JP2005133142A - Cast iron based soft magnetic material - Google Patents

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JP2005133142A JP2003369969A JP2003369969A JP2005133142A JP 2005133142 A JP2005133142 A JP 2005133142A JP 2003369969 A JP2003369969 A JP 2003369969A JP 2003369969 A JP2003369969 A JP 2003369969A JP 2005133142 A JP2005133142 A JP 2005133142A
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Akikazu Matsumoto
晃和 松本
Naoki Kamiya
直樹 神谷
Wataru Yagi
渉 八木
Norihiro Akita
憲宏 秋田
Takashi Kamasaka
剛史 釜坂
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Aisin Takaoka Co Ltd
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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a cast iron based soft magnetic material which is advantageous to the increase of magnetic flux density. <P>SOLUTION: The cast iron based soft magnetic material has a ferritic iron based matrix, and carbide formed by one or more carbide forming elements is dispersed into the ferritic iron based matrix. As the carbide, at least one kind selected from vanadium carbide, tungsten carbide, molybdenum carbide and titanium carbide can be examplified. <P>COPYRIGHT: (C)2005,JPO&NCIPI

Description

本発明は磁気回路用の鋳鉄系軟磁性材料に関する。   The present invention relates to a cast iron soft magnetic material for a magnetic circuit.

従来、磁気回路部材に使用される軟磁性材料では、渦電流損失等の鉄損を低減させるため、比抵抗の高いものが要求されている。そこで、鉄損を低減するため、鉄板や珪素鋼板等の板材を厚み方向に積層した積層体、あるいは、鉄粉を固めた圧粉体を焼結した焼結粉末成形体が主に使われている。また、鉄損を更に低減するために、上記積層体を構成する板材間に電気絶縁膜を介在させたもの、あるいは、上記焼結粉末成形体を形成するときに、鉄粉粒子の表面に電気絶縁性の高い膜を被覆したものが知られている。   Conventionally, soft magnetic materials used for magnetic circuit members are required to have high specific resistance in order to reduce iron loss such as eddy current loss. Therefore, in order to reduce iron loss, laminates in which sheets such as iron plates and silicon steel plates are laminated in the thickness direction, or sintered powder compacts obtained by sintering green compacts in which iron powder is hardened are mainly used. Yes. Further, in order to further reduce iron loss, when the insulating material is interposed between the plate members constituting the laminated body, or when the sintered powder molded body is formed, the surface of the iron powder particles is electrically charged. What coat | covered the film | membrane with high insulation is known.

しかし、鉄板や珪素鋼板等の板材を積層した積層体で形成された軟磁性材料では、3次元的な形状、あるいは、複雑な形状に形成するのが難しいという問題がある。また、鉄粉を圧粉成形する工程を経た軟磁性材料では、圧粉度を高くするためにプレス圧を高くしなければならない問題がある。プレス圧を高めると、金型寿命が短くなり、コストアップを招く。また、均一にプレスしないと、密度ムラが発生し、軟磁性材料の割れの原因にもなる。更にプレス圧時の面圧から大きさの制限も受け、自由度には乏しい。更にまた、積層体で形成した軟磁性材料では、使用温度が高くなると、反り、変形により板材間の剥離が無視できず、剥離に起因して強度、磁気特性が低下するおそれがある。   However, there is a problem that it is difficult to form a soft magnetic material formed of a laminate in which plate materials such as iron plates and silicon steel plates are laminated into a three-dimensional shape or a complicated shape. Moreover, in the soft magnetic material which passed through the process which compacts iron powder, there exists a problem which needs to make a press pressure high in order to make a compactness high. Increasing the press pressure shortens the die life and increases costs. In addition, if the pressing is not performed uniformly, density unevenness occurs, which causes cracking of the soft magnetic material. Furthermore, the size is limited by the surface pressure at the time of pressing, and the degree of freedom is poor. Furthermore, in a soft magnetic material formed of a laminate, when the operating temperature increases, warpage and deformation cannot be ignored due to deformation, and strength and magnetic properties may be reduced due to the peeling.

そこで近年、上記問題を改善すべく、フェライト含有の鉄基マトリックスに黒鉛を分散させた球状黒鉛鋳鉄で形成された磁気回路用の鋳鉄系軟磁性材料が開発されている(特許文献1,特許文献2)。
特開2002−280210号公報 特開2002−322532号公報
Therefore, in recent years, cast iron-based soft magnetic materials for magnetic circuits formed of spheroidal graphite cast iron in which graphite is dispersed in a ferrite-containing iron-based matrix have been developed (Patent Document 1, Patent Document). 2).
JP 2002-280210 A JP 2002-322532 A

上記した特許文献1,特許文献2の軟磁性材料によれば、炭素を含む溶湯を成形型のキャビティに注湯して凝固させる鋳鉄で形成されているため、成形性が良好であり、3次元的な形状、あるいは、複雑な形状であっても、コストを抑えつつ容易に形成できるという利点が得られる。更に鋳鉄組織に生成される黒鉛は、電気抵抗が低い鉄基マトリックスに比較して電気抵抗が高いため、軟磁性材料の内部に発生する誘導電流を迂回させるのに寄与でき、軟磁性材料の比抵抗を高め、鉄損の低減を図るのに有利となる。   According to the soft magnetic materials of Patent Document 1 and Patent Document 2 described above, since the molten metal containing carbon is poured into the cavity of the mold and solidified by casting, the moldability is good and the three-dimensional Even if it is a general shape or a complicated shape, the advantage that it can be formed easily while suppressing cost is obtained. Furthermore, the graphite produced in the cast iron structure has a higher electrical resistance than an iron-based matrix with a lower electrical resistance, so it can contribute to diverting the induced current generated inside the soft magnetic material. It is advantageous for increasing resistance and reducing iron loss.

本発明は上記した軟磁性材料の性能を更に高め得るものであり、磁束密度を高めるのに有利な鋳鉄系軟磁性材料を提供することを課題とするにある。   An object of the present invention is to provide a cast iron-based soft magnetic material that can further enhance the performance of the soft magnetic material described above and is advantageous for increasing the magnetic flux density.

本発明者は上記した課題のもとに鋳鉄系軟磁性材料について鋭意開発を進めている。そして、バナジウム等の炭化物生成元素により生成された炭化物がフェライト系鉄基マトリックスに分散している鋳鉄系軟磁性材料を溶湯凝固により形成すれば、上記した課題を達成できることを知見し、試験で確認し、本発明を完成させた。その理由としては、必ずしも明確ではないものの、次のように推察される。   The present inventor has been diligently developing cast iron-based soft magnetic materials based on the above-described problems. And we found that the above-mentioned problem can be achieved by forming a cast iron-based soft magnetic material in which carbides generated by carbide-generating elements such as vanadium are dispersed in a ferrite-based iron matrix, and confirmed by tests The present invention has been completed. The reason is not necessarily clear, but is presumed as follows.

即ち、フェライト系鉄基マトリックスに含まれている炭素を炭化物生成元素が消費して炭化物を生成するため、フェライト系鉄基マトリックスにおける炭素量が低減され、これによりフェライト系鉄基マトリックスが純鉄の組成に一層近くなり、透磁性が改善され、磁束密度が向上するものと推察される。   That is, the carbon contained in the ferritic iron-based matrix is consumed by the carbide-forming elements to generate carbides, so that the amount of carbon in the ferritic iron-based matrix is reduced, and thus the ferritic iron-based matrix is made of pure iron. It is presumed that the composition becomes closer, the magnetic permeability is improved, and the magnetic flux density is improved.

また、黒鉛がマトリックスに分散する鋳鉄においては、黒鉛の縁とマトリックスとの境界には微小なギャップが生成していることが最近報告されている。このギャップが鋳鉄における黒鉛剥離の要因の一つとして考えられている。従って、鋳鉄に含まれている炭素がバナジウム炭化物等の炭化物の形態ではなく、黒鉛としてのみ生成するときには、このギャップの影響が大きくなり、透磁性に関するロスの要因となり得る。これに対して、鋳鉄に含まれている炭素を黒鉛としてばかりでなく、バナジウム炭化物等の炭化物の形態で積極的に存在させれば(炭素が黒鉛及び炭化物の双方の形態で存在する場合を含む)、これらの炭化物は上記したギャップの影響を小さくでき、透磁性のロスを低減できるものと推察される。   Further, in cast iron in which graphite is dispersed in a matrix, it has recently been reported that a minute gap is formed at the boundary between the edge of the graphite and the matrix. This gap is considered as one of the factors of graphite peeling in cast iron. Therefore, when the carbon contained in the cast iron is not formed in the form of carbides such as vanadium carbide but only as graphite, the influence of this gap becomes large, which may cause a loss related to magnetic permeability. On the other hand, if the carbon contained in the cast iron is positively present not only in the form of graphite but also in the form of a carbide such as vanadium carbide (including the case where the carbon exists in the form of both graphite and carbide). ), It is presumed that these carbides can reduce the effect of the gap described above and can reduce the loss of magnetic permeability.

様相1に係る鋳鉄系軟磁性材料は、フェライト系鉄基マトリックスを有すると共に、炭化物生成元素により生成された炭化物がフェライト系鉄基マトリックスに分散していることを特徴とするものである。   The cast iron-based soft magnetic material according to aspect 1 is characterized in that it has a ferrite-based iron-based matrix, and carbides generated by the carbide-forming elements are dispersed in the ferrite-based iron-based matrix.

フェライトはα鉄系であり、固溶している炭素量が少なく、純鉄に近い炭素固溶量であるため、フェライト系鉄基マトリックスは本来的には磁気特性が優れ、高い透磁率をもつ。   Ferrite is α-iron-based, and the amount of carbon in solid solution is small and the amount of carbon solid solution is close to that of pure iron. Therefore, the ferritic iron-based matrix is inherently excellent in magnetic properties and has high magnetic permeability. .

様相1に係る鋳鉄系軟磁性材料によれば、溶湯を凝固冷却させて形成したものであり、炭化物生成元素が炭化物を生成する際に、フェライト系鉄基マトリックスに含まれている炭素を炭化物生成元素が消費するため、フェライト系鉄基マトリックスにおける炭素量が低減される。これによりフェライト系鉄基マトリックスが純鉄の組成に一層近くなり、当該鉄基マトリックスにおける透磁性が更に改善され、磁束密度が向上するものと推察される。   According to the cast iron soft magnetic material according to aspect 1, it is formed by solidifying and cooling the molten metal, and when the carbide generating element generates carbide, the carbon contained in the ferritic iron-based matrix is generated as carbide. Since the elements are consumed, the amount of carbon in the ferritic iron-based matrix is reduced. As a result, the ferritic iron-based matrix becomes closer to the composition of pure iron, and it is presumed that the permeability in the iron-based matrix is further improved and the magnetic flux density is improved.

ここで、フェライト系鉄基マトリックスとは、黒鉛及び炭化物(バナジウム炭化物、タングステン炭化物、モリブデン炭化物、チタン炭化物等の炭化物)を除いた鉄基マトリックスの全体を100%としたとき、面積比でフェライトが40%以上占めるものをいう。従って、鉄基マトリックスを100%としたとき、フェライトは面積比で50%以上、60%以上、80%以上とすることもでき、更に90%以上、95%以上とすることができ、実質的に100%とすることもできる。フェライトの面積比が大きいほど、フェライトリッチであり、透磁性は改善される。   Here, the ferritic iron-based matrix means that when the entire iron-based matrix excluding graphite and carbides (carbides such as vanadium carbide, tungsten carbide, molybdenum carbide, and titanium carbide) is 100%, ferrite in an area ratio. The thing which occupies 40% or more. Accordingly, when the iron-based matrix is 100%, the ferrite can be 50% or more, 60% or more, 80% or more in area ratio, and further 90% or more and 95% or more. It can also be set to 100%. The larger the ferrite area ratio, the richer the ferrite and the better the magnetic permeability.

ここで、フェライトの面積比は、軟磁性材料の切断面における面積比であり、視野の面積から黒鉛の面積及び炭化物(バナジウム炭化物、タングステン炭化物、モリブデン炭化物、チタン炭化物等の炭化物)の面積を差し引いた面積を100%としたとき、その100%においてフェライトが占める面積の割合を意味する。なお、フェライト系鉄基マトリックスは、セメンタイト、パーライトが生成していない場合も、セメンタイトやパーライトが生成している場合も対象とする。ここで、セメンタイトやパーライトが生成している場合には、セメンタイトやパーライトを、上記したバナジウム炭化物等の炭化物に含まないように面積比を求める。   Here, the area ratio of ferrite is the area ratio at the cut surface of the soft magnetic material, and the area of graphite and the area of carbides (carbides such as vanadium carbide, tungsten carbide, molybdenum carbide, titanium carbide) are subtracted from the area of the visual field. When the area is 100%, it means the ratio of the area occupied by ferrite in 100%. The ferritic iron-based matrix is targeted both when no cementite and pearlite are generated and when cementite and pearlite are generated. Here, when cementite or pearlite is generated, the area ratio is determined so that cementite or pearlite is not included in the carbide such as the vanadium carbide.

従って、フェライト系鉄基マトリックスとしては、フェライト系の他に、フェライト−パーライト系、フェライト−オーステナイト系等を例示することができる。ここで、鋳放し状態でチルが生じるとき等には、高温領域(一般的には700℃以上)で熱処理することができる。熱処理によりフェライトの割合を増加させて、磁気特性を改善することができる。   Therefore, examples of the ferrite-based iron matrix include ferrite-pearlite, ferrite-austenite, and the like in addition to ferrite. Here, when chill is generated in an as-cast state, heat treatment can be performed in a high temperature region (generally 700 ° C. or more). Magnetic properties can be improved by increasing the proportion of ferrite by heat treatment.

また炭化物は一般的にはフェライト系鉄基マトリックスよりも高い硬度をもつため、鋳鉄系軟磁性材料の耐摩耗性の向上に寄与でき、摺動環境で使用される軟磁性材料に好適である。   In addition, since carbide generally has a higher hardness than a ferritic iron-based matrix, it can contribute to improving the wear resistance of cast iron-based soft magnetic materials, and is suitable for soft magnetic materials used in a sliding environment.

様相2に係る鋳鉄系軟磁性材料によれば、炭化物は粒状であることを特徴とする。炭化物は粒状であれば、軟磁性材料の強度が確保され、使用環境が厳しいときであっても、クラックの生成が抑制され、長寿命化に貢献できる。   According to the cast iron-based soft magnetic material according to aspect 2, the carbide is granular. If the carbide is granular, the strength of the soft magnetic material is ensured, and even when the usage environment is severe, the generation of cracks is suppressed, which can contribute to a longer life.

様相3に係る鋳鉄系軟磁性材料によれば、炭化物は平均で100μm以下の粒状であることを特徴とする。このようなサイズの炭化物であれば、使用環境が厳しいときであっても、長寿命化に貢献できる。上記した炭化物は平均で80μm以下の粒状、50μm以下の粒状、40μm以下の粒状とすることができ、下限値側では2μm以上の粒状とすることができる。   According to the cast iron-based soft magnetic material according to the aspect 3, the carbide is an average particle size of 100 μm or less. A carbide having such a size can contribute to a long life even when the usage environment is severe. The above-mentioned carbide can be made into an average particle of 80 μm or less, a particle of 50 μm or less, or a particle of 40 μm or less, and can be a particle of 2 μm or more on the lower limit side.

様相4に係る鋳鉄系軟磁性材料によれば、炭化物生成元素はバナジウム、タングステン、モリブデン、チタンのうちの少なくとも1種であり、炭化物はバナジウム炭化物、タングステン炭化物、モリブデン炭化物、チタン炭化物のうちの少なくとも1種であることを特徴とする。これらの炭化物は溶湯を凝固させて冷却させる過程において生成するものである。   According to the cast iron soft magnetic material according to aspect 4, the carbide generating element is at least one of vanadium, tungsten, molybdenum, and titanium, and the carbide is at least one of vanadium carbide, tungsten carbide, molybdenum carbide, and titanium carbide. It is one type. These carbides are generated in the process of solidifying and cooling the molten metal.

バナジウムは、炭化物を生成し易いため、フェライト系鉄基マトリックスに含まれている炭素を消費して炭化物として生成させるため、フェライト系鉄基マトリックスの組成を純鉄組成に近づけることができる。このためフェライト系鉄基マトリックスにおける透磁性が一層改善され、磁束密度が向上するものと推察される。タングステン、モリブデン、チタンといった元素は、バナジウムと同様に、炭化物を生成する機能を有するため、バナジウム炭化物が生成される場合と同様に、フェライト系鉄基マトリックスに含まれている炭素を消費して炭化物を生成するため、フェライト系鉄基マトリックスの組成を純鉄組成に近づけることができる。このためフェライト系鉄基マトリックスにおける透磁性が改善され、磁束密度が向上するものと推察される。   Since vanadium easily generates carbides, the carbon contained in the ferrite-based iron-based matrix is consumed and generated as carbides. Therefore, the composition of the ferrite-based iron-based matrix can be brought close to the pure iron composition. For this reason, it is presumed that the permeability in the ferritic iron-based matrix is further improved and the magnetic flux density is improved. Like vanadium, elements such as tungsten, molybdenum, and titanium have the function of generating carbides. Therefore, as in the case where vanadium carbides are generated, the carbons consumed in the ferrite-based iron matrix are consumed. Therefore, the composition of the ferritic iron-based matrix can be brought close to the pure iron composition. For this reason, it is presumed that the magnetic permeability in the ferritic iron-based matrix is improved and the magnetic flux density is improved.

様相5に係る鋳鉄系軟磁性材料によれば、鋳鉄系軟磁性材料を100%としたとき、炭化物生成元素は重量比で8%以下含まれていることを特徴とする。このように炭化物生成元素が含有されているため、フェライト系鉄基マトリックスに含まれている炭素を炭化物生成元素により炭化物として生成させるのに貢献できる。このためフェライト系鉄基マトリックスのうち炭化物の付近における炭素量が低減され、炭化物の付近が純鉄に近くなり、透磁性が改善され、磁束密度が向上する。なお、鋳鉄系軟磁性材料を100%としたとき、バナジウム等の上記した炭化物生成元素は重量比で上限側としては7%以下、6%以下、4%以下、更には3%以下、2%以下とすることができ、下限側としては0.1%以上、0.2%以上、0.3%以上とすることができる。従って炭化物生成元素の含有量としては、重量比で0.1〜6%、0.2〜4%、0.3〜3%を例示することができる。但しこれらに限定されるものではない。   According to the cast iron-based soft magnetic material according to aspect 5, when the cast iron-based soft magnetic material is taken as 100%, the carbide generating elements are included in a weight ratio of 8% or less. Thus, since the carbide generating element is contained, it is possible to contribute to the generation of carbon contained in the ferritic iron-based matrix as a carbide by the carbide generating element. For this reason, the amount of carbon in the vicinity of the carbide in the ferritic iron-based matrix is reduced, the vicinity of the carbide is close to pure iron, the magnetic permeability is improved, and the magnetic flux density is improved. When the cast iron-based soft magnetic material is taken as 100%, the above-mentioned carbide forming elements such as vanadium are 7% or less, 6% or less, 4% or less, further 3% or less, 2% on the upper limit side by weight ratio. The lower limit may be 0.1% or more, 0.2% or more, or 0.3% or more. Accordingly, examples of the content of the carbide generating element include 0.1 to 6%, 0.2 to 4%, and 0.3 to 3% by weight. However, it is not limited to these.

様相6に係る鋳鉄系軟磁性材料によれば、黒鉛がフェライト系鉄基マトリックスに分散していると共に、黒鉛は、球状黒鉛、CV黒鉛(コンパクト・バ−ミキュラ黒鉛)、片状黒鉛、塊状黒鉛、多形状黒鉛、バラ状黒鉛、共晶黒鉛のうちの少なくともいずれかの形態で存在することを特徴とする。一般的には、鋳鉄では多数の黒鉛が分散して生成されている。黒鉛はフェライト系鉄基マトリックスよりも比抵抗が高いため、鋳鉄系軟磁性材料の比抵抗を高め、渦電流を迂回させる作用を果たすことができ、渦電流損の低減に貢献できる。ここで、球状黒鉛は溶湯を球状化剤で処理したときに生成される球状の黒鉛、疑似球状の黒鉛をいう。本発明ではバナジウム等の炭化物形成元素が積極的に添加されているため、球状化剤で溶湯を球状化処理したとしても、球状化不充分、球状化不良となり、球状黒鉛の球状化率が低下するおそれがある。CV黒鉛(コンパクト・バ−ミキュラ黒鉛)は芋虫状黒鉛とも呼ばれる。多形状黒鉛は多形状をなす黒鉛であり、一般的には、球状化処理剤で球状化処理したとき黒鉛の球状化が充分に進行せず、球状化不充分、球状化不良となった黒鉛が代表的なものとしてあげられ、塊状黒鉛と形状の峻別が困難なときもある。   According to the cast iron-based soft magnetic material according to aspect 6, graphite is dispersed in the ferrite-based iron-based matrix, and the graphite is spheroidal graphite, CV graphite (compact vermicular graphite), flake graphite, and lump graphite. , Present in the form of at least one of polymorphic graphite, rose graphite, and eutectic graphite. In general, a large number of graphite is dispersed in cast iron. Since graphite has a higher specific resistance than a ferritic iron-based matrix, it can increase the specific resistance of cast iron-based soft magnetic materials and can bypass eddy currents, contributing to a reduction in eddy current loss. Here, the spherical graphite refers to spherical graphite or pseudo-spherical graphite produced when a molten metal is treated with a spheroidizing agent. In the present invention, since a carbide forming element such as vanadium is positively added, even when the molten metal is spheroidized with a spheroidizing agent, the spheroidizing rate is insufficient and the spheroidizing rate of the spherical graphite is reduced. There is a risk. CV graphite (compact vermicula graphite) is also called worm-like graphite. Multi-shaped graphite is a multi-shaped graphite. Generally, when spheroidizing with a spheroidizing agent, the spheroidizing of the graphite does not proceed sufficiently, and the spheroidizing is insufficient and poor spheroidizing. Is a typical example, and it is sometimes difficult to distinguish the shape from massive graphite.

様相7に係る鋳鉄系軟磁性材料によれば、鋳鉄系軟磁性材料を100%としたとき、重量比で、シリコンは1.0〜10%、炭素は1.8〜4.3%含まれている。シリコンはフェライト化を促進させ、鋳鉄系軟磁性材料の透磁率を高くできるが、過剰であれば、硬度が高くなり、切削加工等の後加工をする場合には後加工が困難となり、更に湯流れ性も低下し、鋳造性が低下する傾向が認められる。後加工性や鋳造性等があまり問題とならないときには、シリコン量を増加させることができる。これらを考慮し、シリコン量については、下限側は1.1%以上,1.2%以上,1.3%以上を例示でき、上限側は4%以下,5%以下,6%以下,さらには8%以下を例示できるが、これらに限定されるものではない。従ってシリコン量としては1.1〜8%、1.2〜6%、1.2〜5%を例示することができる。   According to the cast iron-based soft magnetic material according to aspect 7, when the cast iron-based soft magnetic material is defined as 100%, silicon is included at 1.0 to 10% and carbon is included at 1.8 to 4.3%. ing. Silicon promotes ferritization and can increase the permeability of cast iron soft magnetic material, but if it is excessive, the hardness will be high, and post-processing such as cutting will be difficult, and hot water will be difficult. Flowability also decreases, and a tendency for castability to decrease is observed. The amount of silicon can be increased when post-workability, castability, etc. are not a problem. Taking these into consideration, the lower limit side can be exemplified as 1.1% or more, 1.2% or more, 1.3% or more, and the upper limit side is 4% or less, 5% or less, 6% or less, Can be exemplified by 8% or less, but is not limited thereto. Accordingly, examples of the silicon amount include 1.1 to 8%, 1.2 to 6%, and 1.2 to 5%.

シリコンはフェライト化を促進させ、鋳鉄系軟磁性材料の透磁率を高くするのに寄与できるため、重量比でシリコン量は炭素量と実質的に同量または炭素量よりも多くすることができる。従って、重量比でシリコン量/炭素量としては、0.95以上、1以上、1.2以上、1.8以上、また2.0以下を例示することができる。なお珪素鋼板の積層体で軟磁性材料を形成する場合には、シリコン量が増加すると、珪素鋼板が硬くなり、珪素鋼板をプレス打ち抜きするとき、プレス打ち抜き性が低下する。溶湯を凝固させる鋳鉄系軟磁性材料であれば、プレス打ち抜き性を考慮せずとも良い。   Since silicon can promote ferritization and contribute to increase the magnetic permeability of the cast iron soft magnetic material, the silicon amount can be substantially the same as the carbon amount or larger than the carbon amount by weight ratio. Accordingly, the silicon amount / carbon amount by weight ratio may be 0.95 or more, 1 or more, 1.2 or more, 1.8 or more, or 2.0 or less. When a soft magnetic material is formed of a laminated body of silicon steel plates, the silicon steel plate becomes harder as the amount of silicon increases, and the press punching property decreases when the silicon steel plate is press punched. As long as it is a cast iron-based soft magnetic material that solidifies the molten metal, press punchability need not be considered.

炭素は溶湯の凝固開始温度を低下させるため、溶湯の湯流れ性を向上させて鋳造性を改善させるが、炭素が過剰であると、透磁性を損なうおそれがある。そこで、好ましくは、炭素量を重量比で1.8〜4.3%に設定することができる。この場合、炭素量については、重量比で、下限側は1.8%以上,1.9%以上,2.0%以上を例示でき、上限側は4.2%以下,4.0%以下,3.8%以下,さらには3.6%以下を例示でき、従って、炭素量としては1.8〜4.2%、1.8〜4.0%、1.8〜3.8%を例示することができる。但しこれらに限定されるものではない。   Since carbon lowers the solidification start temperature of the molten metal, the flowability of the molten metal is improved to improve the castability. However, if carbon is excessive, there is a risk of impairing the magnetic permeability. Therefore, preferably, the carbon content can be set to 1.8 to 4.3% by weight. In this case, with respect to the carbon content, the lower limit side can be exemplified as 1.8% or more, 1.9% or more, 2.0% or more, and the upper limit side is 4.2% or less, 4.0% or less. , 3.8% or less, and further 3.6% or less, and therefore the carbon content is 1.8-4.2%, 1.8-4.0%, 1.8-3.8%. Can be illustrated. However, it is not limited to these.

本発明に係る鋳鉄系軟磁性材料によれば、CE値が2以上の炭素量、シリコン量を含有することが好ましい。これにより良好な鋳造性、磁気特性等が得られる。CE値は炭素当量であり、CE値は次の1式で求められる。   The cast iron soft magnetic material according to the present invention preferably contains a carbon amount and a silicon amount having a CE value of 2 or more. Thereby, good castability, magnetic characteristics, etc. are obtained. The CE value is a carbon equivalent, and the CE value is determined by the following formula (1).

CE値=炭素量(wt%)+シリコン量(wt%)×1/3……(1式)
本発明に係る鋳鉄系軟磁性材料は、熱処理して使用しても良いし、あるいは、熱処理なしで使用しても良い。熱処理なしで使用するときには、鋳放し状態でフェライト面積率を確保するため、CE値を高くすることができる。CE値は熱処理の有無、鋳鉄系軟磁性材料の用途、材質、他の合金元素量、要請される強度、コスト等によっても相違するが、CE値の下限側としては2.2以上、2.5以上、あるいは3以上を例示することができ、上限側としては6以下、5.5以下を例示することができる。従って亜共晶領域、共晶領域、過共晶領域のいずれでも良い。
CE value = carbon content (wt%) + silicon content (wt%) x 1/3 (1 formula)
The cast iron soft magnetic material according to the present invention may be used after heat treatment, or may be used without heat treatment. When used without heat treatment, the CE value can be increased in order to ensure the ferrite area ratio in the as-cast state. The CE value varies depending on the presence or absence of heat treatment, the use of cast iron soft magnetic material, the material, the amount of other alloy elements, the required strength, the cost, etc., but the lower limit of the CE value is 2.2 or more. 5 or more, or 3 or more can be exemplified, and the upper limit side can be exemplified by 6 or less and 5.5 or less. Accordingly, any of a hypoeutectic region, a eutectic region, and a hypereutectic region may be used.

本発明の鋳鉄系軟磁性材料は、磁路形成材料に用いることができる。殊に、モータ、電磁バルブなどの電磁アクチュエータの磁路形成材料に用いることができる。モータ用としては、ロータコア、ステータコアなどに使用が可能である。モータとしては、ABSシステム用モータ、パワーステアリング用モータ、ワイパーモータ、ウインドレギュレータ用モータ、ドアロック用モータ、サンルーフ用モータなどの各種モータで使用が可能であるが、これらに限定されるものではない。   The cast iron soft magnetic material of the present invention can be used as a magnetic path forming material. In particular, it can be used as a magnetic path forming material for electromagnetic actuators such as motors and electromagnetic valves. For motors, it can be used for rotor cores, stator cores, and the like. As the motor, various motors such as an ABS system motor, a power steering motor, a wiper motor, a window regulator motor, a door lock motor, and a sunroof motor can be used, but are not limited thereto. .

本発明によれば、磁束密度を確保しつつ、鉄損を低減できるのに有利な鋳鉄系軟磁性材料を提供することができる。  According to the present invention, it is possible to provide a cast iron-based soft magnetic material that is advantageous for reducing iron loss while ensuring magnetic flux density.

以下、本発明の実施例について比較例と共に具体的に説明する。   Examples of the present invention will be specifically described below together with comparative examples.

(実施例1)
高純度の銑鉄(炭素含有量:4.0wt%)を重量で6kg、鋼材(S10C)を重量で19kg、加炭剤(炭素含有量:70wt%)を重量で1210gと、フェロシリコン(シリコン含有量:70wt%)を重量で1800g、フェロバナジウム(FeV)を重量で1060gを秤量し、それぞれを高周波溶解炉にて1450〜1600℃にて溶解した。この溶解した湯を元湯とした。
(Example 1)
High-purity pig iron (carbon content: 4.0 wt%) by weight 6 kg, steel (S10C) by weight 19 kg, carburizing agent (carbon content: 70 wt%) by weight 1210 g, ferrosilicon (silicon-containing) 1800 g by weight and 1060 g by weight of ferrovanadium (FeV) were weighed at 1450 to 1600 ° C. in a high-frequency melting furnace. This dissolved hot water was used as a source hot water.

そしてルツボに、球状化処理剤(東洋電化製TDCR−5/Mg:4.8wt%、シリコン:46wt%、Ca:2.4wt%、残部:Fe)を重量で350g、フェロシリコン(シリコン含有量:70wt%、残部Fe)を重量で70gを入れ、その上に100gの鉄粉にて球状化処理剤をカバーした。   In the crucible, 350 g by weight of spheroidizing treatment agent (TDCR-5 / Mg: 4.8 wt%, silicon: 46 wt%, Ca: 2.4 wt%, balance: Fe) manufactured by Toyo Denka Co., Ltd., ferrosilicon (silicon content) 70 wt%, balance Fe) 70 g by weight was added, and the spheroidizing agent was covered with 100 g of iron powder.

このように球状化処理剤を収容したルツボ内に、1600℃の元湯を注ぎ、球状化のための処理を行った。   Thus, 1600 degreeC hot water was poured in the crucible which accommodated the spheroidizing agent, and the process for spheroidizing was performed.

その後、成形型としての鋳型(自硬性の砂型,アルカリフェノールをバインダとして使用)のキャビティに、球状化処理後の溶湯を注湯した。注湯温度は1450℃とした。注湯時には、接種剤(大阪特殊合金製のカルバロイ(鉄−シリコン系))を用い、注湯流接種を行った。   Thereafter, the molten metal after spheroidizing treatment was poured into a cavity of a mold as a mold (self-hardening sand mold, using alkali phenol as a binder). The pouring temperature was 1450 ° C. At the time of pouring, pouring was inoculated using an inoculum (Carbaloy (iron-silicon system) made by Osaka Special Alloy).

鋳型への注湯後に所定時間(1時間)してから、鋳型を崩壊させ、凝固した鋳物を取り出した。尚、鋳型(砂型)のキャビティは、材料磁気特性、モータ用の鉄心、電気測定用のテストピースが取れるような円柱形状とした。円柱形状の直径は60mm、長さは200mmとした。テストピースは、熱処理することなく、鋳放し状態で使用される。   After pouring into the mold for a predetermined time (1 hour), the mold was disintegrated and the solidified casting was taken out. The cavity of the mold (sand mold) was formed in a cylindrical shape so that a test piece for magnetic properties of the material, an iron core for a motor, and electricity measurement could be taken. The diameter of the columnar shape was 60 mm and the length was 200 mm. The test piece is used in an as-cast state without heat treatment.

上記方法により、重量比で、炭素:3.6%、シリコン:4.87%、バナジウム:2.03%を含み、残部が実質的に鉄、不可避の不純物からなる球状黒鉛鋳鉄により鋳鉄系軟磁性材料を形成した。なおマンガンは重量比で0.2〜0.6%程度、不可避のリン、イオウが含まれている。   By the above method, cast iron-based soft iron is produced by spheroidal graphite cast iron containing carbon: 3.6%, silicon: 4.87%, vanadium: 2.03% by weight, with the balance being substantially iron and inevitable impurities. A magnetic material was formed. Manganese contains about 0.2 to 0.6% by weight and unavoidable phosphorus and sulfur.

この試料から磁気特性測定用のリング状の試験片を切削加工により切りだし、この試験片について焼鈍し(1000℃×5時間)、交流磁気特性測定を実施した。磁気特性測定には、岩崎通信機(株)B−Hアナライザー SY−8232を用い、交流周波数400Hz、磁界10000A/mという条件下で測定を実施した。交流測定時における測定装置の磁気特性値のバラツキは1%以内であった。   A ring-shaped test piece for measuring magnetic properties was cut out from this sample by cutting, and the test pieces were annealed (1000 ° C. × 5 hours), and AC magnetic properties were measured. For the magnetic property measurement, Iwasaki Tsushinki Co., Ltd. BH Analyzer SY-8232 was used, and measurement was performed under the conditions of an AC frequency of 400 Hz and a magnetic field of 10,000 A / m. The variation in the magnetic characteristic value of the measuring device during AC measurement was within 1%.

また直流磁気特性も試験した。この場合には、理研電子(株)製の直流B−H特性装置 BHU−60を用い、磁界10000A/mという条件下で測定を実施した。直流測定時における測定装置の磁気特性値のバラツキは1%以内であった。   DC magnetic properties were also tested. In this case, measurement was performed under the condition of a magnetic field of 10,000 A / m using a direct current BH characteristic device BHU-60 manufactured by Riken Denshi Co., Ltd. The variation in the magnetic characteristic value of the measuring device during direct current measurement was within 1%.

(実施例2)
重量比で、炭素:2.11%、シリコン:3.91%、バナジウム:0.99%を含み、残部が実質的に鉄からなる鋳鉄系軟磁性材料を、実施例1と同様な方法で作製した。
(Example 2)
A cast iron-based soft magnetic material containing carbon: 2.11% by weight, silicon: 3.91%, vanadium: 0.99%, and the balance substantially consisting of iron was obtained in the same manner as in Example 1. Produced.

(実施例3)
重量比で、炭素:2.0%、シリコン:1.5%、バナジウム:0.49%を含み、残部が実質的に鉄からなる鋳鉄系軟磁性材料を、実施例1と同様な方法で作製した。
(Example 3)
A cast iron-based soft magnetic material containing carbon: 2.0%, silicon: 1.5%, vanadium: 0.49% by weight, and the balance being substantially made of iron in the same manner as in Example 1. Produced.

(実施例4)
重量比で、炭素:2.01%、シリコン:1.66%、バナジウム:0.535%、ボロン:0.05%を含み、残部が実質的に鉄からなる鋳鉄系軟磁性材料を、実施例1と同様な方法で作製した。この場合、フェロボロン(FeB)粉体を用い、溶湯流接種時にフェロシリコンと共に接種した。
表1に示す条件で鋳鉄系軟磁性材料を形成し、磁気特性について測定した。
Example 4
A cast iron-based soft magnetic material containing, by weight, carbon: 2.01%, silicon: 1.66%, vanadium: 0.535%, boron: 0.05%, the balance being substantially iron The same method as in Example 1 was used. In this case, ferroboron (FeB) powder was used and inoculated with ferrosilicon at the time of molten metal flow inoculation.
A cast iron soft magnetic material was formed under the conditions shown in Table 1, and the magnetic properties were measured.

更に、実施例3,4に係る鋳鉄系軟磁性材料、比較例3に係る鋳鉄系軟磁性材料について凝着試験を行い、摩擦特性について試験した。この場合、鈴木式の摩擦摩耗の評価試験機を用い、リング形状の相手材(純鉄の窒化処理材)と板形状の試験片(本発明材)を合わせ、2MPaの面圧をかけ、その状態で0.5時間摺動させた。そのときの凝着の有無及び摩擦係数を試験した。凝着状態は実体顕微鏡及び電子顕微鏡により観察した。測定結果を表1に示す。   Further, an adhesion test was performed on the cast iron soft magnetic material according to Examples 3 and 4 and the cast iron soft magnetic material according to Comparative Example 3, and the friction characteristics were tested. In this case, using a Suzuki-type friction and wear evaluation tester, a ring-shaped mating material (pure iron nitriding material) and a plate-shaped test piece (present invention material) were combined, and a surface pressure of 2 MPa was applied. The state was slid for 0.5 hours. At that time, the presence or absence of adhesion and the friction coefficient were tested. The adhesion state was observed with a stereoscopic microscope and an electron microscope. The measurement results are shown in Table 1.

Figure 2005133142
Figure 2005133142

前述した表1は、各試料についての組成、CE値、β値(β値=Cwt%+Siwt%)、鋳造性、球状化処理の有無、磁気特性等についての測定結果を示す。   Table 1 described above shows the measurement results for the composition, CE value, β value (β value = Cwt% + Siwt%), castability, presence / absence of spheroidizing treatment, magnetic characteristics, and the like for each sample.

表1に示すように、実施例1〜4によれば、炭素は重量比で2.0〜3.6%とされ、シリコンは重量比で1.5〜4.87%とされ、バナジウムは重量比で0.49〜2.03%とされており、更に、CE値は2.5〜5.22とされ、β値は3.5〜8.47%とされている。   As shown in Table 1, according to Examples 1 to 4, carbon is 2.0 to 3.6% by weight, silicon is 1.5 to 4.87% by weight, and vanadium is The weight ratio is 0.49 to 2.03%, the CE value is 2.5 to 5.22, and the β value is 3.5 to 8.47%.

(評価)
表1に示されるように、鋳造性の評価については、炭素量が多い実施例1,比較例1については◎であり、他は○であった。磁気特性については、各実施例によれば、バナジウムを添加することにより磁束密度の向上、体積鉄損の低下が認められる。本実施例によれば、鋳鉄系軟磁性材料の鉄基マトリックスはほとんどがフェライトが占めるフェライト系であり、粒状の黒鉛及び粒状のバナジウム炭化物が鉄基マトリックスに分散している。バナジウム炭化物は、溶解した鋳鉄が冷却される際にバナジウムが核となり、バナジウム炭化物が生成するものと考えられる。このためバナジウムを添加することで、鋳鉄系軟磁性材料の磁束密度を高めることができるものと推察される。なお、磁束密度は力に変換されるが、磁束密度の2乗で効くため、磁束密度が数パーセントの違いであっても、鋳鉄系軟磁性材料の製品では大きな差として現れる。
(Evaluation)
As shown in Table 1, with respect to the evaluation of castability, Example 1 and Comparative Example 1 with a large amount of carbon were ◎, and others were ○. Regarding magnetic characteristics, according to each example, improvement of magnetic flux density and reduction of volume iron loss are recognized by adding vanadium. According to the present embodiment, most of the iron-based matrix of the cast iron-based soft magnetic material is a ferrite-based ferrite, and granular graphite and granular vanadium carbide are dispersed in the iron-based matrix. It is considered that vanadium carbide is produced by vanadium as a nucleus when the molten cast iron is cooled. For this reason, it is speculated that the magnetic flux density of the cast iron soft magnetic material can be increased by adding vanadium. Although the magnetic flux density is converted into force, it works as the square of the magnetic flux density, so even if the magnetic flux density is a difference of several percent, it appears as a large difference in the cast iron soft magnetic material product.

ここで、実施例1と比較例1の組成は、バナジウムを除いてほぼ近似していると判断できる。この場合、バナジウムを含む実施例1は、バナジウムを含まない比較例1よりも直流磁束密度及び交流磁束密度が高く、更に、体積鉄損も少ない。   Here, it can be determined that the compositions of Example 1 and Comparative Example 1 are approximately similar except for vanadium. In this case, Example 1 containing vanadium has higher DC magnetic flux density and AC magnetic flux density than Comparative Example 1 containing no vanadium, and also has less volume iron loss.

実施例2と比較例2の組成は、バナジウムを除いてほぼ近似していると判断できる。この場合、バナジウムを含む実施例2は、バナジウムを含まない比較例2よりも直流磁束密度及び交流磁束密度が高く、更に、体積鉄損も少ない。   It can be judged that the compositions of Example 2 and Comparative Example 2 are approximately similar except for vanadium. In this case, Example 2 containing vanadium has a higher DC magnetic flux density and AC magnetic flux density than Comparative Example 2 containing no vanadium, and also has a lower volume iron loss.

実施例3と比較例3の組成は、バナジウムを除いてほぼ近似していると判断できる。この場合、バナジウムを含む実施例3は、バナジウムを含まない比較例3よりも直流磁束密度及び交流磁束密度が高く、更に、体積鉄損も少ない。   It can be judged that the compositions of Example 3 and Comparative Example 3 are approximately similar except for vanadium. In this case, Example 3 containing vanadium has higher DC magnetic flux density and AC magnetic flux density than Comparative Example 3 not containing vanadium, and also has less volume iron loss.

また実施例4と比較例3の組成は、バナジウム及びボロンを除いてほぼ近似していると判断できる。この場合、バナジウム及びボロンを含む実施例4は、バナジウム及びボロンを含まない比較例3よりも直流磁束密度及び交流磁束密度が高く、更に、体積鉄損も少ない。   Moreover, it can be judged that the compositions of Example 4 and Comparative Example 3 are approximately similar except for vanadium and boron. In this case, Example 4 containing vanadium and boron has higher DC magnetic flux density and AC magnetic flux density than Comparative Example 3 containing no vanadium and boron, and also has a smaller volume iron loss.

なお比較例4は球状化処理されておらず、バナジウムも含まない。この比較例4では体積鉄損は低めにできるものの、直流磁束密度及び交流磁束密度も低めとなり、必ずしも充分ではない。   Note that Comparative Example 4 is not spheroidized and does not contain vanadium. In Comparative Example 4, although the volume iron loss can be made lower, the DC magnetic flux density and the AC magnetic flux density are also lower, which is not always sufficient.

凝着試験について説明を加える。バナジウムを含む実施例3,バナジウム及びボロンを含む実施例4については、凝着は認められなかった。しかし比較例3については凝着が認められた。バナジウムを含む鋳鉄ではバナジウムはVC炭化物として存在し、黒鉛の場合と異なり、硬質であるばかりか、ギャップの発生が抑えられマトリックスとの密着性が高いため、鉄基マトリックスの摩耗が進みにくく、摩耗粉が発生しにくいためと推察される。実施例3,比較例3の摩擦係数については0.4であった。バナジウム及びボロンを含む実施例4の摩擦係数についてはやや高く0.5であった。これは粒界にFeB化合物が存在しているため、摺動抵抗を若干高め、摩擦係数を高くしたものと推察される。   Add a description of the adhesion test. No adhesion was observed for Example 3 containing vanadium and Example 4 containing vanadium and boron. However, in Comparative Example 3, adhesion was observed. In cast iron containing vanadium, vanadium exists as a VC carbide, and unlike graphite, it is not only hard, but also the gap is suppressed and the adhesion to the matrix is high. This is presumed to be because powder does not easily occur. The coefficient of friction of Example 3 and Comparative Example 3 was 0.4. The coefficient of friction of Example 4 containing vanadium and boron was somewhat high, 0.5. This is presumably because the FeB compound is present at the grain boundaries, so that the sliding resistance is slightly increased and the friction coefficient is increased.

(実施例1のEPMA分析)
図1は実施例1に係る鋳鉄系軟磁性材料の金属組織を示す顕微鏡写真を示す。図1に示すように、球状の黒鉛、球状の黒鉛が崩れて異形となった多形状の黒鉛が鉄基マトリックスに分散していることがわかる。
(EPMA analysis of Example 1)
1 shows a photomicrograph showing the metal structure of a cast iron soft magnetic material according to Example 1. FIG. As shown in FIG. 1, it can be seen that spherical graphite and polymorphic graphite that is deformed by breaking the spherical graphite are dispersed in the iron matrix.

図2〜図4はEPMA分析の元素の分布状態を示す。図2はカーボンの分布状態を示す。図3はシリコンの分布状態を示す。図4はバナジウムの分布状態を示す。図2からも理解できるように、球状黒鉛、または球状黒鉛が崩れて異形となった多形状の黒鉛が鉄基マトリックスに分散していることがわかる。図3から理解できるように、鉄基マトリックスの全体にシリコンが分散している。これは、フェライト系の鉄基マトリックスの全体がシリコンを固溶していることを意味する。また、図4及び図2を併せて考慮すると、バナジウムが存在している位置には、カーボンが存在することがわかる。これによりバナジウムとカーボンとが結合したバナジウム炭化物(VC)が生成しており、これが鉄基マトリックスに分散していることがわかる。   2 to 4 show element distribution states of EPMA analysis. FIG. 2 shows the distribution state of carbon. FIG. 3 shows the distribution of silicon. FIG. 4 shows the distribution state of vanadium. As can be understood from FIG. 2, it can be seen that spherical graphite or multi-shaped graphite in which spherical graphite is deformed and deformed is dispersed in the iron-based matrix. As can be seen from FIG. 3, silicon is dispersed throughout the iron matrix. This means that the entire ferritic iron-based matrix dissolves silicon. 4 and 2 together, it can be seen that carbon is present at the position where vanadium is present. This shows that vanadium carbide (VC) in which vanadium and carbon are bonded is generated and dispersed in the iron-based matrix.

以上の説明から理解できるように、本実施例によれば、鋳鉄系軟磁性材料の比抵抗が高まり、従って、磁束密度を確保しつつ鉄損を低減させることができる。また本実施例によれば、溶解した溶湯を鋳型などの成形型のキャビティに鋳込んで凝固させて形成されているため、成形性が良好であり、3次元的な形状、あるいは、複雑な形状であっても、コストを抑えつつ容易に形成できるという利点が得られる。更に、溶解した溶湯を鋳型などの成形型のキャビティに鋳込んで凝固させて形成されているため、一体性が高く、高温環境や温度変化がある環境においても、強度、磁気特性の変化が少ないため、車両等のように使用温度が高温となることがある環境においても良好に使用することが可能である。更に本実施例にかかる鋳鉄系軟磁性材料によれば、多数の黒鉛が鉄基マトリックスに生成しているため、振動が作用する環境で使用されたとしても、振動減衰性も確保される。   As can be understood from the above description, according to the present embodiment, the specific resistance of the cast iron soft magnetic material is increased, and therefore the iron loss can be reduced while ensuring the magnetic flux density. In addition, according to the present embodiment, the melted molten metal is cast and solidified in a mold cavity such as a mold, so that the moldability is good and the three-dimensional shape or complicated shape is obtained. Even so, there is an advantage that it can be formed easily while suppressing the cost. Furthermore, it is formed by casting the molten metal into a mold cavity such as a mold and solidifying it, so it has high integrity, and there is little change in strength and magnetic properties even in high temperature environments or environments with temperature changes. Therefore, it can be used satisfactorily even in an environment where the use temperature may be high, such as a vehicle. Furthermore, according to the cast iron-based soft magnetic material according to the present example, since a large number of graphite is generated in the iron-based matrix, even if it is used in an environment where vibration acts, vibration damping properties are also ensured.

(その他)
その他、本発明は上記した実施例のみに限定されるものではなく、要旨を逸脱しない範囲内で適宜変更して実施できるものである。上記した記載から次の技術的思想を把握することができる。
(付記項1)フェライト系鉄基マトリックスを有すると共に、炭化物生成元素により生成された炭化物が前記フェライト系鉄基マトリックスに分散しており、鋳造(溶湯凝固)で形成したことを特徴とする鋳鉄系軟磁性材料。鉄基マトリックスに含まれている炭素を炭化物生成元素が消費して炭化物を生成するため、鉄基マトリックスの炭素量を低減でき、鉄基マトリックスの組成を純鉄組成に近づけ得る。
(付記項2)鋳鉄組成の溶湯に炭化物生成元素を添加する工程と、炭化物生成元素を添加した鋳鉄組成の溶湯を鋳型のキャビティに注湯して凝固させ、冷却後に、軟磁性材料として使用することを特徴とする鋳鉄系軟磁性材料の製造方法。鉄基マトリックスに含まれている炭素を炭化物生成元素が消費して炭化物を生成するため、鉄基マトリックスの炭素量を低減でき、鉄基マトリックスの組成を純鉄組成に近づけ得る。
(Other)
In addition, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and can be implemented with appropriate modifications within a range not departing from the gist. The following technical idea can be understood from the above description.
(Additional Item 1) A cast iron system having a ferritic iron-based matrix and having a carbide produced by a carbide-forming element dispersed in the ferritic iron-based matrix and formed by casting (molten solidification) Soft magnetic material. Since carbon contained in the iron-based matrix is consumed by the carbide-generating element to generate carbide, the amount of carbon in the iron-based matrix can be reduced, and the composition of the iron-based matrix can be brought close to the pure iron composition.
(Additional Item 2) A step of adding a carbide generating element to a molten metal having a cast iron composition, a molten cast iron composition to which the carbide generating element is added is poured into a mold cavity, solidified, and used as a soft magnetic material after cooling. A method for producing a cast iron-based soft magnetic material. Since carbon contained in the iron-based matrix is consumed by the carbide-generating element to generate carbide, the amount of carbon in the iron-based matrix can be reduced, and the composition of the iron-based matrix can be brought close to the pure iron composition.

本発明は、例えば、電子機器、電気機器等に装備される磁気回路部材に適用することができる。具体的には、例えば、モータや電磁アクチュエータ等に装備される鉄心等の磁気回路部材に適用することができる。   The present invention can be applied to, for example, a magnetic circuit member installed in an electronic device, an electric device, or the like. Specifically, for example, it can be applied to a magnetic circuit member such as an iron core equipped in a motor, an electromagnetic actuator, or the like.

実施例1に係る鋳鉄系軟磁性材料の金属組織を示す顕微鏡写真である。2 is a photomicrograph showing the metal structure of a cast iron soft magnetic material according to Example 1; 実施例1に係る鋳鉄系軟磁性材料についてEPMAによるカーボンの分析結果を示す写真である。It is a photograph which shows the analysis result of carbon by EPMA about the cast iron type soft magnetic material which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る鋳鉄系軟磁性材料についてEPMAによるシリコンの分析結果を示す写真である。It is a photograph which shows the analysis result of the silicon | silicone by EPMA about the cast iron type soft magnetic material which concerns on Example 1. FIG. 実施例1に係る鋳鉄系軟磁性材料についてEPMAによるバナジウムの分析結果を示す写真である。It is a photograph which shows the analysis result of vanadium by EPMA about the cast iron type soft magnetic material which concerns on Example 1. FIG.

Claims (7)

フェライト系鉄基マトリックスを有すると共に、炭化物生成元素により生成された炭化物が前記フェライト系鉄基マトリックスに分散していることを特徴とする鋳鉄系軟磁性材料。   A cast iron-based soft magnetic material having a ferrite-based iron-based matrix and having carbides generated by a carbide-forming element dispersed in the ferrite-based iron-based matrix. 請求項1において、前記炭化物は粒状であることを特徴とする鋳鉄系軟磁性材料。   The cast iron soft magnetic material according to claim 1, wherein the carbide is granular. 請求項2において、前記炭化物は平均で100μm以下の粒状であることを特徴とする鋳鉄系軟磁性材料。   3. The cast iron-based soft magnetic material according to claim 2, wherein the carbide is granular with an average particle size of 100 μm or less. 請求項1〜請求項3のいずれか一項において、前記炭化物生成元素はバナジウム、タングステン、モリブデン、チタンのうちの少なくとも1種であり、前記炭化物はバナジウム炭化物、タングステン炭化物、モリブデン炭化物、チタン炭化物のうちの少なくとも1種であることを特徴とする鋳鉄系軟磁性材料。   In any one of Claims 1-3, the said carbide | carbonized_material production | generation element is at least 1 sort (s) of vanadium, tungsten, molybdenum, titanium, and the said carbide | carbonized_material is vanadium carbide, tungsten carbide, molybdenum carbide, titanium carbide. A cast iron-based soft magnetic material characterized by being at least one of them. 請求項4において、鋳鉄系軟磁性材料を100%としたとき、前記炭化物生成元素は重量比で8%以下含まれていることを特徴とする鋳鉄系軟磁性材料。   5. The cast iron soft magnetic material according to claim 4, wherein when the cast iron soft magnetic material is 100%, the carbide generating element is contained by 8% or less by weight. 請求項1〜請求項5のうちのいずれか一項において、黒鉛が前記フェライト系鉄基マトリックスに分散していると共に、前記黒鉛は、球状黒鉛、CV黒鉛(コンパクト・バ−ミキュラ黒鉛)、片状黒鉛、塊状黒鉛、多形状黒鉛、バラ状黒鉛、共晶黒鉛のうちの少なくともいずれかの形態で存在することを特徴とする鋳鉄系軟磁性材料。   6. The graphite according to claim 1, wherein the graphite is dispersed in the ferritic iron-based matrix, and the graphite is spheroidal graphite, CV graphite (compact vermicular graphite), piece A cast iron-based soft magnetic material characterized by existing in the form of at least one of glassy graphite, massive graphite, multi-shaped graphite, rose graphite, and eutectic graphite. 請求項1〜請求項6のうちのいずれか一項において、鋳鉄系軟磁性材料を100%としたとき、重量比で、シリコンは1.0〜10%、炭素は1.8〜4.3%含まれていることを特徴とする鋳鉄系軟磁性材料。   In any one of Claims 1-6, when a cast iron type soft magnetic material is 100%, silicon is 1.0 to 10% and carbon is 1.8 to 4.3 by weight ratio. % Cast iron-based soft magnetic material.
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