JP2783287B2 - 鉄−コバルト系軟質磁性材料の製造方法 - Google Patents
鉄−コバルト系軟質磁性材料の製造方法Info
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- JP2783287B2 JP2783287B2 JP63235692A JP23569288A JP2783287B2 JP 2783287 B2 JP2783287 B2 JP 2783287B2 JP 63235692 A JP63235692 A JP 63235692A JP 23569288 A JP23569288 A JP 23569288A JP 2783287 B2 JP2783287 B2 JP 2783287B2
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- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/007—Heat treatment of ferrous alloys containing Co
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- Powder Metallurgy (AREA)
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Description
【発明の詳細な説明】 ［概要］ 鉄−コバルト系軟質磁性材料の製造方法に関し、 アルミニウムを添加した鉄−コバルト系軟質磁性材料
において、塑性変形能を安定して高めることができる方
法を提供することを目的とし、 コバルト:45−55重量％、アルミニウム:4重量％以下
および残部が実質的に鉄から成る鉄−コバルト系軟質磁
性材料を粉末冶金法で製造した後、さらに、1000−1450
℃に１ないし５時間保持した後、当該保持温度から400
℃以下の温度までの区間を10℃／分よりも速い冷却速度
で冷却するように構成する。
において、塑性変形能を安定して高めることができる方
法を提供することを目的とし、 コバルト:45−55重量％、アルミニウム:4重量％以下
および残部が実質的に鉄から成る鉄−コバルト系軟質磁
性材料を粉末冶金法で製造した後、さらに、1000−1450
℃に１ないし５時間保持した後、当該保持温度から400
℃以下の温度までの区間を10℃／分よりも速い冷却速度
で冷却するように構成する。
［産業上の利用分野］ 本発明は、鉄−コバルト系軟質磁性材料の製造方法に
関し、さらに詳しくは、鉄−コバルト合金にアルミニウ
ムを添加した成分系の粉末冶金製品に熱処理を施すこす
ことにより、従来の溶解鋳造で作られた鉄−コバルト合
金では得られなかった塑性変形能を有する鉄−コバルト
系軟質磁性材料の製造方法に関する。
関し、さらに詳しくは、鉄−コバルト合金にアルミニウ
ムを添加した成分系の粉末冶金製品に熱処理を施すこす
ことにより、従来の溶解鋳造で作られた鉄−コバルト合
金では得られなかった塑性変形能を有する鉄−コバルト
系軟質磁性材料の製造方法に関する。
［従来の技術］ 従来、軟質磁性材料としては、鉄、珪素鋼、パーマロ
イ（Ni:40−90％、残部Feの完全固溶体）、センダスト
（Al:5％、Si:9％、残部Feの合金）、パーメンジュール
（Co:48−50％、残部Feの合金）などが知られている。
イ（Ni:40−90％、残部Feの完全固溶体）、センダスト
（Al:5％、Si:9％、残部Feの合金）、パーメンジュール
（Co:48−50％、残部Feの合金）などが知られている。
このうち、最も高い飽和磁束密度を有するのがパーメ
ンジュールであるが、鉄−コバルト２元合金は非常に規
則化しやすく脆いために、冷間加工性が極めて悪いとい
う欠点がある。そこで、これにバナジウムを２％程度添
加することにより、冷間加工性を改善した溶解材料とし
て2V−パーメンジュールが知られているが、未だ十分な
加工性を有するには至ってない。したがって、鉄−コバ
ルト系軟質磁性材料は、純鉄に比較して磁束密度B4Kで
約25％高く電磁部品の小型軽量化に適した材料であるに
も関わらず、電話受話器の振動板や高性能電磁石の磁極
などの特殊用途においてのみ実用化されているのが現状
であった。
ンジュールであるが、鉄−コバルト２元合金は非常に規
則化しやすく脆いために、冷間加工性が極めて悪いとい
う欠点がある。そこで、これにバナジウムを２％程度添
加することにより、冷間加工性を改善した溶解材料とし
て2V−パーメンジュールが知られているが、未だ十分な
加工性を有するには至ってない。したがって、鉄−コバ
ルト系軟質磁性材料は、純鉄に比較して磁束密度B4Kで
約25％高く電磁部品の小型軽量化に適した材料であるに
も関わらず、電話受話器の振動板や高性能電磁石の磁極
などの特殊用途においてのみ実用化されているのが現状
であった。
［発明が解決しようとする課題］ 本発明者らは、以前に鉄−コバルト合金を粉末冶金法
で製造する方法について特許出願し（特願昭60−281885
号参照）、鉄−コバルト系軟質磁性材料の製造過程にお
ける加工工程を大幅に省略することを可能とした。すな
わち、溶解材料を加工する場合には切削等により素材か
ら製品形状まで加工する必要があるが、粉末冶金法によ
れば製品形状の材料を作ることができるようになり、こ
れにより加工工程が大幅に省略された。しかしながら、
鉄−コバルト合金の応用用途によっては高い寸法精度を
要求される場合があり、この場合は、粉末冶金製品を金
型に入れ冷間で圧縮するサイジングが必要になった。と
ころが、鉄−コバルト系軟質磁性材料では、サイジング
に必要となる粉末冶金製品の塑性変形能を得ることが出
来ないという問題が残った。
で製造する方法について特許出願し（特願昭60−281885
号参照）、鉄−コバルト系軟質磁性材料の製造過程にお
ける加工工程を大幅に省略することを可能とした。すな
わち、溶解材料を加工する場合には切削等により素材か
ら製品形状まで加工する必要があるが、粉末冶金法によ
れば製品形状の材料を作ることができるようになり、こ
れにより加工工程が大幅に省略された。しかしながら、
鉄−コバルト合金の応用用途によっては高い寸法精度を
要求される場合があり、この場合は、粉末冶金製品を金
型に入れ冷間で圧縮するサイジングが必要になった。と
ころが、鉄−コバルト系軟質磁性材料では、サイジング
に必要となる粉末冶金製品の塑性変形能を得ることが出
来ないという問題が残った。
そこで、本発明者らは、さらに、塑性変形能を有する
組成として、アルミニウムが有効であることを見出し、
これを特許出願した（昭和62年12月28日付、特願昭62−
330133号）。これにより、鉄−コバルト系軟質磁性材料
を粉末冶金法で製造する場合のサイジング性および冷間
加工性が改善されたが、この組成の材料を量産に付した
ところ塑性変形能は良好であり、サイジングに所期の寸
法精度となったものから、塑性変形能が不充分なために
中途までしかサイジングができないか、あるいは極端な
場合は割れてしまうものまで分散しており、組成による
改良のみでは安定した塑性変形能を実現できなかった。
組成として、アルミニウムが有効であることを見出し、
これを特許出願した（昭和62年12月28日付、特願昭62−
330133号）。これにより、鉄−コバルト系軟質磁性材料
を粉末冶金法で製造する場合のサイジング性および冷間
加工性が改善されたが、この組成の材料を量産に付した
ところ塑性変形能は良好であり、サイジングに所期の寸
法精度となったものから、塑性変形能が不充分なために
中途までしかサイジングができないか、あるいは極端な
場合は割れてしまうものまで分散しており、組成による
改良のみでは安定した塑性変形能を実現できなかった。
よって、本発明はアルミニウムを添加した鉄−コバル
ト系軟質磁性材料において、塑性変形能を安定して高め
ることができる方法を提供することを目的とする。
ト系軟質磁性材料において、塑性変形能を安定して高め
ることができる方法を提供することを目的とする。
［課題を解決するための手段］ 上記問題点は、特願昭62−330133号で開示したアルミ
ニウム添加／鉄−コバルト系軟質磁性材料に対し、さら
に新規に見出した条件で熱処理を施すことによって解決
される。
ニウム添加／鉄−コバルト系軟質磁性材料に対し、さら
に新規に見出した条件で熱処理を施すことによって解決
される。
本発明は、コバルト:45−55重量％、アルミニウム:4
重量％以下および残部が実質的に鉄から成る鉄−コバル
ト系軟質磁性材料を粉末冶金法で製造した後、さらに、
1000−1450℃に１ないし５時間保持した後、当該保持温
度から400℃以下までの区間を10℃／分よりも速い冷却
速度で冷却することを特徴とする。
重量％以下および残部が実質的に鉄から成る鉄−コバル
ト系軟質磁性材料を粉末冶金法で製造した後、さらに、
1000−1450℃に１ないし５時間保持した後、当該保持温
度から400℃以下までの区間を10℃／分よりも速い冷却
速度で冷却することを特徴とする。
［発明の構成およびその作用の具体的説明］ 本発明に従えば、例えば鉄粉、コバルト粉、鉄−コバ
ルト合金粉などを適宜組合わせ、これに更にアルミニウ
ム成分としてアルミニウム粉、鉄−アルミニウム合金粉
などを使用して前記したようにコバルト45−55重量％、
アルミニウム４重量％以下の組成比を有する鉄−コバル
ト系軟質磁性材料を粉末冶金法で製造する。アルミニウ
ムの含有量は0.03％以上、特に0.1％以上であることが
好ましい。製品形状にできるだけ近い焼結体を製造した
後、これを1000−1450℃において、１−５時間保持し、
その後、当該保持温度から400℃以下までの区間を10℃
／分よりも速い冷却速度で冷却する。
ルト合金粉などを適宜組合わせ、これに更にアルミニウ
ム成分としてアルミニウム粉、鉄−アルミニウム合金粉
などを使用して前記したようにコバルト45−55重量％、
アルミニウム４重量％以下の組成比を有する鉄−コバル
ト系軟質磁性材料を粉末冶金法で製造する。アルミニウ
ムの含有量は0.03％以上、特に0.1％以上であることが
好ましい。製品形状にできるだけ近い焼結体を製造した
後、これを1000−1450℃において、１−５時間保持し、
その後、当該保持温度から400℃以下までの区間を10℃
／分よりも速い冷却速度で冷却する。
ここで、コバルトの含有量を45−55重量％に限定した
のは、この範囲外では高透磁率が得られないためであ
る。一方、アルミニウム含有量が４重量％を越えると磁
束密度の劣化が著しくなるので好ましくない。熱処理温
度を1000−1450℃と限定したのは、鉄−コバルト２元合
金がこの温度範囲でγ相となり、高い磁束密度が得られ
るためである。また、熱処理の保持時間を１−５時間と
限定したのは、１時間未満では塑性変形能向上につき十
分な効果が得られず、５時間以上保持を行なってもそれ
以上の効果が得られないためである。冷却速度を10℃／
分よりも遅くすると十分な塑性変形能が得られないので
好ましくない。また、10℃／分以上の冷却速度で急冷を
行なう温度区間を保持温度から400℃以下までと限定し
たのは、塑性変形能向上に関して、保持終了直後から急
冷を行なわないと効果がなく、また400℃まで急冷を行
なえば効果があるからである。当然、この温度以下の室
温までは急冷してもよく徐冷してもよい。
のは、この範囲外では高透磁率が得られないためであ
る。一方、アルミニウム含有量が４重量％を越えると磁
束密度の劣化が著しくなるので好ましくない。熱処理温
度を1000−1450℃と限定したのは、鉄−コバルト２元合
金がこの温度範囲でγ相となり、高い磁束密度が得られ
るためである。また、熱処理の保持時間を１−５時間と
限定したのは、１時間未満では塑性変形能向上につき十
分な効果が得られず、５時間以上保持を行なってもそれ
以上の効果が得られないためである。冷却速度を10℃／
分よりも遅くすると十分な塑性変形能が得られないので
好ましくない。また、10℃／分以上の冷却速度で急冷を
行なう温度区間を保持温度から400℃以下までと限定し
たのは、塑性変形能向上に関して、保持終了直後から急
冷を行なわないと効果がなく、また400℃まで急冷を行
なえば効果があるからである。当然、この温度以下の室
温までは急冷してもよく徐冷してもよい。
上記のように保持と急冷を行なうことにより塑性変形
能が向上する理由は規則化が避けられるためと推察され
る。
能が向上する理由は規則化が避けられるためと推察され
る。
続いて、寸法精度を高めるためのサイジングを行な
う。この際の変形程度は長さ変形で0.55.0％程度であ
る。また、圧力は２〜6t/cm2程度である。変形程度およ
び圧力は粉末冶金製品の精度と製品の要求精度により適
宜調節する。
う。この際の変形程度は長さ変形で0.55.0％程度であ
る。また、圧力は２〜6t/cm2程度である。変形程度およ
び圧力は粉末冶金製品の精度と製品の要求精度により適
宜調節する。
［実施例］ 以下に本発明の具体的な実施例を説明するが、本発明
の技術的範囲を以下の実施例に限定するものでないこと
はいうまでもない。なお、以下の記載において「％」は
重量％を表わす。
の技術的範囲を以下の実施例に限定するものでないこと
はいうまでもない。なお、以下の記載において「％」は
重量％を表わす。
実施例１ 原料粉としてFe−20％Co合金粉（325メッシュ以下）3
7.5％、Co粉（400メッシュ以下）61.9％およびFe−50％
Al合金粉（325メッシュ以下）0.6％を用意し、Fe−49.8
5％Co−0.3％Alとなるように混合し、さらに潤滑剤とし
て0.75％のステアリン酸亜鉛をくわえて混合した。これ
らの混合粉を4t/cm2の成形圧力で55mm×5mm×3mmの形状
に圧粉成形した。その後、400℃において圧粉体より潤
滑剤を除去し、次に600℃において１時間水素雰囲気に
て予備焼結し、その後1400℃で１時間焼結を行なった。
このようにして得られた焼結体について、真空中で1050
℃で１時間保持した後、アルゴンガスを吹き付けること
により20℃／分の冷却速度で冷却を行なった。
7.5％、Co粉（400メッシュ以下）61.9％およびFe−50％
Al合金粉（325メッシュ以下）0.6％を用意し、Fe−49.8
5％Co−0.3％Alとなるように混合し、さらに潤滑剤とし
て0.75％のステアリン酸亜鉛をくわえて混合した。これ
らの混合粉を4t/cm2の成形圧力で55mm×5mm×3mmの形状
に圧粉成形した。その後、400℃において圧粉体より潤
滑剤を除去し、次に600℃において１時間水素雰囲気に
て予備焼結し、その後1400℃で１時間焼結を行なった。
このようにして得られた焼結体について、真空中で1050
℃で１時間保持した後、アルゴンガスを吹き付けること
により20℃／分の冷却速度で冷却を行なった。
得られた試料について、熱処理前後の引張強さ、ピッ
カース硬さ、伸びを測定した。結果は第１表に示す通り
であった。
カース硬さ、伸びを測定した。結果は第１表に示す通り
であった。
なお、比較のために溶解鋳造材を同様に熱処理し、特
性を測定した結果を第１表に示す。
性を測定した結果を第１表に示す。
これより、粉末冶金製品ではアルミニウムの添加と熱
処理により塑性変形能が高められるが、溶解製品ではア
ルミニウムの添加と熱処理は塑性変形能を全く高めない
ことが明らかである。
処理により塑性変形能が高められるが、溶解製品ではア
ルミニウムの添加と熱処理は塑性変形能を全く高めない
ことが明らかである。
実施例２ 下記組成の材料を製造し、実施例１と同様に熱処理し
た材料と熱処理なしの材料を調製した。
た材料と熱処理なしの材料を調製した。
寸法が2.7mm,4.6mm,51.5mmであるこれらの材料を金型
に入れ3t/cm2で圧縮した。各組成それぞれ100個につき
圧縮したところ、熱処理なしの材料の多くは割れてしま
ったが、熱処理有りの材料は割れがほとんどなく圧縮方
向に約３〜４％の塑性変形していた。かかる変形をした
材料を良品として歩留りを計算した結果を次の表に示
す。
に入れ3t/cm2で圧縮した。各組成それぞれ100個につき
圧縮したところ、熱処理なしの材料の多くは割れてしま
ったが、熱処理有りの材料は割れがほとんどなく圧縮方
向に約３〜４％の塑性変形していた。かかる変形をした
材料を良品として歩留りを計算した結果を次の表に示
す。
［発明の効果］ 本発明によれば、従来の溶解鋳造材に比較して塑性変
形能が大きくかつ安定して改善されているのでコバルト
系軟質磁性材料の用途範囲を広げることが可能である。
すなわち、本発明の製造方法による鉄−コバルト系軟質
磁性材料は、形状の自由度が拡大するばかりではなく、
打抜きパンチによる孔あけなども可能となり、電話受話
器の振動板や高性能電磁石の磁極などの用途に加えて、
より複雑な形状が要求されるようなコンピュータ周辺端
末機器などの分野における実用化が期待される。
形能が大きくかつ安定して改善されているのでコバルト
系軟質磁性材料の用途範囲を広げることが可能である。
すなわち、本発明の製造方法による鉄−コバルト系軟質
磁性材料は、形状の自由度が拡大するばかりではなく、
打抜きパンチによる孔あけなども可能となり、電話受話
器の振動板や高性能電磁石の磁極などの用途に加えて、
より複雑な形状が要求されるようなコンピュータ周辺端
末機器などの分野における実用化が期待される。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 ＦＩ // Ｃ２２Ｃ 19/07 Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３Ｓ 38/00 ３０３ 38/10 38/10 Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２８ Ｃ２２Ｆ 1/00 ６２８ ６６０Ｃ ６６０ ６８２ ６８２ ６８７ ６８７ ６９１Ｂ ６９１ ６９２Ａ ６９２ Ｈ０１Ｆ 1/14 Ｚ (72)発明者 桑岡 正雄 神奈川県川崎市中原区上小田中1015番地 富士通シンター株式会社内 (56)参考文献 特公 平８−32949（ＪＰ，Ｂ２) (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) C21D 6/00 C22F 1/10
Claims (1)
- 【請求項１】コバルト:45−55重量％、アルミニウム:4
重量％以下および残部が実質的に鉄から成る鉄−コバル
ト系軟質磁性材料を粉末冶金法で製造した後、さらに、
1000−1450℃に１ないし５時間保持した後、当該保持温
度から400℃以下の温度までの区間を10℃／分よりも速
い冷却速度で冷却することを特徴とする鉄−コバルト系
軟質磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63235692A JP2783287B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 鉄−コバルト系軟質磁性材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP63235692A JP2783287B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 鉄−コバルト系軟質磁性材料の製造方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0285319A JPH0285319A (ja) | 1990-03-26 |
| JP2783287B2 true JP2783287B2 (ja) | 1998-08-06 |
Family
ID=16989807
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP63235692A Expired - Fee Related JP2783287B2 (ja) | 1988-09-20 | 1988-09-20 | 鉄−コバルト系軟質磁性材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2783287B2 (ja) |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2655416C1 (ru) * | 2017-05-17 | 2018-05-28 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" (Госкорпорация "Росатом") | Способ изготовления изделий из магнитно-мягкого сплава 27кх |
-
1988
- 1988-09-20 JP JP63235692A patent/JP2783287B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH0285319A (ja) | 1990-03-26 |
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Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R350 |
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