JP2008031553A - Method for manufacturing semi-hard magnetic material, and semi-hard magnetic material - Google Patents

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Abstract

<P>PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a method for easily and industrially manufacturing a semi-hard magnetic material and the semi-hard magnetic material, without including a process for generating a reverse transformation austenite structure and a process for controlling the formation of the austenite with a cold-rolling after heat treatment for quenching the reverse transformation austenite structure, on the way of manufacturing process of the semi-hard magnetic material. <P>SOLUTION: In the manufacturing method for the semi-hard magnetic material, after adjusting a blank for semi-hard magnetic material composed, by mass, of 10.0-25.0% Ni, 2.0-6.0% Mo and the balance substantially Fe to ≥90% martensite structure with a heat treatment or a hot-working, the blank having ≥95% martensite having extensive structure by applying a cold-working of ≥50% reducing surface ratio, is obtained, and thereafter, the heat treatment for generating <30.0% the reverse transformation austenite structure, is applied at 400-570°C more desirably in the range of 470-530°C. The semi-hard magnetic material manufactured by this method has 1000-5600 A/m coercive force. <P>COPYRIGHT: (C)2008,JPO&INPIT

Description

本発明は、例えば防犯センサーのバイアス材として用いられる半硬質磁性材料の製造方法ならびに半硬質磁性材料に関する。   The present invention relates to a method for producing a semi-hard magnetic material used as a bias material for a security sensor, for example, and a semi-hard magnetic material.

大型量販店等において、盗難防止のために商品に取り付けられる磁気センサータグ(以下、防犯センサーと記す)は、共振する磁歪薄片とそれに磁界を与えるバイアスとで構成される。
防犯センサーのシステムは、料金を支払わずに商品を店外に持ち出そうとすると、磁歪薄片が共振して警報が鳴る機能を有しているが、正規に料金が支払われた場合には、磁歪薄片が共振しないように共振周波数を変化させる必要がある。磁歪薄片の共振周波数を変えるためには、バイアスが磁歪薄片に与える磁界の大きさを変える必要があり、より具体的には、料金が支払われるまでは着磁状態にあるバイアスを、料金支払い後には脱磁状態に変える必要がある。
このため、料金支払い後には、レジのカウンター台に付属した脱磁装置でバイアスを脱磁する作業が行われる。この際、バイアスを構成する材料の保磁力が大き過ぎると脱磁し難くなる。逆に、保磁力が小さ過ぎると脱磁し易いものの、着磁状態で磁歪薄片に与える磁界が小さくなる問題がある。更には、バイアスに僅かな逆磁場が印加されることによって防犯センサーとしての機能を失うため、信頼性に乏しくなる。
A magnetic sensor tag (hereinafter referred to as a security sensor) that is attached to a product in order to prevent theft in a large mass retailer or the like includes a resonating magnetostrictive thin piece and a bias that applies a magnetic field thereto.
The security sensor system has a function that the magnetostrictive flakes resonate when the product is taken out of the store without paying the fee, but the alarm sounds, but if the fee is paid normally, the magnetostrictive flakes Therefore, it is necessary to change the resonance frequency so as not to resonate. In order to change the resonance frequency of the magnetostrictive flakes, it is necessary to change the magnitude of the magnetic field applied to the magnetostrictive flakes. More specifically, the bias that is in a magnetized state until the fee is paid, Needs to be changed to a demagnetized state.
For this reason, after the fee is paid, an operation of demagnetizing the bias is performed by a demagnetizing device attached to the counter counter. At this time, if the coercive force of the material constituting the bias is too large, it is difficult to demagnetize. Conversely, if the coercive force is too small, demagnetization tends to occur, but there is a problem that the magnetic field applied to the magnetostrictive thin piece in the magnetized state becomes small. Furthermore, since a function as a security sensor is lost when a slight reverse magnetic field is applied to the bias, reliability is poor.

前述のバイアス用の材料としては、8000A/m以上の高保磁力を持つ硬質磁性材料(永久磁石)と800A/m以下の低保磁力を持つ軟磁性材料との中間の大きさの保磁力を持つ半硬質磁性材料が好んで用いられている。
具体的には、保磁力Hが1000〜5600A/m、より望ましくは1200〜4000A/mの範囲の磁気特性と、着磁状態と脱磁状態でのオン・オフの違いが明確であることが望まれるため、飽和磁束密度Bと残留磁束密度Bが高く、更にB−H曲線における角型比B/Bが高い値を示す磁気特性とを併せ持った材料であることが望まれる。
The aforementioned biasing material has a coercive force of an intermediate size between a hard magnetic material (permanent magnet) having a high coercive force of 8000 A / m or more and a soft magnetic material having a low coercive force of 800 A / m or less. Semi-rigid magnetic materials are preferred.
Specifically, coercive force H c is 1000~5600A / m, and more preferably the magnetic properties in the range of 1200~4000A / m, the difference of the on-off in magnetic state and demagnetized state is clear Therefore, it is desirable that the material has both a magnetic property exhibiting a high saturation magnetic flux density B s and a residual magnetic flux density B r and a high squareness ratio B r / B s in the BH curve. It is.

また半硬質磁性材料は、上述した防犯センサー用途の他に、リレー用途やモータ用途にも使用されている。
このような半硬質磁性材料の一つとして、特開昭60−116109号公報(特許文献1)には、質量%でNi:16.0〜30.0%、Mo:3.0〜10.0%、残部が実質的にFeで成るFe−Ni−Mo系半硬質磁性材料とその製造方法が開示されている。
この提案では、加工率20〜80%の圧延、引抜、スウェージング加工を行う。この時の金属組織は加工度に応じてマルテンサイト組織が増加し、オーステナイト+マルテンサイト組織となる。その後、600〜700℃の温度で10分〜5時間保持して逆変態オーステナイトを生成させて30〜70%のオーステナイト組織とマルテンサイト組織の混合組織とし、再度、圧下率50〜98%の加工を施し、更に最終の時効処理を500〜600℃の温度で10分〜5時間保持して、逆変態オーステナイト組織を生成させて、質量%で30〜70%のオーステナイト組織に調整する製造方法を開示している。
Semi-rigid magnetic materials are also used for relay applications and motor applications in addition to the security sensor applications described above.
As one of such semi-hard magnetic materials, Japanese Patent Application Laid-Open No. 60-116109 (Patent Document 1) describes Ni: 16.0 to 30.0% by mass and Mo: 3.0 to 10. An Fe—Ni—Mo based semi-hard magnetic material consisting of 0% and the balance being substantially Fe and a manufacturing method thereof are disclosed.
In this proposal, rolling, drawing, and swaging are performed at a processing rate of 20 to 80%. The metal structure at this time increases in the martensite structure according to the degree of processing and becomes an austenite + martensite structure. Then, the reverse transformed austenite is produced by maintaining the temperature at 600 to 700 ° C. for 10 minutes to 5 hours to obtain a mixed structure of 30 to 70% austenite structure and martensite structure, and processing with a reduction ratio of 50 to 98% again. And a final aging treatment is maintained at a temperature of 500 to 600 ° C. for 10 minutes to 5 hours to produce a reverse-transformed austenite structure, which is adjusted to an austenite structure of 30 to 70% by mass%. Disclosure.

また、特表2000−504069号公報(特許文献2)には、質量%でNi:16.0〜30.0%、Mo:3.0〜10.0%、残部が実質的にFeで成るFe−Ni−Mo系半硬質磁性材料の製造方法として、マルテンサイト組織の材料を約475〜625℃で約4分間加熱して逆変態オーステナイトを生成させた後、冷間圧延によって、この逆変態オーステナイトを細長く伸ばして伸展状の組織とし、所望の保磁力(2400A/m以上)を得る提案がなされている。   In Japanese Patent Publication No. 2000-504069 (Patent Document 2), Ni: 16.0 to 30.0%, Mo: 3.0 to 10.0% in mass%, and the balance is substantially Fe. As a method for producing a Fe—Ni—Mo semi-hard magnetic material, a material having a martensite structure is heated at about 475 to 625 ° C. for about 4 minutes to produce reverse transformed austenite, and then this reverse transformation is performed by cold rolling. Proposals have been made to obtain a desired coercive force (2400 A / m or more) by elongating austenite into an elongated structure.

特開昭60−116109号公報JP 60-116109 A 特表2000−504069号公報Special table 2000-504069 gazette

上述した2つの提案では、最終的なマルテンサイト+オーステナイトの混合組織を得るために、中間工程においても意図的に逆変態オーステナイトを生成させてマルテンサイト+オーステナイトの混合組織としている。
特許文献1では、30〜70%のオーステナイト組織をマルテンサイト組織中に生成させるために、各工程中もオーステナイト組織+マルテンサイト組織の混合組織を維持しつづけ、最後のエージングにより所望の金属組織に調整する。しかしながら、最終エージング前の金属組織は、例えば熱履歴により金属組織がその都度変化し易く、更に冷間圧延時の各パスでの圧下率でも金属組織を変化させることから、最終エージング条件を固定しようとすると、磁気特性にばらつきが生じることがある。
In the above-mentioned two proposals, in order to obtain a final martensite + austenite mixed structure, a reverse-transformed austenite is intentionally generated even in an intermediate process to obtain a martensite + austenite mixed structure.
In Patent Document 1, in order to generate a 30 to 70% austenite structure in a martensite structure, a mixed structure of an austenite structure and a martensite structure is continuously maintained during each step, and a desired metal structure is obtained by the last aging. adjust. However, the metal structure before final aging is likely to change each time due to, for example, thermal history, and the metal structure is also changed by the rolling reduction in each pass during cold rolling, so fix the final aging conditions. As a result, the magnetic characteristics may vary.

また、特許文献2においては、生成した逆変態オーステナイトを冷間圧延して伸展状の組織とし、マルテンサイトと逆変態オーステナイトの層状組織を得ようとしている。しかしながら、本発明者の検討によれば、逆変態オーステナイトを冷間圧延すると、僅かな圧下率でマルテンサイトに変態し、その変態量は、材料と接触する圧延ロールの温度(圧延温度)にも依存して変化する。それ故、冷間圧延工程を最終工程として逆変態オーステナイト量を調整する技術には、高い生産技術が必要とされる。
本発明の目的は、上記の問題に鑑み、効率良い工業生産が可能で、かつ逆変態オーステナイト量の調整も比較的容易な半硬質磁性材料の製造方法を提供することである。更には、所望の材料組織と磁気特性(保磁力と角型比)をもった半硬質磁性材料を提供することである。
In Patent Document 2, the produced reverse-transformed austenite is cold-rolled to obtain an extended structure, and a layered structure of martensite and reverse-transformed austenite is being obtained. However, according to the study of the present inventor, when reverse-transformed austenite is cold-rolled, it transforms into martensite with a slight reduction rate, and the amount of transformation also depends on the temperature of the rolling roll in contact with the material (rolling temperature). It changes depending on. Therefore, a technique for adjusting the amount of reverse transformed austenite with the cold rolling process as the final process requires a high production technique.
In view of the above problems, an object of the present invention is to provide a method for producing a semi-rigid magnetic material that is capable of efficient industrial production and is relatively easy to adjust the amount of reverse transformed austenite. Furthermore, it is to provide a semi-hard magnetic material having a desired material structure and magnetic properties (coercive force and squareness ratio).

本発明者は、強磁性のマルテンサイト組織と常磁性の逆変態オーステナイト組織を混在させて所望の保磁力の半硬質磁性材料を得る最適な方法を鋭意検討した。
その結果、冷間加工に先立って行う熱処理或いは熱間加工工程から磁気特性(特に保磁力)を決定付ける逆変態オーステナイトを生成させる熱処理の直前までは、少なくとも95%以上がマルテンサイト組織の、実質的にマルテンサイト組織単相となるような工程とし、最後に行う磁気特性を決定付ける逆変態オーステナイトを生成させる熱処理によって、常磁性の逆変態オーステナイト組織を生成させる方法が最も安定的に所望の磁気特性が得られることを見出し、本発明に到達した。
更に本発明者は、半硬質磁性材料の組織と残留磁束密度ならびに角型比の関係について検討した結果、金属間化合物を微細析出させた高硬度の組織とすることにより、高い残留磁束密度と角型比が得られることを見出し、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理時に高硬度の組織を得るための熱処理温度と保持時間を検討した結果、本発明に到達した。
The inventor has intensively studied an optimal method for obtaining a semi-hard magnetic material having a desired coercive force by mixing a ferromagnetic martensite structure and a paramagnetic reverse-transformed austenite structure.
As a result, at least 95% or more of the martensite structure is substantially before the heat treatment that is performed prior to cold working or just before the heat treatment that produces reverse transformed austenite that determines the magnetic properties (particularly coercive force). The most stable method is to generate a paramagnetic reverse transformed austenite structure by heat treatment that produces a reverse transformed austenite that determines the magnetic properties to be performed at the end. The inventors have found that characteristics can be obtained and have reached the present invention.
Furthermore, as a result of studying the relationship between the structure of the semi-hard magnetic material, the residual magnetic flux density, and the squareness ratio, the present inventor has obtained a high residual magnetic flux density and angularity by forming a high hardness structure in which an intermetallic compound is finely precipitated. As a result of finding that the mold ratio can be obtained and examining the heat treatment temperature and holding time for obtaining a high hardness structure during the heat treatment for generating reverse transformed austenite, the present invention has been achieved.

すなわち本発明は、質量%でNi:10.0〜25.0%、Mo:2.0〜6.0%、残部が実質的にFeでなる半硬質磁性材料素材を、熱処理或いは熱間加工により90%以上のマルテンサイト組織に調整した後、減面率50%以上の冷間加工を行ってマルテンサイト組織が95%以上であって伸展状の組織を有する素材とし、その後、前記素材を400〜570℃の範囲で逆変態オーステナイトを30.0%未満生成させる熱処理を行う半硬質磁性材料の製造方法である。
好ましくは、半硬質磁性材料素材のNi量は、質量%で15.0〜22.0%である上記の半硬質磁性材料の製造方法である。
また、好ましくは、半硬質磁性材料素材に行う熱処理或いは熱間加工は800〜1150℃で行う半硬質磁性材料の製造方法である。
更に好ましくは、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を470〜530℃の範囲で行う半硬質磁性材料の製造方法であり、上記熱処理の保持時間を10分以上とする半硬質磁性材料の製造方法である。
That is, the present invention is a heat treatment or hot working of a semi-rigid magnetic material material in which Ni is 10.0 to 25.0% by mass, Mo is 2.0 to 6.0%, and the balance is substantially Fe. After adjusting to a martensite structure of 90% or more by cold working, a cold working with a surface reduction rate of 50% or more is performed to obtain a material having a martensite structure of 95% or more and having an extended structure, This is a method for producing a semi-hard magnetic material, which is subjected to a heat treatment for producing less than 30.0% of reverse transformed austenite in the range of 400 to 570 ° C.
Preferably, in the above semi-hard magnetic material manufacturing method, the amount of Ni in the semi-hard magnetic material is 15.0 to 22.0% by mass.
Preferably, the semi-hard magnetic material is a method for producing a semi-hard magnetic material in which the heat treatment or hot working performed on the semi-hard magnetic material is performed at 800 to 1150 ° C.
More preferably, it is a method for producing a semi-hard magnetic material in which the heat treatment for generating reverse transformed austenite is performed in the range of 470 to 530 ° C., and the method for producing a semi-hard magnetic material wherein the holding time of the heat treatment is 10 minutes or more. .

また、本発明は、質量%でNi:10.0〜25.0%、Mo:2.0〜6.0%、残部が実質的にFeでなり、金属組織がマルテンサイトと逆変態オーステナイトの組織でなり、且つ組織中における前記逆変態オーステナイト量が30.0%未満の金属組織を呈し、保磁力Hcが1000〜5600A/mである半硬質磁性材料である。
好ましくは、ビッカース硬さが400Hv以上であり、磁場8000A/mでの磁束密度B8000(T)と残留磁束密度Br(T)との比B/B8000が0.70以上である上記の半硬質磁性材料である。
更に好ましくは、質量%でNi:15.0〜22.0%である上記の半硬質磁性材料である。
In the present invention, the mass is Ni: 10.0-25.0%, Mo: 2.0-6.0%, the balance is substantially Fe, and the metal structure is martensite and reverse transformed austenite. It is a semi-hard magnetic material that has a structure, exhibits a metal structure in which the amount of reverse transformed austenite in the structure is less than 30.0%, and has a coercive force Hc of 1000 to 5600 A / m.
Preferably, the Vickers hardness is 400 Hv or more, and the ratio B r / B 8000 between the magnetic flux density B 8000 (T) and the residual magnetic flux density Br (T) at a magnetic field of 8000 A / m is 0.70 or more. Semi-rigid magnetic material.
More preferably, the semi-hard magnetic material is Ni: 15.0 to 22.0% by mass.

本発明によれば、半硬質磁性材料の最終製造工程を逆変態オーステナイトを生成させる熱処理とすることによって、最終工程を冷間圧延とした場合より保磁力の調整が容易である。それ故、本発明は、半硬質磁性材料を工業的に製造する上で、重要な技術となる。
また、本発明の半硬質磁性材料は、逆変態オーステナイトの量や硬さの調整により、所望範囲の保磁力と高い残留磁束密度と角型比を得ることができるので、例えば、防犯センサーのバイアス材として使用することができる。
According to the present invention, the coercive force can be adjusted more easily than the case where the final process is cold-rolled by making the final manufacturing process of the semi-hard magnetic material a heat treatment that generates reverse transformed austenite. Therefore, the present invention is an important technique in industrially manufacturing a semi-hard magnetic material.
In addition, the semi-hard magnetic material of the present invention can obtain a desired range of coercive force, high residual magnetic flux density and squareness ratio by adjusting the amount and hardness of reverse transformed austenite. Can be used as a material.

上述したように、本発明の重要な特徴は、半硬質磁性材料の製造途中過程で意図的に逆変態オーステナイトを生成する工程や、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理後の冷間圧延によってオーステナイトの形態を制御する工程を含まず、最終冷間圧延後の逆変態オーステナイトを生成させる熱処理工程のみで逆変態オーステナイトの量、ひいては半硬質磁性材料の磁気特性を調整する製造方法を採用し、半硬質磁性材料の製造工程を簡素化したことにある。
以下、本発明の半硬質磁性材料の製造方法ならびに半硬質磁性材料における規定理由を述べる。
As described above, an important feature of the present invention is that the austenite is formed by a process of intentionally generating reverse transformed austenite in the course of manufacturing a semi-hard magnetic material, or by cold rolling after heat treatment for producing reverse transformed austenite. The method of adjusting the amount of reverse transformed austenite and, in turn, the magnetic properties of the semi-hard magnetic material is adopted only by the heat treatment step for producing reverse-transformed austenite after the final cold rolling, and the semi-hard magnetic property is not included. The material manufacturing process is simplified.
Hereinafter, the manufacturing method of the semi-hard magnetic material of the present invention and the reason for the definition in the semi-hard magnetic material will be described.

まず、本発明の製造方法における半硬質磁性材料素材、および本発明の半硬質磁性材料の化学成分を規定した理由を述べる。なお、各元素の含有量は質量%である。
Ni:10.0〜25.0%
Niは、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理によって常磁性のオーステナイト組織を生成させて半硬質磁性材料の保磁力を調整するために必要な本発明の必須元素である。Ni量が10.0%より低いと、熱処理中に生成した逆変態オーステナイトが室温まで冷却される過程において、オーステナイトからマルテンサイトに変態開始する温度(M点)が高くなる。
その結果、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理の加熱中に生成したオーステナイトの大部分がマルテンサイトに変態していまい、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理後に適量のオーステナイトを残せない懸念がある。それ故、Ni量の下限を10.0%に規定した。一方、Ni量の上限が25.0%を超えると、逆変態オーステナイトは安定化するものの、半硬質磁性材料の残留磁束密度Bが低下する。それ故、Ni量の上限を25.0%に規定した。Ni量のより望ましい範囲は、15.0〜22.0%である。
First, the reason for defining the semi-hard magnetic material material and the chemical components of the semi-hard magnetic material of the present invention in the production method of the present invention will be described. In addition, content of each element is the mass%.
Ni: 10.0-25.0%
Ni is an essential element of the present invention necessary for adjusting the coercive force of the semi-hard magnetic material by generating a paramagnetic austenite structure by heat treatment for generating reverse transformed austenite. When the amount of Ni is lower than 10.0%, the temperature ( Ms point) at which transformation starts from austenite to martensite increases in the process in which the reverse-transformed austenite generated during the heat treatment is cooled to room temperature.
As a result, most of the austenite generated during the heating of the heat treatment for generating reverse transformed austenite is transformed into martensite, and there is a concern that an appropriate amount of austenite cannot be left after the heat treatment for generating reverse transformed austenite. Therefore, the lower limit of the Ni amount is defined as 10.0%. On the other hand, if the upper limit of the Ni content exceeds 25.0%, the reverse transformed austenite although stabilized, remanence B r of the semi-hard magnetic material decreases. Therefore, the upper limit of the amount of Ni is defined as 25.0%. A more desirable range of the amount of Ni is 15.0 to 22.0%.

Mo:2.0〜6.0%
Moは、マルテンサイトからの逆変態で生成したオーステナイトを安定化させるのに有効な元素である。また、Moは、Niとの金属間化合物として組織中に微細に析出して半硬質磁性材料の硬さを高め、ひいては半硬質磁性材料の残留磁束密度と角型比を高める役割がある。但し、2.0%未満ではオーステナイト安定化の効果と金属間化合物として析出する効果がともに小さく、逆に6.0%を超える範囲では半硬質磁性材料の残留磁束密度Bが低下するので、2.0〜6.0%の範囲に規定した。金属間化合物として微細析出して半硬質磁性材料の硬さを高める点からは、Moのより望ましい範囲は、3.0〜5.5%である。
Mo: 2.0-6.0%
Mo is an element effective for stabilizing austenite generated by reverse transformation from martensite. Further, Mo is finely precipitated in the structure as an intermetallic compound with Ni to increase the hardness of the semi-hard magnetic material, and consequently, to increase the residual magnetic flux density and the squareness ratio of the semi-hard magnetic material. However, both smaller effect of precipitation as an effect intermetallic compound of austenite stabilizing is less than 2.0%, since the range of more than 6.0% in the reverse remanence B r of the semi-hard magnetic material decreases, It was specified in the range of 2.0 to 6.0%. From the viewpoint of increasing the hardness of the semi-hard magnetic material by fine precipitation as an intermetallic compound, a more desirable range of Mo is 3.0 to 5.5%.

残部:実質的にFe
残部を実質的にFeとするのは、単一の化学組成で成る半硬質磁性材料において、強磁性のマルテンサイト組織(体心立方格子)と常磁性のオーステナイト組織(面心立方格子)を混在させるために、Fe基合金の相変態を利用する必要があるからである。
なお、本発明の半硬質磁性材料には、C,Si,Mn,P,S,O,N等の不可避不純物は当然ながら含まれる。これらの不純物元素は、半硬質磁性材料の磁気特性(飽和磁束密度B、残留磁束密度B、角型比B/B、保磁力H)に特に影響を及ぼさない範囲として、C≦0.10%、Si≦1.0%、Mn≦1.0%、P≦0.10%、S≦0.10%、O≦0.010%、N≦0.010%の範囲に規制することが好ましい。
The rest: substantially Fe
The balance is essentially Fe, in a semi-rigid magnetic material with a single chemical composition, which includes a ferromagnetic martensite structure (body-centered cubic lattice) and a paramagnetic austenite structure (face-centered cubic lattice). This is because it is necessary to make use of the phase transformation of the Fe-based alloy.
The semi-hard magnetic material of the present invention naturally includes inevitable impurities such as C, Si, Mn, P, S, O, and N. These impurity elements have a range that does not particularly affect the magnetic properties (saturation magnetic flux density B S , residual magnetic flux density B r , squareness ratio B r / B S , coercive force H c ) of the semi-hard magnetic material, ≦ 0.10%, Si ≦ 1.0%, Mn ≦ 1.0%, P ≦ 0.10%, S ≦ 0.10%, O ≦ 0.010%, N ≦ 0.010% It is preferable to regulate.

次に本発明の製造工程の規定理由について述べる。
本発明の製造方法で最も特徴的なものは、冷間加工に先立って行う熱処理或いは熱間加工工程から磁気特性を決定付ける逆変態オーステナイトを生成させる熱処理の直前までは、マルテンサイト組織が90%以上の実質的にマルテンサイト組織単相状態を維持し続けるような工程とし、最後に行う磁気特性を決定付ける逆変態オーステナイトを生成させる熱処理によって、常磁性の逆変態オーステナイト組織を生成させる方法にある。
なお、以下で説明するマルテンサイト量はエックス線積分強度比により算出したものである。後述する逆変態オーステナイト組織の計算方法と併せて、組織量の計算方法を以下に示す。
Next, the reason for defining the manufacturing process of the present invention will be described.
The most characteristic feature of the production method of the present invention is that the martensite structure is 90% until just before the heat treatment that is performed prior to cold working or the heat treatment that produces reverse transformed austenite that determines the magnetic properties from the hot working step. It is a method of generating a paramagnetic reverse-transformed austenite structure by a heat treatment that generates a reverse-transformed austenite that determines the magnetic properties to be performed at the end, in a process that continues to maintain a substantially single phase of the martensite structure as described above. .
The martensite amount described below is calculated by the X-ray integral intensity ratio. Together with the calculation method of the reverse transformation austenite structure described later, the calculation method of the structure amount is shown below.

<組織計算方法>
例えば90%以上のマルテンサイト組織とは、次式(1)〜(3)で表されるXα(%)の値が90%以上となる組織を指す。
また、本発明で逆変態オーステナイト量(またはオーステナイト量)という場合には、(2)式で示すXγ(%)を指す。
α(%)=100×{ΣIα/(ΣIα+ΣIγ)}…(1)
γ(%)=100−Xα(%)…(2)
ΣIα=Iα(110)+Iα(200)+Iα(211)…(3)
ΣIγ=Iγ(111)+Iγ(200)+Iγ(220)+Iγ(311)…(4)
ここで、(3)、(4)式に記したIα(110)、Iα(200)、Iα(211)、Iγ(111)、Iγ(200)、Iγ(220)、Iγ(311)は、それぞれ素材の表面を電解研磨してエックス線回折した際に検出されるマルテンサイト組織のα(110)、α(200)、α(211)面、及びオーステナイト組織のγ(111)、γ(200)、γ(222)、γ(311)面の各面の積分強度値である。
<Organization calculation method>
For example, a martensite structure of 90% or more refers to a structure in which the value of X α (%) represented by the following formulas (1) to (3) is 90% or more.
Further, in the present invention, the term “reversely transformed austenite amount (or austenite amount)” means X γ (%) represented by the formula (2).
X α (%) = 100 × {ΣI α / (ΣI α + ΣI γ )} (1)
(%) = 100−X α (%) (2)
ΣI α = I α (110) + I α (200) + I α (211) (3)
ΣI γ = I γ (111) + I γ (200) + I γ (220) + I γ (311) ... (4)
Here, I α (110) , I α (200) , I α (211) , I γ (111) , I γ (200) , I γ (220) , I γ (311) is the α (110), α (200), α (211) plane of the martensite structure, and γ (of the austenite structure, which are detected when the surface of the material is electropolished and X-ray diffracted, respectively. 111), γ (200), γ (222), and γ (311) planes.

上述した組成を有する半硬質磁性材料素材を熱処理或いは熱間加工により90%以上のマルテンサイト組織に調整する。
90%以上のマルテンサイト組織に調整するには、マルテンサイト変態させるに十分な高い温度に加熱し、空冷以上の冷却速度で冷却することによって金属組織をマルテンサイト化することができる。そのための加熱は製品重量、製品寸法に応じて熱処理のみとしても、熱間加工のみとしても、或いは熱処理と熱間加工とを組合わせても良い。なお、重量や寸法が大きかったりすると、冷却速度を速める衝風冷却を行っても良いが、例えば熱間圧延材のように厚さが1.5〜5.0mm程度の板材であれば、空冷であっても差し支えない。
また、冷却過程で過度な変形を伴うような水冷等は後工程の冷間加工前に変形を矯正する工程を追加する必要が生じるため、空冷、衝風冷却、液体を噴霧するミスト冷却を適用するのが良い。
A semi-hard magnetic material having the above composition is adjusted to a martensite structure of 90% or more by heat treatment or hot working.
In order to adjust to a martensite structure of 90% or more, the metal structure can be martensite by heating to a temperature high enough to cause martensite transformation and cooling at a cooling rate higher than air cooling. Heating for that purpose may be only heat treatment, only hot working, or a combination of heat treatment and hot working depending on the product weight and product dimensions. If the weight or size is large, blast cooling may be performed to increase the cooling rate. However, if the plate has a thickness of about 1.5 to 5.0 mm such as a hot rolled material, air cooling It doesn't matter.
In addition, water cooling that involves excessive deformation in the cooling process requires the addition of a process to correct the deformation before cold processing in the subsequent process, so air cooling, blast cooling, and mist cooling that sprays liquid are applied. Good to do.

この熱処理或いは熱間加工時の加熱温度は700℃を超える温度範囲が望ましい。
この理由は、700℃を超える温度域に加熱した後に空冷以上の冷却を行うと、金属組織を90%以上のマルテンサイト組織に調整し易いためである。特に好ましいのは800℃以上の温度域であり、より確実に金属組織を90%以上のマルテンサイト組織に調整できる。
また、加熱温度の上限は1200℃を超える温度に加熱してもより一層のマルテンサイト化効果は望めないことから、上限は1200℃とすると良く、特に望ましい上限は1150℃である。
なお、熱処理を行う場合、熱処理条件としては温度800〜1000℃、処理時間は0.5〜5.0時間であれば良く、熱間圧延等の熱間加工の場合は900〜1150℃程度が最適である。
The heating temperature during this heat treatment or hot working is preferably in the temperature range exceeding 700 ° C.
The reason for this is that if the cooling is performed by air cooling or higher after heating to a temperature range exceeding 700 ° C., the metal structure is easily adjusted to a martensitic structure of 90% or more. A temperature range of 800 ° C. or higher is particularly preferable, and the metal structure can be adjusted to a martensite structure of 90% or higher with more certainty.
Further, since the upper limit of the heating temperature cannot be expected to be further martensitic even when heated to a temperature exceeding 1200 ° C., the upper limit is preferably 1200 ° C., and a particularly desirable upper limit is 1150 ° C.
When heat treatment is performed, the heat treatment conditions may be a temperature of 800 to 1000 ° C. and a treatment time of 0.5 to 5.0 hours, and in the case of hot working such as hot rolling, about 900 to 1150 ° C. Is optimal.

次に、上述の金属組織を90%以上のマルテンサイト組織に調整した素材を、減面率50%以上の冷間加工を行ってマルテンサイト組織が95%以上であって伸展状の組織を有する素材とする。
減面率を50%以上としたのは、前述の熱処理或いは熱間加工工程後のマルテンサイト組織量を同等以上に維持・向上させ、金属組織を十分に伸展状の組織にするためである。また、減面率が高いと、その後の逆変態オーステナイトを生成させる熱処理時に、マルテンサイトからオーステナイトへの逆変態の駆動力と、金属間化合物の析出サイトを増す効果がある。好ましくは70%以上の減面率とするのが良く、更に好ましい減面率は90%以上である。
Next, the material in which the above-described metal structure is adjusted to a martensite structure of 90% or more is subjected to cold working with a surface reduction rate of 50% or more, and the martensite structure is 95% or more and has a stretched structure. The material.
The reason why the area reduction ratio is set to 50% or more is to maintain and improve the martensite structure amount after the above-described heat treatment or hot working step to the same level or more, and to make the metal structure sufficiently stretched. Moreover, when the area reduction ratio is high, there is an effect of increasing the driving force of reverse transformation from martensite to austenite and the precipitation site of intermetallic compounds during the subsequent heat treatment for generating reverse transformed austenite. The area reduction rate is preferably 70% or more, and more preferably 90% or more.

ここで、本発明の半硬質磁性材料の製造方法において、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理前の素材の組織を規定した理由を述べる。
素材の組織形態を伸展状の組織とした第1の理由は、この組織が、後工程となる逆変態オーステナイトを生成させる熱処理によって、高温で生成したオーステナイトを室温まで安定に存在させるために必要な組織であるからである。高温で生成した逆変態オーステナイトの安定性は、オーステナイトの結晶粒径と関係し、結晶粒径が細かいほどマルテンサイト変態への抵抗力が高まることによって安定化する。
各結晶粒が細かく伸ばされた伸展状の組織は、逆変態オーステナイトを安定化するのに好適である。逆に、熱間加工や熱間加工後の熱処理によって、再結晶組織となった素材では、結晶粒が大きいために高温で生成した逆変態オーステナイトが安定化し難い。それ故、素材の組織形態を伸展状の組織に規定した。
Here, the reason why the structure of the material before heat treatment for generating reverse transformed austenite is defined in the method for producing a semi-hard magnetic material of the present invention will be described.
The first reason that the structure of the material is an extended structure is that this structure is necessary for stably presenting austenite generated at high temperature to room temperature by heat treatment for generating reverse-transformed austenite as a subsequent process. Because it is an organization. The stability of the reverse-transformed austenite generated at high temperature is related to the crystal grain size of austenite, and is stabilized by increasing the resistance to martensite transformation as the crystal grain size is finer.
An extended structure in which each crystal grain is finely stretched is suitable for stabilizing reverse transformed austenite. On the other hand, in a material having a recrystallized structure by hot working or heat treatment after hot working, the reverse transformed austenite generated at a high temperature is difficult to stabilize due to the large crystal grains. Therefore, the structure of the material was defined as an extended structure.

また、素材の組織形態を伸展状の組織とした第2の理由は、高い残留磁束密度Bと角型比B/B8000を得るために、この異方性組織が必要となるからである。更に、素材の組織をマルテンサイト組織が95%以上の組織で成ることとした理由は、この組織が高い残留磁束密度Bを得る上で必要な組織であるからである。より望ましくは、マルテンサイト組織が98%以上であると良い。 In addition, the second reason that the material has a stretched structure is that this anisotropic structure is required to obtain a high residual magnetic flux density B r and a squareness ratio B r / B 8000. is there. Furthermore, the reason why the material structure is composed of 95% or more of the martensite structure is that this structure is necessary for obtaining a high residual magnetic flux density Br . More preferably, the martensite structure is 98% or more.

上記した伸展状のマルテンサイト組織が95%以上の板状素材を得るための一例としては、1000℃以上の高温での熱間圧延によって作製されたコイル状に巻かれた板状素材を、800℃以上の温度に保持したバッチ炉内で0.5〜5.0時間保持後、空冷する熱処理を施して、再結晶したマルテンサイト組織とした後に、減面率90%以上の冷間圧延を施してマルテンサイト組織を細かく伸ばすと良い。
また、熱間圧延後の素材も圧延中の動的再結晶によって再結晶組織となっていることが多いので、素材を製造する際の工程短縮を図りたい場合には、バッチ炉を用いた熱処理工程を省略しても良い。
As an example for obtaining a plate-like material having the above-described stretched martensite structure of 95% or more, a plate-like material wound in a coil shape produced by hot rolling at a high temperature of 1000 ° C. or more is used. After holding for 0.5 to 5.0 hours in a batch furnace maintained at a temperature of ℃ or higher and then performing a heat treatment to air-cool to form a recrystallized martensite structure, cold rolling with a reduction in area of 90% or more is performed. It is recommended that the martensite structure be finely stretched.
In addition, since the material after hot rolling often has a recrystallized structure due to dynamic recrystallization during rolling, heat treatment using a batch furnace is required to shorten the process when manufacturing the material. The process may be omitted.

また、冷間加工中の加工硬化によって、素材の端部の割れが懸念される場合には、冷間加工工程の途中に熱処理工程(以下、中間熱処理と記す)を入れても良い。この場合、中間熱処理が本発明における熱処理となる。
但し、この中間熱処理をバッチ炉で行うと、素材の生産効率が著しく低下することから、中間熱処理は、連続炉で行うことが好ましく、素材の温度が800℃以上となるように調整された加熱炉の中を順次通板して行くと良い。
この中間熱処理を行うことによって、板状素材は再結晶したマルテンサイト組織に調整できる。中間熱処理を行った場合には、中間熱処理の後に冷間加工を施して、再び伸展状のマルテンサイト組織にすると良く、中間熱処理後の冷間加工時の減面率を90%以上とする。換言すれば、最終板厚まで冷間加工した時に最終減面率が90%以上となるように、中間熱処理を行う板厚を決定すると良い。
以上、述べた方法により伸展状のマルテンサイト組織が95%以上の板状素材とすることができる。
In addition, when there is a concern about cracking of the end portion of the material due to work hardening during cold working, a heat treatment step (hereinafter referred to as intermediate heat treatment) may be inserted in the middle of the cold working step. In this case, the intermediate heat treatment is the heat treatment in the present invention.
However, if the intermediate heat treatment is performed in a batch furnace, the production efficiency of the material is significantly reduced. Therefore, the intermediate heat treatment is preferably performed in a continuous furnace, and the heat adjusted so that the temperature of the material is 800 ° C. or higher. It is good to go through the furnace sequentially.
By performing this intermediate heat treatment, the plate material can be adjusted to a recrystallized martensite structure. When the intermediate heat treatment is performed, it is preferable to perform cold working after the intermediate heat treatment to obtain a stretched martensite structure again, and the area reduction rate during the cold working after the intermediate heat treatment is 90% or more. In other words, it is preferable to determine the thickness of the intermediate heat treatment so that the final area reduction rate is 90% or more when cold-working to the final thickness.
As described above, a plate-like material having an extended martensite structure of 95% or more can be obtained by the method described above.

次に逆変態オーステナイトを生成させる熱処理の温度範囲を400〜570℃に規定した理由を述べる。このオーステナイトを生成させる熱処理工程は最終工程とする。
逆変態オーステナイトを生成させる熱処理は、半硬質磁性材料中のオーステナイト量を調整し、ひいては半硬質磁性材料の保磁力を調整するための重要工程である。また、この熱処理は、逆変態オーステナイトの生成と併せて金属間化合物を析出させる時効処理としての役割も兼ねており、この金属間化合物の析出によって半硬質磁性材料の残留磁束密度と角型比を調整するための重要工程でもある。
本発明者の検討によれば、例えば、防犯センサー用のバイアス材に望まれる1000〜5600A/mの範囲の保磁力を得るためには、逆変態オーステナイト量を30.0%未満の範囲に調整することが必要とされる。更に、より望ましい範囲である1200〜4000A/mの保磁力を得るためには、逆変態オーステナイト量を30.0%未満(0%は含まない)の範囲に調整すると良く、更に望ましくは5.0〜25.0%の範囲に調整するのが良い。
Next, the reason why the temperature range of the heat treatment for generating reverse transformed austenite is set to 400 to 570 ° C. will be described. This heat treatment step for generating austenite is the final step.
The heat treatment for generating reverse-transformed austenite is an important process for adjusting the amount of austenite in the semi-hard magnetic material and thus adjusting the coercive force of the semi-hard magnetic material. This heat treatment also serves as an aging treatment for precipitating intermetallic compounds in conjunction with the formation of reverse transformed austenite, and the precipitation of this intermetallic compound reduces the residual magnetic flux density and the squareness ratio of the semi-hard magnetic material. It is also an important process for adjustment.
According to the study of the present inventor, for example, in order to obtain a coercive force in the range of 1000 to 5600 A / m desired for a bias material for a security sensor, the amount of reverse transformed austenite is adjusted to a range of less than 30.0%. It is necessary to do. Furthermore, in order to obtain a coercive force of 1200 to 4000 A / m, which is a more desirable range, the amount of reverse transformed austenite may be adjusted to a range of less than 30.0% (excluding 0%), and more preferably 5. It is good to adjust to the range of 0 to 25.0%.

逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の下限を400℃としたのは、400℃未満の温度では逆変態オーステナイトが生成せず、保磁力を1000A/mまで高める効果が小さいからである。また、400℃未満の温度では、金属間化合物を析出させる効果も小さく、ひいては残留磁束密度と角型比を高める効果が小さいからである。但し、熱処理温度が400〜470℃の範囲では、逆変態オーステナイトが生成しても望ましい範囲である5.0%に満たない場合がある。それ故、逆変態オーステナイト量をより確実に5.0%以上とするためには、熱処理温度の下限は470℃であることが望ましい。
一方、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の上限を570℃としたのは、熱処理温度が570℃より高温になると、再結晶が始まることによって、伸展状の異方性組織が崩れ始め、残留磁束密度と角型比が低下するからである。それ故、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の上限を570℃に規定した。但し、熱処理温度が530〜570℃の範囲では、逆変態オーステナイト量が30.0%近傍となり易く、残留磁束密度と角型比が低下する惧れがある。それ故、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度のより望ましい上限は、530℃である。逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の更に望ましい範囲は、490〜520℃である。
The reason why the lower limit of the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite is 400 ° C. is that reverse transformed austenite is not produced at a temperature lower than 400 ° C., and the effect of increasing the coercive force to 1000 A / m is small. Further, when the temperature is lower than 400 ° C., the effect of precipitating the intermetallic compound is small, and consequently the effect of increasing the residual magnetic flux density and the squareness ratio is small. However, when the heat treatment temperature is in the range of 400 to 470 ° C., even if reverse transformed austenite is generated, it may be less than 5.0% which is a desirable range. Therefore, the lower limit of the heat treatment temperature is desirably 470 ° C. in order to more reliably make the amount of reverse transformed austenite 5.0% or more.
On the other hand, the upper limit of the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite was set to 570 ° C. The reason is that when the heat treatment temperature is higher than 570 ° C., recrystallization starts and the stretched anisotropic structure begins to collapse, and the residual magnetic flux This is because the density and the squareness ratio are lowered. Therefore, the upper limit of the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite is defined as 570 ° C. However, when the heat treatment temperature is in the range of 530 to 570 ° C., the amount of reverse transformed austenite tends to be close to 30.0%, and the residual magnetic flux density and the squareness ratio may be lowered. Therefore, a more desirable upper limit of the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite is 530 ° C. A more desirable range of the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite is 490 to 520 ° C.

次に、望ましい範囲として、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理の保持時間を10分以上とした理由は、保持時間が10分未満の範囲では、逆変態オーステナイトの生成と金属間化合物の析出がともに不十分であるため、所望の範囲の保磁力と角型比が得られ難いからである。より望ましい保持時間は30分以上である。また、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理の保持時間の上限は、特に規定しないが、半硬質磁性材料の生産性を劣化させない範囲として、5時間以下であることが望ましい。   Next, as a desirable range, the reason for setting the holding time of the heat treatment for generating reverse transformed austenite to 10 minutes or more is that both the formation of reverse transformed austenite and the precipitation of intermetallic compounds are not allowed when the holding time is less than 10 minutes. This is because the coercive force and the squareness ratio in a desired range are difficult to obtain because it is sufficient. A more desirable holding time is 30 minutes or more. Further, the upper limit of the heat treatment holding time for generating reverse transformed austenite is not particularly specified, but it is preferably 5 hours or less as a range in which the productivity of the semi-hard magnetic material is not deteriorated.

最終工程となる逆変態オーステナイトを生成させる熱処理は、コイル状に巻かれた板状素材をバッチ炉に入れて行えば良い。また、熱処理雰囲気はアルゴン、窒素、水素等の無酸化雰囲気中かあるいは真空中で行っても良い。また、熱処理後の冷却は、空冷するかあるいは空気、アルゴンガスや窒素ガスを吹き付ける衝風冷却としても良い。   The heat treatment for generating reverse transformed austenite as the final step may be performed by putting a plate-like material wound in a coil shape into a batch furnace. The heat treatment atmosphere may be performed in a non-oxidizing atmosphere such as argon, nitrogen, hydrogen, or in a vacuum. The cooling after the heat treatment may be air cooling or blast cooling in which air, argon gas or nitrogen gas is blown.

次に、本発明の半硬質磁性材料における磁気特性の規定理由を述べる。保磁力Hcの範囲を1000〜5600A/mの範囲に規定したのは、この範囲が、例えば、防犯センサー用のバイアス材として必要とされる範囲であるからである。より望ましくは、1200〜4000A/mであると良い。
また、望ましい範囲として、磁場8000A/mでの磁束密度B8000(T)と残留磁束密度Br(T)との比B/B8000が0.70以上であることとしたのは、この範囲が、着磁状態と脱磁状態でのオン・オフの違いが明確であることとして望まれる範囲であり、例えば、防犯センサー用のバイアス材として用いるのに好ましいからである。より望ましくは、比B/B8000が0.80以上であると良い。また、本発明においては、残留磁束密度Brの範囲は特に規定しないが、例えば、防犯センサー用のバイアス材として用いるためには、1.0T以上であることが望ましい。
Next, the reasons for defining the magnetic properties in the semi-hard magnetic material of the present invention will be described. The reason why the range of the coercive force Hc is defined as a range of 1000 to 5600 A / m is that this range is a range required as a bias material for a security sensor, for example. More preferably, it is 1200-4000 A / m.
As a desirable range, the ratio B r / B 8000 between the magnetic flux density B 8000 (T) and the residual magnetic flux density Br (T) at a magnetic field of 8000 A / m is 0.70 or more. However, this is because the difference between the on / off states in the magnetized state and the demagnetized state is clearly desired, and is preferable for use as a bias material for a security sensor, for example. More preferably, the ratio B r / B 8000 is 0.80 or more. In the present invention, the range of the residual magnetic flux density Br is not particularly defined, but for example, it is preferably 1.0 T or more for use as a bias material for a security sensor.

次に、本発明の半硬質磁性材料の組織規定理由を述べる。マルテンサイトと逆変態オーステナイトの組織でなることとしたのは、強磁性のマルテンサイト中に常磁性の逆変態オーステナイトを存在させることによって磁化過程における磁壁移動を阻害し、保磁力を高めるためである。なお、本発明のマルテンサイトと逆変態オーステナイトでなる組織とは、半硬質磁性材料をエックス線回折により分析した際、マルテンサイトとオーステナイトの相が検出される状態を指す。
この組織の内、逆変態オーステナイトの量を30.0%未満としたのは、逆変態オーステナイトが30.0%以上の範囲では、保磁力が5600A/mを超える場合があるとともに、残留磁束密度と角型比が低下するためである。逆変態オーステナイト量のより望ましい上限は、25.0%である。
一方、逆変態オーステナイト量の下限は、特に規定しないが、1000A/m以上の保磁力を得るためには0%でないことが望ましく、逆変態オーステナイト量のより望ましい下限は5.0%である。
Next, the reason for defining the structure of the semi-hard magnetic material of the present invention will be described. The structure of martensite and reverse-transformed austenite is to inhibit the domain wall motion in the magnetization process and increase the coercive force by the presence of paramagnetic reverse-transformed austenite in the ferromagnetic martensite. . In addition, the structure | tissue which consists of a martensite and reverse transformation austenite of this invention points out the state by which the phase of a martensite and an austenite is detected when a semi-hard magnetic material is analyzed by X-ray diffraction.
In this structure, the amount of reverse transformed austenite is less than 30.0% because the coercive force may exceed 5600 A / m and the residual magnetic flux density in the range where reverse transformed austenite is 30.0% or more. This is because the squareness ratio decreases. A more desirable upper limit of the amount of reverse transformed austenite is 25.0%.
On the other hand, the lower limit of the amount of reverse transformed austenite is not particularly specified, but is preferably not 0% in order to obtain a coercive force of 1000 A / m or more, and the more desirable lower limit of the amount of reverse transformed austenite is 5.0%.

望ましい範囲として、半硬質磁性材料のビッカース硬さを400Hv以上であることとしたのは、硬さがこの範囲であれば、金属間化合物が微細に析出していると見なすことができ、ひいては半硬質磁性材料の残留磁束密度と角型比を高めることができるからである。
本発明の半硬質磁性材料中に生成する金属間化合物は極めて微細であるため、光学顕微鏡や電子顕微鏡を用いて金属間化合物を直接観察することは極めて難しい。しかしながら、金属間化合物が微細に析出すると、析出硬化によって高硬度化するので、ビッカース硬さを金属間化合物が析出していることの指標とすることができる。
ビッカース硬さが400Hv以上であれば、金属間化合物が微細に析出していると見なすことができ、更にB/B8000を0.70以上に調整することができる。それ故、ビッカース硬さを400Hv以上の範囲に規定した。尚、本発明の半硬質磁性材料中に生成する金属間化合物は、NiとMoの化合物であると考えており、より具体的にはNiMoであると考えている。
本発明の製造方法により作製した半硬質磁性材料は、保磁力Hを1000〜5600A/mの範囲内に調整することができるとともに、残留磁束密度を高めることができ、角型比B/B8000を望ましい範囲である0.70以上の値に調整することができる。それ故、本発明の半硬質磁性材料は、例えば、防犯センサー用のバイアス材として用いることができる。
A desirable range is that the Vickers hardness of the semi-hard magnetic material is 400 Hv or more. If the hardness is within this range, it can be considered that the intermetallic compound is finely precipitated, and as a result This is because the residual magnetic flux density and the squareness ratio of the hard magnetic material can be increased.
Since the intermetallic compound produced in the semi-hard magnetic material of the present invention is extremely fine, it is extremely difficult to directly observe the intermetallic compound using an optical microscope or an electron microscope. However, when the intermetallic compound is finely precipitated, the hardness is increased by precipitation hardening, and thus the Vickers hardness can be used as an indicator that the intermetallic compound is precipitated.
If the Vickers hardness is 400 Hv or more, it can be considered that the intermetallic compound is finely precipitated, and B r / B 8000 can be adjusted to 0.70 or more. Therefore, the Vickers hardness is specified in the range of 400 Hv or more. Note that the intermetallic compound formed during the semi-hard magnetic material of the present invention is considered to be a compound of Ni and Mo, and more specifically it is considered that the Ni 3 Mo.
Semi-hard magnetic material produced by the production method of the present invention, it is possible to adjust the coercive force H c in the range of 1000~5600A / m, it is possible to increase the residual magnetic flux density, squareness ratio B r / B 8000 can be adjusted to a desired range of 0.70 or more. Therefore, the semi-hard magnetic material of the present invention can be used as a bias material for a security sensor, for example.

以下の実施例で、本発明を更に詳しく説明する。
工業規模の量産用設備を用いて真空溶解後、1100℃での熱間鍛造工程を行い、半硬質磁性材料素材No.1を得た。この半硬質磁性材料素材No.1の化学組成を表1に示す。
The following examples further illustrate the present invention.
After melting in a vacuum using an industrial scale mass production facility, a hot forging process at 1100 ° C. is performed, and a semi-rigid magnetic material No. 1 was obtained. This semi-hard magnetic material material No. The chemical composition of 1 is shown in Table 1.

No.1の組成を有する半硬質磁性材料素材に1100℃での熱間圧延を行い2.5mm厚さに仕上げ、更に830℃に保持したAr雰囲気中で1時間保持後、空冷の熱処理を行った。
この時の熱間圧延後のマルテンサイト量は98.8%、熱処理後のマルテンサイト量は99.0%であった。なお、マルテンサイト量の測定方法は、上述したエックス線積分強度比によりマルテンサイト量を測定し、熱間圧延後及び熱処理後の金属組織は、何れも再結晶したオーステナイトが冷却中に変態したマルテンサイト組織であった。
熱処理後のコイル状素材に施す冷間加工として、減面率を60%〜96%の範囲で冷間圧延を行って、板状の素材とした。
No. A semi-rigid magnetic material having a composition of 1 was hot-rolled at 1100 ° C. to a thickness of 2.5 mm, further maintained in an Ar atmosphere maintained at 830 ° C. for 1 hour, and then air-cooled.
At this time, the amount of martensite after hot rolling was 98.8%, and the amount of martensite after heat treatment was 99.0%. The martensite amount is measured by the above-mentioned X-ray integral intensity ratio, and the martensite after hot rolling and after heat treatment are both martensite in which recrystallized austenite is transformed during cooling. It was an organization.
As cold working to be performed on the coil-shaped material after the heat treatment, cold rolling was performed in a range of 60% to 96% to obtain a plate-shaped material.

上述の板状素材の断面組織の例として、減面率96%の板状素材を走査型電子顕微鏡で観察した結果を図1に示す。
圧延方向に沿って伸展状の異方性組織が得られていることが分かる。この減面率96%の板状素材のエックス線回折図形では、図2に示すように体心立方格子の回折ピークのみが検出されており、マルテンサイト量が100%の組織となっていることが分かる。
なお、減面率60%〜96%の冷間圧延を行った板状素材のマルテンサイト量も100%であった。なお、冷間圧延の減面率が大きいほど、各結晶粒が細かく伸ばされた伸展状の組織となっており、後の逆変態オーステナイトを生成させる熱処理によって得られる磁気特性に影響を及ぼす結果となった。この結果は後述する。
これより、本実施例の製造方法では、冷間圧延が完了するまでの途中過程で、逆変態オーステナイトは殆ど生じていないことが確認された。
As an example of the cross-sectional structure of the plate-shaped material described above, FIG. 1 shows the result of observing a plate-shaped material with a surface reduction ratio of 96% with a scanning electron microscope.
It can be seen that an extended anisotropic structure is obtained along the rolling direction. In the X-ray diffraction pattern of the plate-like material having a surface reduction rate of 96%, only the diffraction peak of the body-centered cubic lattice is detected as shown in FIG. 2, and the structure has a martensite amount of 100%. I understand.
In addition, the amount of martensite of the plate material subjected to cold rolling with a reduction in area of 60% to 96% was 100%. In addition, as the area reduction rate of cold rolling is larger, each crystal grain has a stretched structure that is finely stretched, which affects the magnetic properties obtained by the heat treatment that later generates reverse transformed austenite. became. This result will be described later.
From this, in the manufacturing method of a present Example, it was confirmed that the reverse transformation austenite has hardly arisen in the middle process until cold rolling is completed.

冷間圧延によって伸展状のマルテンサイト組織が100%となった各板状素材から、幅8mm×長さ90mmの短冊状試験片と幅10mm×長さ15mmの試験片を切り出し、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理として、Ar雰囲気炉中で425〜650℃の範囲で1時間保持後、空冷する熱処理を行い、半硬質磁性材料とした。
熱処理後のオーステナイト量をエックス線回折により測定し、冷間圧延後と熱処理後の硬さをビッカース硬度計を用いて荷重0.1kgの条件で測定した。また、冷間圧延後と熱処理後の直流B−H曲線を直流磁束計により最大印加磁場8000A/mの条件で測定した。このB−H曲線より、磁場8000A/mでの磁束密度B8000(T)、残留磁束密度B(T)、角型比B/B8000、保磁力H(A/m)を決定した。
From each plate-like material whose stretched martensite structure becomes 100% by cold rolling, a strip-shaped test piece of width 8 mm × length 90 mm and a test piece of width 10 mm × length 15 mm are cut out and reverse transformed austenite is obtained. As a heat treatment to be generated, a semi-hard magnetic material was obtained by performing a heat treatment by air cooling after holding in an Ar atmosphere furnace in a range of 425 to 650 ° C. for 1 hour.
The amount of austenite after heat treatment was measured by X-ray diffraction, and the hardness after cold rolling and after heat treatment was measured using a Vickers hardness meter under a load of 0.1 kg. Moreover, the direct current BH curve after the cold rolling and after the heat treatment was measured with a direct current magnetometer at a maximum applied magnetic field of 8000 A / m. From this BH curve, magnetic flux density B 8000 (T), residual magnetic flux density B r (T), squareness ratio B r / B 8000 and coercive force H c (A / m) at a magnetic field of 8000 A / m are determined. did.

逆変態オーステナイトを生成させる熱処理後のエックス線回折図形の例として、減面率96%の板状素材を500℃で1時間保持後、空冷する熱処理を行った材料のエックス線回折図形を図3に示す。体心立方格子のマルテンサイトと面心立方格子のオーステナイトが検出されており、マルテンサイトと逆変態オーステナイトの組織になっていることが分かる。   As an example of an X-ray diffraction pattern after heat treatment for generating reverse transformed austenite, FIG. 3 shows an X-ray diffraction pattern of a material that has been subjected to a heat treatment that is air-cooled after holding a plate-like material with a surface reduction rate of 96% at 500 ° C. for 1 hour. . Martensite with a body-centered cubic lattice and austenite with a face-centered cubic lattice are detected, indicating that the structure is martensite and reverse transformed austenite.

冷間圧延の減面率を変化させた各板状素材について、オーステナイト量に及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を図4に示す。
何れの減面率の板状素材においても、オーステナイトを生成させる熱処理温度が400〜570℃の本発明の範囲では、熱処理温度の高温化とともにオーステナイト量が増加している。そして、オーステナイト量は、575℃で最大となった後には高温化とともに低下している。これは、575℃を超える温度では再結晶が始まるために、加熱中に生成したオーステナイトが不安定になるためと考えている。
また、本発明でより望ましい範囲とした470〜530℃の範囲では、オーステナイト量が30.0%未満となっていることが分かる。
FIG. 4 shows the influence of the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite on the amount of austenite for each plate-like material having a reduced area reduction ratio in cold rolling.
In any plate-shaped material with any reduction in area, the amount of austenite increases as the heat treatment temperature increases in the range of the present invention where the heat treatment temperature for generating austenite is 400 to 570 ° C. And after the austenite amount becomes maximum at 575 ° C., it decreases with increasing temperature. This is thought to be because austenite generated during heating becomes unstable because recrystallization starts at a temperature exceeding 575 ° C.
Moreover, in the range of 470-530 degreeC made into the more desirable range by this invention, it turns out that the amount of austenite is less than 30.0%.

一方、図5は、冷間圧延の減面率を変化させた各板状素材について、ビッカース硬さに及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す。
何れの減面率の板状素材においても、ビッカース硬さは、オーステナイトを生成させる熱処理温度に対して逆V字型の挙動を示して変化しており、熱処理温度が400〜570℃の範囲では、冷間圧延ままの状態より高い硬度を示している。
このことから、この400〜570℃での熱処理後には、金属間化合物が析出していることが分かる。更に、本発明のより望ましい範囲とした470〜530℃で熱処理後には、400Hv以上の硬さが得られており、金属間化合物が特に微細に析出していることが分かる。
On the other hand, FIG. 5 shows the influence of the heat treatment temperature for generating reverse-transformed austenite on the Vickers hardness for each plate-like material in which the reduction in cold rolling is changed.
In any plate-shaped material with any reduction in area, the Vickers hardness changes in an inverted V-shaped manner with respect to the heat treatment temperature for generating austenite, and the heat treatment temperature is in the range of 400 to 570 ° C. The hardness is higher than that in the cold rolled state.
From this, it can be seen that the intermetallic compound is precipitated after the heat treatment at 400 to 570 ° C. Furthermore, after heat treatment at 470-530 ° C., which is a more desirable range of the present invention, a hardness of 400 Hv or more is obtained, and it can be seen that intermetallic compounds are particularly finely precipitated.

図6は、各減面率の半硬質磁性材料素材に対して逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を施した後の残留磁束密度B(T)、角型比B/B8000、保磁力H(A/m)に及ぼす熱処理温度の影響を示す。
425〜500℃の範囲で熱処理後の残留磁束密度Bは、冷間圧延後の状態より高い値を示し、500℃を超える温度範囲では、一旦低下した後、575℃を超える温度で再び増加している。
角型比B/B8000も、残留磁束密度Bとよく似た傾向を示し、425〜525℃の範囲では、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の高温化とともに増加するが、525℃で最大値を示した後に一旦低下し、575℃を超える温度で再び増加している。また、保磁力は、総じて逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の上昇とともに増加しているが、オーステナイト量が最大となる575℃付近では、一旦、低下している。
図6から、本発明で規定する400〜570℃の範囲での逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を行った場合には、1000〜5600A/mの保磁力を持つ半硬質磁性材料が得られている。更に、本発明でより望ましい範囲とする470〜530℃で逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を行った場合には、本発明で望ましい範囲とした0.70以上の高い角型比(Br/B8000)も併せて得られることが分かる。
FIG. 6 shows the residual magnetic flux density B r (T), the squareness ratio B r / B 8000 , the coercive force H after the heat treatment for generating reverse transformed austenite for the semi-hard magnetic material of each area reduction rate. c shows the effect of heat treatment temperature on (A / m).
Remanence B r after the heat treatment in the range of 425-500 ° C. showed higher values than state after cold rolling, in the temperature range exceeding 500 ° C., after lowering once again increases at temperatures above 575 ° C. is doing.
The squareness ratio B r / B 8000 also shows a tendency similar to the residual magnetic flux density B r, and increases in the range of 425 to 525 ° C. as the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite increases, but at 525 ° C. After reaching the maximum value, it decreases once and increases again at a temperature exceeding 575 ° C. Further, the coercive force generally increases with an increase in the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite, but once decreases at around 575 ° C. where the amount of austenite is maximum.
From FIG. 6, when the heat processing which produces | generates a reverse transformation austenite in the range of 400-570 degreeC prescribed | regulated by this invention is performed, the semi-hard magnetic material with a coercive force of 1000-5600 A / m is obtained. . Furthermore, when heat treatment for generating reverse transformed austenite at 470 to 530 ° C., which is a more desirable range in the present invention, is performed, a high squareness ratio (Br / B 8000 ) of 0.70 or more, which is a desirable range in the present invention. ) Is also obtained.

図7は、減面率96%の半硬質磁性材料素材に対して、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を施した際の逆変態オーステナイト量(%)、ビッカース硬さHv0.1、残留磁束密度Br(T)、角型比Br/B8000、保磁力Hc(A/m)に及ぼす熱処理温度の影響を一覧にして示す。
熱処理温度の変化に伴う保磁力Hcの挙動は、逆変態オーステナイト量の挙動とよく似ており、逆変態オーステナイト量を調節することにより保磁力を制御できることが分かる。また、500℃以上の熱処理温度では、残留磁束密度Brと角型比Br/B8000の挙動は、逆変態オーステナイト量と裏返しの関係になっていることから、逆変態オーステナイト量の調節は、BrやBr/B8000の制御にも有効であることが分かる。
但し、逆変態オーステナイト量の少ない500℃未満の熱処理温度域においては、BrとBr/B8000の挙動は、ビッカース硬さHv0.1の挙動とよく似ており、この熱処理温度域においてBrとBr/B8000は高い値を示している。
このことから、BrとBr/B8000を高めるためには、金属間化合物を微細析出させる必要があることが分かる。このように、本発明の半硬質磁性材料の保磁力と逆変態オーステナイト量には密接な関係があり、更に高いBrやBr/B8000と金属間化合物の析出状態にも密接な関係がある。
FIG. 7 shows the amount of reverse transformed austenite (%), Vickers hardness Hv0.1, residual magnetic flux density Br when a heat treatment for generating reverse transformed austenite is performed on a semi-hard magnetic material having a surface reduction ratio of 96%. The effects of the heat treatment temperature on (T), the squareness ratio Br / B 8000 and the coercive force Hc (A / m) are listed.
It can be seen that the behavior of the coercive force Hc accompanying the change in the heat treatment temperature is very similar to the behavior of the amount of reverse transformed austenite, and the coercive force can be controlled by adjusting the amount of reverse transformed austenite. Further, at a heat treatment temperature of 500 ° C. or higher, the behavior of the residual magnetic flux density Br and the squareness ratio Br / B 8000 has a reverse relationship with the reverse transformation austenite amount. It can also be seen that it is effective for controlling Br and B / B 8000 .
However, the behavior of Br and Br / B 8000 is very similar to the behavior of Vickers hardness Hv0.1 in the heat treatment temperature range of less than 500 ° C. with a small amount of reverse transformed austenite, and in this heat treatment temperature range, Br and Br / B 8000 indicates a high value.
This shows that in order to increase Br and Br / B 8000 , it is necessary to finely precipitate an intermetallic compound. Thus, there is a close relationship between the coercive force and the amount of reverse transformed austenite of the semi-hard magnetic material of the present invention, and there is also a close relationship with the higher precipitation state of Br or Br / B 8000 and intermetallic compounds.

図6において、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の変化に伴う磁気特性の変化は、いずれの減面率を施した場合にも、よく似た挙動を示しているが、Br,Br/B8000,Hcの各特性値は減面率により異なっており、磁気特性が減面率依存性を持つことを示唆している。
そこで、冷間圧延後に500℃で1h保持後、空冷する熱処理を施した場合と、冷間圧延ままの状態でのBr,Br/B8000,Hcの各特性値に及ぼす減面率の影響を図8に示す。冷間圧延ままの状態では(図中○)、減面率が変化しても、各特性値の変化は顕著でないが、500℃での熱処理後には(図中●)、減面率の増加とともにBr,Br/B8000,Hcの各特性値は上昇している。
また、各特性値の上昇は、減面率を90%以上とした場合に特に顕著であることが分かる。このことから、冷間圧延率の減面率を高めることによって、熱処理後に1000〜5600A/mの保磁力Hcと、好ましい範囲とした0.70以上の高角型比Br/B8000が得られ、半硬質磁性材料の磁気特性に良好な結果をもたらすことが分かる。
In FIG. 6, the change in the magnetic characteristics accompanying the change in the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite shows a similar behavior when any of the area reduction ratios is applied, but Br, Br / B 8000 , Hc have different characteristic values depending on the area reduction rate, suggesting that the magnetic characteristics are dependent on the area reduction rate.
Therefore, the effect of the area reduction ratio on the respective characteristic values of Br, Br / B 8000 , and Hc in the case where the heat treatment is performed by air cooling after holding at 500 ° C. for 1 h after cold rolling. As shown in FIG. In the state of cold rolling (○ in the figure), even if the area reduction rate changes, the change of each characteristic value is not significant, but after heat treatment at 500 ℃ (● in the figure), the area reduction rate increases. At the same time, the characteristic values of Br, Br / B 8000 and Hc are increasing.
In addition, it can be seen that the increase in each characteristic value is particularly remarkable when the area reduction rate is 90% or more. From this, by increasing the reduction ratio of the cold rolling rate, a coercive force Hc of 1000 to 5600 A / m after heat treatment and a high squareness ratio Br / B 8000 of 0.70 or more, which is a preferable range, are obtained. It can be seen that the semi-rigid magnetic material has good results on the magnetic properties.

図8の結果を材料組織の面から解釈するため、冷間圧延後に500℃で1h保持後、空冷する熱処理を施した場合と、冷間圧延ままの状態でのビッカース硬さHv0.1と逆変態オーステナイト量(%)に及ぼす減面率の影響を図9に示す。
硬さは、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理後、冷間圧延後のいずれの状態においても減面率の増加とともに上昇しているが、減面率60%の場合には冷間圧延後(336Hv)と熱処理後(417Hv)の硬さの差が81Hvであるのに対し、減面率96%の場合には冷間圧延後(378Hv)と熱処理後(484Hv)の硬さの差が106Hvにまで広がっている。
また、冷間圧延後のオーステナイト量は、先述したように、いずれの減面率の材料においても0%であるが、熱処理後の逆変態オーステナイトの生成量は減面率60%の場合で1.2%、減面率96%の場合で6.3%と減面率とともに増加している。
このように逆変態オーステナイトを生成させる熱処理後の硬さと逆変態オーステナイト量に減面率依存性がある要因は、減面率の増加により金属間化合物の時効析出サイトと、マルテンサイトからオーステナイトへの逆変態の駆動力が増加するためと考えられる。そして、これらの金属間化合物の時効析出サイトと、マルテンサイトからオーステナイトへの逆変態の駆動力の増加が、図8に示した減面率の変化に伴う磁気特性変化の要因であると考えている。
In order to interpret the results of FIG. 8 from the viewpoint of the material structure, after cold rolling, holding at 500 ° C. for 1 h, and then performing air-cooling heat treatment, reverse to Vickers hardness Hv0.1 in the cold-rolled state FIG. 9 shows the influence of the area reduction ratio on the amount of transformed austenite (%).
The hardness increases with an increase in the area reduction in any state after the heat treatment for generating reverse transformed austenite and after the cold rolling, but after the cold rolling (336 Hv) in the case of an area reduction of 60%. ) And after heat treatment (417 Hv), the difference in hardness is 81 Hv, whereas in the case of a surface reduction of 96%, the difference in hardness after cold rolling (378 Hv) and after heat treatment (484 Hv) is 106 Hv. Has spread.
Further, as described above, the amount of austenite after cold rolling is 0% in any area reduction material, but the amount of reverse transformed austenite generated after heat treatment is 1 when the area reduction rate is 60%. In the case of 0.2% and a reduction in area of 96%, it increased with the reduction in area to 6.3%.
As described above, the factors that depend on the area reduction rate in the post-heat treatment hardness and the amount of reverse transformation austenite that generate reverse transformed austenite are the aging precipitation sites of intermetallic compounds and the change from martensite to austenite due to the increase in the area reduction rate. This is probably because the driving force for reverse transformation increases. Then, the aging precipitation sites of these intermetallic compounds and the increase in the driving force of the reverse transformation from martensite to austenite are considered to be the causes of the change in magnetic properties accompanying the change in the area reduction ratio shown in FIG. Yes.

実施例1の結果を基に、以下の製造工程での半硬質磁性材料の工業的試作を実施した。
工業規模の量産用設備を用いて真空溶解後、1100℃での熱間鍛造工程を行い、半硬質磁性材料素材を得た。この半硬質磁性材料素材に1100℃での熱間圧延を行い2.5mm厚さに仕上げた後、真空熱処理炉での熱処理を施した。なお、半硬質磁性材料素材の化学組成は表1に示すものと同じである。
熱処理条件としては、830℃まで昇温後、1時間保持し、Nガスにより急冷した。この時の熱間圧延後のマルテンサイト量は98.8%、熱処理後のマルテンサイト量は99.0%であった。なお、マルテンサイト量の測定方法は、上述したエックス線積分強度比によりマルテンサイト量を測定し、熱間圧延後及び熱処理後の金属組織は、何れも再結晶組織であった。
この熱処理した板状素材に対し、減面率60%の冷間圧延を施して板厚1mmとした後、中間熱処理(連続炉熱処理)として、板状素材の温度が約900℃となるように調整された加熱炉の中を通板させて、板状素材を軟化させた。中間熱処理後の板状素材に対し、減面率95%の冷間圧延(以下、最終冷間圧延と記す)を施して、板厚0.05mmの板状素材を得た。
中間熱処理後、及び最終冷間圧延後の板状素材のエックス線回折図形を調べたところ、いずれもマルテンサイトが100%となっていた。
それ故、この実施例2の製造工程においても、途中過程で逆変態オーステナイトは生成していない。また、中間熱処理後と最終冷間圧延後の組織を観察したところ、中間熱処理後には再結晶組織となっていたが、その後の圧下率95%の最終冷間圧延により、伸展状の組織となっていることを確認した。
Based on the results of Example 1, an industrial trial production of a semi-hard magnetic material was performed in the following manufacturing process.
After melting in vacuum using an industrial scale mass production facility, a hot forging process at 1100 ° C. was performed to obtain a semi-rigid magnetic material material. This semi-hard magnetic material was hot-rolled at 1100 ° C. to a thickness of 2.5 mm, and then heat-treated in a vacuum heat treatment furnace. The chemical composition of the semi-hard magnetic material is the same as that shown in Table 1.
As heat treatment conditions, the temperature was raised to 830 ° C., held for 1 hour, and rapidly cooled with N 2 gas. At this time, the amount of martensite after hot rolling was 98.8%, and the amount of martensite after heat treatment was 99.0%. In addition, the measuring method of the amount of martensite measured the amount of martensite by the above-mentioned X-ray integral intensity ratio, and the metal structures after hot rolling and after heat treatment were both recrystallized structures.
The heat-treated plate material is subjected to cold rolling with a surface reduction ratio of 60% to a plate thickness of 1 mm, and then the temperature of the plate material is about 900 ° C. as an intermediate heat treatment (continuous furnace heat treatment). The plate material was softened by passing it through the adjusted heating furnace. The plate-like material after the intermediate heat treatment was subjected to cold rolling with a reduction in area of 95% (hereinafter referred to as final cold rolling) to obtain a plate-like material having a thickness of 0.05 mm.
When the X-ray diffraction pattern of the plate-like material after the intermediate heat treatment and after the final cold rolling was examined, martensite was 100% in all cases.
Therefore, in the production process of Example 2, reverse transformed austenite is not generated in the middle of the process. Moreover, when the structure after the intermediate heat treatment and after the final cold rolling was observed, it was a recrystallized structure after the intermediate heat treatment, but after that, the final cold rolling with a reduction ratio of 95% became an extended structure. Confirmed that.

また、この板厚0.05mmの板状素材より、実施例1と同様の試験片を切り出し、475〜525℃に保持した実験用の小型Ar雰囲気炉中で1時間保持する逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を行って半硬質磁性材料を作製した後に、オーステナイト量と磁気特性を評価した。更に、板厚0.05mmの板状素材をコイル状に巻いた状態で、量産用の大型熱処理炉に挿入し、508℃に保持したAr雰囲気中で1時間保持する逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を行って半硬質磁性材料を作製した後に、オーステナイト量と磁気特性を評価した。
逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度とオーステナイト量(%)、磁束密度B8000(T)、残留磁束密度B(T)、角型比B/B8000、保磁力H(A/m)の値を一覧にして表2に示す。また、半硬質磁性材料のB−H曲線の例として、量産用の大型熱処理炉において508℃で1時間熱処理後のB−H曲線を図10に示す。
Further, from this plate-like material having a thickness of 0.05 mm, a test piece similar to that of Example 1 was cut out to produce reverse transformed austenite that was held for 1 hour in a small experimental Ar atmosphere furnace maintained at 475 to 525 ° C. After producing a semi-hard magnetic material by heat treatment, the amount of austenite and magnetic properties were evaluated. Furthermore, a heat treatment that generates reverse transformed austenite that is held in an Ar atmosphere maintained at 508 ° C. for 1 hour while being inserted into a large-scale heat treatment furnace for mass production in a state where a plate-like material having a thickness of 0.05 mm is wound in a coil shape After producing a semi-hard magnetic material, the amount of austenite and magnetic properties were evaluated.
Heat treatment temperature and austenite amount (%) for generating reverse transformed austenite, magnetic flux density B 8000 (T), residual magnetic flux density B r (T), squareness ratio B r / B 8000 , coercive force H c (A / m) Table 2 shows a list of values. As an example of the BH curve of the semi-hard magnetic material, FIG. 10 shows a BH curve after heat treatment at 508 ° C. for 1 hour in a large-scale heat treatment furnace for mass production.

表2から、本発明の製造方法で作製した半硬質磁性材料では、オーステナイト量が望ましい範囲である1.0〜30.0%未満の範囲内となり、1000〜5600A/mの範囲の保磁力が得られている。更に、ビッカース硬さも望ましい範囲である400Hv以上となり、1.16T以上の高い残留磁束密度と0.797以上の高い角型比が得られることが分かる。
また、図10に示したB−H曲線からも、本発明の半硬質磁性材料における角型比の高さが分かる。
From Table 2, in the semi-hard magnetic material produced by the production method of the present invention, the amount of austenite falls within the desired range of 1.0 to less than 30.0%, and the coercive force in the range of 1000 to 5600 A / m. Has been obtained. Furthermore, it can be seen that the Vickers hardness is 400 Hv or more, which is a desirable range, and a high residual magnetic flux density of 1.16 T or more and a high squareness ratio of 0.797 or more can be obtained.
Moreover, the height of the squareness ratio in the semi-hard magnetic material of the present invention can also be seen from the BH curve shown in FIG.

実施例1の結果を基に、以下の製造工程での半硬質磁性材料の工業的試作を実施した。
工業規模の量産用設備を用いて真空溶解後、1100℃での熱間鍛造工程を行い、半硬質磁性材料素材を得た。この半硬質磁性材料素材に1100℃での熱間圧延を行い2.5mm厚さに仕上げた。なお、半硬質磁性材料素材の化学組成は表1に示すものと同じである。
次に、工程短縮のため、熱化処理を行わずに、そのまま圧下率98%の冷間圧延を施し、板厚0.05mmの板状素材を得た。この板状素材においても、マルテンサイトが100%で、かつ伸展状の組織となっていることを確認した。
実施例1、2と同様に、この板状素材から試験片を切り出し、475〜525℃の範囲で逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を行って評価に供した。
逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度とオーステナイト量(%)、磁束密度B8000(T)、残留磁束密度B(T)、角型比B/B8000、保磁力H(A/m)の値を一覧にして表3に示す。
Based on the results of Example 1, an industrial trial production of a semi-hard magnetic material was performed in the following manufacturing process.
After melting in vacuum using an industrial scale mass production facility, a hot forging process at 1100 ° C. was performed to obtain a semi-rigid magnetic material material. This semi-hard magnetic material was hot rolled at 1100 ° C. to a thickness of 2.5 mm. The chemical composition of the semi-hard magnetic material is the same as that shown in Table 1.
Next, in order to shorten the process, without performing heat treatment, cold rolling with a reduction rate of 98% was performed as it was to obtain a plate-like material having a plate thickness of 0.05 mm. Also in this plate-like material, it was confirmed that the martensite was 100% and had a stretched structure.
In the same manner as in Examples 1 and 2, a test piece was cut out from this plate-shaped material and subjected to a heat treatment for generating reverse transformed austenite in the range of 475 to 525 ° C. for evaluation.
Heat treatment temperature and austenite amount (%) for generating reverse transformed austenite, magnetic flux density B 8000 (T), residual magnetic flux density B r (T), squareness ratio B r / B 8000 , coercive force H c (A / m) Table 3 shows a list of values.

表3から、実施例3の製造方法においても、オーステナイト量が望ましい範囲である1.0〜30.0%未満の範囲内となり、1000〜5600A/mの範囲の保磁力が得られている。更に、1.38T以上の高い残留磁束密度と0.775以上の高い角型比が得られている。   From Table 3, also in the manufacturing method of Example 3, the amount of austenite falls within the desired range of 1.0 to less than 30.0%, and a coercive force in the range of 1000 to 5600 A / m is obtained. Furthermore, a high residual magnetic flux density of 1.38 T or more and a high squareness ratio of 0.775 or more are obtained.

本実施例1〜3の製造方法で作製した半硬質磁性材料では、製造途中過程で意図的に逆変態オーステナイトを生成する工程や、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理後の冷間圧延によって逆変態オーステナイトの形態を制御する工程を含まなくても、冷間圧延後の逆変態オーステナイトを生成させる熱処理工程でオーステナイト量を調整することにより、所望の磁気特性を持った半硬質磁性材料が得られることが分かる。
すなわち、本実施例1〜3により、半硬質磁性材料の製造工程を簡素化できることを実証できた。
In the semi-rigid magnetic material produced by the production methods of Examples 1 to 3, reverse transformed austenite is produced by a process of intentionally producing reverse transformed austenite during the course of production, or by cold rolling after heat treatment for producing reverse transformed austenite. Even if it does not include the step of controlling the form of the semi-rigid magnetic material having the desired magnetic properties can be obtained by adjusting the amount of austenite in the heat treatment step of generating reverse transformed austenite after cold rolling. I understand.
That is, it has been proved that the manufacturing steps of the semi-hard magnetic material can be simplified by Examples 1-3.

実施例2で作製した最終冷間圧延での減面率95%、板厚0.05mmの半硬質磁性材料素材から試験片を切り出し、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理時の保持時間の影響を調べる実験を行った。
逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度を490℃または500℃に固定し、保持時間を5〜60分の範囲で変動させた場合のビッカース硬さとオーステナイト量の変化を図11に示す。
490℃、500℃のいずれの熱処理温度でも、保持時間の増加とともにビッカース硬さとオーステナイト量は増加している。また、保持時間の増加に伴う磁気特性の変化を図12に示す。
保持時間の増加とともに、Br,Br/B8000,Hcの各特性値は増加しており、本発明の製造方法で望ましい範囲とした10分以上の保持により、BrとBr/B8000は、特に高い値となっている。更に、より望ましい範囲とした30分以上の保持により、Hcは1000A/m以上となることが分かる。このように、最終工程となる逆変態オーステナイトを生成させる熱処理には10分以上、より望ましくは30分以上の保持をすると良いことから、バッチ炉による熱処理が適している。
A test piece was cut out from a semi-hard magnetic material having a surface reduction ratio of 95% and a thickness of 0.05 mm in the final cold rolling produced in Example 2, and the influence of the holding time during heat treatment for generating reverse transformed austenite was examined. The experiment was conducted.
FIG. 11 shows changes in Vickers hardness and austenite amount when the heat treatment temperature for generating reverse transformed austenite is fixed at 490 ° C. or 500 ° C. and the holding time is varied in the range of 5 to 60 minutes.
At any heat treatment temperature of 490 ° C. and 500 ° C., the Vickers hardness and the amount of austenite increase as the holding time increases. In addition, FIG. 12 shows changes in magnetic characteristics with increasing holding time.
As the retention time increases, the characteristic values of Br, Br / B 8000 , and Hc increase, and Br and Br / B 8000 are particularly characterized by holding for 10 minutes or more, which is a desirable range in the production method of the present invention. High value. Furthermore, it can be seen that Hc becomes 1000 A / m or more by holding for 30 minutes or more in a more desirable range. Thus, the heat treatment for generating reverse transformed austenite, which is the final step, is preferably performed for 10 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, and thus heat treatment using a batch furnace is suitable.

表1に記した化学組成の周辺組成の半硬質磁性材料におけるオーステナイト量、硬さと磁気特性を調べるため、Ni量とMo量を変動させた11種類の半硬質磁性材料素材を真空溶解により各10kgずつ作製した。作製した各半硬質磁性材料素材の化学組成を表4のNo.2〜12に示す。
これらは、いずれも本発明の範囲内の化学組成である。これらを1100℃に加熱して熱間鍛造して20mm×60mm×600mm程度の鍛造材を得た後、各鍛造材を1100℃に加熱して熱間圧延し、厚さ2.5mmの熱延材を得た。この熱延材の酸化スケールを除去した後、830℃に保持したAr雰囲気中で1時間保持後、空冷する熱処理を行った。この熱処理後に減面率96%の冷間圧延を行って、板厚0.1mmの板状の半硬質磁性材料素材とした。
In order to investigate the amount of austenite, hardness, and magnetic properties of the semi-hard magnetic material having the peripheral composition of the chemical composition shown in Table 1, 11 kinds of semi-hard magnetic material materials with varying amounts of Ni and Mo were vacuum-dissolved to 10 kg each. Each was made. The chemical composition of each semi-rigid magnetic material produced is shown in Table 4. 2-12.
These are all chemical compositions within the scope of the present invention. These were heated to 1100 ° C. and hot forged to obtain a forged material of about 20 mm × 60 mm × 600 mm, then each forged material was heated to 1100 ° C. and hot rolled, and hot rolled with a thickness of 2.5 mm. I got the material. After removing the oxide scale of the hot-rolled material, it was kept in an Ar atmosphere kept at 830 ° C. for 1 hour, and then heat-treated by air cooling. After this heat treatment, cold rolling with a reduction in area of 96% was performed to obtain a plate-like semi-hard magnetic material material having a plate thickness of 0.1 mm.

実施例1と同様に、各半硬質磁性材料素材より、幅8mm×長さ90mmの短冊状試験片を切り出し、逆変態オーステナイトを生成させる熱処理として、Ar雰囲気炉中で425〜650℃の範囲で1時間保持後、空冷する熱処理を行った。この熱処理により、各半硬質磁性材料素材は、半硬質磁性材料となる。
冷間圧延後と熱処理後の直流B−H曲線を直流磁束計により最大印加磁場8000A/mの条件で測定した。このB−H曲線より、磁場8000A/mでの磁束密度B8000(T)、残留磁束密度B(T)、角型比B/B8000、保磁力H(A/m)を決定した。また、磁性測定後の一部の試験片から幅8mm×長さ15mm程度の試料を切り出し、エックス線回折によるオーステナイト量測定とビッカース硬さ測定に供した。
As in Example 1, a strip-shaped test piece having a width of 8 mm and a length of 90 mm is cut out from each semi-hard magnetic material, and heat treatment for generating reverse transformed austenite is performed in an Ar atmosphere furnace in a range of 425 to 650 ° C. After holding for 1 hour, heat treatment for air cooling was performed. By this heat treatment, each semi-hard magnetic material becomes a semi-hard magnetic material.
The DC BH curves after cold rolling and after heat treatment were measured with a DC magnetometer under the maximum applied magnetic field of 8000 A / m. From this BH curve, magnetic flux density B 8000 (T), residual magnetic flux density B r (T), squareness ratio B r / B 8000 and coercive force H c (A / m) at a magnetic field of 8000 A / m are determined. did. Further, a sample having a width of about 8 mm and a length of about 15 mm was cut out from a part of the test pieces after the magnetic measurement, and subjected to an austenite amount measurement by X-ray diffraction and a Vickers hardness measurement.

半硬質磁性材料素材No.2、3、7、9と表1の半硬質磁性材料素材No.1に逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を施した際のオーステナイト量に及ぼす熱処理温度の影響を図13に示す。
No.2、3、7、9においても、No.1と同様に熱処理温度の高温化とともにオーステナイト量は増加し、No.3とNo.9においては550℃でオーステナイト量の最大値を示している。生成するオーステナイト量は、化学組成の違いによって変動しているが、いずれの半硬質磁性材料素材とも、本発明の400〜570℃のいずれかの温度で熱処理した後にはオーステナイトが生成しており、本発明でより望ましい範囲とした470〜530℃で熱処理後には、そのオーステナイト量は30.0%未満となることが分かる。
Semi-hard magnetic material material No. 2, 3, 7, 9 and the semi-rigid magnetic material material No. FIG. 13 shows the influence of the heat treatment temperature on the amount of austenite when heat treatment for generating reverse transformed austenite is performed on 1. FIG.
No. 2, 3, 7, and 9 As in the case of No. 1, the amount of austenite increases with increasing heat treatment temperature. 3 and no. 9 shows the maximum austenite amount at 550 ° C. Although the amount of austenite to be generated varies depending on the difference in chemical composition, austenite is generated after heat treatment at any temperature of 400 to 570 ° C. of the present invention for any semi-hard magnetic material material, It can be seen that the amount of austenite is less than 30.0% after heat treatment at 470 to 530 ° C., which is a more desirable range in the present invention.

また、半硬質磁性材料素材No.2、3、7、9と表1の半硬質磁性材料素材No.1に逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を施した際の硬さに及ぼす熱処理温度の影響を図14に示す。
いずれの半硬質磁性材料素材とも、本発明の400〜570℃のいずれかの温度で熱処理した後には、冷間圧延ままの状態より高い硬度を示しており、金属間化合物の微細析出による硬化現象が起きている。特に、Mo量をそれぞれ4.14%、4.04%、5.95%としたNo.1、2、7では、本発明で望ましいとする400Hv以上の高硬度が得られている。
Also, semi-hard magnetic material material No. 2, 3, 7, 9 and the semi-rigid magnetic material material No. FIG. 14 shows the influence of the heat treatment temperature on the hardness when heat treatment for generating reverse transformed austenite is performed on No. 1.
Any semi-rigid magnetic material has a hardness higher than that in the cold-rolled state after heat treatment at any temperature of 400 to 570 ° C. of the present invention, and a hardening phenomenon due to fine precipitation of intermetallic compounds. Is happening. In particular, No. 1 with Mo amounts of 4.14%, 4.04%, and 5.95%, respectively. In Nos. 1, 2, and 7, a high hardness of 400 Hv or higher, which is desirable in the present invention, is obtained.

次に、半硬質磁性材料素材No.2〜12に対して逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を施した際の磁気特性(Br,Br/B8000,Hc)に及ぼす熱処理温度の影響を図15〜17に示す。
図15は、Mo量を約4%に固定し、Ni量を12.52〜20.19%の範囲で変動させた半硬質磁性材料素材No.2、5、8、11の磁気特性に及ぼす熱処理温度の影響を示す。
BrとBr/B8000は、熱処理温度の高温化とともに上昇した後、500〜575℃の範囲で一旦低下した後に再び上昇している。また、Hcは、総じて熱処理温度の高温化とともに上昇する傾向にある。Br,Br/B8000,Hcの各特性値は、Ni量により異なっているが、この要因は、逆変態オーステナイトの安定度の違いによると思われる。すなわち、高Ni量の半硬質磁性材料素材ほど、マルテンサイトからの逆変態で生じたオーステナイトが安定であるため、室温で多量のオーステナイトが残存する結果、Br,とBr/B8000は減少し、逆にHcは上昇すると思われる。
熱処理温度と磁気特性の関係に着目すると、本発明の400〜570℃のいずれかの温度で熱処理した後には、1000〜5600A/mの保磁力と、望ましい範囲とした0.70以上のBr/B8000が得られている。更に、より望ましい範囲とした470〜530℃で熱処理後には0.70以上のBr/B8000が、より確実に得られていることが分かる。
Next, semi-hard magnetic material material No. FIGS. 15 to 17 show the influence of the heat treatment temperature on the magnetic properties (Br, Br / B 8000 , Hc) when heat treatment for generating reverse transformed austenite is performed on 2 to 12. FIG.
15 shows a semi-rigid magnetic material No. in which the Mo amount is fixed to about 4% and the Ni amount is varied in the range of 12.52 to 20.19%. The influence of the heat treatment temperature on the magnetic properties of 2, 5, 8, and 11 is shown.
Br and Br / B 8000 increased with increasing heat treatment temperature, then once decreased in the range of 500 to 575 ° C. and then increased again. Further, Hc generally tends to increase with increasing heat treatment temperature. Each characteristic value of Br, Br / B 8000 , and Hc varies depending on the amount of Ni, but this factor is considered to be due to a difference in stability of reverse transformed austenite. That is, as the semi-hard magnetic material material of a high amount of Ni, since the austenite generated by reverse transformation from martensite is stable, as a result of a large amount of austenite remains at room temperature, Br, and Br / B 8000 is reduced, Conversely, Hc appears to rise.
Focusing on the relationship between the heat treatment temperature and the magnetic properties, after heat treatment at any temperature of 400 to 570 ° C. of the present invention, a coercive force of 1000 to 5600 A / m and a Br / B 8000 is obtained. Further, it can be seen that Br / B 8000 of 0.70 or more is more reliably obtained after heat treatment at 470 to 530 ° C., which is a more desirable range.

同様に、図16は、Ni量を約15%に固定し、Mo量を2.03〜5.95%の範囲で変動させた半硬質磁性材料素材No.3〜7の磁気特性に及ぼす熱処理温度の影響を示す。
Br,Br/B8000,Hcの各特性の熱処理温度依存性は、図15とよく似た傾向を示している。また、各特性値の値は、Mo量により異なっており、Mo量が多くなる程、Brは低く、逆にHcは高くなっている。
熱処理温度と磁気特性の関係に着目すると、本発明の400〜570℃のいずれかの温度で熱処理した後には、1000〜5600A/mの保磁力と、望ましい範囲とした0.70以上のBr/B8000が得られている。更に、より望ましい範囲とした470〜530℃で熱処理後には0.70以上のBr/B8000が、より確実に得られていることが分かる。
Similarly, FIG. 16 shows a semi-rigid magnetic material No. in which the Ni amount is fixed to about 15% and the Mo amount is varied in the range of 2.03 to 5.95%. The influence of the heat processing temperature on the magnetic characteristics of 3-7 is shown.
The heat treatment temperature dependence of the properties of Br, Br / B 8000 , and Hc shows a tendency similar to that shown in FIG. The value of each characteristic value varies depending on the amount of Mo. As the amount of Mo increases, Br decreases and Hc increases.
Focusing on the relationship between the heat treatment temperature and the magnetic properties, after heat treatment at any temperature of 400 to 570 ° C. of the present invention, a coercive force of 1000 to 5600 A / m and a Br / B 8000 is obtained. Further, it can be seen that Br / B 8000 of 0.70 or more is more reliably obtained after heat treatment at 470 to 530 ° C., which is a more desirable range.

更に、図17は、Ni量を約20%に固定し、Mo量を2.10〜5.08%の範囲で変動させた半硬質磁性材料素材No.9〜12の磁気特性に及ぼす熱処理温度の影響を示す。
Br,Br/B8000,Hcの各特性の熱処理温度依存性は、図15〜16とよく似た傾向を示している。
熱処理温度と磁気特性の関係に着目すると、本発明の400〜570℃のいずれかの温度で熱処理した後には、1000〜5600A/mの保磁力と、望ましい範囲とした0.70以上のBr/B8000が得られている。更に、より望ましい範囲とした470〜530℃で熱処理後には0.70以上のBr/B8000が、より確実に得られていることが分かる。
以上の実施例から、半硬質磁性材料素材の化学組成を本発明の範囲内とし、更に本発明で規定する方法で製造した本発明の半硬質磁性材料では、1000〜5600A/mの保磁力と、0.70以上の高い角型比(Br/B8000)を得ることができ、例えば、防犯センサー用のバイアス材として適用できることが分かる。
Further, FIG. 17 shows a semi-rigid magnetic material No. in which the Ni amount is fixed to about 20% and the Mo amount is changed in the range of 2.10 to 5.08%. The influence of the heat processing temperature on the magnetic characteristics of 9-12 is shown.
The heat treatment temperature dependence of the properties of Br, Br / B 8000 , and Hc shows a tendency similar to that shown in FIGS.
Focusing on the relationship between the heat treatment temperature and the magnetic properties, after heat treatment at any temperature of 400 to 570 ° C. of the present invention, a coercive force of 1000 to 5600 A / m and a Br / B 8000 is obtained. Further, it can be seen that Br / B 8000 of 0.70 or more is more reliably obtained after heat treatment at 470 to 530 ° C., which is a more desirable range.
From the above examples, the semi-hard magnetic material of the present invention manufactured by the method defined in the present invention has the chemical composition of the semi-hard magnetic material within the scope of the present invention, and has a coercive force of 1000 to 5600 A / m. It can be seen that a high squareness ratio (Br / B 8000 ) of 0.70 or more can be obtained, and for example, it can be applied as a bias material for a security sensor.

本発明の製造方法を適用した板状素材の断面電子顕微鏡写真である。It is a cross-sectional electron micrograph of the plate-shaped raw material which applied the manufacturing method of this invention. 本発明の製造方法を適用した板状素材のエックス線回折図形である。It is an X-ray diffraction pattern of the plate-shaped raw material which applied the manufacturing method of this invention. 本発明の半硬質磁性材料のエックス線回折図形である。It is an X-ray diffraction pattern of the semi-hard magnetic material of the present invention. オーステナイト量に及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the heat processing temperature which produces | generates reverse transformation austenite which has on the amount of austenite. ビッカース硬さに及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the heat processing temperature which produces | generates reverse transformation austenite which has on Vickers hardness. 残留磁束密度、角型比と保磁力に及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the heat processing temperature which produces | generates a reverse transformation austenite which acts on a residual magnetic flux density, a squareness ratio, and a coercive force. オーステナイト量、ビッカース硬さ、残留磁束密度、角型比と保磁力に及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the heat processing temperature which produces | generates a reverse transformation austenite on the amount of austenite, Vickers hardness, a residual magnetic flux density, a squareness ratio, and a coercive force. 残留磁束密度、角型比と保磁力に及ぼす冷間圧延時の減面率の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the area reduction rate at the time of cold rolling which exerts on residual magnetic flux density, squareness ratio, and coercive force. オーステナイト量とビッカース硬さに及ぼす冷間圧延時の減面率の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the area reduction rate at the time of cold rolling which acts on the amount of austenite and Vickers hardness. 本発明の半硬質磁性材料のB−H曲線である。It is a BH curve of the semi-hard magnetic material of the present invention. オーステナイト量とビッカース硬さに及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理時の保持時間の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the holding time at the time of the heat processing which produces | generates reverse transformation austenite which has on the amount of austenite and Vickers hardness. 残留磁束密度、角型比と保磁力に及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理時の保持時間の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the holding time at the time of the heat processing which produces | generates a reverse transformation austenite which has on a residual magnetic flux density, squareness ratio, and a coercive force. オーステナイト量に及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the heat processing temperature which produces | generates reverse transformation austenite which has on the amount of austenite. ビッカース硬さに及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the heat processing temperature which produces | generates reverse transformation austenite which has on Vickers hardness. 残留磁束密度、角型比と保磁力に及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the heat processing temperature which produces | generates a reverse transformation austenite which acts on a residual magnetic flux density, a squareness ratio, and a coercive force. 残留磁束密度、角型比と保磁力に及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the heat processing temperature which produces | generates a reverse transformation austenite which acts on a residual magnetic flux density, a squareness ratio, and a coercive force. 残留磁束密度、角型比と保磁力に及ぼす逆変態オーステナイトを生成させる熱処理温度の影響を示す図である。It is a figure which shows the influence of the heat processing temperature which produces | generates a reverse transformation austenite which acts on a residual magnetic flux density, a squareness ratio, and a coercive force.

Claims (18)

質量%でNi:10.0〜25.0%、Mo:2.0〜6.0%、残部が実質的にFeでなる半硬質磁性材料素材を、熱処理或いは熱間加工により90%以上のマルテンサイト組織に調整した後、減面率50%以上の冷間加工を行ってマルテンサイト組織が95%以上であって伸展状の組織を有する素材とし、その後、前記素材を400〜570℃の範囲で逆変態オーステナイトを30.0%未満生成させる熱処理を行うことを特徴とする半硬質磁性材料の製造方法。 Ni: 10.0 to 25.0% by mass, Mo: 2.0 to 6.0%, and semi-hard magnetic material made of Fe substantially as the balance is 90% or more by heat treatment or hot working. After adjusting to a martensite structure, cold working with a reduction in area of 50% or more is performed to obtain a material having a martensite structure of 95% or more and an extended structure, and then the material is heated to 400 to 570 ° C. A method for producing a semi-rigid magnetic material, comprising performing a heat treatment to produce reverse transformed austenite in an amount of less than 30.0%. 半硬質磁性材料素材のNi量は、質量%で15.0〜22.0%であることを特徴とする請求項1に記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-rigid magnetic material according to claim 1, wherein the Ni content of the semi-rigid magnetic material is 15.0 to 22.0% by mass. 半硬質磁性材料素材のMo量は、質量%で3.0〜5.5%であることを特徴とする請求項1または2に記載の半硬質磁性材料の製造方法。 3. The method for producing a semi-hard magnetic material according to claim 1, wherein the Mo content of the semi-hard magnetic material is 3.0% to 5.5% by mass. 半硬質磁性材料素材に行う熱処理或いは熱間加工は700℃を超え1200℃以下で行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-hard magnetic material according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat treatment or hot working performed on the semi-hard magnetic material is performed at a temperature exceeding 700 ° C and not more than 1200 ° C. 半硬質磁性材料素材に行う熱処理或いは熱間加工は800〜1150℃で行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-hard magnetic material according to any one of claims 1 to 3, wherein the heat treatment or hot working performed on the semi-hard magnetic material is performed at 800 to 1150 ° C. 半硬質磁性材料素材には800〜1000℃の熱処理と、900〜1150℃での熱間加工を行うことを特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-hard magnetic material according to any one of claims 1 to 3, wherein the semi-hard magnetic material is subjected to heat treatment at 800 to 1000 ° C and hot working at 900 to 1150 ° C. 冷間加工の減面率は70%以上であることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-rigid magnetic material according to any one of claims 1 to 6, wherein the area reduction rate of the cold working is 70% or more. 冷間加工の減面率は90%以上であることを特徴とする請求項1乃至6の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-rigid magnetic material according to any one of claims 1 to 6, wherein the area reduction rate of the cold working is 90% or more. 逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を470〜530℃の範囲で行うことを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-hard magnetic material according to any one of claims 1 to 8, wherein the heat treatment for generating reverse transformed austenite is performed in a range of 470 to 530 ° C. 逆変態オーステナイトを生成させる熱処理を490〜520℃の範囲で行うことを特徴とする請求項1乃至8の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-hard magnetic material according to any one of claims 1 to 8, wherein the heat treatment for generating reverse transformed austenite is performed in a range of 490 to 520 ° C. 逆変態オーステナイトを生成させる熱処理の保持時間を10分以上とすることを特徴とする請求項1乃至10の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-hard magnetic material according to any one of claims 1 to 10, wherein a holding time of the heat treatment for generating reverse transformed austenite is 10 minutes or more. 逆変態オーステナイトを生成させる熱処理により、逆変態オーステナイトを0%を超え30.0%未満生成させる熱処理を行うことを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-rigid magnetic material according to any one of claims 1 to 11, wherein a heat treatment for generating reverse transformed austenite by over 0% and less than 30.0% is performed by heat treatment for producing reverse transformed austenite. . 逆変態オーステナイトを生成させる熱処理により、逆変態オーステナイトを5%〜25.0%生成させる熱処理を行うことを特徴とする請求項1乃至11の何れかに記載の半硬質磁性材料の製造方法。 The method for producing a semi-hard magnetic material according to any one of claims 1 to 11, wherein a heat treatment for generating 5% to 25.0% of reverse-transformed austenite is performed by heat treatment for generating reverse-transformed austenite. 質量%でNi:10.0〜25.0%、Mo:2.0〜6.0%、残部が実質的にFeでなり、金属組織がマルテンサイトと逆変態オーステナイトの組織でなり、且つ組織中における前記逆変態オーステナイト量が30.0%未満の金属組織を呈し、保磁力Hcが1000〜5600A/mであることを特徴とする半硬質磁性材料。 Ni: 10.0-25.0% by mass%, Mo: 2.0-6.0%, the balance is substantially Fe, the metal structure is a martensite and reverse transformed austenite structure, and the structure A semi-hard magnetic material characterized in that the amount of the reverse transformed austenite is less than 30.0% and has a coercive force Hc of 1000 to 5600 A / m. ビッカース硬さが400Hv以上であり、磁場8000A/mでの磁束密度B8000(T)と残留磁束密度Br(T)との比B/B8000が0.70以上であることを特徴とする請求項14に記載の半硬質磁性材料。 Vickers hardness is 400 Hv or more, and ratio B r / B 8000 between magnetic flux density B 8000 (T) and residual magnetic flux density Br (T) at a magnetic field of 8000 A / m is 0.70 or more. The semi-rigid magnetic material according to claim 14. 質量%でNi:15.0〜22.0%であることを特徴とする請求項14または15に記載の半硬質磁性材料。 The semi-rigid magnetic material according to claim 14 or 15, wherein Ni is 15.0 to 22.0% by mass. 半硬質磁性材料素材のMo量は、質量%で3.0〜5.5%であることを特徴とする請求項14乃至16に記載の半硬質磁性材料。 The semi-rigid magnetic material according to any one of claims 14 to 16, wherein the Mo content of the semi-rigid magnetic material is 3.0 to 5.5% by mass. 保磁力Hcが1200〜4000A/m、磁場8000A/mでの磁束密度B8000(T)と残留磁束密度Br(T)との比B/B8000が0.80以上、残留磁束密度Brが1.0T以上であることを特徴とする請求項14乃至16に記載の半硬質磁性材料。 The ratio B r / B 8000 between the magnetic flux density B 8000 (T) and the residual magnetic flux density Br (T) at a coercive force Hc of 1200 to 4000 A / m and a magnetic field of 8000 A / m is 0.80 or more, and the residual magnetic flux density Br is The semi-rigid magnetic material according to any one of claims 14 to 16, wherein the semi-hard magnetic material is 1.0T or more.
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