JP2021042456A - 鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

【課題】加工中の割れや欠けを低減することで歩留まりを向上することのできる鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料、およびその製造方法を提供する。【解決手段】チタンを含む鉄−クロム−コバルト系合金であって、欠陥率が０．５％以下、断面における最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相の個数密度が１００００μｍ２当たり平均１．０個未満であり、残留磁束密度１．３００Ｔ以上、保磁力４５．０ｋＡ／ｍ以上、最大エネルギー積４３．０ｋＪ／ｍ３以上、かつ角型比０．７０以上である鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料。【選択図】図１

Description

本発明は、加工中の割れや欠けを低減することで歩留まりを向上することのできる鉄−クロム−コバルト系硬質磁性材料およびその製造方法に関するものである。

磁性材料は、硬質磁性材料と軟質磁性材料に区分される。そのうち、硬質磁性材料とは保磁力が大きく、外部磁場に対して減磁しにくい磁性材料を指し、代表的なものとして、フェライト磁石、ＮｄＦｅＢ系磁石、ＳｍＣｏ系磁石、金属磁石などがある。中でも、金属磁石は焼結による製造方法を採用することにより、比較的小物や複雑な形状の量産に向いているという利点を有している。そのような利点を有する金属磁石の例としては、鉄、クロム、コバルトを主成分とした磁石（以下、ＦＣＣ磁石と称す）や、鉄、アルミニウム、ニッケル、コバルトを主成分とした磁石（以下、アルニコ磁石と称す）がある。

ＦＣＣ磁石は、アルニコ磁石に比べ、高い磁束密度とエネルギー積を持つため、磁気性能に優れ、さらにコバルト含有量が少ないため、価格変動リスクを低減できる。また、ＦＣＣ磁石は、アルニコ磁石と同様、残留磁束密度の温度係数が小さいため、温度安定性に優れるほか、原料にレアアースを使用していないため、調達安定性に優れ、製品適用し易いメリットがある。なお、ＦＣＣ磁石は、ステッピングモーターやリレー、トルクリミッター、磁気センサー等に利用されている。

ＦＣＣ磁石は、従来、主に鋳造によって製造されてきた。鋳造によって製造する場合には製造数量に関わらず鋳造型が必要となるため、特に少量生産品の場合には低コスト化が難しい。また、鋳造のままの磁石製品のバリや変質層となっている鋳肌は加工により除去される必要がある点も低コスト化を難しくしている。

ＦＣＣ磁石合金は主成分である鉄（Ｆｅ）、クロム（Ｃｒ）、コバルト（Ｃｏ）の他にチタン（Ｔｉ）を添加したものである。チタンは原料中に含まれる炭素や、原料の溶解時や鋳造時に空気中から取込まれる窒素と反応して、金属組織内に粗大で硬質なチタン炭化物やチタン窒化物を含む析出相を形成することがある。特に母相を構成する組織の結晶粒界に析出相として硬質なチタン炭化物やチタン窒化物が析出した場合、結晶粒界が脆性的になるため、加工中に割れや欠けが多発し、歩留まりの向上が難しいという問題がある。

析出相へのチタンの濃縮を低減する技術が特許文献１に開示されている。特許文献１に開示されている技術によれば、平均粒径が１．０〜５００μｍの鉄−クロム−コバルト合金粉末を用い、放電プラズマ焼結法により鉄−クロム−コバルト永久磁石を得ることにより、析出相へのチタン濃縮が少なく結晶構造が安定する、とある。また、特許文献２は、０．１〜５％のＳｉと０．０１〜５％のＴｉを複合的に添加含有せしめたＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁石合金とすることにより、鋳造で良好な磁気特性を与えるとともに、ミクロ組織中にＴｉＮが介在物として微細に分散し、切削性を大幅に改善することのできるＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ系磁石合金を開示する。

特開２００５−１５０３５５号 特公昭５８−９８２７号

析出相へのチタンの濃縮を避ける方法として特許文献１のような方法もあるが、放電プラズマ焼結は、形状の自由度が低いうえに、チタン濃縮量の低減にも限界があり、加工歩留まり向上のための手段として有力なものではなかった。特許文献２に開示された技術では、ミクロ組織中に分散したＴｉＮの微細化が必ずしも十分ではなく、加工中に割れや欠けが発生することがあった。

そこで、本発明は従来技術の問題を解決するものであり、加工中の割れや欠けの低減に寄与し得る鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料、およびその製造方法を提供することを目的とする。

本願の発明者は上記課題を解決し歩留まりを向上するためには、チタン炭化物および／またはチタン窒化物を含む析出相の生成を抑制するか、析出相の大きさを小さくして加工時の割れや欠けの原因をできるだけ除去する必要があると考え鋭意検討した結果、本発明に至った。

本願第１の発明に係る鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料は、チタンを含む鉄−クロム−コバルト系合金であって、欠陥率が０．５％以下、断面における最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相の個数密度が１００００μｍ^２当たり平均１．０個未満であり、残留磁束密度１．３００Ｔ以上、保磁力４５．０ｋＡ／ｍ以上、最大エネルギー積４３．０ｋＪ／ｍ^３以上、かつ角型比０．７０以上であることを特徴とする。
また、本願第２の発明に係る鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料の製造方法は、前記鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料を積層造形法で形成することを特徴とする。

前記鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料の製造方法において、積層造形時に照射するエネルギー密度が４０Ｊ／ｍｍ^３以上６０Ｊ／ｍｍ^３以下であることを特徴とする。

本発明により、加工中の割れや欠けを低減することで歩留まりを向上することのできる鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料、およびその製造方法を提供することができる。

実施例１で欠陥率を測定した際に取得した画像である。 実施例１で得られた造形磁石および比較例１で得られた鋳造磁石のＳＥＭ像およびＴｉの分布を示すＥＤＳ面分析像である。

本発明は、加工中の割れや欠けを低減することで歩留まりを向上すべく、母相を構成する組織の結晶粒界への粗大な析出物の形成を抑制することのできる硬質磁性材料、およびその製造方法を提供することに関する。積層造形法はレーザ照射や電子ビーム照射による高速溶融・急冷凝固を造形原理とする。本発明によれば、溶解・鋳造工程を経ることなく、積層造形法によって鉄−クロム−コバルト系合金粉末から直接、造形体を作製することにより、母相を構成する組織の結晶粒界への粗大な析出物の形成が抑制された鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料、およびその製造方法を提供することができる。その結果、硬質磁性材料の製造方法として積層造形法を採用することで、所望の部品形状に近いニアネットシェイプにすることができるだけでなく、最終的な仕上げ加工においても、割れや欠けの低減に寄与し得るため、磁石製品の歩留まりを向上することができる。

以下、本発明の実施形態を説明する。実施例における硬質磁性材料の製造方法について、その代表例としてパウダーベッド方式の積層造形法を用いる方法を例示するが、本発明の硬質磁性材料の製造方法は以下に示す実施形態に限定されるものではない。

［原料粉末］
本発明の鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料は、質量比で１７〜４５％Ｃｒ、３〜３５％Ｃｏ、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる鉄−クロム−コバルト系硬質磁性材料において、少なくともＴｉを添加せしめて、質量比で１７〜４５％Ｃｒ、３〜３５％Ｃｏ、０．１〜０．６％Ｔｉ、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる組成とすることが好ましい。更にＴｉ以外の元素を複合的に含有することもできる。例えばＴｉとＳｉを複合添加して、質量比で１７〜４５％Ｃｒ、３〜３５％Ｃｏ、０．１〜０．６％Ｔｉ、０．１〜０．６％Ｓｉ、残部はＦｅおよび不可避不純物からなる組成としても良い。目的とする組成の造形体が得られるように各元素の供給材料を所定量計量し混合してなる原材料をるつぼに装填し、高周波溶解し、るつぼ下のノズルから溶融した合金を落下させ、高圧アルゴンで噴霧してガスアトマイズ粉を作製する。このガスアトマイズ粉を分級して鉄−クロム−コバルト系合金粉末を得る。これを原料粉末とする。

［造形体］
パウダーベッド方式の３次元積層造形機を用い、ベースプレート上に供給した原料粉末をレーザ照射により高速溶融・急冷凝固させて造形体を作製し、ベースプレートから切り離す。得られた造形体が本発明の硬質磁性材料である。積層造形条件は原料粉末の粒径や組成、造形体の大きさ・形状・特性、生産効率等を考慮して適宜定められるが、本発明の硬質磁性材料については、次の範囲から選択することができる。
・１層当たりの積層厚さ／２０〜８０μｍ
・レーザビーム径／約０．１ｍｍ
・レーザ出力／２００〜４００Ｗ
・レーザ走査速度／５００〜２５００ｍｍ／秒
・走査ピッチ／０．０５〜０．１５ｍｍ
・エネルギー密度／６．７〜８００Ｊ／ｍｍ^３

［熱処理］
造形後には、造形体の溶体化処理、磁場中での熱処理、時効処理を行う。具体的には、溶体化処理では７００〜１０００℃、１〜１．５時間で組織をα相とし、磁場中での熱処理は１５０〜３００ｋＡ／ｍの磁界中、６００〜７００℃、２〜３時間とし、時効処理では６００〜７００℃、１〜２時間で組織をα_１強磁性相とα_２常磁性相とに相分離させる。その後、２〜８℃／分程度で冷却を行う。

目的とする組成の造形体が得られるように各元素の供給材料を所定量計量し混合してなる原材料をるつぼに装填し、真空中で高周波溶解し、るつぼ下の直径５ｍｍノズルから溶融した合金を落下させ、高圧アルゴンで噴霧してガスアトマイズ粉を作製した。このガスアトマイズ粉を分級して１０〜６０μｍの鉄−クロム−コバルト系合金粉末を得た。これを原料粉末とした。

パウダーベッド方式の３次元積層造形機（ＥＯＳ社製 ＥＯＳ Ｍ２９０）を用い、Ｓ４５Ｃ製ベースプレート上に供給した原料粉末をレーザ照射による高速溶融・急冷凝固させて幅１０ｍｍ、長さ１０ｍｍ、積層高さ１０ｍｍの造形体を作製した。得られた造形体が本発明の硬質磁性材料である。積層造形条件は次の通りとした。
・１層当たりの積層厚さ／４０μｍ（比較例１を除く実施例および比較例で共通）
・レーザビーム径／約０．１ｍｍ（比較例１を除く実施例および比較例で共通）
・レーザ出力／２５０Ｗ
・レーザ走査速度／１５００ｍｍ／秒
・走査ピッチ／０．０９ｍｍ
・エネルギー密度／４６．３Ｊ／ｍｍ^３

造形体の熱処理として、先ず、溶体化処理９００℃、１．３時間、次いで、２６０ｋＡ／ｍの磁界中、６２０℃、２．５時間、更に、時効処理６５０℃、１．２時間を施した。その後、５℃／分程度で冷却した。

［欠陥率］
熱処理後の造形体の幅中央で切断した後、その切断面の中央付近をマイクロスコープで観察して析出物の欠陥率を測定した。具体的には、先ず、マイクロスコープの５００倍のレンズを用い、切断面の中央付近を視野中心とする１．６３ｍｍ×１．２９ｍｍの範囲を９分割（３×３）し、それぞれを撮影した画像を１枚の画像として取得した。画像における輝度の暗い点状の領域が空孔部（欠陥部）である。９枚の画像全体の面積に占める輝度が暗い領域１の面積の割合を算出したところ欠陥率０．１２％であった。取得画像を図１に示す。また、表１に積層造形条件とともに欠陥率を示す。

［衝撃強度特性］
熱処理後の造形体を長さ５５ｍｍ、幅１０ｍｍ、奥行き１０ｍｍの直方体に加工した後、長さと奥行きがなす面に，長さ方向の中央に幅２ｍｍのＶ型ノッチをノッチ角度４５度として衝撃試験片を作製した。本試験片を用い、ＪＩＳ Ｚ ２２４２に則り衝撃試験を行った。衝撃値は２．１Ｊ／ｃｍ^２であった。この衝撃強度特性は、加工時の割れや欠けを低減できる水準を十分に満たすものである。表１に積層造形条件とともに衝撃値を示す。

［磁気特性］
造形体の磁気特性評価はＢ−Ｈトレーサーを用いて行った。各造形体のＢ−Ｈ曲線を求め、Ｂ−Ｈ曲線より、残留磁束密度Ｂ_ｒ１．３２１［Ｔ］、保磁力Ｈ_ｃＢ４６．４［ｋＡ／ｍ］、最大エネルギー積（ＢＨ）_ｍａｘ４３．９［ｋＪ／ｍ^３］を求めた。角型比０．７２は、（ＢＨ）_ｍａｘ／（Ｂ_ｒ×Ｈ_ｃＢ)により求めた数値である。一般に、Ｈ_ｋ／Ｈ_ｃＪを求めるために測定するパラメータであるＨ_ｋは、Ｊ(磁化の強さ)−Ｈ(磁界の強さ)曲線の第２象限において、Ｊが０．９×Ｊ_ｒ(Ｊ_ｒは残留磁化、Ｊ_ｒ＝Ｂ_ｒ)の値になる位置のＨ軸の読み値が用いられている。このＨ_ｋを減磁曲線のＨ_ｃＪで除した値(Ｈ_ｋ/Ｈ_ｃＪ)が角形比として定義される。しかし、鉄−クロム−コバルト系磁石合金については、Ｈ_ｋがＮｄ−Ｆｅ−Ｂ磁石やフェライト磁石に比べて低く、またＨ_ｃＪとＨ_ｃＢとがほぼ同値になることからＪ−Ｈカーブの概念を持っておらず、角型性を表す指標として（ＢＨ）_ｍａｘ／（Ｂ_ｒ×Ｈ_ｃＢ)と定義された角型比がより適している。この磁気特性は鉄−クロム−コバルト系永久磁石として実用に供しうる水準を十分に満たすものである。なお、磁気特性評価には、欠陥率の画像解析に用いた試験片を使用した。表１に磁気特性を示す。

［元素分析］
造形体の元素分析は、走査型電子顕微鏡に付随するエネルギー分散型Ｘ線分析を用いて行った。分析に用いた試験片は、造形体の一部を小片に切断して樹脂に包埋したのち、包埋した造形体の切断面を鏡面まで研磨仕上げして作製した。分析は走査型電子顕微鏡における加速電圧を１５ｋＶ、対物レンズから観察表面までの作動距離を１０ｍｍとし、観察倍率は１０００倍で行った。分析元素は、Ａｌ、Ｃ、Ｃｏ、Ｃｒ、Ｆｅ、Ｍｎ、Ｎ、Ｏ、Ｓｉ、Ｔｉの１０種類とした。表２に元素分析の結果を示す。

［ＳＥＭ像、ＥＤＳ面分析像（Ｔｉ）］
上記の走査型電子顕微鏡を用いて実施例１で得られた造形体（造形磁石）のＳＥＭ像およびＴｉの分布を示すＥＤＳ面分析像を同視野において取得した。用いた試験片は、造形体の一部を小片に切断して樹脂に包埋したのち、包埋した造形体の切断面を鏡面まで研磨仕上げして作製した。分析は走査型電子顕微鏡における加速電圧を１５ｋＶ、対物レンズから観察表面までの作動距離を１０ｍｍとし、観察倍率は１０００倍で行った。取得したＳＥＭ像およびＥＤＳ面分析像を図２に示す。ＳＥＭ像から、金属原料粉末をレーザ照射によって高速溶融・急冷凝固させてなる３次元積層造形体において、しばしばみられる柱状組織が観察された。ＥＤＳ面分析像からＴｉが組織全体に亘って微細かつ均一に存在することを確認した。次いで、断面における最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相の個数を測定した。その結果、最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相は９０μｍ×１２０μｍ（面積１０８００μｍ^２）の視野３箇所の測定において確認されず、Ｔｉ濃化相の個数密度は１００００μｍ^２当たり平均０個であった。

［加工性］
硬質で脆性的なＴｉを含有した最大径３μｍ以上の濃化相が形成されずに結晶粒中にＴｉが微細かつ均一に存在しており、また欠陥率が０．１２％と低いことから、加工時の割れや欠けを低減し歩留まりを向上することができた。

レーザ出力２５０Ｗ、レーザ走査速度１２５０ｍｍ／秒としたことを除いて実施例１と同様にして積層造形法により鉄−クロム−コバルト系合金からなる造形体を作製し、熱処理して鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料からなる造形体を得た。この造形体について実施例１と同様に欠陥率の測定、衝撃強度特性の評価、磁気特性の評価、元素分析、ＳＥＭ像・ＥＤＳ面分析像取得および加工性評価を実施した。欠陥率は０．０７％、衝撃値は２．１J／ｃｍ^２であり、加工時の割れや欠けを低減できる水準を十分に満たすものである。磁気特性は、残留磁束密度１．３５３［Ｔ］、保磁力４５．４［ｋＡ／ｍ］、最大エネルギー積４４．２［ｋＪ／ｍ^３］、角型比０．７２であった。この磁気特性は鉄−クロム−コバルト系永久磁石として実用に供しうる水準を十分に満たすものである。取得したＳＥＭ像から実施例１の硬質磁性材料と同様の金属組織であることが確認できた。ＥＤＳ面分析像からＴｉが組織全体に亘って微細かつ均一に存在することを確認した。次いで、断面における最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相の個数を測定した。その結果、最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相は９０μｍ×１２０μｍ（面積１０８００μｍ^２）の視野３箇所の測定において確認されず、Ｔｉ濃化相の個数密度は１００００μｍ^２当たり平均０個であった。硬質で脆性的なＴｉを含有した最大径３μｍ以上の濃化相が形成されずに結晶粒中にＴｉが微細かつ均一に存在しており、また欠陥率が低いことから、加工時の割れや欠けを低減し歩留まりを向上することができた。

レーザ出力２００Ｗ、レーザ走査速度１０００ｍｍ／秒、エネルギー密度５５．６Ｊ／ｍｍ^３としたことを除いて実施例１と同様にして積層造形法により鉄−クロム−コバルト系合金からなる造形体を作製し、熱処理して鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料からなる造形体を得た。この造形体について実施例１と同様に欠陥率の測定、衝撃強度特性の評価、磁気特性の評価、元素分析、ＳＥＭ像・ＥＤＳ面分析像取得および加工性評価を実施した。欠陥率は０．０６％、衝撃値は２．１J／ｃｍ^２であり、加工時の割れや欠けを低減できる水準を十分に満たすものである。磁気特性は、残留磁束密度１．３４２［Ｔ］、保磁力４５．７［ｋＡ／ｍ］、最大エネルギー積４４．０［ｋＪ／ｍ^３］、角型比０．７２であった。この磁気特性は鉄−クロム−コバルト系永久磁石として実用に供しうる水準を十分に満たすものである。取得したＳＥＭ像から実施例１の硬質磁性材料と同様の金属組織であることが確認できた。ＥＤＳ面分析像からＴｉが組織全体に亘って微細かつ均一に存在することを確認した。次いで、断面における最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相の個数を測定した。その結果、最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相は９０μｍ×１２０μｍ（面積１０８００μｍ^２）の視野３箇所の測定において確認されず、Ｔｉ濃化相の個数密度は１００００μｍ^２当たり平均０個であった。硬質で脆性的なＴｉを含有した最大径３μｍ以上の濃化相が形成されずに結晶粒中にＴｉが微細かつ均一に存在しており、また欠陥率が低いことから、加工時の割れや欠けを低減し歩留まりを向上することができた。

比較例１

本比較例では、鋳造によって鉄−クロム−コバルト系合金からなる硬質磁性材料を作製した。具体的には、溶解炉で実施例１と同様に作製した原料粉末を溶解したのち、砂型に流し込んで作製した。冷却後、砂型から硬質磁性材料を取り出し、湯口部分の除去およびバリの除去が必要な状態であったため、それを目的とした粗加工を行った。その後、実施例１と同様の条件で熱処理（溶体化処理、磁場中熱処理、時効処理）を行って、鉄−クロム−コバルト系硬質磁性材料を得た。

この硬質磁性材料（鋳造磁石）について実施例１と同様に欠陥率の測定、衝撃強度特性の評価、磁気特性の評価、元素分析、ＳＥＭ像・ＥＤＳ面分析像取得および加工性評価を実施した。鋳造により作製した硬質磁性材料は、欠陥率０．６６％、衝撃値は１．９Ｊ／ｃｍ^２であり、加工時の割れや欠けを低減できる水準を十分に満たすものではないことが判った。一方、磁気特性は、残留磁束密度１．３５０［Ｔ］、保磁力４９．５［ｋＡ／ｍ］、最大エネルギー積４７．８［ｋＪ／ｍ^３］、角型比０．７２であった。この磁気特性は鉄−クロム−コバルト系永久磁石として実用に供しうる水準を十分に満たすものである。

取得したＳＥＭ像およびＥＤＳ面分析像を図２に示す。ＳＥＭ像から、結晶粒界に点々と析出物が認められるとともに、金属組織内には最大径約５μｍの四角形に近い形状の析出物が観察された。これらの析出物はＥＤＳ面分析像から、Ｔｉの偏在によって形成されたＴｉ濃化相であることが確認された。Ｔｉ濃化相からはＣやＮも検出されていることから、主にＴｉＣ等のチタン炭化物やＴｉＮ等のチタン窒化物の形でチタンを含むことが確認された。次いで、ＥＤＳ面分析像から断面における最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相の個数を測定した。その結果、最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相は９０μｍ×１２０μｍ（面積１０８００μｍ^２）の視野３箇所の測定において４個確認され、Ｔｉ濃化相の個数密度は１００００μｍ^２当たり平均１．２３個であった。視野全体のＴｉ濃化相を含む金属組織に存在するＴｉ濃度は１．０７ｍａｓｓ％であり、Ｔｉ濃化相の中央（＃００２）におけるＴｉ濃度は８７．８８ｍａｓｓ％であり、母相の中央（＃００４）におけるＴｉ濃度は０．１４ｍａｓｓ％であった。原材料中のＴｉ濃度が０．５５ｍａｓｓ％であるのに対し視野全体の金属組織に存在するＴｉ濃度が１．０７％と高くなったのは、Ｔｉ濃化相が不均一に存在することによるものと考えられる。このような最大径の大きなＴｉ濃化相が存在する金属組織を持つ鉄−クロム−コバルト系硬質磁性材料の場合、加工時に、欠陥を起点として割れや欠けが発生し易いため、磁石製品の製造に鋳造を用いた場合には歩留まりを向上することが困難であった。

比較例２

レーザ出力２５０Ｗ、レーザ走査速度２０００ｍｍ／秒、エネルギー密度３４．７Ｊ／ｍｍ^３としたことを除いて実施例１と同様にして積層造形法により鉄−クロム−コバルト系合金からなる造形体を作製し、熱処理して鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料を得た。この硬質磁性材料（造形磁石）について実施例１と同様に欠陥率の測定、衝撃特性の評価、磁気特性の評価および元素分析、ＳＥＭ像・ＥＤＳ面分析像取得を実施した。欠陥率は１．０４％、衝撃値は１．８Ｊ／ｃｍ^２であり、加工時の割れや欠けを低減できる水準を十分に満たすものではないことが判った。また、磁気特性は、残留磁束密度１．２６７［Ｔ］、保磁力４３．９［ｋＡ／ｍ］、最大エネルギー積３６．３［ｋＪ／ｍ^３］、角型比０．６５であった。この磁気特性は鉄−クロム−コバルト系永久磁石として実用に供するには不十分である。取得したＳＥＭ像から欠陥率を除き実施例１の硬質磁性材料と同様の金属組織であることが確認できた。ＥＤＳ面分析像からＴｉが組織全体に亘って微細かつ均一に存在することを確認した。次いで、断面における最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相の個数を測定した。その結果、最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相は９０μｍ×１２０μｍ（面積１０８００μｍ^２）の視野３箇所の測定において確認されず、Ｔｉ濃化相の個数密度は１００００μｍ^２当たり平均０個であった。しかし、磁気特性が不十分であったため加工性評価は省略した。

比較例３

レーザ出力３００Ｗ、レーザ走査速度７００ｍｍ／秒、走査ピッチ０．１１ｍｍ、エネルギー密度９７．４Ｊ／ｍｍ^３としたことを除いて実施例１と同様にして積層造形法により鉄−クロム−コバルト系合金からなる造形体を作製し、熱処理して鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料を得た。この硬質磁性材料（造形磁石）について実施例１と同様に欠陥率の測定、衝撃強度特性の評価、磁気特性の評価、元素分析、ＳＥＭ像・ＥＤＳ面分析像取得および加工性評価を実施した。欠陥率は０．０５％、衝撃値は２．１J／ｃｍ^２であり、加工時の割れや欠けを低減できる水準を十分に満たすものである。しかし、磁気特性は、残留磁束密度１．３６６［Ｔ］、保磁力４４．３ ［ｋＡ／ｍ］、最大エネルギー積４０．５［ｋＪ／ｍ^３］、角型比０．６７であった。この磁気特性は鉄−クロム−コバルト系永久磁石として実用に供するには必ずしも十分ではない。但し、一部の用途では実用に供しうる場合がある。取得したＳＥＭ像から実施例１の硬質磁性材料と同様の金属組織であることが確認できた。ＥＤＳ面分析像からＴｉが組織全体に亘って微細かつ均一に存在することを確認した。次いで、断面における最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相の個数を測定した。その結果、最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相は９０μｍ×１２０μｍ（面積１０８００μｍ^２）の視野３箇所の測定において確認されず、Ｔｉ濃化相の個数密度は１００００μｍ^２当たり平均０個であった。硬質で脆性的なＴｉを含有した最大径３μｍ以上の濃化相が形成されずに結晶粒中にＴｉが微細かつ均一に存在しており、また欠陥率が低いことから、加工時の割れや欠けを低減し歩留まりを向上することができた。

Claims (3)

1. チタンを含む鉄−クロム−コバルト系合金であって、欠陥率が０．５％以下、断面における最大径３μｍ以上のＴｉ濃化相の個数密度が１００００μｍ^２当たり平均１．０個未満であり、残留磁束密度１．３００Ｔ以上、保磁力４５．０ｋＡ／ｍ以上、最大エネルギー積４３．０ｋＪ／ｍ^３以上、かつ角型比０．７０以上であることを特徴とする鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料。
2. 前記請求項１の鉄−クロム−コバルト系硬質磁性材料を積層造形法で形成することを特徴とする鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料の製造方法。
3. 積層造形時に照射するエネルギー密度が４０Ｊ／ｍｍ^３以上６０Ｊ／ｍｍ^３以下である請求項２に記載の鉄−クロム−コバルト系積層硬質磁性材料の製造方法。
   

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