JP2002069503A - ALLOY POWDER FOR Fe-Co-V BASED MAGNETIC MATERIAL AND SINTERED MAGNETIC MATERIAL - Google Patents
ALLOY POWDER FOR Fe-Co-V BASED MAGNETIC MATERIAL AND SINTERED MAGNETIC MATERIALInfo
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Abstract
Description
【０００１】[0001]
【発明の属する技術分野】本発明は、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ系
磁性材料を焼結により製造するために使用する合金粉末
およびＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁性材料、詳細には噴霧法
によって粉末を製造する際、注湯ノズルの口径を小さく
しても閉塞することがないＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系磁性材料用
合金粉末およびＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁性材料に関す
る。BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to an alloy powder used for producing an Fe--Co--V magnetic material by sintering and a sintered Fe--Co--V magnetic material. The present invention relates to an alloy powder for an Fe-Co-V-based magnetic material and an Fe-Co-V-based sintered magnetic material which are not clogged even when the diameter of a pouring nozzle is made small when manufacturing a pouring nozzle.
【０００２】[0002]
【従来の技術】Ｆｅ−Ｃｏ─Ｖ系磁性材料は、パーメン
ジュールとして知られており、比較的低い保磁力と最高
の磁束密度を有するため、プリンターのインクジェッタ
ー、ドットプリンターのヨーク、航空機用発電機の回転
子および固定子、コモンレール、継電器の構成機材など
の多くの用途に使用されている（特開昭４７─９０５号
公報参照）。このＦｅ−Ｃｏ─Ｖ系磁性材料は、Ｆｅ−
Ｃｏ系磁性材料の電気抵抗を高くする（電気抵抗が低い
と渦電流が発生し、発熱するので、発熱を押さえる必要
がある）と共に、加工性を向上させるためにＶを１．５
〜２．５％程度含有させたものであり、溶製または焼結
によって製造されている（特公昭５０─２７０１０号公
報参照）。2. Description of the Related Art Fe-Co @ V magnetic materials are known as permendur, and have relatively low coercive force and maximum magnetic flux density. It is used for many purposes such as rotors and stators of generators, common rails, and components of relays (see JP-A-47-905). This Fe—Co─V-based magnetic material is made of Fe—
In order to increase the electric resistance of the Co-based magnetic material (an eddy current is generated when the electric resistance is low and heat is generated, it is necessary to suppress the heat generation) and V is set to 1.5 to improve the workability.
About 2.5%, and is produced by smelting or sintering (see Japanese Patent Publication No. 50-27010).
【０００３】従来、このＦｅ−Ｃｏ─Ｖ系磁性材料を焼
結により製造する場合、Ｆｅ−Ｃｏ─Ｖ系磁性材料用合
金粉末が原料として使用されていた。このＦｅ−Ｃｏ─
Ｖ系焼結磁性材料用合金粉末は、通常溶融した材料をノ
ズルから落下させ、この落下する溶融金属に水またはガ
スを吹きつけて製造されているが、溶融金属を落下させ
るノズルが閉塞するため、注湯ノズルの材料をジルコニ
アにしても、また窒化ホウ素にしても注湯ノズルの口径
をφ６ｍｍより小さくすることができなかった。噴霧法
によって粉末を製造する場合、ノズルの径が大きいと、
溶融金属の落下速度が速くなり、細かい粉末を得ること
ができないので、Ｆｅ−Ｃｏ─Ｖ系磁性材料用合金粉末
は、粉末の平均粒径を１０μｍ以下にすることができな
かった。Conventionally, when this Fe—CoＦｅV magnetic material is manufactured by sintering, an alloy powder for an Fe—Co─V magnetic material has been used as a raw material. This Fe-Co─
The alloy powder for V-based sintered magnetic material is usually manufactured by dropping a molten material from a nozzle and spraying water or gas on the falling molten metal. However, the nozzle for dropping the molten metal is blocked. Even if the material of the pouring nozzle was zirconia or boron nitride, the diameter of the pouring nozzle could not be made smaller than φ6 mm. When producing powder by spraying, if the nozzle diameter is large,
Since the falling speed of the molten metal was increased and fine powder could not be obtained, the average particle size of the powder of the alloy powder for Fe—Co─V-based magnetic material could not be reduced to 10 μm or less.
【０００４】[0004]
【発明が解決しようとする課題】本発明は、粒径が小さ
い粉末を製造することができ、すなわち注湯ノズルの口
径をφ５ｍｍ以下にしても注湯ノズルを閉塞することが
なく製造することができ、製造された粉末の材料による
直流磁気特性および電気抵抗率が殆ど低下がない（同じ
粉末の大きさならば、焼結してＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁
性材料を製造しても、直流磁気特性および電気抵抗率が
ほとんど低下しない。）Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ系磁性材料用合
金粉末および製造することができるようになった小さな
粉末を使用することにより、直流磁気特性がより高くな
ったＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁性材料を提供することを課
題としている。SUMMARY OF THE INVENTION According to the present invention, a powder having a small particle size can be produced, that is, it is possible to produce a powder without closing the pouring nozzle even when the diameter of the pouring nozzle is 5 mm or less. The DC magnetic properties and electric resistivity of the manufactured powder material are hardly reduced (if the powder size is the same, sintering to produce a Fe—Co—V sintered magnetic material, DC magnetic characteristics and electric resistivity hardly decrease.) The use of alloy powders for Fe-Co-V-based magnetic materials and small powders that can be manufactured has improved DC magnetic characteristics. It is an object to provide an Fe—Co—V-based sintered magnetic material.
【０００５】[0005]
【課題を解決するための手段】上記課題を解決するた
め、本発明者らはＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系磁性材料用合金粉末
を噴霧法により製造する場合、ノズルが閉塞する原因に
ついて調査研究していたところ、ノズルが閉塞する原因
は、Ｆｅ−Ｃｏ系磁性材料の電気抵抗および加工性を向
上させるために含有させているＶであること（下記表１
〜表３の比較例および参考例参照）、Ｖを含有させると
溶融金属の粘性が高くなること、粘性を高くするのはＶ
の酸化物であるＶ2 Ｏ5 にあること、Ｖ2 Ｏ5 が生成し
ない合金組成にすればノズルの閉塞が少なくなること、
合金組成にＳｉを含有させればＶ2Ｏ5 の生成が少なく
なって注湯ノズルの口径をφ５ｍｍ以下にしても閉塞し
なくなることなどの知見を得た。Means for Solving the Problems In order to solve the above-mentioned problems, the present inventors have investigated and investigated the causes of nozzle blockage when producing alloy powders for Fe-Co-V-based magnetic materials by the spraying method. However, the cause of the nozzle blockage is V contained in the Fe—Co-based magnetic material in order to improve the electric resistance and the workability (see Table 1 below).
-Comparative Examples and Reference Examples in Table 3), when V is contained, the viscosity of the molten metal is increased.
Of that there V 2 O 5 is an oxide, V 2 O 5 that clogging of the nozzle is reduced if the non alloy composition generated,
It has been found that if Si is contained in the alloy composition, generation of V 2 O 5 is reduced, and even if the diameter of the pouring nozzle is φ5 mm or less, the pouring nozzle does not block.
【０００６】また、Ｓｉを含有しても磁気特性がほとん
ど低下しないこと、注湯ノズルの口径をφ５ｍｍ以下に
しても、ノズルの閉塞による中断がなくなるので、従来
のＶを含有する合金を注湯ノズルの口径をφ６ｍｍにし
て粉末を製造する場合と比較して、単位時間当たりの粉
末製造能力は低下しないこと、製造することができるよ
うになった小さな粉末を原料として使用して製造したＦ
ｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁性材料は、直流磁気特性が従来の
ものより高くなることなどの知見を得た。本発明は、こ
れらの知見に基づいて発明されたものである。[0006] Further, even if Si is contained, the magnetic characteristics are hardly deteriorated, and even if the diameter of the pouring nozzle is set to φ5 mm or less, interruption due to nozzle blockage is eliminated. The powder production capacity per unit time is not reduced as compared with the case where powder is produced by setting the nozzle diameter to φ6 mm, and F produced by using a small powder that can be produced as a raw material is used.
It has been found that the e-Co-V-based sintered magnetic material has a higher DC magnetic property than the conventional one. The present invention has been made based on these findings.
【０００７】すなわち、本発明のＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系磁性
材料用合金粉末においては、成分組成をＣｏ：４７．０
〜５１．０％、Ｖ：１．５〜２．５％およびＳｉ：０．
１〜１．５％、好ましくは０．３〜０．７％を含有し、
残部がＦｅおよび不可避不純物からなるものとすること
である。また、本発明のＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁性材料
においては、成分組成をＣｏ：４７．０〜５１．０％、
Ｖ：１．５〜２．５％およびＳｉ：０．１〜１．５％、
好ましくは０．３〜０．７％を含有し、残部がＦｅおよ
び不可避不純物からなるものとすることである。That is, in the alloy powder for Fe—Co—V magnetic material of the present invention, the component composition is Co: 47.0.
５51.0%, V: 1.5-2.5% and Si: 0.
1-1.5%, preferably 0.3-0.7%,
The balance consists of Fe and inevitable impurities. In the Fe—Co—V-based sintered magnetic material of the present invention, the component composition is Co: 47.0 to 51.0%,
V: 1.5-2.5% and Si: 0.1-1.5%,
Preferably, it contains 0.3 to 0.7%, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
【０００８】[0008]
【作用】本発明のＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系磁性材料に用いる合
金粉末は、Ｓｉ：０．１〜１．５％を含有させるので、
Ｓｉが溶融金属中の酸素と優先的に結合し、Ｖ2 Ｏ5 の
生成量が少なくなり、溶融の粘性が低下するため、注湯
ノズルの閉塞が少なくなる。さらに、本発明のＦｅ−Ｃ
ｏ−Ｖ系磁性材料に用いる合金粉末は、その製造におい
て、注湯ノズルの口径を５ｍｍ以下にすることができる
ので、粉末の平均粒径を１０μｍ以下にすることができ
る。また、Ｆｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁性材料は、原料粉末
の粒径が小さくなるので、直流磁気特性が従来のものよ
り高くすることができる。The alloy powder used for the Fe-Co-V magnetic material of the present invention contains Si: 0.1-1.5%.
Si is preferentially bonded to oxygen in the molten metal, the amount of V 2 O 5 produced is reduced, and the viscosity of the melt is reduced, so that the clogging of the pouring nozzle is reduced. Further, the Fe-C of the present invention
In the production of the alloy powder used for the oV-based magnetic material, the diameter of the pouring nozzle can be reduced to 5 mm or less in the production thereof, so that the average particle diameter of the powder can be reduced to 10 μm or less. Further, since the Fe-Co-V-based sintered magnetic material has a small particle diameter of the raw material powder, the DC magnetic characteristics can be made higher than that of the conventional one.
【０００９】[0009]
【発明の実施の形態】以下、本発明のＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系
磁性材料に用いる合金粉末およびＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結
磁性材料の成分組成を上記のように特定した理由を説明
する。 Ｃｏ：４７．０〜５１．０％ Ｃｏは、高い残留磁束密度、ある程度の保磁力を得るこ
とができるので、それらのために含有させる元素であ
る。その含有量が４７．０％より少ないとこれらの性質
を得ることができず、５１．０％を超えるとこれらの性
質を得ることができないので、その含有量を４７．０〜
５１．０％とする。DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS The reasons why the component compositions of the alloy powder and the Fe--Co--V sintered magnetic material used for the Fe--Co--V magnetic material of the present invention are specified above will be described below. Co: 47.0 to 51.0% Co is an element to be contained therein because high residual magnetic flux density and a certain degree of coercive force can be obtained. If the content is less than 47.0%, these properties cannot be obtained, and if it exceeds 51.0%, these properties cannot be obtained.
51.0%.
【００１０】Ｖ：１．５〜２．５％ Ｖは、Ｆｅ−Ｃｏ系磁性材料の電気抵抗および加工性を
向上させるので、それらのために含有させる元素であ
る。その含有量が１．５％より少ないとこれらの性質を
得ることができず、２．５％より多くなると磁束密度お
よび保磁力を低下させるので、その含有量を１．５〜
２．５％とする。V: 1.5 to 2.5% V is an element contained for improving the electrical resistance and workability of Fe-Co based magnetic materials. If the content is less than 1.5%, these properties cannot be obtained. If the content is more than 2.5%, the magnetic flux density and the coercive force are reduced.
2.5%.
【００１１】Ｓｉ：０．１〜１．５％ Ｓｉは、注湯ノズルを閉塞するＶ2 Ｏ5 の生成を少なく
して注湯ノズルの閉塞を少なくするので、そのために含
有させる元素である。その含有量が０．１％、好ましく
は０．３％より少ないとその作用効果が得られず、また
１．５％、好ましくは０．７％を超えると磁束密度およ
び保磁力を低下させるので、その含有量を０．１〜１．
５％とする。好ましい含有量は０．３〜０．７％であ
る。Si: 0.1 to 1.5% Si is an element to be contained for reducing the generation of V 2 O 5 that closes the pouring nozzle and thereby reducing the closing of the pouring nozzle. If the content is less than 0.1%, preferably less than 0.3%, the effect cannot be obtained, and if it exceeds 1.5%, preferably 0.7%, the magnetic flux density and the coercive force are reduced. , The content of which is 0.1-1.
5%. The preferred content is 0.3-0.7%.
【００１２】Ｃ：０．３％以下、Ｍｎ：０．５％以下、
Ｐ：０．１％以下、Ｓ：０．１％以下、Ｃｕ：１．０％
以下、Ｎｉ：１．０％以下、Ｃｒ：１．０％以下、Ｍ
ｏ：１．０％以下、Ｏ：１．０％以下、Ｎ：０．１％以
下 Ｃ、Ｍｎ、Ｐ、Ｓ、Ｃｕ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｏおよび
Ｎは、不純物であり、上記量より多くなると磁束密度、
保磁力を低下するので、上記量以下にするのが好まし
い。C: 0.3% or less, Mn: 0.5% or less,
P: 0.1% or less, S: 0.1% or less, Cu: 1.0%
Hereafter, Ni: 1.0% or less, Cr: 1.0% or less, M
o: 1.0% or less, O: 1.0% or less, N: 0.1% or less C, Mn, P, S, Cu, Ni, Cr, Mo, O, and N are impurities and have the above amounts. When more, the magnetic flux density,
Since the coercive force is reduced, the amount is preferably equal to or less than the above amount.
【００１３】本発明の粉末用合金の粉末の製造方法につ
いて 本発明の粉末用合金を用いる粉末の製造は、通常粉末に
使用している噴霧法、例えば図１に記載したような噴霧
粉末製造装置を使用する噴霧法でよく、また、使用する
注湯ノズルの材質は、ジルコニアでもよいし窒化ホウ素
（ＢＮ）でもよい。また、噴霧に用いる流体は、水でも
よいしガスでもよいが、水のほうが冷却効果が大きく、
融滴が分裂および衝突時に近い状態で凝固するため、不
規則形状粒の粉末が得られるので、焼結密度の高い製品
を製造する場合には適している。水で噴霧する場合の噴
霧水の圧力は５００〜１５００ｋｇ／ｃｍ2 程度が適当
である。Method for Producing Powder of Alloy for Powder of the Present Invention The production of powder using the alloy for powder of the present invention is carried out by a spraying method usually used for powder, for example, a spray powder producing apparatus as shown in FIG. And the material of the pouring nozzle used may be zirconia or boron nitride (BN). Also, the fluid used for spraying may be water or gas, but water has a greater cooling effect,
Since the droplets solidify in a state close to the time of splitting and collision, a powder of irregularly shaped particles can be obtained, which is suitable for producing a product having a high sintered density. When spraying with water, the pressure of the spray water is suitably about 500 to 1500 kg / cm 2 .
【００１４】以下、本発明を実施例により説明する。Hereinafter, the present invention will be described with reference to examples.
【実施例】実施例１ 下記表１に示す本発明例、比較例および参考例の成分組
成の合金を図１に示すような水で噴霧する噴霧粉末製造
装置を使用し、噴霧水の圧力を７５０ｋｇ／ｃｍ2 とし
て下記表２に示す条件で粉末を製造した。製造した粉末
のＯおよびＮの含有量、平均粒径を表１および表２に示
す。なお、参考例はＶを含有しないものであり、実用的
には使用されていなものである。Example 1 An alloy having a composition of the present invention, a comparative example and a reference example shown in Table 1 below was sprayed with water as shown in FIG. A powder was produced at 750 kg / cm 2 under the conditions shown in Table 2 below. Tables 1 and 2 show the O and N contents and the average particle size of the produced powder. The reference example does not contain V and is not used practically.
【００１５】[0015]
【表１】 [Table 1]
【００１６】[0016]
【表２】 [Table 2]
【００１７】実施例２ 上記表１および表２に示す本発明例１，２，５および
６、比較例１および参考例１の成分組成および平均粒径
の粉末用いて通常の方法で成形し、焼結して試験片を作
製した。これらの試験片を用いて焼結密度、相対密度、
直流焼結磁気特性および電気抵抗率を測定した。その結
果を下記表３に示す。Example 2 Molding was performed by a conventional method using the powders having the component compositions and average particle diameters of Examples 1, 2, 5, and 6 of the present invention and Comparative Example 1 and Reference Example 1 shown in Tables 1 and 2 above. A test piece was prepared by sintering. Using these test pieces, sintered density, relative density,
DC sintered magnetic properties and electrical resistivity were measured. The results are shown in Table 3 below.
【００１８】[0018]
【表３】 [Table 3]
【００１９】上記表１および表２の結果より、本発明例
のものは、注湯ノズルの材質に関係なく口径がφ５ｍｍ
まで閉塞なしに注湯することができ、また、注湯ノズル
の材質がジルコニアのものは口径がφ４ｍｍまで閉塞な
しに注湯することができた。また、本発明例のものは、
注湯ノズルの口径をφ４ｍｍにすることができたため、
粉末の平均粒径を小さくすることができた。これに対し
て、比較例のものは、注湯ノズルの材質に関係なく、注
湯ノズルの口径をφ５ｍｍにすると注湯ノズルが閉塞し
た。そのため、粉末の平均粒径を小さくすることができ
なかった。また、比較例と参考例を対比すると、Ｖが注
湯ノズルの閉塞の原因となっていることが判る。From the results shown in Tables 1 and 2, the sample of the present invention has a diameter of φ5 mm regardless of the material of the pouring nozzle.
The pouring could be performed without blockage up to a diameter of φ4 mm when the material of the pouring nozzle was zirconia. Also, those of the present invention,
Because the diameter of the pouring nozzle could be set to φ4mm,
The average particle size of the powder could be reduced. On the other hand, in the case of the comparative example, the pouring nozzle was closed when the diameter of the pouring nozzle was set to φ5 mm regardless of the material of the pouring nozzle. Therefore, the average particle size of the powder could not be reduced. Further, when comparing the comparative example with the reference example, it can be seen that V causes the clogging of the pouring nozzle.
【００２０】上記表３の結果より、本発明例のものは直
流磁気特性は比較例のものよりやや高く、電気抵抗率も
やや高くなっていた。さらに、Ｓｉを含有したことによ
り直流磁気特性および電気抵抗率は、より良好になって
いることが判る。また、Ｖを含有しないと、直流磁気特
性が高くなるが、電気抵抗が非常に低くなることが判
る。From the results shown in Table 3, the DC magnetic properties of the example of the present invention were slightly higher than those of the comparative example, and the electric resistivity was also slightly higher. Further, it can be understood that the direct current magnetic characteristics and the electric resistivity are more improved by containing Si. Further, it is found that when V is not contained, the DC magnetic characteristics are increased, but the electric resistance is extremely reduced.
【００２１】[0021]
【発明の効果】本発明のＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系磁性材料用合
金粉末およびＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁性材料は、上記成
分組成にすることにより、注湯ノズルの口径をφ５ｍｍ
以下にすることができるので、粒径の小さな粉末を製造
することができ、その結果としてこの粉末を使用して製
造したＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁性材料の直流磁気特性が
高くなるという優れた効果を奏する。The alloy powder for Fe-Co-V-based magnetic material and the Fe-Co-V-based sintered magnetic material of the present invention have the above-mentioned composition, so that the diameter of the pouring nozzle is 5 mm.
As a result, a powder having a small particle size can be produced, and as a result, the DC magnetic properties of the Fe—Co—V-based sintered magnetic material produced using this powder are improved. It has the effect.
【図１】本発明の実施例に使用した噴霧粉末製造装置の
概念図である。FIG. 1 is a conceptual diagram of a spray powder manufacturing apparatus used in an embodiment of the present invention.
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｈ０１Ｆ 1/20 Ｈ０１Ｆ 1/20 1/22 1/22 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (51) Int.Cl. 7 Identification symbol FI Theme coat ゛ (Reference) H01F 1/20 H01F 1/20 1/22 1/22
Claims (2)
〜５１．０％、Ｖ：１．５〜２．５％およびＳｉ：０．
１〜１．５％を含有し、残部がＦｅおよび不可避不純物
からなることを特徴とするＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系磁性材料用
合金粉末。1. Co: 47.0% by weight (the same applies hereinafter)
５51.0%, V: 1.5-2.5% and Si: 0.
An alloy powder for a Fe-Co-V-based magnetic material, comprising 1 to 1.5%, with the balance being Fe and unavoidable impurities.
５〜２．５％およびＳｉ：０．１〜１．５％を含有し、
残部がＦｅおよび不可避不純物からなることを特徴とす
るＦｅ−Ｃｏ−Ｖ系焼結磁性材料。2. Co: 47.0 to 51.0%, V: 1.
5 to 2.5% and Si: 0.1 to 1.5%,
A Fe-Co-V-based sintered magnetic material, the balance being Fe and unavoidable impurities.
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