JP6868174B2 - ステンレス磁石 - Google Patents
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Description
近年、磁気治療やロボット治療などの高度医療技術が進展し、医療機器や部材に磁石を内蔵させて磁気性能の活用が研究されている。しかし、磁石の内蔵は器材のサイズが大きくなるという問題や、磁石をシールドするための複雑なシールド構造が必要となる問題や、さらにそのシールド構造が破損して磁石が腐食する危険などの問題があり、その対策が求められている。
したがって、ステンレス鋼を磁石として利用する試みは行われていない。
マルテンサイト量は、冷間加工度(%)の平方根に比例して増加すること、および加工温度を下げるとマルテンサイト量が増加することを確認した(図1)。磁石特性は保磁力の大きさで評価できるので、保磁力に及ぼす冷間加工度、加工温度、マルテンサイト量およびCuによる析出硬化の影響について調べた。その結果を図2に示す。
第1発明は、Cr量は16〜20%、Ni量は7〜10%を含むCr−Ni系オーステナイト系ステンレス鋼において、50〜95%の加工マルテンサイト組織と50〜5%のオーステナイトナイト組織とからなり、室温において、8,000〜16,000Gの飽和磁化と、100〜1,000Oeの保磁力と、0.2〜4MGOeの最大エネルギー積およびパーミアンス係数1〜30を有する磁石形状からなることを特徴とするステンレス磁石である。
ステンレス鋼部品の形状および大きさは、シャフト、平面板プレート、直方体あるは筒状ケースパイプ、コイル、ボルト、ナットなど多種多様である。本発明は、まず、ステンレス部品の構造機能および耐腐食機能を前提とする。よって、ステンレス磁石の性能、形状、着磁向きをそれに応じて工夫することが前提である。
したがって、必要なマルテンサイト量を確保するための方法は化学組成、加工量および加工温度を適切に組み合わせることで実現できる。また、着磁は部材形状を考慮して、パーミアンス係数が1以上になるように行うことである。
Md30(℃)=413−462(%C+%N)−9.2(%Si)−8.1(%Mn)−13.7(%Cr)−9.5(%Ni)−6(%Cu)−18.5(%Mo) ・・・(1)
着磁の仕方および着磁の向きは、保磁力が1,000Oe以下と小さいので比較的容易である。鉄ヨーク付きの電磁石で簡単に着磁することができる。
実際のステンレス部品は多様な形状を取るので、その形状と着磁方向を考慮して、パーミアンス係数を1以上確保する必要がある。
本発明の実施例1は、化学組成としてCr量は18%、Ni量は8%で、ほかにC量は0.01%、N量は0.01%、Si量は0.30%、Mn量は0.50%、Mo量は0.02%、Cu量は0.02%であった。Md点は、式(1)で計算すると70℃である。常温で加工すると80%マルテンサイト量を得ることができる組成である。
本発明の実施例2は、化学組成としてCr量は18%、Ni量は8%およびCu量は2.2%で、ほかにC量は0.01%、N量は0.01%、Si量は0.10%、Mn量は0.20%、Mo量は0.01%であった。Md点は、式(1)で計算すると74℃である。実施例1よりオーステナイト組織がやや不安定である。常温で加工すると90%マルテンサイト量を得ることができる組成である。
Claims (2)
- Cr量は16〜20%、Ni量は7〜10%を含むCr−Ni系オーステナイト系ステンレス鋼において、
50〜95%の加工マルテンサイト組織と50〜5%のオーステナイトナイト組織とからなり、
室温において、8,000〜16,000Gの飽和磁化と、100〜1,000Oeの保磁力と、0.2〜4MGOeの最大エネルギー積およびパーミアンス係数1〜30を有する磁石形状からなることを特徴とするステンレス磁石。 - Cr量は16〜20%、Ni量は6〜9%およびCu量は2〜3%を含むCr−Ni系オーステナイト系ステンレス鋼において、
冷間加工後、370〜600℃の時効処理を施し、
50〜95%の加工マルテンサイト組織と50〜5%のオーステナイトナイト組織とからなり、
室温において、8,000〜16,000Gの飽和磁化と、200〜1,000Oeの保磁力と、0.2〜4MGOeの最大エネルギー積およびパーミアンス係数1〜30を有する磁石形状からなることを特徴とするステンレス磁石。
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