚みの材料にσ相を主体として形成し、１
ｍｍの厚みの材料にはｆｃｃ相を主体として形成すると
いった二種類の方法を適宜選択して行った。先ず、σ相
の形成には、８００〜９００℃程度の温度領域で加熱、
急冷を施せば良く、今回は９００℃に加熱し、急冷を施
した。また、ｆｃｃ相を主体とする非磁性部の形成には
窒化処理を用いて行った。この時、非磁性部形成領域以
外にはマスキングを施し、加熱温度１１００℃、０．１
気圧、Ｎ２雰囲気中で窒化処理に供し、同一部材内に夫
々磁気特性の異なる領域を形成させ、複合磁性部材を得
た。
合磁性部材に非磁性部を形成した。非磁性部の形成に
は、３ｍｍの厚みの材料にσ相を主体として形成し、１
ｍｍの厚みの材料にはｆｃｃ相を主体として形成すると
いった二種類の方法を適宜選択して行った。先ず、σ相
の形成には、８００〜９００℃程度の温度領域で加熱、
急冷を施せば良く、今回は９００℃に加熱し、急冷を施
した。また、ｆｃｃ相を主体とする非磁性部の形成には
窒化処理を用いて行った。この時、非磁性部形成領域以
外にはマスキングを施し、加熱温度１１００℃、０．１
気圧、Ｎ２雰囲気中で窒化処理に供し、同一部材内に夫
々磁気特性の異なる領域を形成させ、複合磁性部材を得
た。
【００１４】上述した複合磁性部材について、磁気特性
を測定し表２に示す。また、併せて軟磁性部、半硬質あ
るいは硬質磁性部、非磁性部の断面顕微鏡観察も行っ
た。
を測定し表２に示す。また、併せて軟磁性部、半硬質あ
るいは硬質磁性部、非磁性部の断面顕微鏡観察も行っ
た。
【００１５】
【表２】
【００１６】上記の如く、本発明の複合磁性部材では軟
質磁性部領域と、半硬質あるいは硬質磁性部領域、およ
び非磁性部領域を同一の部材に併せ持つ複合磁性部材を
形成することができる。
質磁性部領域と、半硬質あるいは硬質磁性部領域、およ
び非磁性部領域を同一の部材に併せ持つ複合磁性部材を
形成することができる。
【００１７】
【発明の効果】本発明の複合磁性部材を用いれば、例え
ば、従来のトルクセンサーに用いられてきた非磁性部の
シャフトとマルエージング鋼の組合せに代わり、シャフ
トに取り付けられたリングに軟質磁性部、非磁性部、半
硬質あるいは硬質磁性部を夫々形成することで、従来に
ない簡単な構造でトルクセンサー等の磁気回路を形成す
るための部品に好適となることが期待できる。
ば、従来のトルクセンサーに用いられてきた非磁性部の
シャフトとマルエージング鋼の組合せに代わり、シャフ
トに取り付けられたリングに軟質磁性部、非磁性部、半
硬質あるいは硬質磁性部を夫々形成することで、従来に
ない簡単な構造でトルクセンサー等の磁気回路を形成す
るための部品に好適となることが期待できる。
Claims (1)
- 【請求項１】 同一部材内において、ｂｃｃ相が主体の
保磁力が１０００A/ｍ以下の軟質磁性部と、変調組織よ
りなる半硬質あるいは硬質磁性部と、σ相またはｆｃｃ
相のいずれかを主体とする透磁率が２以下の非磁性部を
有することを特徴とする複合磁性部材。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10331671A JP2000156314A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 複合磁性部材 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP10331671A JP2000156314A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 複合磁性部材 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2000156314A true JP2000156314A (ja) | 2000-06-06 |
Family
ID=18246292
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP10331671A Pending JP2000156314A (ja) | 1998-11-20 | 1998-11-20 | 複合磁性部材 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2000156314A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009060138A (ja) * | 2000-12-11 | 2009-03-19 | Advanced Materials Technologies Pte Ltd | 焼結品製造方法、連続体製造方法、物品形成方法及び構造体 |
| JP2012025993A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Thk Co Ltd | 複合磁性体およびその製造方法、複合磁性体を用いた運動案内装置 |
| JP2019087665A (ja) * | 2017-11-08 | 2019-06-06 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 磁性材料およびその製造方法 |
| JPWO2019059256A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2021-01-21 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 磁性材料とその製造法 |
| US11459646B2 (en) | 2017-09-25 | 2022-10-04 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Magnetic material and method for producing same |
| EP4345184A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-03 | General Electric Company | Dual-phase magnetic components and methods of forming the same |
-
1998
- 1998-11-20 JP JP10331671A patent/JP2000156314A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009060138A (ja) * | 2000-12-11 | 2009-03-19 | Advanced Materials Technologies Pte Ltd | 焼結品製造方法、連続体製造方法、物品形成方法及び構造体 |
| JP2012025993A (ja) * | 2010-07-22 | 2012-02-09 | Thk Co Ltd | 複合磁性体およびその製造方法、複合磁性体を用いた運動案内装置 |
| JPWO2019059256A1 (ja) * | 2017-09-25 | 2021-01-21 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 磁性材料とその製造法 |
| US11459646B2 (en) | 2017-09-25 | 2022-10-04 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Magnetic material and method for producing same |
| US11732336B2 (en) | 2017-09-25 | 2023-08-22 | National Institute Of Advanced Industrial Science And Technology | Magnetic material and method for producing same |
| JP2019087665A (ja) * | 2017-11-08 | 2019-06-06 | 国立研究開発法人産業技術総合研究所 | 磁性材料およびその製造方法 |
| EP4345184A1 (en) * | 2022-09-30 | 2024-04-03 | General Electric Company | Dual-phase magnetic components and methods of forming the same |
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