JP3251899B2 - 耐摩耗性高透磁率合金および磁気記録再生ヘッド - Google Patents

耐摩耗性高透磁率合金および磁気記録再生ヘッド

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JP3251899B2
JP3251899B2 JP03088798A JP3088798A JP3251899B2 JP 3251899 B2 JP3251899 B2 JP 3251899B2 JP 03088798 A JP03088798 A JP 03088798A JP 3088798 A JP3088798 A JP 3088798A JP 3251899 B2 JP3251899 B2 JP 3251899B2
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Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、Ni,Nb,N,
OおよびFeよりなる耐摩耗性高透磁率合金およびN
i,Nb,N,OおよびFeを主成分とし、副成分とし
てCr,Mo,Ge,Au,Co,V,W,Cu,T
a,Mn,Al,Si,Ti,Zr,Hf,Sn,S
b,Ga,In,Tl,Zn,Cd,希土類元素,白金
族元素,Be,Ag,Sr,Ba,B,P,Sの1種ま
たは2種以上を含有する耐摩耗性高透磁率合金およびそ
の製造法ならびに磁気記録再生ヘッドに関するもので、
その目的とするところは、鍛造加工が容易で、実効透磁
率が大きく、飽和磁束密度が4000G以上で、{110 }<
112 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織を有して耐
摩耗性が良好な磁性合金を得るにある。
【0002】
【従来の技術】テープレコーダーおよびビデオなどの磁
気記録再生ヘッドは交流磁界において作動するものであ
るから、これに用いられる磁性合金は高周波磁界におけ
る実効透磁率が大きいことが必要とされ、また磁気テー
プが接触して摺動するため耐摩耗性が良好であることが
望まれている。現在、耐摩耗性にすぐれた磁気ヘッド用
磁性合金としてはセンダスト(Fe−Si−Al系合
金)およびフェライト(MnO−ZnO−Fe2 3
があるが、これらは非常に硬く脆いため、鍛造、圧延加
工が不可能で、ヘッドコアの製造には研削、研磨の方法
が用いられており、従ってその成品は高価である。また
センダストは飽和磁束密度は大きいが薄板にできないの
で高周波磁界における実効透磁率が比較的小さい。また
フェライトは実効透磁率は大きいが、飽和磁束密度が約
4000Gで小さいのが欠点である。他方パーマロイ(Ni
−Fe系合金)は飽和磁束密度は大きいが、実効透磁率
は小さく、また鍛造、圧延加工および打抜きは容易で量
産性にすぐれているが、摩耗しやすいのが欠点であり、
これを改善することが強く望まれている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】本発明者らは、先にN
i−Fe−Nb−N系合金およびNi−Fe−Nb−O
系合金は鍛造加工が容易で硬度が高く、高透磁率合金で
あることから、磁気記録再生ヘッド用磁性合金として好
適であることを見い出し、これを特許出願した(特公昭
62−5972号および特公昭62−12296 号)。その後本発明
者らは、Ni−Fe−Nb−N系合金およびNi−Fe
−Nb−O系合金の摩耗について系統的な研究を行った
結果、摩耗は硬度によって一義的に決定されるものでな
く、合金の再結晶集合組織と緊密な関係があることが明
らかとなった。
【0004】
【課題を解決するための手段】一般に、摩耗現象は合金
結晶の方位によって大きな差位があり、結晶異方性が存
在することが知られているが、Ni−Fe−Nb系合金
においては{100 }<001 >再結晶集合組織は摩耗しや
すく、{110 }<112 >とこの<112 >方位を軸として
多少回転した{311 }<112 >の再結晶集合組織が耐摩
耗性にすぐれていることが明らかとなった。すなわち、
Ni−Fe−Nb系合金は{110 }<112 >+{311 }
<112 >の再結晶集合組織を形成させることによって、
耐摩耗性が著しく向上することを見い出したのである。
【0005】本発明者らは、この知見に基づいて、Ni
−Fe−Nb系合金の{110 }<112 >+{311 }<11
2 >の再結晶集合組織を形成させるための研究を幾多遂
行した結果、これにNおよびOの合計0.0003〜0.3 %添
加すると{100 }<001 >再結晶集合組織の発達が抑制
され、{110 }<112 >+{311 }<112 >の再結晶集
合組織の形成が著しく促進されることを見い出したので
ある。すなわちNi−Fe2元系合金は冷間圧延加工す
ると{110 }<112 >+{112 }<111 >の加工集合組
織が生じるが、これを高温加熱すると{100 }<001 >
再結晶集合組織が発達することが知られている。しか
し、これにNbを添加すると積層欠陥エネルギーが低下
するが、さらにこれにNおよびOの合計0.0003〜0.3 %
添加すると、窒化物および酸化物が粒界に析出し粒界エ
ネルギーが低下して、再結晶において{100 }<001 >
再結晶集合組織の発達を強く抑制し、{110 }<112 >
+{311 }<112 >の再結晶集合組織の成長が優先的に
促進され、{110 }<112 >+{311 }<112 >の再結
晶集合組織が形成されて、耐摩耗性が著しく向上する。
また、Ni−Fe−Nb系合金にNおよびOを添加する
と硬い窒化物および酸化物がマトリックス中にも析出
し、耐摩耗性の向上に寄与するとともに、これらの強磁
性、弱磁性および非磁性の微細な窒化物および酸化物の
分散析出によって磁区が分割されて、交流磁界における
渦電流損失が減少し、このために実効透磁率が増大する
ことも見い出した。要するに、NbとNおよびOの相乗
的効果により、{110 }<112 >+{311 }<112 >の
再結晶集合組織が発達するとともに実効透磁率が増大
し、耐摩耗性のすぐれた高透磁率合金が得られるのであ
る。
【0006】本発明の特徴とする所は次の通りである。 第1発明 重量比にてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜14%、Nおよび
Oの合計0.0003〜0.3%(但し、NおよびOは0%を含
まず)および残部Feと少量の不純物とからなる合金
を、1000℃を越え融点以下の温度で熱間加工した後冷却
し、次に加工率50%以上の冷間加工を施した後、900 ℃
を越え融点以下の温度で加熱し、ついで規則−不規則格
子変態点以上の温度から100 ℃/秒〜1℃/時の組成に
対応した所定の速度で常温まで冷却することにより得ら
れた合金で、1kHz における実効透磁率3000以上、飽和
磁束密度4000G以上で、且つ{110 }<112 >+{311
}<112 >の再結晶集合組織を有する合金であること
を特徴とする耐摩耗性高透磁率合金。
【0007】第2発明 重量比にてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜14%、Nおよび
Oの合計0.0003〜0.3%(但し、NおよびOは0%を含
まず)、および残部Feと少量の不純物とからなる合金
を、1000℃を越え融点以下の温度で熱間加工した後冷却
し、次に加工率50%以上の冷間加工を施した後、900 ℃
を越え融点以下の温度で加熱し、ついで規則−不規則格
子変態点以上の温度から100 ℃/秒〜1℃/時の組成に
対応した所定の速度で冷却し、これをさらに規則−不規
則格子変態点以下の温度で1分間以上100 時間以下の組
成に対応した所定の時間加熱し冷却することにより得ら
れた合金で1kHz における実効透磁率3000以上、飽和磁
束密度4000G以上で、且つ{110 }<112 >+{311 }
<112 >の再結晶集合組織を有する合金であることを特
徴とする耐摩耗性高透磁率合金。
【0008】第3発明 重量比にてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜14%、Nおよび
Oの合計0.0003〜0.3%(但し、NおよびOは0%を含
まず)および副成分としてCr,Mo,Ge,Auをそ
れぞれ7%以下、Co,Vをそれぞれ10%以下、Wを15
%以下、Cu,Ta,Mnをそれぞれ25%以下、Al,
Si,Ti,Zr,Hf,Sn,Sb,Ga,In,T
l,Zn,Cd,希土類元素、白金族元素をそれぞれ5
%以下、Be,Ag,Sr,Baをそれぞれ3%以下、
Bを1%以下、Pを0.7 %以下、Sを0.1 %以下の1種
または2種以上の合計0.001 〜30%および残部Feと少
量の不純物とからなる合金を、1000℃を越え融点以下の
温度で熱間加工した後冷却し、次に加工率50%以上の冷
間加工を施した後、900 ℃を越え融点以下の温度で加熱
し、ついで規則−不規則格子変態点以上の温度から100
℃/秒〜1℃/時の組成に対応した所定の速度で常温ま
で冷却することにより得られた合金で、1kHz における
実効透磁率3000以上、飽和磁束密度4000G以上で、且つ
{110 }<112 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織
を有する合金であることを特徴とする耐摩耗性高透磁率
合金よりなる磁気記録再生ヘッド。
【0009】第4発明 重量比にてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜14%、Nおよび
Oの合計0.0003〜0.3%(但し、NおよびOは0%を含
まず)、および副成分としてCr,Mo,Ge,Auを
それぞれ7%以下、Co,Vをそれぞれ10%以下、Wを
15%以下、Cu,Ta,Mnをそれぞれ25%以下、A
l,Si,Ti,Zr,Hf,Sn,Sb,Ga,I
n,Tl,Zn,Cd,希土類元素、白金族元素をそれ
ぞれ5%以下、Be,Ag,Sr,Baをそれぞれ3%
以下、Bを1%以下、Pを0.7 %以下、Sを0.1 %以下
の1種または2種以上の合計0.001 〜30%および残部F
eと少量の不純物とからなる合金を、1000℃を越え融点
以下の温度で熱間加工した後冷却し、次に加工率50%以
上の冷間加工を施した後、900 ℃を越え融点以下の温度
で加熱し、ついで規則−不規則格子変態点以上の温度か
ら100 ℃/秒〜1℃/時の組成に対応した所定の速度で
冷却し、これをさらに規則−不規則格子変態点以下の温
度で1分間以上100 時間以下の組成に対応した所定の時
間加熱し冷却することにより得られた合金で、1kHz に
おける実効透磁率3000以上、飽和磁束密度4000G以上
で、且つ{110 }<112 >+{311 }<112 >の再結晶
集合組織を有する合金であることを特徴とする耐摩耗性
高透磁率合金よりなる磁気記録再生ヘッド。
【0010】
【発明の実施の形態】本発明の合金を造るには、重量比
にてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜14%および残部Feの
適当量を、空気中、窒素および酸素の適当な混合ガス雰
囲気中あるいは真空中において、適当な溶解炉を用いて
溶解した後、そのままか、さらにこれに副成分元素とし
てCr,Mo,Ge,Auの7%以下、Co,Vの10%
以下、Wの15%以下、Cu,Ta,Mnの25%以下、A
l,Si,Ti,Zr,Hf,Sn,Sb,Ga,I
n,Tl,Zn,Cd,希土類元素,白金族元素の5%
以下、Be,Ag,Sr,Baの3%以下、Bの1%以
下、Pの0.7 %以下、Sの0.1 %以下の1種または2種
以上の合計0.001 〜30%の所定量を添加して充分に攪拌
して組成的に均一な溶融合金を造る。ついで、N2 ,N
3 HおよびO2 ガスを炉内に導入して調圧するか、ある
いは合金成分の窒化物および酸化物を適当量添加するこ
とにより、溶融合金に適当量の窒素および酸素を添加す
る。
【0011】次にこれを適当な形および大きさの鋳型に
注入して健全な鋳塊を得、さらにこれに1000℃を越え融
点以下の温度において鍛造および熱間加工(熱間圧延な
ど)を施して適当な厚さの板となし、また、必要ならば
焼鈍する。次いでこれに冷間圧延などの方法によって加
工率50%以上の冷間加工を施し、目的の形状のもの、例
えば厚さ0.1 mmの薄板を造る。次にその薄板から外径45
mm、内径33mmの環状板を打抜き、これを水素中その他の
適当な非酸化性雰囲気(水素、アルゴン、窒素など)中
あるいは真空中で1000℃を越え融点以下の温度で適当時
間加熱し、ついで規則−不規則格子変態点(約600 ℃)
以上の温度から100 ℃/秒〜1℃/時の組成に対応した
適当な速度で冷却するかあるいはこれをさらに規則−不
規則格子変態点(約600 ℃)以下の温度で適当時間再加
熱し、冷却する。このようにして実効透磁率3000以上、
飽和磁束密度4000G以上を有し、且つ{110 }<112 >
+{311 }<112 >の再結晶集合組織を有した耐摩耗性
高透磁率合金が得られる。
【0012】次に本発明の図面につき説明する。図1は
79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−N−O系合金(但し、
N:O=1:1)について加工率90%の冷間圧延をし、
1150℃で加熱した後600 ℃/時の速度で冷却した場合の
再結晶集合組織および諸特性とNおよびO量との関係を
示したものである。Ni−Fe−Nb系合金は冷間圧延
加工すると{110 }<112 >+{112 }<111 >の加工
集合組織が生じるが、これを高温加熱すると{100 }<
001 >と{110 }<112 >+{311 }<112 >の再結晶
集合組織が生成する。しかし、これにNおよびOを添加
すると{100 }<001 >再結晶集合組織の生成が抑制さ
れ、{110 }<112 >+{311 }<112 >の再結晶集合
組織が発達し、それとともに摩耗量は減少する。また実
効透磁率はNおよびOの添加によって増大するが、Nお
よびOの合計で0.3 %以上では鍛造加工が困難となり好
ましくない。
【0013】図2は、79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−
0.022 %N−0.022 %O合金について、熱間加工温度と
再結晶集合組織および摩耗量との関係を示したものであ
る。熱間加工温度が1000℃以上に上昇すると、{112 }
<111 >再結晶集合組織の生成が減少し、{110 }<11
2 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織の生成が助長
され摩耗量が著しく減少する。
【0014】図3は、79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−
0.022 %N−0.022 %O合金について、1150℃で加熱し
た場合の再結晶集合組織および諸特性と冷間加工率との
関係を示したもので、冷間加工率の増加は{110 }<11
2 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織の発達をもた
らし、耐摩耗性を向上させ、実効透磁率を高める。
【0015】図4は、79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−
0.022 %N−0.022 %O合金を冷間加工率90%で圧延し
た後の加熱温度と再結晶集合組織および諸特性との関係
を示したもので、加熱温度の上昇とともに{112 }<11
1 >成分が減少し、{110 }<112 >+{311 }<112
>が発達して耐摩耗性が向上し、また実効透磁率は増大
する。
【0016】図5は、合金番号6(79.0%Ni−Fe−
2.5 %Nb−0.1505%N−0.0072%O合金)合金番号12
(79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−0.022 %N−0.022
%O合金)、合金番号30(80.5%Ni−Fe−5.0 %N
b−0.0136%N−0.024 %O−4%Mo合金)について
実効透磁率と冷却速度との関係およびこれらをさらに再
加熱処理を施した場合の実効透磁率(×印)を示したも
のである。図から明らかなように、合金番号30の試料に
再加熱処理を380 ℃で3時間施すことにより実効透磁率
は3.5 ×104 と著しく改善される。また合金番号12の試
料において再加熱処理を400 ℃で1時間施すと実効透磁
率が2.5 ×104 の如く改善される。すなわち、合金の組
成に対応した最適冷却速度、最適再加熱温度および再加
熱時間が存在することが判る。
【0017】図6は、79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−
0.022 %N−0.022 %O系合金にCr,Mo,Ge,A
uあるいはCoを添加した場合の磁気ヘッドの摩耗量お
よび実効透磁率の特性図で、Cr,Mo,Ge,Auあ
るいはCoを添加すると、何れも実効透磁率は高くな
り、摩耗量は減少するが、Cr,Mo,GeあるいはA
uの7%以上では飽和磁束密度が4000G以下となり好ま
しくない。またCo10%以上では残留磁気が大きくな
り、帯磁ノイズが増大するので好ましくない。
【0018】図7は、同じく79.5%Ni−Fe−5.5 %
Nb−0.022 %N−0.022 %O系合金にV,W,Cu,
TaあるいはMnを添加した場合の磁気ヘッドの摩耗量
および実効透磁率の特性図で、V,W,Cu,Taある
いはMnを添加すると、何れも実効透磁率は高くなり、
摩耗量は減少するが、Vを10%以上、Wを15%以上、C
u,TaあるいはMnを25%以上添加すると飽和磁束密
度が4000G以下となり好ましくない。
【0019】図8は、同じく79.5%Ni−Fe−5.5 %
Nb−0.022 %N−0.022 %O系合金にAl,Si,T
i,Zr,Hf,Sn,Sb,Ga,InあるいはTl
を添加した場合の特性図で、Al,Si,Ti,Zr,
Hf,Sn,Sb,Ga,InあるいはTlを添加する
と、何れも実効透磁率は高くなり、摩耗量は減少する
が、Si,Ti,Zr,Hf,Ga,InあるいはTl
を5%以上添加すると飽和磁束密度が4000G以下とな
り、Al,SnあるいはSbが5%以上では鍛造加工が
困難となり好ましくない。
【0020】図9は、同じく79.5%Ni−Fe−5.5 %
Nb−0.022 %N−0.022 %O系合金にZn,Cd,L
a ,Pt,Be,Ag,Sr,Ba,B,PあるいはS
を添加した場合の特性図で、Zn,Cd,La ,Pt,
Be,Ag,Sr,Ba,B,PあるいはSを添加する
と、何れも実効透磁率は高くなり、摩耗量は減少する
が、Zn,Cd,La ,Ptを5%以上、Be,Sr,
Baを3%以上添加すると飽和磁束密度が4000G以下と
なり、Agを3%以上、Bを1%以上、Pを0.7%以上
あるいはSを0.1 %以上添加すると鍛造加工が困難とな
り好ましくない。
【0021】本発明において、1000℃を越えた温度での
熱間加工は{110 }<112 >+{311 }<112 >の再結
晶集合組織の形成を促進するために必要であり、また冷
間加工は{110 }<112 >+{112 }<111 >の集合組
織を形成し、これを基として{110 }<112 >+{311
}<112 >の再結晶集合組織を発達させるために必要
で、図1,図2および図3に見られるようにNおよびO
の合計0.0003%以上好ましくは0.0005%以上の添加にお
いて、1000℃を越えた温度で熱間加工をした後、特に加
工率50%以上の冷間加工を施した場合に、{110 }<11
2 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織の発達が顕著
で、耐摩耗性は著しく向上し、その実効透磁率も高い。
また上記の冷間加工に次いで行われる加熱は、組織の均
一化、加工歪の除去とともに、{110 }<112 >+{31
1 }<112 >の再結晶集合組織を発達させ、高い実効透
磁率とすぐれた耐摩耗性を得るために必要であるが、図
4に見られるように特に900 ℃を越え融点以下の温度の
加熱によって実効透磁率および耐摩耗性は顕著に向上す
る。
【0022】尚、上記の冷間加工と、次いで行われる90
0 ℃を越え融点以下の加熱を繰り返し行うことは、{11
0 }<112 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織の集
積度を高め、耐摩耗性を向上させるために有効である。
この場合は最終冷間加工の加工率が50%以下でも{110
}<112 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織が得
られが、本発明の技術的思想に包含されるものである。
従って、本発明の冷間加工率は、全製造行程における冷
間加工を総計した加工率を意味し、最終冷間加工率のみ
を意味するものではない。
【0023】上記の900 ℃を越え融点以下の温度から規
則−不規則格子変態点(約600 ℃)以上の温度までの冷
却は、急冷しても徐冷しても得られる磁性には大した変
わりはないが、図5に見られるようにこの変態点以下の
冷却速度は磁性に大きな影響を及ぼす。すなわち、この
変態点以上の温度より100 ℃/秒〜1℃/時の組成に対
応した適当な速度で常温迄冷却することにより、地の規
則度が適度に調整され、すぐれた磁性が得られる。そし
て上記の冷却速度の内100 ℃/秒に近い速度で急冷する
と、規則度が小さくなり、これ以上速く冷却すると規則
化が進まず、規則度はさらに小さくなり磁性は劣化す
る。しかし、その規則度の小さい合金をその変態点以下
の200 ℃〜600 ℃において組成に対応して、1分間以上
100 時間以下再加熱し冷却すると、規則化が進んで適度
な規則度となり磁性は向上する。他方、上記の変態点以
上の温度から、例えば1℃/時以下の速度で徐冷する
と、規則化は進みすぎ、磁性は低下する。尚、上記の熱
処理を水素が存在する雰囲気中で施すことは、実効透磁
率を高めるのに特に効果があるので好ましい。
【0024】
【実施例】次に本発明の実施例につき説明する。 実施例1 合金番号12(組成Ni=79.5%,Nb=5.5 %,N=0.
022 %,O=0.022 %,Fe=残部)の合金の製造。 原料として99.9%純度の電解ニッケルおよび電解鉄、9
9.8%の純度のニオブを用いた。試料を造るには、原料
の全重量800 gをアルミナ坩堝に入れ、真空中で高周波
誘導電気炉によって溶かした後、よく攪拌して均質な溶
融合金とした。ついで、全圧3×10-1Torrの窒素と
酸素との混合ガス(N2 :O2 =1:1)雰囲気中で13
分間保持した後直径25mm、高さ170 mmの孔をもつ鋳型に
注入し、得られた鋳塊を約1150℃で鍛造して厚さ約7mm
の板とした。さらに、1000℃を越え1300℃の間で適当な
厚さまで熱間圧延し、ついで常温で種々な加工率で冷間
加工を施して0.1 mmの薄板とし、それから外径45mm、内
径33mmの環状板を打ち抜いた。つぎに、これに種々な熱
処理を施して、磁気特性および磁気ヘッドのコアとして
使用した場合、湿度85%、45℃において磁気テープによ
る300 時間走行後の摩耗量をタリサーフ表面粗さ計で測
定を行い、表1のような特性を得た。
【0025】
【表1】
【0026】実施例2 合金番号42(組成Ni=76.0%,Nb=3.0 %,N=0.
026 %,O=0.0158%,Ta=10.0%,Fe=残部)の
合金の製造。 原料として実施例1と同じ純度の電解ニッケル、電解鉄
およびニオブと99.8%純度のタンタルを用いた。試料を
造るには、原料の全重量800 gをアルミナ坩堝に入れ、
全圧6×10-1Torrの窒素と酸素との混合ガス
(N2 :O2 =6:4)雰囲気中で高周波誘導電気炉に
よって溶かした後、よく攪拌して均質な溶融合金とし
た。次にこれを直径25mm、高さ170 mmの孔をもつ鋳型に
注入し、得られた鋳塊を約1250℃の温度で鍛造して厚さ
約7mmの板とした。さらに、1000℃を越え1400℃の間で
適当な厚さまで熱間圧延し、ついで常温で種々な加工率
で冷間圧延加工を施して0.1 mmの薄板とし、それから外
径45mm、内径33mmの環状板を打抜いた。つぎに、これに
種々な熱処理を施して、磁気特性および磁気ヘッドのコ
アとして使用した場合、湿度85%、45℃において磁気テ
ープによる300 時間走行後の摩耗量をタリサーフ表面粗
さ計で測定を行い、表2のような特性を得た。なお代表
的な合金の特性は表3,表4に示すとおりである。
【0027】
【表2】
【0028】
【表3】
【0029】
【表4】
【0030】上記のように本発明合金は加工が容易で、
耐摩耗性にすぐれ、4000G以上の飽和磁束密度、3000以
上の高い実効透磁率、低保磁力を有しているので、磁気
記録再生ヘッドのコアおよびケース用磁性合金として好
適であるばかりでなく、耐摩耗性および高透磁率を必要
とする一般の電磁機器の磁性材料としても好適である。
【0031】次に本発明において、合金の組成をNi 6
0 〜90%、Nb 0.5〜14%、NおよびOの合計0.0003〜
0.3 %(但し、NおよびOは0%を含まず)および残部
Feと限定し、これに副成分として添加する元素を、C
r,Mo,Ge,Auの何れか7%以下、Co,Vの何
れかを10%以下、Wを15%以下、Cu,Ta,Mnの何
れかを25%以下、Al,Si,Ti,Zr,Hf,S
n,Sb,Ga,In,Tl,Zn,Cd,希土類元
素,白金族元素の何れか5%以下、Be,Ag,Sr,
Baの何れか3%以下、Bを1%以下、Pを0.7 %以
下、Sを0.1 %以下の1種または2種以上の合計で0.00
1 〜30%と限定した理由は、各実施例、表3,表4およ
び図面で明らかなように、この組成範囲の実効透磁率は
3000以上、飽和磁束密度4000G以上で、且つ{110 }<
112 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織を有し、耐
摩耗性がすぐれているが、この組成範囲をはずれると磁
気特性あるいは耐摩耗性が劣化するからである。
【0032】すなわち、Nb 0.5%以下、NおよびOの
合計0.0003%以下では{110 }<112 >+{311 }<11
2 >の再結晶集合組織が充分発達しないので耐摩耗性が
悪く、Nb14%以上およびNおよびOの合計0.3 %以上
では鍛造加工が困難となり、また実効透磁率3000以下、
飽和磁束密度4000G以下になるからである。
【0033】そしてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜14%、
NおよびOの合計0.0003〜0.3 %および残部Feの組成
範囲の合金は、実効透磁率3000以上、飽和磁束密度4000
G以上で、耐摩耗性がすぐれ、且つ加工性が良好である
が、一般にこれらにさらにCr,Mo,Ge,Au,
W,V,Cu,Ta,Mn,Al,Zr,Si,Ti,
Hf,Ga,In,Tl,Zn,Cd,希土類元素,白
金族元素,Be,Ag,Sr,Ba,B,P,Sの何れ
かを添加すると特に実効透磁率を高める効果があり、C
oを添加すると特に飽和磁束密度を高める効果があり、
Au,Mn,Ti,Co,希土類元素,Be,Sr,B
a,Bの何れかを添加すると鍛造、加工を良好にする効
果があり、Al,Sn,Sb,Au,Ag,Ti,Z
n,Cd,Be,Ta,V,P,Sの何れかの添加およ
び副成分の各元素の窒化物および酸化物は{110 }<11
2 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織を発達させ、
耐摩耗性を向上する効果がある。
【0034】希土類元素はSc,Yおよびランタン系元
素からなるものであるが、その効果は均等であり、また
白金族元素はPt,Ir,Ru,Rh,Pd,Osから
なるが、その効果も均等であり、同効成分と見做し得
る。
【0035】
【発明の効果】要するに、本発明の合金は鍛造加工が容
易で、{110 }<112 >+{311 }<112 >の再結晶集
合組織を形成させることによって耐摩耗性がすぐれ、飽
和磁束密度が4000G以上で、実効透磁率が高いので、磁
気記録再生ヘッド用磁性合金として好適であるばかりで
なく、耐摩耗性および高透磁率を必要とする一般の電磁
機器の磁気材料としても好適である。
【図面の簡単な説明】
【図1】図1は79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−N−O
系合金の諸特性とNおよびO量(但し、N:O=1:
1)との関係を示す特性図である。
【図2】図2は79.5%Ni−Fe−0.022 %N−0.022
%O合金の諸特性と熱間加工温度との関係を示す特性図
である。
【図3】図3は79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−0.022
%N−0.022 %O合金の諸特性と冷間加工率との関係を
示す特性図である。
【図4】図4は79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−0.022
%N−0.022 %O系合金の諸特性と加熱温度との関係を
示す特性図である。
【図5】図5は79.0%Ni−Fe−2.5 %Nb−0.1505
%N−0.0072%O合金(合金番号6)、79.5%Ni−F
e−5.5 %Nb−0.022 %N−0.022 %O合金(合金番
号12)および80.5%Ni−Fe−5.0 %Nb−0.0136%
N−0.024 %O−4%Mo合金(合金番号30)の実効透
磁率と冷却速度、再加熱温度および再加熱時間との関係
を示す特性図である。
【図6】図6は79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−0.022
%N−0.022 %O系合金にCr,Mo,Ge,Auある
いはCoを添加した場合の諸特性と各元素の添加量との
関係を示す特性図である。
【図7】図7は79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−0.022
%N−0.022 %O系合金にV,W,Cu,Taあるいは
Mnを添加した場合の諸特性と各元素の添加量との関係
を示す特性図である。
【図8】図8は79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−0.022
%N−0.022 %O系合金にAl,Si,Ti,Zr,H
f,Sn,Sb,Ga,InあるいはTlを添加した場
合の諸特性と各元素の添加量との関係を示す特性図であ
る。
【図9】図9は79.5%Ni−Fe−5.5 %Nb−0.022
%N−0.022 %O系合金にZn,Cd,La ,Pt,B
e,Ag,Sr,Ba,B,PあるいはSを添加した場
合の諸特性と各元素の添加量との関係を示す特性図であ
る。
フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 FI H01F 1/147 H01F 1/14 B (56)参考文献 特開 昭61−174349(JP,A) 特開 平2−138709(JP,A) 特開 平2−146704(JP,A) 特開 平2−138448(JP,A) 特公 昭62−12296(JP,B2) 特公 昭62−5972(JP,B2) (58)調査した分野(Int.Cl.7,DB名) C22C 19/00 - 19/03 C22F 1/00 C22F 1/10 G11B 5/127 H01F 1/147

Claims (4)

    (57)【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 重量比にてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜
    14%、NおよびOの合計0.0003〜0.3 %(但し、Nおよ
    びOは0%を含まず)および残部Feと少量の不純物と
    からなる合金を、1000℃を越え融点以下の温度で熱間加
    工した後冷却し、次に加工率50%以上の冷間加工を施し
    た後、900 ℃を越え融点以下の温度で加熱し、ついで規
    則−不規則格子変態点以上の温度から100 ℃/秒〜1℃
    /時の組成に対応した所定の速度で常温まで冷却するこ
    とにより得られた合金で、1kHz における実効透磁率30
    00以上、飽和磁束密度4000G以上で、且つ{110 }<11
    2 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織を有する合金
    であることを特徴とする耐摩耗性高透磁率合金。
  2. 【請求項2】 重量比にてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜
    14%、NおよびOの合計0.0003〜0.3 %(但し、Nおよ
    びOは0%を含まず)、および残部Feと少量の不純物
    とからなる合金を、1000℃を越え融点以下の温度で熱間
    加工した後冷却し、次に加工率50%以上の冷間加工を施
    した後、900 ℃を越え融点以下の温度で加熱し、ついで
    規則−不規則格子変態点以上の温度から100 ℃/秒〜1
    ℃/時の組成に対応した所定の速度で冷却し、これをさ
    らに規則−不規則格子変態点以下の温度で1分間以上10
    0 時間以下の組成に対応した所定の時間加熱し冷却する
    ことにより得られた合金で1kHz における実効透磁率30
    00以上、飽和磁束密度4000G以上で、且つ{110 }<11
    2 >+{311 }<112 >の再結晶集合組織を有する合金
    であることを特徴とする耐摩耗性高透磁率合金。
  3. 【請求項3】 重量比にてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜
    14%、NおよびOの合計0.0003〜0.3 %(但し、Nおよ
    びOは0%を含まず)および副成分としてCr,Mo,
    Ge,Auをそれぞれ7%以下、Co,Vをそれぞれ10
    %以下、Wを15%以下、Cu,Ta,Mnをそれぞれ25
    %以下、Al,Si,Ti,Zr,Hf,Sn,Sb,
    Ga,In,Tl,Zn,Cd,希土類元素、白金族元
    素をそれぞれ5%以下、Be,Ag,Sr,Baをそれ
    ぞれ3%以下、Bを1%以下、Pを0.7 %以下、Sを0.
    1 %以下の1種または2種以上の合計0.001 〜30%およ
    び残部Feと少量の不純物とからなる合金を、1000℃を
    越え融点以下の温度で熱間加工した後冷却し、次に加工
    率50%以上の冷間加工を施した後、900 ℃を越え融点以
    下の温度で加熱し、ついで規則−不規則格子変態点以上
    の温度から100 ℃/秒〜1℃/時の組成に対応した所定
    の速度で常温まで冷却することにより得られた合金で、
    1kHz における実効透磁率3000以上、飽和磁束密度4000
    G以上で、且つ{110 }<112 >+{311 }<112 >の
    再結晶集合組織を有する合金であることを特徴とする耐
    摩耗性高透磁率合金。
  4. 【請求項4】 重量比にてNi 60 〜90%、Nb 0.5〜
    14%、NおよびOの合計0.0003〜0.3 %(但し、Nおよ
    びOは0%を含まず)、および副成分としてCr,M
    o,Ge,Auをそれぞれ7%以下、Co,Vをそれぞ
    れ10%以下、Wを15%以下、Cu,Ta,Mnをそれぞ
    れ25%以下、Al,Si,Ti,Zr,Hf,Sn,S
    b,Ga,In,Tl,Zn,Cd,希土類元素、白金
    族元素をそれぞれ5%以下、Be,Ag,Sr,Baを
    それぞれ3%以下、Bを1%以下、Pを0.7 %以下、S
    を0.1 %以下の1種または2種以上の合計0.001 〜30%
    および残部Feと少量の不純物とからなる合金を、1000
    ℃を越え融点以下の温度で熱間加工した後冷却し、次に
    加工率50%以上の冷間加工を施した後、900 ℃を越え融
    点以下の温度で加熱し、ついで規則−不規則格子変態点
    以上の温度から100 ℃/秒〜1℃/時の組成に対応した
    所定の速度で冷却し、これをさらに規則−不規則格子変
    態点以下の温度で1分間以上100 時間以下の組成に対応
    した所定の時間加熱し冷却することにより得られた合金
    で、1kHz における実効透磁率3000以上、飽和磁束密度
    4000G以上で、且つ{110 }<112 >+{311 }<112
    >の再結晶集合組織を有する合金であることを特徴とす
    る耐摩耗性高透磁率合金。
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