JP2702757B2

JP2702757B2 - 扁平状Ｆｅ基軟磁性合金微粉末およびその製造方法

Info

Publication number: JP2702757B2
Application number: JP63277170A
Authority: JP
Inventors: 卓目黒; 秀樹中村; 克仁吉沢; 清隆山内
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Hitachi Metals Ltd
Priority date: 1988-11-01
Filing date: 1988-11-01
Publication date: 1998-01-26
Anticipated expiration: 2013-01-26
Also published as: JPH02125801A

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、平均粒径0.1〜20μ、平均厚さ１μｍ以下
の扁平状で、軟磁性に優れた超微細結晶粒組織を有する
Fe基合金粉末およびその製造方法に関する。

〔従来の技術〕

近年銀行カード、クレジットカード等で代表される個
人の機密に関わる磁気カードの分野では、磁気シールド
を目的として、カード表層に高透磁率材料の微粉末から
なる塗布膜被覆を施すニーズが増大してきた。このよう
な塗布用粉末には、高透磁率で微粉であるとともに、粉
末形状が扁平状であることが求められる。これは、塗布
のし易さ、塗布膜の表面平滑性の上から必要なばかりで
なく、塗布の際の剪断力によって扁平状微粉末が最も反
磁場係数の低い扁平方向、すなわちカード基体方向に平
行に整列されることで、面内長手方向の高透磁率が得ら
れる要因からも不可欠のことである。

本用途に対して具体的に要求される粉末の諸特性は、
平均粒度が0.1〜20μｍ、厚さ１μｍ以下で反磁場を無
視したランダムな集合状態での粉末の保磁力が400A/m以
下というものである。

このような粉末としては、高透磁率であるとともに脆
くて粉砕し易いFe−Si−Al合金や、高透磁率で塑性変形
し易く扁平化の容易なFe−Ni合金の適用が図られてい
る。これら合金の扁平状微粉末の量産的手法は、特願昭
63−123494号、特願昭63−123495号にて本発明者らが提
案している。

また最近では、Fe系やCo系の非晶質合金粉末も作製さ
れるようになり、扁平状微粉末とその製造方法は、特願
昭61−262134号にて提案している。

〔発明が解決しようとする課題〕

しかしながら、これらの扁平状粉末には種々の問題点
がある。

Fe−Ni合金粉末の場合は、軟磁気特性の良好な80wt％
Ni付近の場合、飽和磁束密度が0.75T前後と低い欠点が
あり、Fe−Si−Al合金粉末は飽和磁束密度が1.1T程度あ
り、比較的優れた軟磁気特性を示すが、必ずしも十分な
特性とは言い難い。

Fe系の非晶質合金粉末は、飽和磁束密度は高いが、磁
歪が大きく粉砕を始め歪の影響で磁気特性が大きく劣化
する欠点があり、粉砕後熱処理を施しても本来の軟磁性
が発現しにくい。一方、Co系の非晶質合金粉末は、磁歪
が小さく歪の影響を受けにくいが、Fe−Ni合金と同様、
飽和磁束密度が通常1T以下であり十分でない。また磁性
の経時変化も大きい欠点がある。

本発明の課題は、平均粒径0.1〜20μｍ、厚さ１μｍ
以下の扁平状で、軟磁気特性に優れ、高飽和磁束密度の
特性を有するFe基合金粉末およびその製造方法を提供す
ることである。

〔課題を解決するための手段〕

上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等はFeと非
晶質形成元素を基本成分とする合金にCuとNb、Ｗ、Ta、
Zr、Hf、Ti、Moから選ばれる少なくとも一種の元素とを
複合添加することにより、組織の大半が微細結晶粒から
なる合金が得られることを発見し、さらにこの合金から
なる扁平状微粉末が優れた特性を示すことを見出し本発
明に想到した。

本発明に係る扁平状合金粉末において、非晶質形成元
素としては、Ｂ、Si等半金属元素が一般的に用いられ
る。半金属元素を用いる場合、ＢとSiの複合添加が磁気
特性向上のため特に好ましい。これらは得られる合金粉
末の磁気特性、特に飽和磁束密度を著しく低下させない
ようにするため、その合計量が35原子％以下になるよう
にすることが好ましい。しかしながら、Zr、Hf、Nb等
は、合金において非晶質形成元素としても作用するため
に、Ｂ、Si等半金属元素は必ずしも必要とはされない。

本発明に係る扁平状Fe基合金微粉末は、基本的には、
一般式： (Fe_1-aM_a)_100-x-y-z- _α−β−γCu_xSi_yB_zＭ′_αＭ″_β
Ｘ_γ（原子％）（ただし、ＭはCoおよび／またはNiであり、Ｍ′はNb、
Ｗ、Ta、Zr、Hf、TiおよびMoからなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素、Ｍ″はＶ、Cr、Mn、Al、白金属元
素、Sc、Ｙ、希土類元素、Au、Zn、Sn、Reからなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の元素、ＸはBe、Ｃ、Ge、
Ｐ、Ga、Sb、In、Be、Asからなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素であり、ａ、ｘ、ｙ、ｚ、α、βおよび
γはそれぞれ０≦ａ＜0.5,0.1≦ｘ≦3,0≦ｙ≦30, ０≦ｚ≦25,0.1≦α≦30,0≦β≦10, ０≦γ≦10および０≦ｙ＋ｚ≦35 を満たす。）により表わされる組成を有し、その組織の
少なくとも50％が微細な結晶粒からなり、500Å以下の
平均結晶粒度を有するものである。

本発明の扁平状Fe基合金微粉末は、次のような方法に
よって製造することができる。

第１の方法は、前記組成の合金溶湯を超急冷し非晶質
合金粉末を得る工程とこれをその非晶質合金の結晶化温
度より約250℃低い温度から、その結晶化温度までの範
囲内の温度で脆化を生ずるのに必要な時間だけ加熱し、
さらに脆化した非晶質合金粉末を扁平状に微粉砕する工
程とこの扁平状粉末を結晶化温度より高い温度に加熱
し、組織の少なくとも50％を500Å以下の平均結晶粒度
とする熱処理工程からなる製造方法である。

第２の方法は前記組成の合金溶湯を超急冷し非晶質合
金粉末を得る工程と、この非晶質合金粉末にその結晶温
度より低い温度で、脆化を起させるに十分な時間水素を
チャージし、次いでこの脆化した非晶質合金粉末を扁平
状に粉砕する工程と、この粉末を結晶化温度より高い温
度に加熱し、組織の少なくとも50％を500Å以下の平均
結晶粒度とする熱処理工程からなる製造方法である。

水素をチャージする方法としては、加圧下に水素雰囲
気にさらすことや、あるいは水素製造電解浴におけるカ
ソードとして採用することにより電解的にチャージする
方法がある。

第３の方法は前記組成の合金溶湯を超急冷し、脆化し
た非晶質合金粉末を得る工程とこれを扁平状に微粉砕す
る工程とこの扁平状粉末を結晶化温度よりも高い温度に
加熱し、組織の少なくとも50％を500Å以下の平均結晶
粒度とする熱処理工程からなる製造方法である。

脆化した非晶質合金粉末は、水アトマイズ法等の製造
条件、例えば水圧を低くしたり、水量を少なくしたり、
粉末粒径を大きくする等冷却速度を調整することにより
得ることができる。

第４の方法は前記組成の合金溶湯を超急冷し、非晶質
合金粉末を得る工程とこれを結晶化温度よりも高い温度
に加熱し、合金粉末組織の少なくとも50％を500Å以下
の平均結晶粒度とする熱処理工程と次いでこれを扁平状
に微粉砕する工程からなる製造方法である。

結晶化温度より高い温度に加熱して結晶化後粉砕する
ことでより粉砕効率は高まる。

粉砕歪による区と性劣化は、さらに前記熱処理を粉砕
後に再度施すことによって回復し得る。

第１ないし第４の方法において、粉砕に供する非晶質
合金粉末は、水アトマイズ法による平均粒径50μｍ以下
の粉末を使用するのが適している。すなわち、本発明の
目的とする平均粒径0.1〜20μｍ、平均厚さ１μｍ以下
の扁平状微粉末を得るためには、原料粉末を平均粒径50
μｍ以下の水アトマイズ粉末とすることが重要である。

本発明の合金系は、Ｂ含有量が高く、融点が概略1050
〜1150℃と低いため、溶湯の粘性がその表面張力に対し
て相対的に高く、水流で甚だしく分断された溶湯液滴の
球状化が遅れる傾向があり、水アトマイズ粉末の形状と
しては、一般の鋼に比べて表面が乱れた不規則形状とな
り易い。

したがって、著しく表面形状が乱れているため、篩分
法でいう平均粒径は、実効の肉厚とは異なっており、各
粒子は十分に冷却され、また形状的に粉砕し易い特長が
ある。一方、ガスアトマイズでは溶湯分断に用いる媒体
がガスであり、冷却効果が小さく分断液滴の凝固時間が
大きいため、液滴は球状化が先行して、粉末粒子は球状
化し、非晶質化しにくく、粉末の非晶質化度は、粉末粒
径に強く依存する。結果としてガスアトマイズ法は、非
晶質生成の歩留まりが低く、また球状粉末であるために
粉砕効率が低いという難点がある。また、最も代表的な
非晶質合金製造法である単ロール法や双ロール法による
薄帯や、キャビテーション法によるフレークは、固体に
よる熱伝導律速で凝固するため、非晶質度およびその均
質性は高いが、通常肉厚は15μｍ以上となり、粉砕初期
の分割に長時間を要し、目的の平均粒径とすること自体
困難である。

その他、今までに公知の非晶質合金製造法には、回転
液中紡糸法による細線、回転液中噴霧法による粉末、ス
パークエロージョン法による粉末等があるが、細線は上
記薄帯に比しても生産効率が低くかつ線径が100μｍ以
上となるため、粉砕しにくいこと、回転液中噴霧法の粉
末はガスアトマイズと同様球状で非晶質生成にも難点が
あること、スパークエロージョン法では粉末粒子生成効
率自体が低いことなどの問題がある。

なお、非晶質合金粉末は、完全な非晶質状態が望まし
いが、本発明の趣旨に反しない範囲で結晶相を含んでい
ても良い。

引続く粉砕工程での効率を高めるためには、初期粉末
の平均粒径（篩分法による重量基準のメジアン径）を小
さくすることが有効である。平均粒径が小さいほどグラ
インディング効果で厚みを減らし易いし、微粉化にも有
利である。この意味で、粉末粒子表面の乱れた微小粉末
が得られ易く、大量生産の可能な水アトマイズ法が本発
明の目的に最も適している。

第１ないし第４のいずれかの方法においても、平均粒
径0.1〜20μｍ、平均厚さ１μｍ以下とするために機械
的粉砕を施すことが望ましい。粉砕は、スタンプミル、
振動ミル、アトライターなどが適用できる。粉砕効率上
は、投入エネルギーの高いアトライターが最も有効であ
る。

前記粉砕を適当な粉砕助剤を添加した中で行なうこと
によって扁平化をさらに促進できる。粉砕助剤の有効性
は、例えば特願昭61−262134号においてアモルファス合
金フレークの場合に例示されたごとく、粉砕の進行とと
もに活性化された粉末粒子表面に吸着して粒子の凝集を
抑制し、扁平化を促進させる効果が、本発明合金でも認
められた。効果的な固体助剤としてはステアリン酸、オ
レイン酸、ラウリン酸、パルミチン酸等の高級脂肪酸、
ステアリン酸亜鉛、ステンリン酸カルシウム、ラウリン
酸亜鉛、ラウリン酸アルミニウム等の金属石けん、ステ
アリルアルコール等、高級脂肪族アルコール類、エタノ
ールアミン、ステアリルアミンなどの高級脂肪酸アミ
ン、およびポリエチレンワックスなどで、これらは単独
ばかりでなく２種以上加えてもよい。添加量は、通常0.
1〜500重量％である。また、液体の助剤には、アルコー
ル、グリコール、エステル等の有機溶剤なども使用でき
る。

粉砕後の粉末は、形状的に著しい変形を受け、大きな
歪を有しており、本来の軟磁性が甚だしく損なわれた状
態にある。このように歪の大きい微粉末を結晶化温度よ
り高い所定の温度で熱処理すると、粉末粒子の凝集すな
わち焼結現象が生じて、機械的に粉砕して得た扁平形状
が損なわれてしまうという問題が生ずる。

本発明者らは、凝集防止と軟磁性向上を図るために、
粉砕後の扁平状合金微粉末に非反応性の非磁性耐火粉末
を混合し、該混合粉末を非酸化性雰囲気中で熱処理し、
しかる後、磁気選別により非磁性耐火粉末を除去して目
的の扁平状微粉末を回収する方法を知見した。また、粉
砕後の扁平状合金微粉末に混合する非反応性の非磁性耐
火粉末の平均粒径が、扁平状合金微粉末の平均粒径の５
倍以上であることが、焼鈍中の扁平状合金微粉末の凝集
を抑制し、かつ焼鈍後の磁気選別が容易となり好まし
い。

熱処理中の凝集防止のために扁平状合金微粉末に混合
される耐火粉末は、熱処理温度条件下で非反応性で安定
であること、および磁性体である扁平状合金微粉末と磁
気選別できるように実際的に非磁性であることが必要で
ある。たとえば、Al₂O₃、MgO、ZrO₂、SiO₂などの酸化物
および複合酸化物、AlN、Si₃N₄など窒化物、あるいはこ
れらの混合物などが使用できる。これら耐火粉末と扁平
状合金粉末の粒度、厚さ、扁平度により調整する。微粉
ほど、厚さが薄くなるほど、耐火粉末の量比を高める必
要がある。好ましくは、耐火粉末／合金粉末の容量比は
１以上が有効である。混合は、ダブルコーン型ブレンダ
ー、Ｖ型ブレンダーなど通常の混合機が適用できる。

混合粉末の熱処理は、不活性ガス雰囲気下でなされる
ことが望ましい。

上記の熱処理により保磁力を低めた後、混合粉末は磁
気選別により耐火粉末と合金粉末に分離される。この場
合、特に耐火粉末の平均粒径が合金粉末のそれより大き
いほど、選別の効率がよく、好ましくは５倍以上の比で
あれば、耐火粉末の残留を使用上問題のない程度の微量
に抑制できる。

磁選機は乾式の感応ロール型、対極型、あるいは移動
磁界型など微粉末用のものであれば使用できる。回収さ
れた扁平状合金微粉末は、粉砕ままの形状を保持してお
り、かつ保磁力の低い良好な軟磁性を有している。

本発明に係る軟磁性合金微粉末の製造、粉砕、熱処理
は必要に応じて不活性ガス雰囲気中あるいは真空中で行
なうことができる。また熱処理は、磁場中で行なうこと
ができ、粉末に誘導磁気異方性を付与したり、回転磁場
中で熱処理することにより磁気異方性を低減し、磁気特
性を改善することができる。

次に本発明の合金微粉末の組成を限定理由について述
べる。

本発明の合金微粉末において、Cuは必須元素であり、
その含有量ｘは0.1〜３原子％の範囲である。0.1原子％
より少ないとCuの添加による軟磁気特性改善の効果がほ
とんどなく、一方３原子％より多いと軟磁気特性が未添
加のものより悪くなることがあり好ましくない。本発明
において、特に好ましいCuの含有量ｘは0.5〜２原子％
であり、この範囲で特に軟磁気特性が良好である。

Cuの軟磁気特性向上作用の原因は明らかではないが、
次のように考えられる。

CuとFeの相互作用パラメータは正であり、固溶度が低
く分離特性があるため、非晶質形態の合金を加熱すると
Fe原子同志またはCu原子同志が寄り集りクラスターを形
成するため組成ゆらぎが生じる。このため、部分的に結
晶化し易い領域が多数でき、そこを核とした微細な結晶
粒が生成される。この結晶はFeを主成分とするものであ
り、FeとCuの固溶度はほとんどないため、結晶化により
Cuは微細結晶粒の周囲にはき出され、結晶粒周辺のCu濃
度が高くなる。このため、結晶粒は成長しにくいと考え
られる。

Cu添加により結晶核が多数できることと結晶粒が成長
しにくいため、結晶粒微細化が起こること考えられる
が、この作用はNb、Ｗ、Ta、Mo、Zr、Hf、Ti等の存在に
より特に著しくなると考えられる。

Nb、Ｗ、Ta、Mo、Zr、Hf、Ti等が存在しない場合は、
結晶粒はあまり微細化されず軟磁気特性も悪い。Nb、Mo
は特に効果が大きいが、これらの元素の中でNbを添加し
た場合特に結晶粒が細くなり易く、軟磁気特性も優れた
ものが得られる。

またFeを主成分とする微細結晶相が生ずるためFe基非
晶質合金に比べ磁歪が小さくなり、内部応力−歪による
磁気異方性が小さくなることも軟磁気特性が改善される
理由と考えられる。

本発明Fe基合金粉末の内には、例えば、組成式：Fe
_ba1Cu₁Nb₃B₅Si_17.5で表わされる合金粉末のように、磁
歪が負のもの、あるいは磁歪が０またはほとんど０のも
のも含まれている。このような粉末から形成された扁平
状微粉末は歪の影響による磁気特性の劣化が小さく優れ
た軟磁気特性が得られる。

Cuを添加しない場合は、結晶粒は微細化されにくく、
化合物相が形成しやすいため、結晶化により磁気特性は
劣化する。

Ｖ、Cr、Mn、Al、白金属元素、Sc、Ｙ、希土類元素、
Au、Zn、Sn、Re等の元素は耐食性を改善したり、磁気特
性を改善する、または磁歪を調整する、等の効果を有す
るものであるが、その含有量はせいぜい10原子％以下で
ある。含有量が10原子％を越えると著しい飽和磁束密度
の低下を招くためであり、特に好ましい含有量は、８原
子％以下である。

これらの中でRu、Rh、Pd、Os、Ir、Pt、Au、Cr、Ｖか
ら選ばれる少なくとも１種の元素を添加した合金からな
る場合は、特に耐食性、耐摩耗性に優れた扁平状合金微
粉末となる。

本発明の扁平状微粉末において、Ｃ、Ge、Ｐ、Ga、S
b、In、Be、Asからなる群から選ばれた少なくとも１種
の元素を10原子％以下を含むこともできる。これら元素
は非晶質化に有効な元素であり、Si、Ｂと共に添加する
ことにより合金の非晶質化を助けると共に、磁歪やキュ
リー温度調整に効果がある。

SiおよびＢは、本発明に係る扁平状合金微粉末の組織
の微細化に特に有用な元素である。本発明に係る扁平状
Fe基軟磁性合金微粉末は、好ましくは、一旦Si、Ｂの添
加効果により非晶質合金とした後で熱処理により微細結
晶粒を形成させることにより得られる。SiおよびＢの含
有量ｙおよびｚの限定理由は、ｙが30原子％以下、ｚが
25原子％以下、ｙ＋ｚが35原子％でないと、合金の飽和
磁束密度の著しい減少があるからである。

他の非晶質形成元素の添加量が少ない時は、ｙ＋ｚが
10〜35原子％の範囲であれば、前記合金の中間段階での
非晶質化が容易である。

本発明において、Ｍ′はCuとの複合添加により析出す
る結晶粒を微細化する作用を有するものであり、Nb、
Ｗ、Ta、Zr、Hf、TiおよびMoから選ばれた少なくとも１
種の元素である。Nb等は合金の結晶化温度を上昇させる
作用を有するが、クラスターを形成し結晶化温度を低下
させる作用を有するCuとの相互作用により析出する結晶
粒が微細化するものと考えられる。Ｍ′の含有量αは0.
1〜30原子％であり、0.1原子％未満だと結晶粒微細化の
効果が不十分であり、30原子％を越えると飽和磁束密度
の著しい低下を招く。好ましいＭ′の含有量αは２〜８
原子％である。なお、Ｍ′としてNbが磁気特性の面で最
も好ましい。またＭ′の添加によりCo基非晶質合金粉末
と同等の軟磁気特性を有するようになる。

残部は不純物を除いて実質的にFeが主体であるが、Fe
の一部は成分Ｍ（Coおよび／またはNi）により置換され
ていてもよい。Ｍの含有量ａは、０≦ａ＜0.5である
が、好ましくは０≦ａ≦0.3である。ａが0.3を越える
と、軟磁気特性が劣化する場合があるためである。

Ｍ″の添加により、耐食性の改善、磁気特性の改善、
または磁歪調整効果が得られる。Ｍ″が10原子％を越え
ると飽和磁束密度低下が著しい。本発明に係る合金のう
ち特に０≦ａ≦0.3、0.5≦ｘ≦２、10≦ｙ≦25、３≦ｚ
≦12、18≦ｙ＋ｚ≦28、２≦α≦８の関係を有する場
合、特に軟磁気特性に優れたものが得られやすい。

上記組成を有する本発明扁平状Fe基合金微粉末はまた
組織の少なくとも50％以上が微細な結晶粒からなる。

この結晶粒はα−Feを主体とするものでSiやＢ等が固
溶していると考えられる。この結晶粒は500Å以下と著
しく小さな平均粒径を有することを特徴とし、合金組織
中に均一に分布している。合金組織のうち微細結晶粒以
外の部分は主に非晶質である。なお微細結晶粒の割合が
実質的に100％になっても本発明に係る扁平状Fe基合金
微粉末は十分に優れた磁気特性を示す。

より好ましい結晶粒度は50〜200Åであり、この範囲
で特に軟磁気特性に優れたものが得られる。

このような発明の平均粒径0.1〜10μｍ、厚さ１μｍ
以下の扁平状Fe基軟磁性合金微粉末は、飽和磁束密度が
1T以上で保磁力が400A/m以下であり、優れた特性を有し
ており、磁気シールドを必要とする磁気カード上への塗
布膜被覆用の塗料用粉末として最適である。また、磁気
カード以外にも部品やハウジングへの被覆塗料、ゴムや
プラスチックとの複合材料のフィラー等に使用できる。

〔実施例〕

以下本発明を実施例に従って説明する。

実施例１第１表に示す組成の合金粉末を水アトマイズ法により
作製した。平均粒径は30〜40μｍであった。Ｘ線回折の
結果、非晶質合金特有のハローパターンが認められた。

これらの粉末を450℃で窒素雰囲気中で１時間熱処理
した後アトライターにより10時間粉砕して扁平状微粉末
とした。粉砕助剤として粉末に対し重量で200％のイソ
プロピルアルコールを用いた。この後これら粉末を結晶
化温度より50℃高い温度で１時間保持後室温まで冷却す
る熱処理を行なった（窒素雰囲気中）。

得られた扁平状微粉末の平均粒径は、10〜14μｍで、
平均厚さは0.7〜0.9μｍであり、組織は大部分が100〜2
00Åの微細な結晶粒からなっており、Ｘ線回折および電
子線回折の結果、この結晶粒は、Si等を固溶したbcc構
造のFe固溶体であることが確認された。

次にこの扁平状微粉末の磁気特性と振動磁力計（VS
M）により測定した。第１表に粉末の飽和磁束密度Bs、
保磁力Hcおよび非晶質状態の粉末の結晶化温度Txを示
す。

実施例２第２表に示す組成の非晶質合金粉末を水アトマイズ法
により作製した。平均粒径は10〜20μｍであった。次に
これらの粉末をアトライターにより50時間粉砕して扁平
状微粉末とした。粉砕助剤として粉末量の10％のステア
リン酸と300％のエチルアルコールを用いた。この後こ
れら粉末に平均粒径約40μｍのAl₂O₃粉末を混合した。A
l₂O₃粉末／合金粉末の容量比は10:1とした。この混合粉
末を水素気流中で、結晶化温度より50℃高い温度で１時
間保持後冷却する熱処理を行なった。然る後、熱処理後
の混合粉を感応ロール型の磁選機にかけ、合金粉末を回
収した。磁選は３回繰り返して行った。

得られた扁平状微粉末の平均粒径は、４〜７μｍで、
平均厚さは0.3〜0.5μｍであり、組織は大部分が200〜3
00Åの微細な結晶粒からなっており、Ｘ線回折および電
子線回折の結果、この結晶粒はSi等を固溶したbcc構造
のFe固溶体であることが確認された。

各粉末の飽和磁束密度Bs、保磁力Hcおよび非晶質状態
の粉末の結晶化温度Txを第２表に示す。

実施例３第３表に示す組成の非晶質合金粉末を水アトマイズ法
により作製した。平均粒径は10〜20μｍであった。次に
これら粉末をその結晶化温度より20℃高い温度で１時間
保持後冷却する熱処理を行なった。次に、これらの粉末
をアトライターにより10時間粉砕して扁平状微粉末とし
た。粉砕助剤として粉末重量の６％のオレイン酸を用い
た。この後これら粉末を結晶化温度より40℃高い温度で
400KA/mの磁場をかけながら１時間保持後室温まで冷却
する熱処理を行なった（Ar雰囲気中）。

得られた扁平状微粉末の平均粒径は、２〜４μｍで、
平均厚さは0.8〜1.0μｍであり、組織は大部分が100〜2
00Åの微細な結晶粒からなっており、Ｘ線回折および電
子線回折の結果、この結晶粒はSi等を固溶したbcc構造
のFe固溶体であることが確認された。

各粉末の飽和磁束密度Bs、保磁力Hcおよび結晶化温度
Txを第３表に示す。

これら実施例に示したごとく、本発明による扁平状微
粉末の保磁力Hcは100A/m以下と低く、かつ飽和磁束密度
は、成分調整によって1.0T以上と高めることが可能であ
り、極めて高い特性を有している。

〔発明の効果〕

本発明によれば、磁気シールドを必要とする磁気カー
ド上への塗布膜被覆用の塗料用粉末や部品やハウジング
への被覆塗料、ゴムやプラスチックとの複合材料のフィ
ラーなどに最適な軟磁気特性に優れた扁平状のFe基合金
微粉末を提供することができるため、産業上の利用効果
は著しいものである。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁶ 識別記号庁内整理番号ＦＩ技術表示箇所Ｃ２２Ｃ 38/56 Ｃ２２Ｃ 38/56 Ｈ０１Ｆ 1/20 Ｈ０１Ｆ 1/20 (56)参考文献特開平２−138444（ＪＰ，Ａ) 特開昭64−28301（ＪＰ，Ａ) 特開平１−294847（ＪＰ，Ａ) 特開平２−19442（ＪＰ，Ａ)

Claims

(57)【特許請求の範囲】

【請求項１】一般式、 (Fe_1-aM_a)_100-x-y-z- _α−β−γCu_xSi_yB_zＭ′_αＭ″_β
Ｘ_γ（原子％）（ただし、ＭはCoおよび／またはNiであり、Ｍ′はNb、
Ｗ、Ta、Zr、Hf、TiおよびMoからなる群から選ばれた少
なくとも１種の元素、Ｍ″はＶ、Cr、Mn、Al、白金属元
素、Sc、Ｙ、希土類元素、Au、Zn、Sn、Reからなる群か
ら選ばれた少なくとも１種の元素、ＸはBe、Ｃ、Ge、
Ｐ、Ga、Sb、In、Be、Asからなる群から選ばれた少なく
とも１種の元素であり、ａ、ｘ、ｙ、ｚ、α、βおよび
γはそれぞれ０≦ａ＜0.5,0.1≦ｘ≦3,0≦ｙ≦30, ０≦ｚ≦25,0.1≦α≦30,0≦β≦10, ０≦γ≦10および０≦ｙ＋ｚ≦35 を満たす。）により表わされる組成を有し、その組織の
少なくとも50％が微細な結晶粒からなり、500Å以下の
平均結晶粒度を有するFe基軟磁性合金であって、平均粒
径0.1〜20μｍ、平均厚さ１μｍ以下であることを特徴
とする扁平状Fe基軟磁性合金微粉末。
【請求項２】特許請求の範囲第１項に記載のFe基合金微
粉末において、前記Fe基合金粉末が、０≦ａ≦0.3,0.5≦ｘ≦2,10≦ｙ≦25, ３≦ｚ≦12,18≦ｙ＋ｚ≦28,2≦α≦８の関係を有することを特徴とする扁平状Fe基軟磁性合金
微粉末。
【請求項３】前記微細な結晶粒がbcc構造のFe固溶体を
主体としたものからなることを特徴とする特許請求の範
囲第１項または第２項に記載の扁平状Fe基軟磁性合金微
粉末。
【請求項４】前記組織の残部が非晶質であることを特徴
とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいずれかに
記載の扁平状Fe基軟磁性合金微粉末。
【請求項５】組織が実質的に微細な結晶粒からなること
を特徴とする特許請求の範囲第１項ないし第３項のいず
れかに記載の扁平状Fe基軟磁性合金微粉末。
【請求項６】特許請求の範囲第１項に記載の組成の合金
溶湯を超急冷し非晶質合金粉末を得る工程と、これをそ
の非晶質合金の結晶化温度より約250℃低い温度からそ
の結晶化温度までの範囲内の温度で脆化を生ずるのに必
要な時間だけ加熱し、脆化した非晶質合金粉末を粉砕
し、平均粒径0.1〜20μｍ、平均厚さ１μｍ以下の扁平
状微粉末とする工程と、この扁平状微粉末を結晶化温度
より高い温度に加熱し、組織の少なくとも50％を500Å
以下の平均結晶粒度とする熱処理工程からなることを特
徴とする扁平状Fe基軟磁性合金微粉末の製造方法。
【請求項７】特許請求の範囲第１項に記載の組成の合金
溶湯を超急冷し非晶質合金粉末を得る工程と、この非晶
質合金粉末にその結晶化温度より低い温度で脆化を起さ
せるのに十分な時間水素をチャージし次いでこの脆化し
た非晶質合金粉末を粉砕し、平均粒径0.1〜20μｍ、平
均厚さ１μｍ以下の扁平状微粉末とする工程と、この扁
平状微粉末を結晶化温度より高い温度に加熱し、組織の
少なくとも50％を500Å以下の平均結晶粒度とする熱処
理工程からなることを特徴とする扁平状Fe基軟磁性合金
微粉末の製造方法。
【請求項８】特許請求の範囲第１項に記載の組成の合金
溶湯を超急冷し脆化した非晶質合金粉末を得る工程と、
これを粉砕し平均粒径0.1〜20μｍ、平均厚さ１μｍ以
下の扁平状微粉末とする工程と、この扁平状微粉末を結
晶化温度より高い温度に加熱し、組織の少なくとも50％
を500Å以下の平均結晶粒度とする熱処理工程からなる
ことを特徴とする扁平状Fe基軟磁性合金微粉末の製造方
法。
【請求項９】特許請求の範囲第１項に記載の組成の合金
溶湯を超急冷し非晶質合金粉末を得る工程と、これを結
晶化温度より高い温度に加熱し、組織の少なくとも50％
を500Å以下の平均結晶粒度とする熱処理工程と、次い
でこれを粉砕し平均粒径0.1〜20μｍ、平均厚さ１μｍ
以下の扁平状微粉末とする工程からなることを特徴とす
る扁平状Fe基軟磁性合金微粉末の製造方法。
【請求項１０】水アトマイズ法によって得られた平均粒
径50μｍ以下の非晶質合金粉末を機械的に粉砕すること
を特徴とする特許請求の範囲第６項ないし第９項のいず
れかに記載の扁平状Fe基軟磁性合金微粉末の製造方法。
【請求項１１】粉砕を粉砕助剤との共存下で行なうこと
を特徴とする特許請求の範囲第６項ないし第10項のいず
れかに記載の扁平状Fe基軟磁性合金微粉末の製造方法。
【請求項１２】前記熱処理工程を扁平状微粉末に非反応
性の非磁性耐火粉末を混合しつつ実施し、熱処理後混合
粉末から磁気選別により前記非磁性耐火粉末を除去して
扁平状微粉末を回収することを特徴とする特許請求の範
囲第６項ないし第11項のいずれかに記載の扁平状Fe基軟
磁性合金微粉末の製造方法。
【請求項１３】前記工程の一部あるいは全部を不活性ガ
ス雰囲気中あるいは真空中で行なうことを特徴とする特
許請求の範囲第６項ないし第12項のいずれかに記載の扁
平状Fe基軟磁性合金微粉末の製造方法。
【請求項１４】前記熱処理工程を磁場中で行なうことを
特徴とする特許請求の範囲第６項ないし第13項のいずれ
かに記載の扁平状Fe基軟磁性合金微粉末の製造方法。