JP2850145B2 - 形状異方性軟磁性合金粉末 - Google Patents
形状異方性軟磁性合金粉末Info
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- Powder Metallurgy (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 ［産業上の利用分野］ 本発明は，高い磁化を有するFeを主成分とする金属粉
末を通常の機械的粉砕法により粉砕し，しかも粉末に形
状異方性を付与することにより，特定な方向のみ軟磁気
特性の向上した形状異方性軟磁性合金粉末に関するもの
である。
末を通常の機械的粉砕法により粉砕し，しかも粉末に形
状異方性を付与することにより，特定な方向のみ軟磁気
特性の向上した形状異方性軟磁性合金粉末に関するもの
である。
［従来の技術］ 従来，安価にて高い磁化を有する鉄（Fe）は，磁性材
料においては，最も重要な物質となっている。一般にFe
を多量に含有する金属は磁化が容易である軟磁性を示
す。これらFeを主成分とする軟磁性合金は，塊状や板状
で使用されることが通例となっていた。
料においては，最も重要な物質となっている。一般にFe
を多量に含有する金属は磁化が容易である軟磁性を示
す。これらFeを主成分とする軟磁性合金は，塊状や板状
で使用されることが通例となっていた。
しかしながら，近年，形状が容易に選択できる粉末を
使用した成形，塗布等の手法が活用されている。一般
に，粉末は，金属の占める割合が少なくなるために，単
位体積当り磁化量が小さくなくなる傾向となる。それに
加えて，粒状化にともない反磁界の影響も大きくなり，
磁化特性が低下する傾向となる。
使用した成形，塗布等の手法が活用されている。一般
に，粉末は，金属の占める割合が少なくなるために，単
位体積当り磁化量が小さくなくなる傾向となる。それに
加えて，粒状化にともない反磁界の影響も大きくなり，
磁化特性が低下する傾向となる。
これら負の減少を軽減するためには，粉末に形状異方
性を付与し，特定の方向にのみ磁化を容易にする方法が
有用となる。
性を付与し，特定の方向にのみ磁化を容易にする方法が
有用となる。
［発明が解決しようとする課題］ 一般に,Feを主成分とする軟磁性合金は，粘く，通常
の機械的粉砕法では，粉末化ができないとされてきた。
そのため溶湯噴霧法により合金粒子を得る方法や，液体
急冷法により薄帯を製造した後，粉砕し合金粉末とする
方法が,Feを多量に含有する金属粉末の一般的な製法と
されている。
の機械的粉砕法では，粉末化ができないとされてきた。
そのため溶湯噴霧法により合金粒子を得る方法や，液体
急冷法により薄帯を製造した後，粉砕し合金粉末とする
方法が,Feを多量に含有する金属粉末の一般的な製法と
されている。
しかしながら，この製法は，高価な設備を導入する必
要があること，処理量が少ないこと，安定した製造条件
が狭いこと等の工業的な不利益も多い。
要があること，処理量が少ないこと，安定した製造条件
が狭いこと等の工業的な不利益も多い。
そこで，本発明の技術的課題は，これら製造上の欠点
を除去するために，旧来より実施され，機械的粉砕によ
り,Feを主成分とした合金粉末を得るもので，安価な設
備を使用し，安定した製造状態で,Feを主成分とする形
状異方性軟磁性合金粉末を提供することにある。
を除去するために，旧来より実施され，機械的粉砕によ
り,Feを主成分とした合金粉末を得るもので，安価な設
備を使用し，安定した製造状態で,Feを主成分とする形
状異方性軟磁性合金粉末を提供することにある。
［課題を解決するための手段］ 本発明は，旧来実施されている一般的な製造設備を使
用して,Feを主成分とする形状異方性を有する軟磁性合
金粉末を安価にして，安定的に製造できるように構成し
たもので，通常の溶解法で製造された合金インゴット
を，一般的に粉砕に使用されている設備を使用して製造
できるように,Fe系合金の組成を調整したものであり,Si
がXwt％,BがYwt％（但し,X＝3.0〜23.0,Y＝0.1以上かつ
Ｘ＋Ｙ＝3.1〜23.0）残部が実質的にFeからなる強磁性
合金粉末であって，各粉末粒子は板状の結晶質粒子で，
その板面に平行な一方向に磁化容易軸を有することを特
徴とする。
用して,Feを主成分とする形状異方性を有する軟磁性合
金粉末を安価にして，安定的に製造できるように構成し
たもので，通常の溶解法で製造された合金インゴット
を，一般的に粉砕に使用されている設備を使用して製造
できるように,Fe系合金の組成を調整したものであり,Si
がXwt％,BがYwt％（但し,X＝3.0〜23.0,Y＝0.1以上かつ
Ｘ＋Ｙ＝3.1〜23.0）残部が実質的にFeからなる強磁性
合金粉末であって，各粉末粒子は板状の結晶質粒子で，
その板面に平行な一方向に磁化容易軸を有することを特
徴とする。
一般に,Fe系合金は，一部の合金（例えば,Fe−Co系）
を除きFeの含有量が多いほど，高い磁化を有する傾向に
ある。したがって，安価にして，高い磁化特性を示す金
属材料は，高Fe側で実現されることになり，工業上極め
て有用な機能性材料となっている。そこで，本発明で
は，強磁性粉末を提供することが目的であるので,4πIs
5KG以上の特性を有することを条件として設定した。
を除きFeの含有量が多いほど，高い磁化を有する傾向に
ある。したがって，安価にして，高い磁化特性を示す金
属材料は，高Fe側で実現されることになり，工業上極め
て有用な機能性材料となっている。そこで，本発明で
は，強磁性粉末を提供することが目的であるので,4πIs
5KG以上の特性を有することを条件として設定した。
本発明では,Fe中にSiをXwt％,BをYwt％とし,X＝3.0〜
23.0,Y＝0.1〜20.0,ただし,X＋Ｙ＝3.1〜23.0の範囲で
含有した合金を旧来から使用されている粉砕設備で粉砕
することにより，形状異方性を有する軟磁性合金粉末
を，安価にして，安定的に製造できるものである。
23.0,Y＝0.1〜20.0,ただし,X＋Ｙ＝3.1〜23.0の範囲で
含有した合金を旧来から使用されている粉砕設備で粉砕
することにより，形状異方性を有する軟磁性合金粉末
を，安価にして，安定的に製造できるものである。
本発明において,Fe中のSi含有量をXwt％,B含有量をTw
t％とし,X＋Ｙ＝3.1wt％以上としたのは,X＋Ｙの値が3.
1wt％以下では合金インゴットが粘く，ジョークラッシ
ャー等による一般的な機械的粉砕機での粉砕が不可能で
あったり，困難となるからである。また，本発明におい
て,Xを3.0wt％以上とし,Yを0.1wt％以上としたのは，こ
れ以下の領域ではＸ＋Ｙ＝3.1wt％以上においての粉砕
が不可能になるからである。
t％とし,X＋Ｙ＝3.1wt％以上としたのは,X＋Ｙの値が3.
1wt％以下では合金インゴットが粘く，ジョークラッシ
ャー等による一般的な機械的粉砕機での粉砕が不可能で
あったり，困難となるからである。また，本発明におい
て,Xを3.0wt％以上とし,Yを0.1wt％以上としたのは，こ
れ以下の領域ではＸ＋Ｙ＝3.1wt％以上においての粉砕
が不可能になるからである。
一方，本発明において,Xを23.0wt％以下,Yを20.0wt％
以下とし,X＋Ｙ＝23.0wt％以下としたのは，これ以上の
領域では，合金粉末の磁化が5KG以下となり,Fe系合金の
特徴である高磁化特性が著しく減少した状態となるから
である。
以下とし,X＋Ｙ＝23.0wt％以下としたのは，これ以上の
領域では，合金粉末の磁化が5KG以下となり,Fe系合金の
特徴である高磁化特性が著しく減少した状態となるから
である。
また，本発明において，粉末の形状異方性化は主に，
ジョークラッシャー等による粗粉砕した粉末をボールミ
ル等で比較的小さい機械的応力を，絞り返し加えていく
工程で実現される。
ジョークラッシャー等による粗粉砕した粉末をボールミ
ル等で比較的小さい機械的応力を，絞り返し加えていく
工程で実現される。
ここで得られた形状異方性粉末は，一般的に板状とな
っており，反磁界の関係で板面方向が磁化容易方向とな
る。この形状異方性化は，粒子の長径／短径が１（球
板）でなければ発生するものであり，本発明において
は，板状粒子の厚さが約0.1〜1000μm,直径が約１〜500
0μｍの範囲での調整が容易にできる。一般的な傾向と
して，偏平度の向上した粒子は，板状粒子の直径が数十
μｍで，厚さが１μｍ前後で実現されることが多い。
っており，反磁界の関係で板面方向が磁化容易方向とな
る。この形状異方性化は，粒子の長径／短径が１（球
板）でなければ発生するものであり，本発明において
は，板状粒子の厚さが約0.1〜1000μm,直径が約１〜500
0μｍの範囲での調整が容易にできる。一般的な傾向と
して，偏平度の向上した粒子は，板状粒子の直径が数十
μｍで，厚さが１μｍ前後で実現されることが多い。
尚，後述する本発明の実施例では，ジョークラッシャ
ーと回転ボールミルによる粉砕，偏平化についてのみ述
べているが，旧来からの粉砕機として知られているハン
マーミル，スタンプミル，ロールミル等による粉砕や，
振動ミル，遠心ミル，遊星ミル等のボールによるエネル
ギー伝達で粉砕する機種での工程を付加したり，代替し
ても，本発明の合金組成の効果が現われることは，明白
である。
ーと回転ボールミルによる粉砕，偏平化についてのみ述
べているが，旧来からの粉砕機として知られているハン
マーミル，スタンプミル，ロールミル等による粉砕や，
振動ミル，遠心ミル，遊星ミル等のボールによるエネル
ギー伝達で粉砕する機種での工程を付加したり，代替し
ても，本発明の合金組成の効果が現われることは，明白
である。
［実施例］ 以下，本発明の実施例について説明する。
実施例１ 純度が99.8％以上の鉄（Fe）及びケイ素（Si），ホウ
素（Ｂ）を使用してアルゴン雰囲気中で，高周波加熱に
より,Siが2.0,3.0,4.0,5.0,10.0,20.0,23.0,Bが0,0.1,
1.0,3.0,10.0,15.0,20.0残部Feの厚さ約20mmのインゴッ
ト49種類を作製した。
素（Ｂ）を使用してアルゴン雰囲気中で，高周波加熱に
より,Siが2.0,3.0,4.0,5.0,10.0,20.0,23.0,Bが0,0.1,
1.0,3.0,10.0,15.0,20.0残部Feの厚さ約20mmのインゴッ
ト49種類を作製した。
次に，これらインゴットをハンマーを用いて，最大長
辺か約10cm以下になるように破砕した。
辺か約10cm以下になるように破砕した。
次に，これらインゴットの破砕片を用いて，市販され
ているジョークラッシャーによる粉砕を実施した。尚，
インゴット破砕片は１ケずつ投入した。
ているジョークラッシャーによる粉砕を実施した。尚，
インゴット破砕片は１ケずつ投入した。
その結果を第１表に示す。表中，×印はインゴットの
粉砕が不可能であり，△印は粉砕が不可能ではないが困
難な状況と判断され，○印は粉砕が十分可能であり，◎
印は容易に粉砕できる状況であり， は著しく容易に粉砕できる状況を示している。
粉砕が不可能であり，△印は粉砕が不可能ではないが困
難な状況と判断され，○印は粉砕が十分可能であり，◎
印は容易に粉砕できる状況であり， は著しく容易に粉砕できる状況を示している。
Fe−Si−Ｂ合金で,SiをXwt％，及びＢをYwt％とし,X
＝3.0wt％以上,Y＝0.1wt％以上含有することによりＸ＋
Ｙ＝3.1wt％以上にて，市販されている通常の粉砕によ
っても粉砕が可能となっている。
＝3.0wt％以上,Y＝0.1wt％以上含有することによりＸ＋
Ｙ＝3.1wt％以上にて，市販されている通常の粉砕によ
っても粉砕が可能となっている。
実施例２ 実施例１で得られたSiがXwt％（Ｘ＝3.0,10.0,20.0,2
3.0）ＢがYwt％（Ｙ＝0,5.0,10.0,15.0,20.0）で残部Fe
の20種類の粗粉砕粉末をそれぞれ1mm以下に分級した。
3.0）ＢがYwt％（Ｙ＝0,5.0,10.0,15.0,20.0）で残部Fe
の20種類の粗粉砕粉末をそれぞれ1mm以下に分級した。
次に，これら粉末を，ステンレスボール及びエタノー
ルを用いて，湿式でボールミル粉砕した。ここで，ステ
ンレスボール径及び回転数，運転時間を変化させること
により，平均直径が約30〜50μm,平均厚さが３〜５μｍ
で，直径／厚さの平均が約７〜13の板状粒子からなる合
金粉末を各々得た。
ルを用いて，湿式でボールミル粉砕した。ここで，ステ
ンレスボール径及び回転数，運転時間を変化させること
により，平均直径が約30〜50μm,平均厚さが３〜５μｍ
で，直径／厚さの平均が約７〜13の板状粒子からなる合
金粉末を各々得た。
次に，これら粉末に対し，液状のエポキシ樹脂を2wt
％混合した後，金型を使用して，約500kg/cm2の圧力で
一方向に加圧圧縮して約13mmの立方体の圧粉体を得た。
％混合した後，金型を使用して，約500kg/cm2の圧力で
一方向に加圧圧縮して約13mmの立方体の圧粉体を得た。
この圧粉体について，粉末の圧縮方向と平行な方向及
び，それと直交する方向の磁気特性を測定した。
び，それと直交する方向の磁気特性を測定した。
その結果を第１図に示す。図中４πIsは，粉末の占積
率を100％に換算した値である。
率を100％に換算した値である。
４πIs5KG以上は,Si組成値Xwt％,B組成値Ywt％とし,X
＋Ｙ＝23wt％以下の領域で達成される。
＋Ｙ＝23wt％以下の領域で達成される。
また，粉末の圧縮方向による磁化特性は，粉末圧縮方
向と平行な方向に比べ，それと直交する方向は，磁化曲
線の立ち上がりが急峻であり,1Hcも低い値を示してい
た。これは，粉末圧縮方向と直交する方向が磁気容易と
なっていることを示している。
向と平行な方向に比べ，それと直交する方向は，磁化曲
線の立ち上がりが急峻であり,1Hcも低い値を示してい
た。これは，粉末圧縮方向と直交する方向が磁気容易と
なっていることを示している。
この圧粉体の断面を顕微鏡にて，観察したところ，粉
末圧縮方向と直交する方向に，板状合金粒子の長軸が揃
った積層状態となっていた。
末圧縮方向と直交する方向に，板状合金粒子の長軸が揃
った積層状態となっていた。
したがって，圧粉体の磁化異方性特性は，粉末の形状
による磁化容易性に起因していることがわかる。
による磁化容易性に起因していることがわかる。
［発明の効果］ 以上説明したように，本発明の形状異方性軟磁性合金
粉末の製造方法によれば，安価な設備を使用し，安定し
た製造状態でFeを主成分とする形状異方性軟磁性合金粉
末を提供することができる。
粉末の製造方法によれば，安価な設備を使用し，安定し
た製造状態でFeを主成分とする形状異方性軟磁性合金粉
末を提供することができる。
第１図は，実施例２におけるFe−Si−Ｂ合金粉末のSi,B
含有量と磁気特性（４πIs,1Hc）の関係を示す図であ
る。 図中，○印はSi組成値3.0wt％，△印は10.0wt％，×印
は20.0wt％，□印は23.0wt％を示している。また，実線
は粉末圧縮方向と直交した測定方向での特性値を示し，
破線は，粉末圧縮方向と平行した測定方向での特性値を
示している。
含有量と磁気特性（４πIs,1Hc）の関係を示す図であ
る。 図中，○印はSi組成値3.0wt％，△印は10.0wt％，×印
は20.0wt％，□印は23.0wt％を示している。また，実線
は粉末圧縮方向と直交した測定方向での特性値を示し，
破線は，粉末圧縮方向と平行した測定方向での特性値を
示している。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6，ＤＢ名) H01F 1/14
Claims (1)
- 【請求項１】SiがXwt％,BがYwt％（但し,X＝3.0〜23.0,
Y＝0.1〜20.0,X＋Ｙ＝3.1〜23.0）残部が実質的にFeか
らなる強磁性合金粉末であって，各粉末粒子は板状の結
晶質粒子で，その板面に平行な一方向に磁化容易軸を有
することを特徴とする形状異方性軟磁性合金粉末。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1338595A JP2850145B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 形状異方性軟磁性合金粉末 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1338595A JP2850145B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 形状異方性軟磁性合金粉末 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH03201414A JPH03201414A (ja) | 1991-09-03 |
| JP2850145B2 true JP2850145B2 (ja) | 1999-01-27 |
Family
ID=18319651
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1338595A Expired - Fee Related JP2850145B2 (ja) | 1989-12-28 | 1989-12-28 | 形状異方性軟磁性合金粉末 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2850145B2 (ja) |
-
1989
- 1989-12-28 JP JP1338595A patent/JP2850145B2/ja not_active Expired - Fee Related
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPH03201414A (ja) | 1991-09-03 |
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