JP2009102711A - 軟磁性焼結材料及びその製造方法ならびに電磁構造体 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】主たる成分としての鉄(Fe)ならびに従たる成分としてのケイ素(Si)及びリン(P)を含むFe−Si−P系の焼結軟磁性材料において、該焼結軟磁性材料が、内部に分布した結晶粒界を有し、その結晶粒界に析出した、1種類もしくはそれ以上の結晶粒微細化金属元素の炭化物、窒化物、硫化物又はその混合物からなる粒子をさらに含んでなるように構成する。
【選択図】図2
Description
該焼結軟磁性材料は、内部に分布した結晶粒界を有し、その結晶粒界に析出した、1種類もしくはそれ以上の結晶粒微細化金属元素の炭化物、窒化物、硫化物又はその混合物からなる粒子をさらに含んでなることを特徴とする焼結軟磁性材料にある。
主たる成分としての鉄(Fe)粉末ならびに従たる成分としてのケイ素(Si)粉末及びリン(P)粉末を含む混合金属粉末を用意する工程であって、前記鉄粉末は、焼結により炭化物、窒化物又は硫化物を形成可能な1種類もしくはそれ以上の結晶粒微細化金属元素の粉末を添加してなる合金粉である工程、
前記混合金属粉末を加圧成形して、所定の形状を有する圧粉体を形成する工程、及び
前記圧粉体を高められた温度で焼結して焼結体となす工程
を含んでなることを特徴とする焼結軟磁性材料を製造する方法にある。
(1)主たる成分としての鉄(Fe)粉末ならびに従たる成分としてのケイ素(Si)粉末及びリン(P)粉末を含む混合金属粉末を用意する工程(ここで、鉄粉末は、好ましくは、焼結により炭化物、窒化物又は硫化物を形成可能な1種類もしくはそれ以上の結晶粒微細化金属元素の粉末を添加してなる合金粉である)、
(2)前記工程(1)の混合金属粉末を加圧成形して、所定の形状を有する圧粉体を形成する工程、及び
(3)前記圧粉体を高められた温度で焼結して焼結体となす工程
で実施することができる。上記の工程は、必要に応じて、実施の順序を変更してもよい。
本発明による焼結軟磁性材料の作製
アトマイズ鉄粉(Fe)に粒径10μm以下のMn粉末及び粒径10μm以下のS粉末を混合して、原料粉末として使用する第1の混合粉末(Fe、Mn、S)を調製した。ここで、Mn粉末及びS粉末の添加量は、それぞれ、下記の第1表に記載するように、得られる焼結軟磁性材料においてMn含有量が0.10〜0.30重量%及びS含有量が0.260〜0.400重量%となる量である。なお、本例では、Mn含有量が0.10〜0.30重量%であるため、得られる焼結軟磁性材料を「Mn:0.20粉」として他の焼結軟磁性材料と区別することとする。
外径:18.4mm、内径:6.3mm及び高さ3.5mm
縦:4mm、横:4mm、長さ:40mm
得られた焼結軟磁性材料の試験片を下記の項目に関して試験した。下記の第2表は、得られた試験結果をまとめたものである。
(1)断面組織の測定
円環状試験片の表面を研磨し、その断面組織の金属(200×)から焼結軟磁性材料の粒子の粒径を測定したところ、30〜50μmであった。このことは、本例の焼結軟磁性材料では結晶粒の微細化が進行していることを示している。
本例では、結晶粒の粗大化率を評価するため、円環状試験片の外観を写真に撮り、それを画像処理して、結晶粒の粗大化に由来して存在する光沢面の占める割合である光沢面積率(%)を測定した。光沢面積率(%)の測定に当っては、上記のような焼結工程に続けてQT処理(焼入れ、焼戻し)を実施し、
1回目:焼結工程の後(QT処理の前)、及び
2回目:QT処理の後
の2回にわけて実施した。QT処理の条件は、焼入れが1190〜1200℃、焼戻しが540〜570℃であった。
角柱状試験片の4点曲げ強度(MPa)をQT処理(焼入れ、焼戻し)の前及びその後において測定した。QT処理の条件は、焼入れが1190〜1200℃、焼戻しが540〜570℃であった。この強度測定のため、市販のインストロン試験機を使用した。焼結後(QT処理前)の4点曲げ強度は、第2表に示すように828MPaであった。なお、この結果は、図7のグラフにもプロットされている。また、QT処理後の4点曲げ強度は、第2表に示すように1238MPaであり、顕著な増加を確認することができ、本例の焼結軟磁性材料ではQT処理により強度の向上があることがわかった。なお、この結果は、図8のグラフにもプロットされている。
円環状試験片試験片の磁束密度(B8k)を、焼結工程及びT処理(焼戻し;540〜570℃)の後において測定した。この測定のため、市販の直流磁化特性装置(理研電子社製)を使用した。T処理(焼戻し)後の磁束密度は、第2表に示すように1.67B8kであり、低下していないことがわかった。
本発明による焼結軟磁性材料の作製
前記実施例1に記載の手法を繰り返して焼結軟磁性材料を作製したが、本例の場合、Mn粉末、S粉末、Si粉末及びP粉末の添加量を、それぞれ、下記の第1表に記載するように変更した。Mn粉末及びS粉末の添加量は、それぞれ、下記の第1表に記載するように、得られる焼結軟磁性材料においてMn含有量が0.50〜0.80重量%及びS含有量が0.300〜0.350重量%となる量である。なお、本例では、Mn含有量が0.50〜0.80重量%であるため、得られる焼結軟磁性材料を「Mn:0.65粉」として他の焼結軟磁性材料と区別することとする。また、Si粉末及びP粉末の添加量は、それぞれ、得られる焼結軟磁性材料においてSi含有量が<0.05重量%及びP含有量が<0.025〜0.045重量%となる量である。第2の混合粉末に含まれる金属粉末の粒径は、約80μmであった。
得られた焼結軟磁性材料の試験片を、前記実施例1に記載の手法に従って下記の項目に関して試験した。下記の第2表は、得られた試験結果をまとめたものである。
円環状試験片の焼結軟磁性材料の粒子の粒径を測定したところ、20〜30μmであった。このことは、本例の焼結軟磁性材料では結晶粒の微細化がさらに進行していることを示している。
円環状試験片光沢面積率(%)を測定したところ、QT処理(焼入れ、焼戻し)の前及びその後においていずれもゼロであった。このことは、本例の場合、結晶粒の粗大化が完全に抑制できていることを意味している。なお、第2表にはQT処理後の光沢面積率のみが示されている。
角柱状試験片の4点曲げ強度(MPa)をQT処理(焼入れ、焼戻し)の前及びその後において測定したところ、QT処理前の4点曲げ強度は、第2表に示すように828MPaであった。なお、この結果は、図7のグラフにもプロットされている。次いで、同一の試験片について、QT処理後の4点曲げ強度を上記と同一の手法で実施した。QT処理後の4点曲げ強度は、第2表に示すように1437MPaであり、顕著な増加を確認することができ、本例の焼結軟磁性材料では強度の向上があることがわかった。なお、この結果は、図8のグラフにもプロットされている。
円環状試験片試験片の磁束密度(B8k)を焼結工程及びT処理後において測定したところ、T処理後の磁束密度は、第2表に示すように1.66B8kであり、低下していないことがわかった。
前記実施例1に記載の手法を繰り返して焼結軟磁性材料を作製したが、本例では、比較のため、下記の第1表に記載するように、結晶粒微細化元素であるMnの添加を省略した。なお、Fe−Si−P系合金粉末の作製において、Si粉末及びP粉末の添加量は、それぞれ、得られる焼結軟磁性材料においてSi含有量が<0.03重量%及びP含有量が<0.010重量%となる量である。第2の混合粉末に含まれる金属粉末の粒径は、約80μmであった。なお、上記のようにして作製したFe−Si−P系合金粉末には、Mn及びSが不可避的な微小量で含まれていた。測定の結果、Mn量及びS量は、それぞれ、下記の第1表に記載するように、得られる焼結軟磁性材料においてMn量が<0.10重量%及びS量が0010重量%となる量であった。なお、本例では、Mn量が<0.10重量%であるため、得られる焼結軟磁性材料を「Mnなし」として他の焼結軟磁性材料と区別することとする。
得られた焼結軟磁性材料の試験片を、前記実施例1に記載の手法に従って下記の項目に関して試験した。下記の第2表は、得られた試験結果をまとめたものである。
円環状試験片の焼結軟磁性材料の粒子の粒径を測定したところ、>1mmであった。このことは、本例の焼結軟磁性材料では結晶粒の粗大化が顕著であることを示している。
円環状試験片光沢面積率(%)を測定したところ、QT処理(焼入れ、焼戻し)の前が30%で、QT処理の後で56%であった。また、QT処理後の試験片の金属顕微鏡写真(50×)は、図6に組み込んで示すように、試験片の表面が粗大化していることを明瞭に示している。このことは、本例の場合、結晶粒の粗大化が顕著であり、QT処理後において粗大化が増大していることを意味している。なお、第2表にはQT処理後の光沢面積率のみが示されている。
角柱状試験片の4点曲げ強度(MPa)をQT処理(焼入れ、焼戻し)の前及びその後において測定したところ、QT処理前の4点曲げ強度は、第2表に示すように693MPaであった。なお、この結果は、図7のグラフにもプロットされている。次いで、同一の試験片について、QT処理後の4点曲げ強度を上記と同一の手法で実施した。QT処理後の4点曲げ強度は、第2表に示すように845MPaであり、ほとんど増加していないことを確認することができ、本例の焼結軟磁性材料では強度の向上を望めないことがわかった。なお、この結果は、図8のグラフにもプロットされている。
円環状試験片試験片の磁束密度(B8k)を焼結工程及びT処理後において測定したところ、T処理後の磁束密度は、第2表に示すように1.67B8kであり、実施例1及び2とほぼ同じであることがわかった。
3 アーマチャ
10 Fe−Si−P系合金粉末
11 結晶粒界
M 結晶粒微細化元素
Claims (21)
- 主たる成分としての鉄(Fe)ならびに従たる成分としてのケイ素(Si)及びリン(P)を含むFe−Si−P系の焼結軟磁性材料であって、
該焼結軟磁性材料は、内部に分布した結晶粒界を有し、その結晶粒界に析出した、1種類もしくはそれ以上の結晶粒微細化金属元素の炭化物、窒化物、硫化物又はその混合物からなる粒子をさらに含んでなることを特徴とする焼結軟磁性材料。 - 前記結晶粒微細化金属元素は、チタン、ニオブ、マンガン、硫黄、アルミニウム又はこれらの金属の合金からなる群から選ばれる一員である、請求項1に記載の焼結軟磁性材料。
- 前記結晶粒微細化金属元素は、該焼結軟磁性材料中に含まれる鉄(Fe)の全量を基準にして0.20〜0.65重量%の量で含まれる、請求項1又は2に記載の焼結軟磁性材料。
- 焼結軟磁性材料を構成する結晶粒は、20〜100μmの結晶粒径を有する、請求項1〜3のいずれか1項に記載の焼結軟磁性材料。
- 焼結後の結晶粒の粗大化率を光沢面積率で評価したときに光沢面積率が0%であり、かつ4点曲げ強度が少なくとも700MPaである、請求項1〜4のいずれか1項に記載の焼結軟磁性材料。
- 焼結後にさらに、高められた温度下で熱処理されたものである、請求項1〜5のいずれか1項に記載の焼結軟磁性材料。
- 前記熱処理後の光沢面積率が0%であり、かつ4点曲げ強度が少なくとも700MPaより大である、請求項6に記載の焼結軟磁性材料。
- 電磁弁の一構成部品の製造に使用される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の焼結軟磁性材料。
- インジェクタのアーマチャの製造に使用される、請求項1〜7のいずれか1項に記載の焼結軟磁性材料。
- 請求項1に記載のFe−Si−P系の焼結軟磁性材料を製造する方法であって、下記の工程:
主たる成分としての鉄(Fe)粉末ならびに従たる成分としてのケイ素(Si)粉末及びリン(P)粉末を含む混合金属粉末を用意する工程であって、前記鉄粉末は、焼結により炭化物、窒化物又は硫化物を形成可能な1種類もしくはそれ以上の結晶粒微細化金属元素の粉末を添加してなる合金粉である工程、
前記混合金属粉末を加圧成形して、所定の形状を有する圧粉体を形成する工程、及び
前記圧粉体を高められた温度で焼結して焼結体となす工程
を含んでなることを特徴とする焼結軟磁性材料を製造する方法。 - 前記結晶粒微細化金属元素として、チタン、ニオブ、マンガン、硫黄、アルミニウム又はこれらの金属の合金を使用する、請求項10に記載の方法。
- 前記結晶粒微細化金属元素を、該焼結軟磁性材料中に含まれる鉄(Fe)の全量を基準にして0.20〜0.65重量%の量で使用する、請求項10又は11に記載の方法。
- 前記加圧成形工程に先がけて前記混合金属粉末に成形用潤滑剤を適用する工程と、
前記加圧成形工程の後に前記圧粉体を脱脂処理して前記潤滑剤を除去する工程と
をさらに含む、請求項10〜12のいずれか1項に記載の方法。 - 前記焼結工程を1100〜1200℃の温度で1〜2時間にわたって実施する、請求項10〜13のいずれか1項に記載の方法。
- 前記焼結工程の後、得られた焼結体を高められた温度で熱処理する工程をさらに含む、請求項10〜14のいずれか1項に記載の方法。
- 前記熱処理工程は、焼入れ工程及びその後の焼戻し工程を含む、請求項15に記載の方法。
- 前記焼入れ工程を1190〜1200℃の温度で、前記焼戻し工程を540〜570℃の温度で、それぞれ実施する、請求項16に記載の方法。
- 前記焼結工程の後、得られた焼結体を切削加工して最終的な形状となす工程をさらに含む、請求項10〜17のいずれか1項に記載の方法。
- 電磁コイルから発生された磁力により帯磁可能な部品を備えた電磁構造体であって、前記部品が、請求項1〜7のいずれか1項に記載の焼結軟磁性材料からなることを特徴とする電磁構造体。
- 前記部品が電磁弁の一構成部品である、請求項19に記載の電磁構造体。
- 前記部品が、インジェクタのアーマチャである、請求項19又は20に記載の電磁構造体。
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Cited By (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013253302A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Denso Corp | 焼結拡散接合部品の製造方法 |
JP2013253303A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Denso Corp | 焼結拡散接合部品の製造方法 |
CN104036901A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-10 | 浙江大学 | 一种高磁导率低损耗金属软磁复合材料及其制备方法 |
CN115066305A (zh) * | 2020-02-18 | 2022-09-16 | 住友电气工业株式会社 | 工具主体、以及工具主体的制造方法 |
Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49107A (ja) * | 1972-04-21 | 1974-01-05 | ||
JPS6077955A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-05-02 | クル−シブル マテリアルス コ−ポレイシヨン | 鉄−ケイ素合金粉末による合金部品の製造方法 |
JPS62185858A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Mitsubishi Metal Corp | 焼結磁性材料の製造法 |
JPS6376845A (ja) * | 1986-09-20 | 1988-04-07 | Fujitsu Ltd | 防振磁性材料およびその製造方法 |
JP2003226947A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Mitsubishi Materials Corp | 高強度、高密度および高抵抗を有する複合軟磁性焼結材およびその製造方法 |
-
2007
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Patent Citations (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPS49107A (ja) * | 1972-04-21 | 1974-01-05 | ||
JPS6077955A (ja) * | 1983-09-29 | 1985-05-02 | クル−シブル マテリアルス コ−ポレイシヨン | 鉄−ケイ素合金粉末による合金部品の製造方法 |
JPS62185858A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Mitsubishi Metal Corp | 焼結磁性材料の製造法 |
JPS6376845A (ja) * | 1986-09-20 | 1988-04-07 | Fujitsu Ltd | 防振磁性材料およびその製造方法 |
JP2003226947A (ja) * | 2002-02-01 | 2003-08-15 | Mitsubishi Materials Corp | 高強度、高密度および高抵抗を有する複合軟磁性焼結材およびその製造方法 |
Cited By (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2013253302A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Denso Corp | 焼結拡散接合部品の製造方法 |
JP2013253303A (ja) * | 2012-06-08 | 2013-12-19 | Denso Corp | 焼結拡散接合部品の製造方法 |
CN104036901A (zh) * | 2014-05-28 | 2014-09-10 | 浙江大学 | 一种高磁导率低损耗金属软磁复合材料及其制备方法 |
CN104036901B (zh) * | 2014-05-28 | 2016-08-24 | 浙江大学 | 一种高磁导率低损耗金属软磁复合材料及其制备方法 |
CN115066305A (zh) * | 2020-02-18 | 2022-09-16 | 住友电气工业株式会社 | 工具主体、以及工具主体的制造方法 |
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