JP3027180B2 - Iron-cobalt based sintered magnetic material and method for producing the same - Google Patents

Iron-cobalt based sintered magnetic material and method for producing the same

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JP3027180B2
JP3027180B2 JP2306780A JP30678090A JP3027180B2 JP 3027180 B2 JP3027180 B2 JP 3027180B2 JP 2306780 A JP2306780 A JP 2306780A JP 30678090 A JP30678090 A JP 30678090A JP 3027180 B2 JP3027180 B2 JP 3027180B2
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Description

【発明の詳細な説明】 [産業上の利用分野] 本発明は、高密度で、含有する酸素量、炭素量が少な
く、軟磁性特性に優れた鉄−コバルト系焼結磁性材料
と、その製造方法に関する。
DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION [Industrial Application Field] The present invention relates to an iron-cobalt-based sintered magnetic material having a high density, a low oxygen content and a low carbon content, and excellent soft magnetic properties. About the method.

[従来技術とその課題] 一般に鉄−コバルト系磁性材料は、磁性材料中最高の
飽和磁束密度を有するため、ヨーク用磁性材料等に広く
使われているものの、規則格子を生じるため脆く、加工
が困難であるという欠点を有している。また、純粋な、
すなわち実質的に鉄とコバルトのみからなる鉄−コバル
ト系磁性材料では、体積固有抵抗値が低いため交流磁場
のように渦電流が発生する場合に鉄損が大きいという問
題がある。これらの問題を解決するため、上記磁性材料
中にバナジウム(V)を添加することがなされている
が、十分な加工性を得るまでには至っていない。
[Prior art and its problems] Generally, iron-cobalt-based magnetic materials have the highest saturation magnetic flux density among magnetic materials, and thus are widely used as magnetic materials for yokes. It has the disadvantage of being difficult. Also pure,
That is, an iron-cobalt-based magnetic material substantially consisting of only iron and cobalt has a low volume resistivity, and thus has a problem that iron loss is large when an eddy current is generated as in an alternating magnetic field. In order to solve these problems, vanadium (V) has been added to the magnetic material, but it has not yet been possible to obtain sufficient workability.

このため、従来から粉末冶金法を用いて製造する試み
もなされているが、通常の粉末冶金的手法では焼結体密
度が低いため、得られる磁性材料は磁気特性が低いもの
になってしまうという問題がある。
For this reason, attempts have been made conventionally to use a powder metallurgy method.However, since the density of a sintered body is low in a normal powder metallurgical method, the obtained magnetic material has low magnetic properties. There's a problem.

一方、特開平2−138443号では、平均粒径15μm以下
の粉末を金属粉末射出成形法により射出成形しさらに脱
脂を行い、次いで真空還元した後、アルゴン雰囲気で焼
結する方法が提案されている。この方法によれば、平均
粒径の小さい粉末を用いるため比較的高密度焼結体が得
られ易いものの、成形時に有機バインダーを用いるため
以下の問題がある。すなわち、上述したような活性なV
を含む系では、上記有機バインダーの一部が系中に残留
するなどによって磁気特性に悪影響を及ぼす酸素、炭素
が混入される。一方、真空還元した後、アルゴン雰囲気
下で焼結する方法では、酸素、炭素の両元素を材料中か
ら同時に減らすことが非常に困難であり、そのため、軟
磁性特性に対し悪影響の大きい炭素量を低減させるため
に酸素量を増加させることが必要となる。その結果、焼
結体中に含まれる酸素量が多くなるため緻密化が阻害さ
れ、焼結密度も相対密度でせいぜい95〜96%程度にしか
ならない。またその磁気特性についても、磁束密度B20
の値が20kG以下となり、溶製材に比べてかなり低く十分
な特性が得られない。
On the other hand, JP-A-2-138443 proposes a method in which a powder having an average particle size of 15 μm or less is injection-molded by a metal powder injection molding method, further degreased, then reduced in vacuo, and then sintered in an argon atmosphere. . According to this method, a relatively high-density sintered body can be easily obtained because a powder having a small average particle size is used, but the following problems arise because an organic binder is used during molding. That is, the active V
In a system containing, oxygen and carbon which adversely affect magnetic properties due to a part of the organic binder remaining in the system are mixed. On the other hand, in the method of sintering in an argon atmosphere after vacuum reduction, it is very difficult to simultaneously reduce both oxygen and carbon elements from the material. It is necessary to increase the amount of oxygen to reduce it. As a result, the amount of oxygen contained in the sintered body increases, so that densification is hindered, and the sintering density is only about 95 to 96% in relative density at most. Regarding its magnetic properties, the magnetic flux density B 20
Value is 20 kG or less, which is considerably lower than that of ingot material, and sufficient characteristics cannot be obtained.

また、焼結後HIP処理を行うことにより、真密度近く
にまで密度を高めることも考えられるが、常圧焼結に比
べコストが高く、また焼結体中に残存する酸素、炭素の
量については、HIP処理前の焼結時にほぼ決まってしま
い、HIP後に酸素量、炭素量を減らすことは極めて困難
である。
It is also conceivable to increase the density to near the true density by performing HIP after sintering, but the cost is higher than normal pressure sintering and the amount of oxygen and carbon remaining in the sintered body Is almost determined during sintering before HIP treatment, and it is extremely difficult to reduce the amount of oxygen and carbon after HIP.

以上のように、鉄−コバルト系の焼結磁性材料を同じ
系の溶製材に代わって使用した場合、焼結磁性材料では
磁束密度が小さくなることから鉄−コバルト系材料を使
用する利点が減じ、またHIP焼結を行うのでは安価な焼
結材料を使用するという経済的な利点が失われてしまう
といった問題がある。
As described above, when an iron-cobalt-based sintered magnetic material is used in place of the same ingot material, the magnetic flux density of the sintered magnetic material is reduced, so that the advantage of using the iron-cobalt-based material is reduced. In addition, there is a problem in that HIP sintering loses the economic advantage of using an inexpensive sintered material.

[課題を解決するための手段] 本発明における請求項1記載の鉄−コバルト系焼結磁
性材料では、コバルトが40〜60重量%、バナジウムが1.
0〜2.5重量%、酸素が0.02重量%以下、炭素が0.02重量
%以下で、残部が鉄と不可避不純物とからなり、焼結体
相対密度が98%以上で、磁束密度[B25]が21kG以上で
あることを上記課題の解決手段とした。
[Means for Solving the Problems] In the iron-cobalt-based sintered magnetic material according to claim 1 of the present invention, cobalt is 40 to 60% by weight and vanadium is 1.
0 to 2.5 wt%, oxygen is 0.02 wt% or less, carbon is 0.02 wt% or less, the balance is iron and unavoidable impurities, the relative density of the sintered body is 98% or more, and the magnetic flux density [B 25 ] is 21 kG The above is a means for solving the above problem.

また、請求項2記載の鉄−コバルト系焼結磁性材料の
製造方法では、コバルトが40〜60重量%、バナジウムが
1.0〜2.5重量%であり、残部が鉄と不可避不純物とであ
る原料粉末を、所望形状に成形し、焼結して焼結磁性材
料を製造する鉄−コバルト系焼結磁性材料の製造方法に
おいて、上記焼結するための工程を、真空雰囲気で昇温
を行う第一の工程と、この第一の工程の後に還元雰囲気
で焼結を行う第二の工程の2工程にしたことを上記課題
を解決手段とした。
In the method for producing an iron-cobalt-based sintered magnetic material according to claim 2, cobalt is 40 to 60% by weight, and vanadium is
In a method of manufacturing a sintered iron-cobalt-based magnetic material, a raw material powder containing 1.0 to 2.5% by weight, the balance being iron and unavoidable impurities, is formed into a desired shape and sintered to produce a sintered magnetic material. The object of the present invention is to make the sintering process into two processes, a first process of raising the temperature in a vacuum atmosphere and a second process of performing sintering in a reducing atmosphere after the first process. Was the solution.

以下、本発明を詳しく説明する。 Hereinafter, the present invention will be described in detail.

本発明の焼結磁性材料は、その組成がコバルト;40〜6
0重量%、バナジウム;1.0〜2.5重量%、酸素;0.02重量
%以下、炭素;0.02重量%以下で、残部が鉄と不可避不
純物とからなるものである。すなわち、コバルトが40重
量%未満では磁性材料の透磁率が低くなり、一方60重量
%を越えるとその磁束密度が低くなり、いずれも好まし
くないからである。また、バナジウムが1.0重量%未満
では磁性材料の体積固有抵抗が小さくなって好ましくな
く、一方2.5重量%を越えると保磁力が大きくなり、得
られる磁性材料の特性が上記組成範囲のものと比較して
劣り、やはり好ましくないからである。
The sintered magnetic material of the present invention has a composition of cobalt;
It is composed of 0% by weight, vanadium: 1.0 to 2.5% by weight, oxygen: 0.02% by weight or less, carbon: 0.02% by weight or less, with the balance being iron and inevitable impurities. That is, if the cobalt content is less than 40% by weight, the magnetic permeability of the magnetic material is low, while if it exceeds 60% by weight, the magnetic flux density is low, and neither is preferable. If the content of vanadium is less than 1.0% by weight, the volume resistivity of the magnetic material becomes small, which is not preferable. On the other hand, if it exceeds 2.5% by weight, the coercive force increases, and the properties of the obtained magnetic material are compared with those in the above composition range. This is because it is inferior and is still not preferred.

さらに、酸素が0.02重量%を越えると、焼結体内に酸
化物が生ずるため緻密化が阻害されて焼結体密度が低下
し、結果として磁束密度が低下する上、酸化物によって
磁壁の移動が妨げられるため保磁力が大きくなり、好ま
しくないからであり、一方炭素が0.02重量%を越える
と、炭素が結晶に侵入して格子に歪みが生じ、これによ
り磁性材料の透磁率が低下し、好ましくないからであ
る。
Further, if the oxygen content exceeds 0.02% by weight, an oxide is generated in the sintered body, thereby densifying the sintered body and lowering the density of the sintered body. As a result, the magnetic flux density is lowered, and the movement of the domain wall by the oxide is reduced. On the other hand, if the carbon content exceeds 0.02% by weight, the carbon penetrates into the crystal and the lattice is distorted, thereby lowering the magnetic permeability of the magnetic material. Because there is no.

また、この焼結磁性材料は、その焼結体相対密度が98
%以上とされる。すなわち、98%以上であればこの磁性
材料は、その磁束密度[B25]が21kG以上になり、溶製
材と同等になることから溶製材の代用品として十分に使
用可能になるからである。
The sintered magnetic material has a relative density of 98%.
% Or more. That is, when the magnetic material is 98% or more, the magnetic material has a magnetic flux density [B 25 ] of 21 kG or more, which is equivalent to that of the smelting material, so that it can be sufficiently used as a substitute for the smelting material.

このような磁性材料にあっては、上記組成とその焼結
体相対密度により、透磁率が高く、磁束密度、体積固有
抵抗値も大きくなり、優れた磁性材料となる。
Such a magnetic material has a high magnetic permeability, a high magnetic flux density, and a large volume specific resistance due to the above composition and the relative density of the sintered body, and thus is an excellent magnetic material.

次に、このような焼結磁性材料の製造方法を、本発明
の請求項2ないし7記載の製造方法にもとづいて説明す
る。
Next, a method for manufacturing such a sintered magnetic material will be described based on the manufacturing method according to claims 2 to 7 of the present invention.

まず、コバルトが40〜60重量%、バナジウムが1.0〜
2.5重量%であり、残部が鉄と不可避不純物とである原
料粉末を用意する。ここで、この原料粉末における各元
素の重量比を決定した理由は、上記焼結磁性材料の組成
で述べた通りである。また、原料粉末の粒径については
特に限定されるものではないが、後述するように1300℃
以上で焼結した際、焼結体の空隙径を十分小さくするた
めには、原料粉末の平均粒径を15μm以下にすることが
好ましく、10μm以下にすることがより好ましい。
First, 40-60% by weight of cobalt and 1.0-
A raw material powder which is 2.5% by weight and the balance is iron and inevitable impurities is prepared. Here, the reason for determining the weight ratio of each element in the raw material powder is as described in the composition of the sintered magnetic material. Further, the particle size of the raw material powder is not particularly limited, but as described below, 1300 ℃
When sintering as described above, the average particle size of the raw material powder is preferably 15 μm or less, more preferably 10 μm or less, in order to sufficiently reduce the void diameter of the sintered body.

次に、上記原料粉末に適宜なバインダーを加えて混練
し、さらにこの混練物を射出成形等の適宜な成形法によ
り所望する形状に成形する。ここでバインダーとして
は、例えばポリメタクリル酸エステル,ワックス等が用
いられる。
Next, an appropriate binder is added to the raw material powder and kneaded, and the kneaded product is formed into a desired shape by an appropriate molding method such as injection molding. Here, as the binder, for example, polymethacrylate, wax or the like is used.

さらに、得られた成形体を、例えば不活性雰囲気にて
加熱処理する、あるいは溶媒によってバインダーを抽出
するなどの周知の脱脂処理により脱脂(バインダー除
去)する。この場合、得られる脱脂体の脱脂率は60%以
上とすべきであり、これ未満では焼結後得られる焼結体
の密度が低くなり、また磁気特性も低下するため好まし
くない。
Furthermore, the obtained molded body is degreased (binder removal) by a known degreasing treatment such as heat treatment in an inert atmosphere or extraction of the binder with a solvent. In this case, the degreasing rate of the obtained degreased body should be 60% or more, and if it is less than 60%, the density of the sintered body obtained after sintering becomes low, and the magnetic properties also deteriorate, which is not preferable.

次いで、得られた脱脂体を焼結処理する。焼結処理と
しては、真空雰囲気で昇温を行う第一の工程と、この第
一の工程の後に還元雰囲気で焼結を行う第二の工程とで
行う。ここで、焼結処理を2工程で行う理由は以下に述
べる通りである。
Next, the obtained degreased body is sintered. The sintering process includes a first step of raising the temperature in a vacuum atmosphere, and a second step of performing sintering in a reducing atmosphere after the first step. Here, the reason why the sintering is performed in two steps is as described below.

鉄−コバルト合金中に含まれるバナジウムは、通常の
焼結雰囲気とされている純度99.99%程度の水素雰囲気
中では、800〜900℃以下の温度で酸化する。このため、
水素雰囲気中で昇温した場合には、焼結体に含まれる酸
素量が増加し、焼結体の緻密化が妨げられてしまう。一
方、1×10-3Torr以下の真空雰囲気中では、高温におい
てもバナジウムの酸化は起こらず、逆に焼結体に含まれ
る酸素量が減少するため焼結が促進され、焼結体の緻密
化が起こり易くなる。
Vanadium contained in the iron-cobalt alloy is oxidized at a temperature of 800 to 900 ° C. or less in a hydrogen atmosphere having a purity of about 99.99%, which is a normal sintering atmosphere. For this reason,
When the temperature is increased in a hydrogen atmosphere, the amount of oxygen contained in the sintered body increases, and the densification of the sintered body is hindered. On the other hand, in a vacuum atmosphere of 1 × 10 −3 Torr or less, vanadium does not oxidize even at a high temperature, and conversely, the amount of oxygen contained in the sintered body is reduced, so that sintering is promoted and the density of the sintered body is increased. Is likely to occur.

しかしながら、焼結体に含まれる炭素については、真
空雰囲気中では焼結体中に十分な量の酸素が存在してい
ないと減少しない。そして、炭素が残存していると得ら
れる磁性材料はその磁気特性が低下し、好ましくなく、
一方炭素を除去するのに十分な酸素が焼結体に残存して
いる場合には、上述したごとく緻密化が阻害され、好ま
しくない。ところが、焼結体中の炭素は、焼結体を水素
雰囲気中で高温に保持することにより減少する。そのた
め、真空雰囲気中で昇温する工程の後還元性雰囲気中で
焼結することにより、焼結体の酸化および酸化物による
緻密化の阻害を抑止することができ、また焼結体中に含
まれる酸素量・炭素量を減少することができることか
ら、高密度で純度の高い焼結体を得ることができるので
ある。
However, the carbon contained in the sintered body does not decrease in a vacuum atmosphere unless a sufficient amount of oxygen is present in the sintered body. Then, the magnetic material obtained when carbon remains has a deteriorated magnetic property, which is not preferable,
On the other hand, when oxygen sufficient to remove carbon remains in the sintered body, densification is hindered as described above, which is not preferable. However, the carbon in the sintered body is reduced by maintaining the sintered body at a high temperature in a hydrogen atmosphere. Therefore, by sintering in a reducing atmosphere after the step of raising the temperature in a vacuum atmosphere, it is possible to suppress the oxidation of the sintered body and the inhibition of densification due to the oxide, and also include the sintered body. Since the amount of oxygen and the amount of carbon can be reduced, a sintered body with high density and high purity can be obtained.

第一の工程、すなわち真空雰囲気で行う焼結工程で
は、その温度範囲の上限は800℃以上1250℃以下が好ま
しい。なぜなら、800℃未満ではまだバナジウムが酸化
するおそれが有り、一方1250℃を越えると、すでに緻密
化がかなり進むため、炭素量を減少させるだけのために
高温で長時間保持するのは経済的に不利だからである。
なお、この第一の工程において、真空雰囲気における昇
温途中で適宜等温保持を行うことは、焼結体中の酸素量
を減少させ、緻密化を促進することができ好ましい。
In the first step, that is, the sintering step performed in a vacuum atmosphere, the upper limit of the temperature range is preferably 800 ° C. or more and 1250 ° C. or less. This is because vanadium may still be oxidized below 800 ° C, whereas if it exceeds 1250 ° C, densification has already progressed considerably. Because it is disadvantageous.
In the first step, it is preferable to appropriately maintain the temperature while the temperature is raised in a vacuum atmosphere because the amount of oxygen in the sintered body can be reduced and the densification can be promoted.

第二の工程、すなわち還元雰囲気で行う焼結工程で
は、上記第一の工程に引き続き、したがって第一の工程
における最高温度近傍から焼結を始め、少なくとも1300
℃以上にまで昇温して焼結を行う。ここで、還元雰囲気
としては、焼結体中の炭素の除去を速やかに行うため、
水素を含んだ雰囲気を用いることが好ましい。また、13
00℃以上にまで昇温する、すなわち焼結最高温度を1300
℃以上にするのは、得られる焼結体の体積拡散係数が大
きくなり、また緻密化の最終段階における緻密化速度が
大きくなって緻密化に要する時間が短縮し、さらに炭素
の拡散係数が大きくなるので焼結体に含まれる炭素量が
速やかに減少するためであり、1300℃未満の焼結ではこ
れらの利点が十分に得られないからである。
In the second step, that is, in the sintering step performed in a reducing atmosphere, sintering is started from the vicinity of the maximum temperature in the first step following the first step, and thus at least 1300.
Sintering is performed by raising the temperature to at least ℃. Here, as the reducing atmosphere, in order to quickly remove carbon in the sintered body,
It is preferable to use an atmosphere containing hydrogen. Also, 13
Raise the temperature to 00 ° C or higher, that is, set the maximum sintering temperature to 1300
C. or higher, the volume diffusion coefficient of the obtained sintered body increases, the densification speed in the final stage of densification increases, the time required for densification decreases, and the diffusion coefficient of carbon increases. This is because the amount of carbon contained in the sintered body rapidly decreases because sintering at a temperature of less than 1300 ° C. cannot sufficiently obtain these advantages.

また、1300℃以上の温度に達するまでに焼結体が十分
に緻密化していない場合、すなわち、焼結体相対密度が
低い場合には、1300℃以上の温度では拡散係数が大きく
なることから、空隙の凝集・粗大化が起こり、得られる
焼結体の緻密化が阻害され好ましくない。一方、焼結体
中の孤立空隙が収縮するための駆動力は該空隙の表面応
力であり、この空隙の表面応力は空隙径に反比例する。
したがって、凝集によって粗大化した空隙は、収縮の駆
動力が減少して収縮しにくくなり、さらに孤立空隙内に
COガス等が生成する場合には空隙は収縮をしなくなるこ
とから、このような空隙を有する焼結体(あるいはその
前駆体)はそれ以上緻密化せず、よって高密度焼結体と
ならない。
Further, when the sintered body is not sufficiently densified by the time the temperature reaches 1300 ° C or higher, that is, when the relative density of the sintered body is low, the diffusion coefficient increases at a temperature of 1300 ° C or higher, Aggregation and coarsening of the voids occur, and the resulting sintered body is undesirably densified. On the other hand, the driving force for shrinking the isolated void in the sintered body is the surface stress of the void, and the surface stress of the void is inversely proportional to the diameter of the void.
Therefore, the voids that have become coarse due to aggregation are less likely to shrink due to a reduction in the driving force of the shrinkage, and furthermore, the voids are isolated within the isolated voids.
Since voids do not shrink when CO gas or the like is generated, the sintered body (or a precursor thereof) having such voids is not further densified, and thus does not become a high-density sintered body.

そこで、高密度焼結体を得るには、1300℃未満の温度
での昇温速度や保持温度・時間等の昇温条件を制御する
ことにより、上記第二の工程における昇温過程で、焼結
温度が初めて1300℃に達した時点で焼結体相対密度を96
%以上に到達させ、空隙が十分小さく、かつ、凝集しな
いように分散している状態にする必要がある。換言すれ
ば、そうすることにより、1300℃以上の温度で焼結した
際空隙の収縮を起こし、緻密化した高密度焼結体とする
のに極めて有利になるのである。なおこの場合、1300℃
以下の温度において焼結体を緻密化する(密度を高め
る)方法としては、1300℃以下の温度で等温保持をする
方法、あるいは昇温速度を遅くするなどの方法が採用で
きる。
Therefore, in order to obtain a high-density sintered body, by controlling heating conditions such as a heating rate at a temperature lower than 1300 ° C. and a holding temperature / time, the sintering is performed in the heating step in the second step. When the sintering temperature reaches 1300 ° C for the first time, the relative density of
% Or more, so that the voids are sufficiently small and dispersed to prevent aggregation. In other words, by doing so, the voids shrink when sintered at a temperature of 1300 ° C. or more, which is extremely advantageous for obtaining a dense and high-density sintered body. In this case, 1300 ℃
As a method for densifying (increasing the density) the sintered body at the following temperature, a method of maintaining the temperature isothermally at a temperature of 1300 ° C. or lower, or a method of lowering the temperature rising rate can be adopted.

このようにして焼結を完了した後、適宜速度で常温に
まで降温し、焼結体、すなわち鉄−コバルト系焼結磁性
材料を得る。
After sintering is completed in this manner, the temperature is lowered to room temperature at an appropriate speed to obtain a sintered body, that is, an iron-cobalt-based sintered magnetic material.

[作用] 本発明における請求項1記載の鉄−コバルト系焼結磁
性材料によれば、その組成および焼結体相対密度によ
り、透磁率が高く、磁束密度、体積固有抵抗値も大きく
なるなど、軟磁性特性に優れたものとなる。
[Operation] According to the iron-cobalt-based sintered magnetic material according to claim 1 of the present invention, the composition and the relative density of the sintered body increase the magnetic permeability, increase the magnetic flux density, and increase the volume resistivity. It has excellent soft magnetic properties.

また、請求項2記載の鉄−コバルト系焼結磁性材料の
製造方法によれば、真空中で昇温する第一の工程の後、
還元雰囲気中で焼結する第二の工程を行うため、第一の
工程において焼結体の酸化を防ぐことにより焼結体の緻
密化を促進することができ、かつ第二の工程において焼
結体に含まれる炭素を除去できるため、高密度であると
ともに含有する酸素量、炭素量の少ない、純度の高い鉄
−コバルト系焼結磁性材料が得られる。
Further, according to the method for producing an iron-cobalt based sintered magnetic material according to claim 2, after the first step of raising the temperature in a vacuum,
Since the second step of sintering in a reducing atmosphere is performed, it is possible to promote the densification of the sintered body by preventing oxidation of the sintered body in the first step, and to perform sintering in the second step. Since carbon contained in the body can be removed, an iron-cobalt-based sintered magnetic material having a high density, a small amount of oxygen and a small amount of carbon, and a high purity can be obtained.

[実施例] 原料粉末として、平均粒径8.6μmのFe−Co−V水ア
トマイズ粉末(Co;49.2重量%,V;2.2重量%,残部Fe)
を用意し、この原料粉末100重量部にバインダー12重量
部を加えて混練した。なお、バインダーとしてはポリメ
タクリル酸エステルを用いた。
[Example] As raw material powder, Fe-Co-V water atomized powder having an average particle size of 8.6 µm (Co; 49.2 wt%, V; 2.2 wt%, balance Fe)
Was prepared and kneaded by adding 12 parts by weight of a binder to 100 parts by weight of the raw material powder. In addition, polymethacrylic acid ester was used as a binder.

次に、得られた混練物を射出温度165℃、射出圧力100
0kg/cm2の条件で成形し、リング状の成形体を得た。さ
らに、この成形体を不活性雰囲気下で脱脂し、脱脂率92
〜94%の脱脂体を得た。
Next, the obtained kneaded material was injected at an injection temperature of 165 ° C and an injection pressure of 100
Molding was performed under the condition of 0 kg / cm 2 to obtain a ring-shaped molded body. Further, the molded body was degreased under an inert atmosphere, and the degreasing rate was 92%.
~ 94% of the defatted body was obtained.

次いで、得られた脱脂体を、1×10-3Torr以下の真空
雰囲気中にて10℃/分の昇温速度で900℃まで昇温し、
この温度にて1時間等温保持した。
Next, the obtained degreased body was heated to 900 ° C. at a rate of 10 ° C./min in a vacuum atmosphere of 1 × 10 −3 Torr or less,
It was kept isothermally at this temperature for one hour.

その後、水素を導入して水素雰囲気(還元雰囲気)と
し、次いで10℃/分で1250℃まで昇温してこの温度で4
時間等温保持し、さらに10℃/分で1400℃まで昇温して
2時間焼結を行い、焼結材料を得た。
Thereafter, hydrogen is introduced to form a hydrogen atmosphere (reducing atmosphere), and then the temperature is raised to 1250 ° C. at a rate of 10 ° C./min.
After maintaining the temperature isothermally for 10 hours, the temperature was raised to 1400 ° C. at a rate of 10 ° C./minute, and sintering was performed for 2 hours to obtain a sintered material.

1250℃4時間焼結後の焼結体についてその密度を測定
したところ、焼結体相対密度は約97%であり、1300℃に
達した時点での焼結体相対密度が96%以上となっている
ことが確認された。また、得られた焼結材料について、
その密度、および酸素量と炭素量との測定を行い、さら
にこの焼結材料を850℃で3時間の熱処理を行って焼結
磁性材料とした後、その直流磁気特性(磁束密度と保磁
力)を調べた。
When the density of the sintered body after sintering at 1250 ° C for 4 hours was measured, the relative density of the sintered body was about 97%, and when the temperature reached 1300 ° C, the relative density of the sintered body became 96% or more. It was confirmed that. In addition, about the obtained sintered material,
After measuring the density, the amount of oxygen and the amount of carbon, and further performing a heat treatment at 850 ° C. for 3 hours to obtain a sintered magnetic material, its DC magnetic characteristics (magnetic flux density and coercive force) Was examined.

得られた結果を第1表に示す。なお比較例として、室
温から水素雰囲気で焼結を行ったもの(比較例1)、真
空焼結のみのもの(比較例2)、また、1300℃に達した
時点での焼結密度が96%未満となるように1250℃で保持
せず1400℃で4時間焼結したもの(比較例3)を用意
し、これらについても上記特性等を調べてその結果を第
1表に併記した。
Table 1 shows the obtained results. As comparative examples, those sintered at room temperature in a hydrogen atmosphere (Comparative Example 1), those only subjected to vacuum sintering (Comparative Example 2), and those having a sintered density of 96% when reaching 1300 ° C. Those obtained by sintering at 1400 ° C. for 4 hours without holding at 1250 ° C. so as to be less than (Comparative Example 3) were also prepared, and the characteristics and the like were also examined. The results are also shown in Table 1.

第1表に示した結果より、本発明品は高密度で、かつ
含有する酸素量・炭素量の何れも少なく、また磁気特性
にも優れていることが確認された。
From the results shown in Table 1, it was confirmed that the product of the present invention had a high density, a low content of both oxygen and carbon, and excellent magnetic properties.

また、本発明品の体積固有抵抗値を測定したところ、
53μΩ・cmであり、十分に大きな値を有していることが
確認された。
Also, when the volume resistivity value of the product of the present invention was measured,
53 μΩ · cm, which was confirmed to be a sufficiently large value.

[発明の効果] 以上説明したように、本発明における請求項1記載の
鉄−コバルト系焼結磁性材料は、その組成および焼結体
相対密度により、透磁率が高く、磁束密度、体積固有抵
抗値も大きくなるなど、極めて優れた軟磁性材料とな
る。
[Effects of the Invention] As described above, the iron-cobalt-based sintered magnetic material according to claim 1 of the present invention has high magnetic permeability, magnetic flux density, and volume resistivity due to its composition and sintered body relative density. It becomes a very excellent soft magnetic material, for example, its value becomes large.

また、請求項2ないし7記載の鉄−コバルト系焼結磁
性材料の製造方法は、真空中で昇温する第一の工程の
後、還元雰囲気中で焼結する第二の工程を行うものであ
るから、第一の工程において焼結体の酸化を防ぐことに
より焼結体の緻密化を促進することができ、かつ第二の
工程において焼結体に含まれる炭素を除去でき、したが
って高密度であるとともに含有する酸素量、炭素量の少
ない、純度の高い鉄−コバルト系焼結軟磁性材料を得る
ことができ、これにより優れた軟磁性材料を製造し得る
ものとなる。
The method for producing an iron-cobalt-based sintered magnetic material according to claims 2 to 7 includes performing a second step of sintering in a reducing atmosphere after the first step of raising the temperature in a vacuum. Therefore, in the first step, the densification of the sintered body can be promoted by preventing the oxidation of the sintered body, and the carbon contained in the sintered body can be removed in the second step. In addition, an iron-cobalt-based sintered soft magnetic material having a low purity and a low oxygen content and a low carbon content can be obtained, whereby an excellent soft magnetic material can be manufactured.

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 1/00 - 38/10 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int. Cl. 7 , DB name) C22C 1/00-38/10

Claims (7)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】コバルトが40〜60重量%、バナジウムが1.
0〜2.5重量%、酸素が0.02重量%以下、炭素が0.02重量
%以下で、残部が鉄と不可避不純物とからなり、焼結体
相対密度が98%以上で、磁束密度[B25]が21kG以上で
ある鉄−コバルト系焼結磁性材料。
(1) Cobalt is 40 to 60% by weight and vanadium is 1.
0 to 2.5 wt%, oxygen is 0.02 wt% or less, carbon is 0.02 wt% or less, the balance is iron and unavoidable impurities, the relative density of the sintered body is 98% or more, and the magnetic flux density [B 25 ] is 21 kG The iron-cobalt sintered magnetic material described above.
【請求項2】コバルトが40〜60重量%、バナジウムが1.
0〜2.5重量%であり、残部が鉄と不可避不純物とである
原料粉末を、所望形状に成形し、焼結して焼結磁性材料
を製造する鉄−コバルト系焼結磁性材料の製造方法であ
って、 上記焼結するための工程が、真空雰囲気で昇温を行う第
一の工程と、この第一の工程の後に還元雰囲気で焼結を
行う第二の工程とからなることを特徴とする鉄−コバル
ト系焼結磁性材料の製造方法。
2. Cobalt is 40 to 60% by weight and vanadium is 1.
0-2.5% by weight, with the balance being iron and inevitable impurities, a raw material powder is formed into a desired shape and sintered to produce a sintered magnetic material. The step for sintering comprises a first step of raising the temperature in a vacuum atmosphere, and a second step of sintering in a reducing atmosphere after the first step. Of producing an iron-cobalt based sintered magnetic material.
【請求項3】請求項2記載の鉄−コバルト系焼結磁性材
料の製造方法において、 真空雰囲気で昇温を行う第一の工程の温度範囲の上限
が、800℃以上、1250℃以下である鉄−コバルト系焼結
磁性材料の製造方法。
3. The method for producing a sintered iron-cobalt magnetic material according to claim 2, wherein the upper limit of the temperature range in the first step of raising the temperature in a vacuum atmosphere is 800 ° C. or more and 1250 ° C. or less. A method for producing an iron-cobalt-based sintered magnetic material.
【請求項4】請求項2又は3記載の鉄−コバルト系焼結
磁性材料の製造方法において、 還元雰囲気で焼結を行う第2の工程における焼結温度の
最高値が、1300℃以上である鉄−コバルト系焼結磁性材
料の製造方法。
4. The method for producing a sintered iron-cobalt magnetic material according to claim 2, wherein the maximum value of the sintering temperature in the second step of sintering in a reducing atmosphere is 1300 ° C. or more. A method for producing an iron-cobalt-based sintered magnetic material.
【請求項5】請求項2,3又は4記載の鉄−コバルト系焼
結磁性材料の製造方法において、 上記第二の工程における昇温過程で、焼結温度が初めて
1300℃に達したときの焼結体相対密度が96%以上である
鉄−コバルト系焼結磁性材料の製造方法。
5. The method for producing an iron-cobalt-based sintered magnetic material according to claim 2, 3 or 4, wherein the sintering temperature is the first time in the heating step in the second step.
A method for producing an iron-cobalt based sintered magnetic material having a relative density of a sintered body of 96% or more when the temperature reaches 1300 ° C.
【請求項6】請求項2,3,4又は5記載の鉄−コバルト系
焼結磁性材料の製造方法において、 第二の工程における還元雰囲気が水素を含む雰囲気であ
る鉄−コバルト系焼結磁性材料の製造方法。
6. The method for producing an iron-cobalt based sintered magnetic material according to claim 2, 3, 4 or 5, wherein the reducing atmosphere in the second step is an atmosphere containing hydrogen. Material manufacturing method.
【請求項7】請求項2,3,4,5又は6記載の鉄−コバルト
系焼結磁性材料の製造方法において、 上記原料粉末の平均粒径が15μm以下である鉄−コバル
ト系焼結磁性材料の製造方法。
7. The method for producing an iron-cobalt based sintered magnetic material according to claim 2, 3, 4, 5 or 6, wherein the raw material powder has an average particle size of 15 μm or less. Material manufacturing method.
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