JP3894604B2 - Ｓｍ−Ｆｅ系磁歪材料およびその製造方法 - Google Patents

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、Ｓｍ−Ｆｅ系磁歪材料およびその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
従来、この種の磁歪材料は、例えば特開平１−２４６３４２号公報に開示されたように公知である。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら従来の磁歪材料は、機械的強度を高くするために密度を理論密度に対して略１００％に設定されていることに起因して、磁場をかけられたときに磁歪材料がその体積を略一定として磁場方向に変形するため、磁歪量が比較的小さいという問題があった。
【０００４】
磁歪材料は、例えば実開平３−３５２６０号公報および特開平６−５８４４５号公報に開示されるように自動車用エンジンの燃料噴射弁等に用いられている。燃料噴射弁等に必要とされる機械的強度は比較的低くて足り、したがって燃料噴射弁等に用いられる磁歪材料には、実用的な機械的強度を持った上で、より大きな磁歪量を持つことが要求される。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、実用的な機械的強度を持ち、且つ磁歪量を大幅に向上させたＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料を提供することを目的とする。
【０００６】
前記目的を達成するため本発明によれば、熱処理過程の雰囲気を１×１０ ^-2 Ｔｏｒｒ以下の減圧状態に保持する熱処理が施されていて、その熱処理過程での過剰のＳｍの蒸発及び／または溶出により、複数の球状空孔が材料全体に分散して形成されているＳｍ−Ｆｅ 系磁歪材料であって、空孔率Ｖｃが１０％≦Ｖｃ≦４０％であるＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料が提供される。その球状空孔には、複数の空孔が連なって細長くなったものも含まれる。
【０００７】
Ｓｍ−Ｆｅ系磁歪材料を前記のような空孔率Ｖｃを持つようにポーラスに構成すると、高密度なＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料に比べてその変形能が増し、これによりＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料の磁歪量を増大させることができる。
【０００８】
また空孔率Ｖｃを前記のように設定することにより、例えば自動車用エンジンの燃料噴射弁用構成材料としてＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料を用いる場合、そのＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料に要求される実用的な機械的強度を満足することができる。
【０００９】
ただし、空孔率ＶｃがＶｃ＜５％では強度は高くなるものの磁歪量が低下し、一方、Ｖｃ＞４０％では強度および磁歪量が共に低下する。前記空孔率Ｖｃの範囲において、空孔が球状をなす方が、片状をなす場合よりもＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料の強度は高く、また磁歪量も大きい。
【００１０】
本発明は前記のようなポーラスなＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料を容易に得ることが可能な前記製造方法を提供することを目的する。
【００１１】
前記目的を達成するため本発明によれば、Ｆｅと、最終Ｓｍ量よりも過剰のＳｍとを含有する素材を鋳造し、次いでその素材に熱処理過程の雰囲気を１×１０ ^-2 Ｔｏｒｒ以下の減圧状態に保持する熱処理を施し、その熱処理過程で過剰のＳｍを蒸発及び／または溶出して複数の球状空孔を形成する磁歪材料の製造方法が提供される。
【００１２】
この方法によれば、前記のようなポーラスなＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料を容易に製造することができる。
【００１３】
【発明の実施の形態】
Ｓｍ−Ｆｅ系磁歪材料は、希土類元素としてのＳｍおよび遷移金属元素としてのＦｅを含み、材料全体に分散する複数の球状空孔を有し、空孔率Ｖｃを１０％≦Ｖｃ≦４０％に設定される。
【００１４】
前記のように構成されたＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料は、例えば７００ppm 以上の大きな磁歪量と、例えば１０kgｆ／mm² 以上の圧縮強さを有し、これは前記燃料噴射弁用構成材料として有効である。
【００１５】
またＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料全体に複数のＳｍ単相を分散させ、各Ｓｍ単相を構成するＳｍの含有量の和Ｔを０．１原子％≦Ｔ≦１．３原子％に設定すると、Ｓｍ−Ｆｅ系磁歪材料の曲げ強さを、１〜５kgｆ／mm² に高めることが可能であり、これもまた前記燃料噴射弁用構成材料として有効である。ただし、Ｔ＜０．１原子％では曲げ強さが低下し、一方、Ｔ＞１．３原子％では磁歪量が低下する。
【００１６】
前記のようなポーラスなＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料は、次のような方法で製造される。
【００１７】
即ち、遷移金属元素および最終Ｓｍ量よりも過剰のＳｍを含有する素材を鋳造し、次いでその素材に熱処理を施し、その熱処理過程で過剰のＳｍを、蒸発および／または溶出させることにより除去して複数の球状空孔を形成する。
【００１８】
例えば、ＳｍＦｅ₂ （金属間化合物、以下、ＩＭＣと称す）相よりなるＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料を製造するに当っては、素材としては、基本的には複数のＳｍ単相と少なくとも１つのＳｍＦｅ₂ 相とよりなるものが用いられる。この場合、素材は少なくとも１つのＳｍＦｅ₃ （ＩＭＣ）相および少なくとも１つのＳｍ₂ Ｆｅ₁₇（ＩＭＣ）相の少なくとも一方を含んでいてもよい。
【００１９】
ＳｍＦｅ₂ 相よりなるＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料において、Ｓｍ含有量は図１のＳｍ−Ｆｅ系二元平衡状態図から明らかなようにＳｍ≦３３．３原子％であるから、素材におけるＳｍ含有量はＳｍ＞３３．３原子％に設定される。
【００２０】
鋳型としては、熱収縮による割れを防ぐために、溶湯の凝固時に、７００℃までの冷却速度を１００〜１０００℃／min に制御することが可能な熱容量を持つものが望ましい。また溶解・鋳造過程の雰囲気は減圧（真空を含む）下および／または不活性ガス中が望ましい。
【００２１】
前記熱処理における処理温度は磁歪材料の包晶温度（図１において、９００℃）未満であることが必要である。その理由は、包晶温度以上では磁歪相であるＳｍＦｅ₂ 相が分解するからである。昇温速度は１００℃／ｈ以上、好ましくは１００〜６０００℃／ｈ、処理時間は１時間以上、好ましくは３〜６時間、冷却速度は４００℃／min 以下である。熱処理は、通常、所定温度まで直線的な昇温を行い、その温度を所定時間保持することによって行なわれるが、場合によっては、熱処理に当り、複数回の昇温・降温過程を繰返す、段階的な昇温を行う、処理時間を複数回に分割する、といった手段も採用される。
【００２２】
熱処理過程においては、先ず部分的にＳｍの液相が生じ、次いでＳｍの蒸発および／または溶出が生じるので、熱処理過程の雰囲気を１×１０^-2Ｔｏｒｒ以下の減圧状態に保持してＳｍの蒸発量等、したがって空孔率Ｖｃの制御を行う。この場合、雰囲気中に不活性ガスを含ませてもよい。液相の素材外への溶出を助勢すべく、素材に金属やセラミックスのメッシュを巻く、或は素材に金属やセラミックス粉末、好ましくはＡｌ₂ Ｏ₃ 粉末を接触させて毛細管現象を生じさせる、といった手段を採用することも可能である。
【００２３】
次に、素材の組織変化過程を示す図２およびＳｍ−Ｆｅ系二元非平衡状態図（破線は平衡状態を示す）である図３を用いて、熱処理による素材の組織変化について説明する。
【００２４】
図２（ａ）は、複数のＳｍＦｅ₃ 相の周囲にＳｍＦｅ₂ 相が存在し、また相隣る両ＳｍＦｅ₂ 相間をＳｍ単相が埋める、といったＳｍ単相、ＳｍＦｅ₂ 相およびＳｍＦｅ₃ 相の三相からなる非平衡凝固組織を示す。この組織は、図３のＳｍ−Ｆｅ系二元非平衡状態図において、例えば点ａで示される。このような非平衡凝固組織に８００℃の熱処理を施すと、その処理時間の経過に伴い、先ず、Ｓｍが蒸発してＦｅ濃度の高い組成へと変化し、次いで組織が平衡状態へ変化していくものであり、その過程は次のように進行する。
【００２５】
先ず、非平衡凝固組織の温度が、図３の点ａから共晶温度（７２０℃）を超えた点ｂまで上昇すると、共晶温度付近で非平衡相が次のような反応を生じる。
【００２６】
Ｓｍ＋ＳｍＦｅ₂ →Ｌ（液相）
つまり、ＳｍＦｅ₂ 相がその表面側から順次反応することにより、図２（ｂ）で示すように、ＳｍＦｅ₂ 相が減少すると共にその周囲に液相Ｌが生じる。ただし、液相Ｌの組成はｘ原子％のＳｍと、（１００−ｘ）原子％のＦｅとからなり、ｘは、３３．３原子％≦ｘ＜１００原子％であって、図３の非平衡状態図において８００℃の液相線に対応する値である。
【００２７】
温度がさらに上昇して８００℃に近づくとＳｍの蒸発が活発となるが、その蒸発は熱力学的にＳｍ濃度が高く、しかも拡散係数が大きい液相Ｌから優先的に生じる。
【００２８】
温度が図３の点ｃで示すように８００℃に達すると、液相ＬからＳｍが引き続き蒸発すると共に、ＳｍＦｅ₃ 相に、ＳｍＦｅ₂ 相の粒界を伝って液相Ｌ中のＳｍが粒界拡散するため次のような反応が生じる。
【００２９】
ＳｍＦｅ₃ ＋１／２Ｓｍ（液）→３／２ＳｍＦｅ₂
また液相ＬからのＳｍの蒸発により液相Ｌの組成が、Ｓｍ_x Ｆｅ_100-x からＦｅ濃度の高い組成へと変化するが、相平衡を保つために、固−液境界面を中心にした不均一核生成によりＳｍＦｅ₂ 相が成長する。即ち、図２（ｃ）に示すように、ＳｍＦｅ₂ 相は、内部側（ＳｍＦｅ₃ 側）に成長すると共に外部側（液相側）にも成長する。
【００３０】
処理温度を８００℃に保持している状態において、ＳｍＦｅ₃ が消失した後は、次のような反応が生じると共に過剰のＳｍが蒸発する。
【００３１】
【外１】

【００３２】
図３の点ｄで示す位置では液相Ｌ中の過剰のＳｍが無くなり、この組成を冷却することによって図２（ｄ）で示すように、ＳｍＦｅ₂ 相に複数の球状空孔を分散させた磁歪材料が得られる。これらの空孔は過剰Ｓｍの蒸発により形成されたものである。
〔実施例Ｉ〕
Ａ．磁歪材料の製造
原料を高周波溶解炉に投入して、減圧下（−６０ｃｍＨｇ）、Ａｒ雰囲気中にて溶解し、その溶湯を均質化のために１４００℃にて５分間保持する工程、溶湯を、減圧下（−６０cmＨｇ）、Ａｒ雰囲気中にて銅製鋳型に注入する工程、および溶湯を７００℃まで４００℃／min で冷却する工程を経て５個の素材を鋳造した。各素材をＡｌ₂ Ｏ₃ 粉末により包み、その素材に、所定の雰囲気下において、昇温速度４００℃／ｈ、処理温度８００℃、処理時間６時間および冷却速度１００℃／ｈの条件で熱処理を施して５個の磁歪材料を得た。
【００３３】
また１００μｍ以下の素材粉末に、金型を用い、且つ成形圧力を５．０５〜７．６４ton ／cm² に設定した一軸圧縮成形を施して３個の圧粉体を成形し、次いで各圧粉体に、真空雰囲気下において、昇温速度４００℃／ｈ、処理温度９００℃、処理時間６時間、および冷却速度１００℃／ｈの条件で焼結処理を施して３個の磁歪材料を得た。
【００３４】
表１は、鋳造による素材を用いて得られた磁歪材料の例１〜５における、素材の組成、熱処理雰囲気および磁歪材料の組成、ならびに焼結法による磁歪材料の例７〜９における焼結雰囲気および組成（磁歪材料）を示す。
【００３５】
【表１】

【００３６】
Ｂ．空孔率Ｖｃ、磁歪量および機械的特性の測定
例１〜５，７〜９について、空孔率Ｖｃ、磁歪量、圧縮強さおよびヤング率を測定したところ、表２の結果を得た。空孔率Ｖｃは電子顕微鏡観察と密度から求めた。また磁歪量は、歪みゲージを用い、磁場を１ｋＯｅかけて測定した。さらに圧縮強さおよびヤング率の測定は常法によった。
【００３７】
【表２】

【００３８】
図４（ａ）は例３の金属組織を示す顕微鏡写真であり、また図４（ｂ）は同図（ａ）の要部写図である。図４から明らかなようにＳｍＦｅ₂ 相中に複数の球状空孔ｖが分散していることが判る。
【００３９】
例１，２，４，５においても同様の球状空孔が観察されたが、焼結法による例７〜９においては片状空孔が観察された。
【００４０】
図５は、表２に基づいて空孔率Ｖｃと磁歪量との関係をグラフ化したものである。図５から明らかなように、例２〜５の如く、空孔の形状を球状とし、且つ空孔率Ｖｃを１０％≦Ｖｃ≦４０％に設定すると、例１に比べて磁歪量を大幅に増大させることができる。これは、例２〜５においては、磁場をかけられたとき、例２等が磁場方向に空孔を潰しながら体積の減少を伴って変形することに起因する。
【００４１】
例１の如く、空孔率ＶｃがＶｃ＜１０％といったように、密度が理論密度に対して略１００％に設定されていると、磁場をかけられたとき、例１は磁場方向に体積を略一定として変形する、つまり磁場方向と直交する方向に膨らみながら磁場方向に縮むため、磁歪量が小となる。
【００４２】
一方、空孔率ＶｃがＶｃ＞４０％といったように高くなると、ＳｍＦｅ₂ 相の量が極端に少なくなるため磁歪量が小となる。
【００４３】
例４，５と例７，８とをそれぞれ比較すると、空孔率Ｖｃが略同じである場合には球状空孔を持つものの方が片状空孔を持つものよりも磁歪量が大きいことが判る。
【００４４】
図６は、表２に基づいて空孔率Ｖｃと圧縮強さとの関係をグラフ化したものである。図６から明らかなように、例２〜５の如く、空孔の形状を球状とし、且つ空孔率Ｖｃを１０％≦Ｖｃ≦４０％に設定すると、比較的高い圧縮強さを有し、これは前記燃料噴射弁用構成材料として有効である。
〔実施例II〕
実施例Ｉと同様の鋳造法を行って、組成がＳｍ₄₀Ｆｅ₆₀（数値の単位は原子％）である４個の素材を鋳造した。各素材に、所定の雰囲気下において、昇温速度４００℃／ｈ、処理温度８００℃、処理時間６時間および冷却速度１００℃／ｈの条件で熱処理を施して組成がＳｍ₃₃Ｆｅ₆₇（数値の単位は原子％）である磁歪材料の例１〜４を得た。
【００４５】
例１〜４について、実施例Ｉと同様の方法で、空孔率Ｖｃおよび磁歪量を測定した。
【００４６】
表３は、例１〜４における熱処理雰囲気、空孔率Ｖｃおよび磁歪量を示す。例４は、素材をＡｌ₂ Ｏ₃ 粉末により包んで熱処理を施されたものである。
【００４７】
【表３】

【００４８】
表３から明らかなように、例１は、１気圧、Ａｒ雰囲気下で熱処理を施されたものであるから、空孔量が極めて少なく、且つ過剰のＳｍが多く残存しているため磁歪量が小さい。例２，３は、減圧、Ａｒ雰囲気下または真空雰囲気下で熱処理を施されたものであるから、例１に比べて空孔率Ｖｃが高く、したがって磁歪量も大きい。例４は、Ａｌ₂ Ｏ₃ 粉末の存在下で、且つ真空雰囲気下で熱処理を施されたものであるから、Ａｌ₂ Ｏ₃ 粉末の液相溶出効果により、例２，３に比べて空孔率Ｖｃが高く、したがって磁歪量も大きい。
〔実施例III 〕
実施例Ｉと同様の鋳造法を行って、組成が同一である６個の素材を鋳造した。各素材に、所定の雰囲気下において、昇温速度４００℃／ｈ、処理温度８００℃、処理時間１〜６時間および冷却速度１００℃／ｈの条件で熱処理を施して各種組成の磁歪材料の例１〜６を得た。顕微鏡観察の結果、例１〜６は、材料全体に分散する複数のＳｍ単相を有することが判明した。
【００４９】
表４は、１〜６における、素材の組成、熱処理の雰囲気および処理時間、ならびに磁歪材料の組成を示す。例４〜６は、素材をＡｌ₂ Ｏ₃ 粉末により包んで熱処理を施されたものである。
【００５０】
【表４】

【００５１】
例１〜６について、実施例Ｉと同様の方法で、空孔率Ｖｃおよび磁歪量を測定し、また各Ｓｍ単相を構成するＳｍの含有量の和Ｔを求め、さらに曲げ強さを測定したところ、表５の結果を得た。
【００５２】
【表５】

【００５３】
例１，２について、それらは表５に示すようにＳｍ単相を含み、且つＳｍ含有量の和Ｔを異にすることから厳密には異なる組成を有するが、表４においては便宜的に同一組成を持つものとして表わされている。これは例３〜６についても同じである。
【００５４】
表５に基づいて、図７はＳｍ含有量の和Ｔと磁歪量との関係を、また図８はＳｍ含有量の和Ｔと曲げ強さとの関係をそれぞれグラフ化したものである。
【００５５】
図７，８から明らかなように、Ｓｍ単相の増加に伴い磁歪量は低下するが、曲げ強さは向上する。磁歪材料において、曲げ強さを優先させる場合、Ｓｍ含有量の和Ｔの上限値はＴ＝５原子％が適当である。一方、高い磁歪量と実用的な曲げ強さとを要求される場合、Ｓｍ含有量の和Ｔは、０．１原子％≦Ｔ≦１．３原子％が適当である。
〔磁歪材料の使用例〕
図９は自動車用エンジンの燃料噴射弁を示す。円筒状をなす主ハウジング１の上部に上部ホルダ２がねじ込まれており、主ハウジング１の上端および上部ホルダ２間に上部ハウジング３が保持されている。また主ハウジング１の下部に、半径方向内方に張出すフランジ１ａが設けられ、主ハウジング１の下端にねじ込まれた下部ホルダ４とフランジ１ａとの間にリング状シール部材５および弁座部材６が保持される。
【００５６】
弁座部材６は弁室７を有し、その弁室７は主ハウジング１と同軸であってその主ハウジング１に向って開口する。弁室７を形成する外端壁に、それを貫通する噴射孔８と、噴射孔８の内端を囲繞する弁座９とが設けられている。弁室７に、球状弁体１０が主ハウジング１の軸線方向に摺動し得るように嵌合される。弁体１０は、主ハウジング１の軸線方向に延びる複数の流通溝１０ａを有し、開弁時にはそれらの流通溝１０ａを経て燃料が噴射孔８に流通する。
【００５７】
主ハウジング１内に磁性材料製スリーブ１１が嵌合され、その端壁１１ａはフランジ１ａに当接する。スリーブ１１内に、コイル１３を巻かれたセラミックス製ボビン１２が挿入される。
【００５８】
作動軸１８は、ボビン１２の中心孔１２ａおよびスリーブ１１の端壁１１ａを貫通し、その下端部は弁体１０に圧入され、上部はリング状軸受部材１５に摺動自在に支持される。その軸受部材１５は、スリーブ１１の上端およびボビン１２の上部フランジと、上部ハウジング３との間に保持される。軸受部材１５と上部ハウジング３との間に、内周部を作動軸１８の環状溝２２に嵌めたリング状規制部材１６と複数のリング状スペーサ１７とが保持される。その規制部材１６は作動軸１８の軸方向移動を規制する。上部ハウジング３の上端にねじ込まれた円筒状ばね受部材２３と作動軸１８の上端との間に圧縮ばね２４が設けられる。
【００５９】
上部ハウジング３に、ばね受部材２３内を介して図示しない燃料供給源に通じる通路２５が設けられ、この通路２５は、軸受部材１５の切欠き２６、ボビン１２の上部フランジに在る切欠き２７、コイル１３外周面およびスリーブ１１内周面間の筒状路１４、スリーブ１１の端壁１１ａに在る通路２８、フランジ１ａの通路２９を経て弁室７に通じている。
【００６０】
作動軸１８は、ボビン１２の中心孔１２ａ内に存する磁歪材料製中央軸部１８ａと、上端を中央軸部１８ａ下端に同軸に接合されると共に下端を弁体１０に圧入された磁性材料製下部軸部１８ｂと、下端を中央軸部１８ａ上端に同軸に接合されると共に環状溝２２を持つ磁性材料製上部軸部１８ｃとからなる。
【００６１】
このような燃料噴射弁において、コイル１３の消磁状態では圧縮ばね２４のばね力により作動軸１８が弁体１０を弁座９に着座させた位置に在って、噴射孔８が閉じられている。一方、コイル１３が励磁されると、作動軸１８において磁歪材料製中央軸部１８ａが軸方向に収縮するので、弁体１０が弁座９から離間して噴射孔８が開放され、燃料が噴射孔８から噴射される。
【００６２】
前記燃料噴射弁においては、開弁時にばね２４のばね力により環状溝２２と規制部材１６とが衝合し、閉弁時には弁体１０の弁座９への着座時の衝撃が作動軸１８の弁体１０側の端部に作用する。この点を考慮して作動軸１８全体を磁歪材料より構成せずに両端側を磁性材料より構成して、磁歪材料よりなる中央軸部１８ａに割れや欠けが生じるのを防止し、これにより作動軸１８の衝撃力に対する耐久性の向上が図られている。
【００６３】
下部軸部１８ｂおよび上部軸部１８ｃを構成する磁性材料には、靱性が高いこと、中央軸部１８ａ、したがって磁歪材料の製造段階で行われる前記熱処理過程において、半溶融状態の磁歪材料と液相拡散接合が可能であること、耐食性および加工性が優れていること等が要求され、このような要求を満たす磁性材料としては、例えば電磁ステンレスを挙げることができる。
【００６４】
中央軸部１８ａを構成する磁歪材料としては、例えば図５，６に示した例２〜５が用いられる。例２〜５は燃料噴射弁における作動軸１８の中央軸部１８ａに要求される圧縮強さ、例えば７kgｆ／mm² を上回る圧縮強さを有する。
【００６５】
例２〜５は、前記のように磁場をかけられると体積変化を伴って変形するので、中央軸部１８ａの周囲に余分な空きスペースを確保することが不要であり、燃料噴射弁の小型化を図る上で有効である。これに対し、体積変化を伴わない磁歪材料より中央軸部１８ａを構成すると、中央軸部１８ａが軸方向に収縮したときには半径方向外方にその分だけ膨らむ。したがって、その膨らみ分だけ余分な空きスペースを中央軸部１８ａの周囲に設ける必要があり、それに応じて燃料噴射弁が大型化する。
【００６６】
次に、作動軸１８として、実施例Ｉの磁歪材料の例１〜９より中央軸部１８ａを構成され、また電磁ステンレスより上、下部軸部１８ｃ，１８ｂを構成されたものを前記燃料噴射弁に組込んで、作動軸１８の耐久性および消費電力を調べたところ、表６の結果を得た。耐久性は、燃料噴射弁を１億回作動させ、その後のリフト量変化が±２．５％以内のものを「可」とし、また消費電力は、例３を用いた作動軸１８における消費電力を「１」としたときの値である。なお、例６および９を用いた作動軸１８は機械的強度不足のためテスト中に破壊したので消費電力の測定は不可能であった。
【００６７】
【表６】

【００６８】
表６から明らかなように、磁歪材料の例２〜５を用いた作動軸の例２〜５は、優れた耐久性を有すると共に消費電力も少ない。作動軸の例１は磁歪量が６００ppm といったように小さく、また消費電力も多い。作動軸の例７，８は耐久性および消費電力については問題ないが、磁歪量がそれぞれ６７０，６１０ppm といったように小さい。
【００６９】
作動軸の例３の磁歪量は８７０ppm であって、作動軸の例１の磁歪量６００ppm よりも磁歪量が４５％向上している。作動軸のストローク量は磁場をかけられたときの磁歪量で定まるので、前記磁歪量の向上は、作動軸のストローク量を４５％向上することができる、ということを意味する。
【００７０】
【発明の効果】
本発明によれば、前記のように構成することによって、実用的な機械的強度を持ち、且つ磁歪量を大幅に向上させたＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料を提供することができる。
【００７１】
また本発明によれば、前記のように特定された手段を採用することにより、前記Ｓｍ−Ｆｅ系磁歪材料を容易に製造することが可能な製造方法を提供することができる。
【図面の簡単な説明】
【図１】 Ｓｍ−Ｆｅ系二元平衡状態図である。
【図２】 素材の組織変化過程を示す模式図である。
【図３】 Ｓｍ−Ｆｅ系二元非平衡状態図である。
【図４】 （ａ）は磁歪材料の金属組織を示す顕微鏡写真、（ｂ）はその要部写図である。
【図５】 空孔率Ｖｃと磁歪量との関係を示すグラフである。
【図６】 空孔率Ｖｃと圧縮強さの関係を示すグラフである。
【図７】 Ｓｍ含有量の和Ｔと磁歪量との関係を示すグラフである。
【図８】 Ｓｍ含有量の和Ｔと曲げ強さとの関係を示すグラフである。
【図９】 自動車用エンジンにおける燃料噴射弁の縦断面図である。
【符号の説明】
ｖ 球状空孔
１８ 作動軸
１８ａ 磁歪材料よりなる中央軸部

Claims (7)

1. 熱処理過程の雰囲気を１×１０ ^-2 Ｔｏｒｒ以下の減圧状態に保持する熱処理が施されていて、その熱処理過程での過剰のＳｍの蒸発及び／または溶出により、複数の球状空孔（ｖ）が材料全体に分散して形成されているＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料であって、
   空孔率Ｖｃが１０％≦Ｖｃ≦４０％であることを特徴とするＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料。
2. 材料全体に分散する複数のＳｍ単相を有し、各Ｓｍ単相を構成するＳｍの含有量の和ＴがＴ≦５原子％である、請求項１記載のＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料。
3. 材料全体に分散する複数のＳｍ単相を有し、各Ｓｍ単相を構成するＳｍの含有量の和Ｔが０．１原子％≦Ｔ≦１．３原子％である、請求項２記載のＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料。
4. Ｆｅと、最終Ｓｍ量よりも過剰のＳｍとを含有する素材を鋳造し、次いでその素材に熱処理過程の雰囲気を１×１０ ^-2 Ｔｏｒｒ以下の減圧状態に保持する熱処理を施し、その熱処理過程で過剰のＳｍを蒸発及び／または溶出して複数の球状空孔（ｖ）を形成することを特徴とするＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料の製造方法。
5. 前記素材は複数のＳｍ単相と、少なくとも１つのＳｍＦｅ₂ 相とよりなる、請求項４記載のＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料の製造方法。
6. 前記素材は、少なくとも１つのＳｍＦｅ₃ 相および少なくとも１つのＳｍ₂ Ｆｅ₁₇相の少なくとも一方を含む、請求項５記載のＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料の製造方法。
7. 前記熱処理において、前記素材に、Ｓｍの溶出を助勢するＡｌ₂ Ｏ₃ 粉末を接触させる、請求項４，５または６記載のＳｍ−Ｆｅ系磁歪材料の製造方法。

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