JPH01294801A - 扁平状Ｆｅ−Ｎｉ系合金微粉末の製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は、平均粒度０．１〜１０μｍ、厚さ１μｍ以下
の扁平状で、軟磁性に優れたＦｅ−Ｎｉ系合金微粉末の
製造方法に関する。

［従来の技術〕 Ｆｅ−Ｎｉ系合金のうちいわゆるパーマロイ系合金は、
高透磁率材料として代表的なものであり。

その合金粉末は粉末冶金用の原料として圧粉磁心や焼結
磁心などに供せられている。

一方、近年銀行カード、クレジットカード等で代表され
る個人の機密に関わる磁気カードの分野では、磁気シー
ルドを目的として、カード表層に高透磁率材料の微粉末
からなる塗布膜被覆を施すニーズが増大してきた。この
ような塗布用粉末には、高透磁率で微粉であるとともに
、粉末形状が扁平状であることが求められる。これは、
塗布のし易さ、塗布膜の表面平滑性の上から必要なばか
りでなく、塗布の際の剪断力によって扁平状微粉末が最
も反磁場係数の低い扁平方向、すなわちカード基体方向
に平行に整列されることで、面内長手方向の高透磁率が
得られる要因からも不可欠のことである。

本用途に対して具体的に要求される粉末の諸特性は、平
均粒度が０．１〜１０μｍ、厚さ１μＩ以下で反磁場を
無視したランダムな集合状態での粉末の保磁力が４００
Ａ／ｆｆｉ以下というものである。

このような粉末としては、材質的に高透磁率であるとと
もに塑性変形して膚平化し易いＦｅ−Ｎｉ系合金の適用
が考えられる。しかしながら、前記粉末諸元および特性
を得るための量産的手法はまだ提示されていない。

特開昭６３−３５７０１号および特開昭６３−３５７０
６号では、厚さ２μｍ以下、厚さと直径の比率が１／１
０以下で、高透磁性の純金属または合金の材料からなる
鱗片状高透磁性金属粉を湿式ボールミル法によって製造
することが提案れされており、具体的には４４μｍの篩
をパスした純鉄粉を９６時間かけて粉砕し、２５μｌの
篩を９８％通過する肉厚１．０μｍの鱗片状粉末および
４４μＩの篩をパスしたセンダスト合金粉を９６時間か
けて粉砕し、２５μＩの篩を９６％通過する肉厚１．０
〜１．５μｍの鱗片状粉末を得ている。この方法は、確
かに厚さ２μｍ以下の磁性材料粉末を得ることは可能で
あっても、９６時間もの長時間の粉砕を必要とすること
、平均粒度１０μｍ以下の微粉末を高い歩留で得ること
は困難であること、かつ得られた粉末の保磁力は、粉砕
歪によって著しく劣化していることなど、本願が主とし
て対象にしている磁気カードの磁気シールド用等の粉末
の製造方法としては不十分なものであった。

〔発明が解決しようとする課題〕

本発明は、前記従来技術の問題点に留意してなされたも
のであり、平均粒度が０．１〜１０μ■、厚さ１μｍ以
下で、かつ保磁力が４０ＯＡ／ｍ以下の扁平状Ｆｅ−Ｎ
　ｉ系合金微粉末を量産的に製造する方法を提供するも
のである。

〔課題を解決するための手段〕

すなわち本発明は、水アトマイズ法によって得られた平
均粒度１０μ曹以下のＦ　ｅ−Ｎ　ｉ系合金粉末を機械
的に粉砕し、平均粒度０．１〜１０μｍ、厚さ１μｍ以
下の膚平伏微粉末を製造する工程、該扁平状微粉末に非
反応性の非磁性耐火粉末を混合する工程、該混合粉末を
非酸化性雰囲気中で焼鈍する工程。

および該焼鈍後の混合粉末から磁気選別により前記非磁
性耐火粉末を除去して扁平状合金粉末を回収する工程よ
りなる扁平状Ｆｅ−Ｎｉ系合金微粉末の製造方法である
。

また本発明の一態様として機械的粉砕を粉砕助剤との共
存下で行なうこと、扁平状合金微粉末に混合する非反応
性の非磁性耐火粉末の平均粒径が、前記扁平状合金微粉
末の平均粒径の５倍以上とすること、および扁平状Ｆｅ
−Ｎｉ系合金微粉末の保磁力を４０ＯＡ／ｍ以下となる
よう焼鈍することを含むものである。

〔作用〕

本発明において、目的とする粉末形状、すなわち平均粒
度０．１〜１０μ踵、肉厚１μｍ以下の扁平状Ｆｅ−Ｎ
ｉ系合金微粉末を得るための方法として、本発明者らが
見出したものは、Ｆ　ｅ−Ｎ　ｉ系合金を水アトマイズ
法によって平均粒度１０μｍ以下としてこの原料粉末を
機械的に粉砕すること、好ましくは粉砕に先立ち、一対
のロールによって圧下し厚さ５μｍ以下の扁平粗粉末と
すること、および機械的粉砕を粉砕助剤との共存下で行
なうことである。

Ｆｅ−Ｎｉ系合金とはいわゆるパーマロイ合金と呼称さ
れる高透磁率合金を指し、代表的にはＦｅ−８ＯＮｉ系
合金、Ｆ　ｅ−５０Ｎ　ｉ系合金、Ｆｅ−３ＯＮｉ系合
金などのＦｅ−ＮｌＺ元系合金、およびこれに遷移金属
の１種ないし２種以上を最大１０％以上まで含有したも
のを総称する。

機械的粉砕に供するＦｅ−Ｎｉ系合金の水アトマイズ原
料粉末の平均粒径１０μＩ以下とすることは、粉砕効率
の上から最も重要である。ここで平均粒径とは篩分法に
よって得られる重量基準のメジアン径である。平均粒度
が小さいほどグラインディング効果で厚みを減らし易く
、微粉化にも有効である。特に塑性変形能のあるＦ　ｅ
−Ｎ　ｉ系合金では、展伸され易く扁平化は比較的容易
であるが、微粉化には難があり、初期粉末の粒度を小さ
くすることが粉砕効率の上から重要であることを本発明
者らは知見したものである。

機械的粉砕は、スタンプミル、振動ミル、アトライター
などが適用できるが、粉砕前の平均粒度が１０μｍ以下
の場合には、前記粉砕機のうち最も投入エネルギーの高
いアトライターによって、１０時間以内にほぼ１００％
の収率で目標の粒度、厚さの扁平状微粉末を得ることが
可能である。粉砕前の平均粒度が１０μｍを越えると粉
砕後の平均粒度を１μＩ以下とするのに１０時間を越え
て長時間の粉砕が必要となる。

以上はアトライターによる場合であって、スタンプミル
、振動ミル等より投入エネルギーの低い粉砕機では全体
として時間因子が長時間側にシフトするが、傾向として
は同様である。詳細は実施例で述べる。

また、粉砕に先立ち、一対のロールによって、原料粉末
を圧下し、厚さ５μｍ以下の扁平粗粉末としておくこと
によって、さらに粉砕効率を向上できる。すなわち、目
的の篇平度である厚さ１μｍ以下とするに要する機械粉
砕の時間をさらに短縮することが可能である。

前記機械粉砕を適当な粉砕助剤を添加した中で行なうこ
とによって扁平化をさらに促進できる。

粉砕助剤の有効性は、たとえば特願昭６１〜２６２１３
４号においてアモルファス合金フレークの場合に例示さ
れたごとく、粉砕の進行とともに活性化された粉末粒子
表面に吸着して粒子の凝集を抑制し、扁平化を促進させ
る効果が、Ｆｅ−Ｎｉ系合金でも認められた。効果的な
固体助剤としてはステアリン酸、オレイン酸、ラウリン
酸、バルミチン酸等の高級脂肪酸、ステアリン酸亜鉛、
ステンリン酸カルシウム、ラウリン酸亜鉛、ラウリン酸
アルミニウム等の金属石けん、ステアリルアルコール等
、高級脂肪族アルコール類、エタノールアミン、ステア
リルアミンなどの高級脂肪酸アミン、およびポリエチレ
ンワックスなどで、これらは単独ばかりでなく２種以上
加えてもよい。添加量は、通常０．１〜５００重量％で
ある。また、液体の助剤には、アルコール、グリコール
、エステル等の有機溶剤なども使用できる。

本発明の目的は、得られる扁平状Ｆｅ−Ｎｉ系合金微粉
末が、形状的に著しく扁平で微粒であるばかりでなく軟
磁性にも優れたもの、具体的には保磁力が４０ＯＡ／＋
ｍ以下の上記粉末を提供することである。

粉砕後の粉末は、形状的に著しい変形を受け、大きな歪
を有しており１本来の軟磁性が甚だしく損なわれた状態
にある。すなわち、反磁場を無視したランダムな集合状
態での粉末の保磁力は２４００Ａ／ｍを越える値になる
。このように歪の大きい微粉末のＦ　ｅ−Ｎ　ｉ系合金
を通常のバルク材と同じ条件で焼鈍すると、粉末粒子の
凝集すなわち焼結現象が生じて、機械的に粉砕して得た
扁平形状が損なわれてしまうという問題が生ずる。した
がって焼鈍は、粉末粒子の凝集を起こさせずに歪を解放
し、軟磁性を引き出させるような処理法でなければなら
ない。凝集を防ぐには焼鈍温度を通常のバルク材の場合
の１１００℃付近より大幅に下げざるを得ず、焼鈍後の
粉末の保磁力は４００Ａ／ｍを越える大きな値となって
いた。粉砕歪を解放して軟磁性を得るために焼鈍を施す
ことは、前述の特開昭５８−５９２６８号に触れられて
いるが、上記の凝集の問題を克服して軟磁性を高める上
で具体的な知見を与えるものではない。

本発明者らは、凝集防止と軟磁性向上を図るために、粉
砕後の扁平状Ｆｅ−Ｎｉ系合金微粉末に非反応性の非磁
性耐火粉末を混合し、該混合粉末を非酸化性雰囲気中で
焼鈍し、然る後磁気選別により非磁性耐火粉末を除去し
て目的の扁平状微粉末を回収する方法を新たに知見した
。また、粉砕後の扁平状合金微粉末に混合する非反応性
の非磁性耐火粉末の平均粒径が、扁平状合金微粉末の平
均粒径の５倍以上であることが、焼鈍中の扁平状合金微
粉末の凝集を抑制し、かつ焼鈍後の磁気選別が容易とな
ることを合わせて見出した。

焼鈍中の凝集防止のために扁平状合金微粉末に混合され
る耐火粉末は、焼鈍温度条件下で非反応性で安定である
こと、および磁性体である扁平状合金微粉末と磁気選別
できるように実際的に非磁性であることが必要である。

たとえば、Ａｌ、Ｏ，。

ＭｇＯ，ＺｒＯ，、ＳｉＯ□などの酸化物および複合酸
化物、ＡＩＮ、Ｓｉ、Ｎ、など窒化物、あるいはこれら
の混合物などが使用できる。これら耐火粉末と篇平伏合
金粉末の粒度、厚さ、扁平度により調整する。微粉はど
、厚さが薄くなるほど、耐火粉末の量比を高める必要が
ある。好ましくは、耐火粉末／合金粉末の容量比は１以
上が有効である。

混合は、ダブルコーン型ブレンダー、■型ブレンダーな
ど通常の混合機が適用できる。

混合粉末の焼鈍は、非酸化性雰囲気下でなされる。より
好ましくは水素気流中が望ましい。通常Ｆｅ−Ｎｉ系合
金の鋳造材などバルク材は１０００℃以上の焼鈍が施さ
れるが、本方法によれば、同等温度での焼鈍が可能にな
り、粉砕後の高い保磁力を大幅に低減できる。

保磁力を低めた後、混合粉末は磁気選別により耐火粉末
と合金粉末に分離される。この場合、特に耐火粉末の平
均粒径が合金粉末のそれより大きいほど、選別の効率が
よく、好ましくは５倍以上の比であれば、耐火粉末の残
留を使用上問題のない程度の微量に抑制できる。

磁選機は乾式の感応ロール型、対極型、あるいは移動磁
界型など微粉末用のものであれば使用できる。回収され
た扁平状合金微粉末は、粉砕ままの形状を保持しており
、かつ保磁力の低い良好な軟磁性を有している。

このようにして得られる平均粒度が０．１〜１０μｍ、
厚さ１μｍ以下、かつ保磁力が４０ＯＡ／＋＊以下の夏
平状Ｆ　ｅ−Ｎ　ｉ系合金微粉末は、磁気シールドを必
要とする磁気カード上への塗布膜被覆用の塗料用粉末と
して最適である。また、磁気カード以外にも部品やハウ
ジングへの被覆塗料、ゴムやプラスチックとの複合材料
のフィラー等に使用できる。

〔実施例〕

実施例ｌ Ｎｉ７９％、Ｍｏ５％、残部実質Ｆｅの合金の溶湯を水
アトマイズして１種々の粒度粉末を得た。粒度は、水圧
、水量、溶湯と水の流量比などにより制御した。

これら粉末をアトライターによって粉砕した。

粉砕条件は、５ＵＪ２鋼製ボールと水アトマイズ粉末の
重量比を３対】、とし、粉砕助剤としてイソプロピルア
ルコールを水アトマイズ粉末と同重量添加した。毎分３
００回転で３時間、１０時間、３０時間粉砕した場合の
粉末諸元の結果を第１表に示す。

第　　１　　表 これかられかるように、水アトマイズままの平均粒度が
１０μｍ以上の粉末を用いて粉砕すると、１０時間かけ
ても厚さ１μｍ以下とはならず、平均粒度１０μｍ以下
も得られない。一方、アトマイズ粉の平均粒度が１０μ
ｍ以下の場合は、１０時間粉砕ですべて平均粒度、厚さ
が目標値となっており、アトマイズままで、７．３μｌ
以下の場合には、３時間の粉砕で目標値が得られている
。

実施例２ 実施例１のＮｏ、１とＮ００３の粉末を縦型の超硬合金
製対向ロールで粉末のまま圧延した。はぼロール間隙は
零とし、強圧下により、アトマ・イズままの平均粒度９
．５μｍが１０．４μｍとなり、厚さは４．０μｍの扁
平状となった。この扁平状となった。この扁平粗粉を実
施例１と同一条件でアトライター粉砕を行ない、３時間
経過後の粉末形状を調べたところ、平均粒度は８．０μ
鴇で、厚さは０．９μｍであり、目標の値を得た。

実施例３ 実施例１のＮ　ｏ　、　１とＮｏ、３を１０時間粉砕し
たＦｅ−Ｎｉ合金粉末、すなわち平均粒度３．９μｍ、
厚さ０．２μｍの粉末と、平均粒度８．２μｍ、厚さ０
．８μｍの粉末に、平均粒径約５０μｍの溶融Ａ１よＯ
１粉末（α−コランダム）を混合した。Ａ１．Ｏ，粉末
／合金粉末の容量比は１０：１とした。この混合粉末を
水素気流中、各温度で１時間焼鈍した。比較としてＡ１
□０３粉末を混合しない粉砕粉も同時に焼鈍した。然る
後、焼鈍後の混合粉を感応ロール型の磁選機にかけ、合
金粉末を回収した。磁選は３回繰返して行なった。回収
された合金粉末の保磁力を振動磁力計により測定した。

保磁力の焼鈍温度依存性を第１図に示す。

Ｎ０１１の粉末でＡ１□０．粉末を混合しないものは、
４００℃以上の焼鈍で凝集し、粉砕後の形状が維持でき
なかったが、Ａ１□Ｏ□粉末を混合した粉末は、８００
℃までの焼鈍が可能であった。Ｎｏ、１の粉末の保磁力
は粉砕ままでは約６．５０ＯＡ／ｍだが、Ａｌ、Ｏ。

粉末を混合して８００℃の焼鈍で３１ＯＡ／ｍまで改善
された。８００℃焼鈍後の粉末は粉砕ままの形状を維持
していた。

Ｎｏ、３の粉末では、Ａ１□０３粉末を混合しないもの
は、５００℃以上の焼鈍で凝集したが、Ａ１．．０３粉
末を混合したものは、９００℃までの焼鈍が可能であっ
た。粉末の保磁力は粉砕ままでは、約４７０ＯＡ／ｍだ
が、Ａｌ、Ｏ，粉末を混合して９００℃の焼鈍を施した
ものは２４０Ａ／ｍまで改善された。９００℃焼鈍後の
粉末は、粉砕ままの形状を維持していた。

〔発明の効果〕

以上述べた如く、本発明のＭ平伏Ｆｅ−Ｎｉ系合金微粉
末の製造方法によれば、平均粒度０．１〜１０μｍ、厚
さ１μｍ以下で、保磁力４００Ａ／ｍ以下の良好な軟磁
性のＦ　ｅ−Ｎ　ｉ系合金微粉末を、効率よく製造する
ことが可能で、大容量化が容易であり、その工業的価値
が大である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の実施例３で述べた粉末の保磁第１図

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １　水アトマイズ法によって得られた平均粒度１０μｍ
   以下のＦｅ−Ｎｉ系合金粉末を機械的に粉砕し、平均粒
   度０．１〜１０μｍ、厚さ１μｍ以下の扁平状微粉末を
   製造する工程、該扁平状微粉末に非反応性の非磁性耐火
   粉末を混合する工程、該混合粉末を非酸化性雰囲気中で
   焼鈍する工程、および該焼鈍後の混合粉末から磁気選別
   により前記非磁性耐火粉末を除去して扁平状合金粉末を
   回収する工程よりなることを特徴とする扁平状Ｆｅ−Ｎ
   ｉ系合金微粉末の製造方法。 ２　水アトマイズ法によって得られた平均粒度１０μｍ
   以下の粉末を一対のロールによって圧延し、厚さ５μｍ
   以下の扁平粗粉とした後、該扁平粗粉を機械的に粉砕す
   ることを特徴とする特許請求の範囲第１項記載の扁平状
   Ｆｅ−Ｎｉ系合金微粉末の製造方法。 ３　機械的粉砕を粉砕助剤との共存下で行なうことを特
   徴とする特許請求の範囲第１項または第２項に記載の扁
   平状Ｆｅ−Ｎｉ系合金微粉末の製造方法。 ４　扁平状合金微粉末に混合する非反応性の非磁性耐火
   粉末の平均粒径が、前記扁平状合金微粉末の平均粒径の
   ５倍以上であることを特徴とする特許請求の範囲第１項
   ないし第３項のいずれかに記載の扁平状Ｆｅ−Ｎｉ系合
   金微粉末の製造方法。 ５　扁平状Ｆｅ−Ｎｉ系合金微粉末の保磁力を４００Ａ
   ／ｍ以下となるよう焼鈍することを特徴とする特許請求
   の範囲第１項ないし第４項のいずれかに記載の扁平状Ｆ
   ｅ−Ｎｉ系合金微粉末の製造方法。