JPH02129345A - Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金及びその製造方法 - 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〉 この発明は、磁気ヘットのコア材や、ｇ膜磁気ヘツ１〜
製造用のスパッタリングターゲツト材などに使用するＦ
ｅ−へＮ−Ｓｉ系合金材料に関する。

〈従来の技術〉 Ｆｅ−ＡＮ−Ｓｉ系合金は、その磁気特性か極めて優れ
ているところから、磁気ヘットのコア材としで、或はフ
ェライト基盤上に薄く生成させて磁気特性、特に飽和磁
束密度を向上させた複合ｎ膜ヘットの製造用のスパッタ
リングターゲツト材としで、広く使用されている。

これらのコア材やターゲツト材の素材となる合金塊を得
る方法としては、所望の成分に配合し溶解、鋳造した後
、成分偏析を少なくするために高温て均質化の熱処理を
するのが、−・般的である。

〈発明が解決しようとする課題〉 鋳造法によって製造したＦｅ　−Ａｌ−５ｉ系合金塊は
、極めて脆く、欠けたり割れたりし易い。そのために、
切削加工をしようとすると、材料に工具か接触した瞬間
に材料か割れてしまい、満足に切削加工を行なうことか
できない。そしで、均質化のために熱処理を行なうと、
この欠点は改善されずに逆に助長される。

従っで、Ｆｅ　−ＡＱ−Ｓｉ系合金の鋳造塊から磁気ヘ
ッドのコア材やスパッタリンクターゲツト材を得るため
の加工方法としては、穏やかな研削加工を行なうしかな
く、研削加工は切削加工に較べて格段と加工飽率か悪い
ために、生産コストか嵩んていた。そのために、切削加
工か可１走なＦｅ−ＡＱ−Ｓｉ系合金の開発が望まれて
いた。

また、鋳造法によれば、鋳造塊内にミクロ的偏析とマク
ロ的偏析とか現われ、このうちミクロ的偏析は均質化熱
処理によって改善されるか、マクロ的偏析は改善するこ
とかできない。そのために、合金の組成を高度に精密に
規定てきないばかりでなく、全体か高度に均質な材料を
得ることかできなかった。従っで、マクロ的偏析のない
Ｆｅ　−へｇ−Ｓｉ系合金材料の開発か望まれていた。

く課題を解決するための手段〉 本発明者らは、鋳造法によって製造したＦｅ−ＡｆＪ−
Ｓｉ系合金累材を詳細に調査した結果、鋳造のままの状
態では、下向結晶粒径か５００井以上と非常に大きく、
無数のミクロクラックやミクロボアか存在していること
か判った。そしで、均質化熱処理を行なうと、結晶粒は
更に巨大にＪｓ、長するかミクロクラック及びミクロボ
アの状況に改善か認められなかった。

これらの結果により、Ｆｅ−ＡＱ−５ｉ系合金鋳造材か
脆くて切削加工できない原因は、凝固時に発生したミク
ロクラックやミクロボアが起点になって粗大結晶粒内に
破壊が起こるためと判断されるに至った。そしで、この
？１断に基いて研究を進めた結果、乎均結晶粒径か１０
０ｐ以下、最大結晶粒径か３００弘以下で、ミクロクラ
ックやミクロボアか存在していない１００％密度の材料
塊てあれば、割れたり欠けたすせずに切削加工を施しう
ろことか判明した。

そしで、このような材料塊は、Ａ９を２〜ｔｓｚ、Ｂ％
、Ｓｉを５〜２０帆量％、残部が主としてＦｅになるよ
うに配合した合金を、ガスアトマイズ法によって粉末化
し、この粉末を汀通鋼或は不錆鋼のような可鍛性のカプ
セルに封入し、このカプセルごと上記粉末を１０００〜
１２５０℃に加熱した後、これを加圧金型に装填し、２
０００　Ｋｇｆ／　ｃｍ２以上のラム圧で圧縮すること
により、製造することがてきる。

なお、粉末の焼結手段としては、粉末を直に加圧金型に
収容し、金型ごと粉末を加熱した後にプレスするホット
プレス法か知られているが、この方法では実用上１００
０　Ｋｇｆ／　ｃ＋ａ２程度の圧縮しかできないために
、成形塊にミクロボアか発生する。

上述のように２０００　Ｋｇｆ／　ａｍ２以上の圧縮力
を得るためには、熱間押出機の押出口を閉塞した上てこ
れに予め加熱されたカプセルを装填し、ラムで押圧する
のか有効である。

粉末を充填したカプセルは、必要に応じ、加熱に先立っ
て内部を脱気したり、冷間等方圧プレスにより予備圧縮
を加えたりしてもよい。

〈作用〉 粉末粒子内の結晶粒の寸法は、ガスアトマイズの際の急
冷によって極めて微細である。この結晶粒は、加熱によ
って成長するが、加圧圧縮を行なうまでの間は、結晶の
寸法は粉末粒子の寸法に制限され、加圧圧縮後は速やか
に冷却されるので結晶粒の成長は停止する。従っで、製
造された材料塊中の結晶粒の寸法は、原料粉末の粒子寸
法より小さい値になる。

加圧圧縮は、例えば熱間押出機を使用することにより、
極めて短時間内に、２０００　Ｋｇｆ／　ｃｍ２以りの
圧力を加えることかてき、このような高圧力のために、
全く空隙やクラックか無い１００％密度の材料塊な得る
ことができる。

このようにして得た材料塊は、通常の金屈材料程切削か
容易ではないが、割れたり欠けたりすることなく旋盤て
加工することがてきた。

また、上述の材料塊は、鋳造ては不可避の偏析か全く無
いために、各部の金属組成は高度に均一である。

〈実施例〉 Ｆｅを８５重に％、Ｓｉを９．６　重量％、八９を５．
４　重量％の割合て調整し、真空中て溶解し、アルゴン
ガスアトマイズにより乎均粒径が１５０−の球状粉末を
得た。この粉末を、外径１５０ｍｍ　、長さ４００■、
肉厚１５ＩＩＩＩｌのＳ　Ｕ　Ｓ　３０４材製のカプセ
ルに充填し。

脱気孔を有する同質材料の蓋を施してＴＩＧ溶接を行な
い、ロータリーポンプて脱気しながら脱気孔を封止した
。このビレットを１１５０℃に加熱して内径１５５Ｉの
熱間押出機のシリンダ内に、その押出口を閉塞した上で
装填し、１０．６　ｔ／ａｍ２の圧力て圧縮した。抑圧
開始から最高圧力に到達するまての時間は２秒で、最高
圧力に１０秒間保持した後、ビレットを取出しで、大気
中で放冷した。ビレットの長さは３６０■に圧縮されて
いた。

上記製法によって得たビレットを、放電切断加工によっ
で、厚さ１ＯＩＩＩ１１に切断した。この切断材は、外
周部かカプセルから移行したＳ　Ｕ　Ｓ　３０４材によ
って取巻かれた１００％密度のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合全
で、その平均結晶粒径は４５ル、最大結晶粒径は＋２０
　Ｊしてあった。

この切断材の外周面及び切断端面を旋盤を用いて切削加
工によって仕上げ、直径１００＋ｓｍ　、厚さ５１１１
１の円盤に加工した。その際の切削状況を下表に示す。

ここで、チップ寿命の○印は、途中でチップを交換する
ことなく、１箇の面を加工し得たことを示し、Δ印は、
１箇の面を一気に加工することかできずに、途中てチッ
プを交換した状態を示す。また、切削状況のＯ印は、材
料が割れたり欠けたすせずに切削てきたことを示す。

また、比較のために上記と同一組成の直径１５０■、長
さ３００■のＦｅ−Ａｌ１−Ｓｉ系合金材を鋳造によっ
て製造し、放電切断して厚さ１０ｍｍの切断材を作り、
上記と同条件て切削を試みたか、すべて材料か割れたり
チップか欠損したりしで、切削加工を行なうことかてき
なかった。

〈発明の効果〉 以トの実施例によって明らかなように、この発明による
Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金材は、旋盤等による切削加工か
可能であるために、従来の穏やかな研削加工に代えで、
切削加工を採用することによって加工能率を高めること
かてきる。

これに加え、各部の合金組成か高度に均一で、磁気抵抗
や磁気飽和の原因になるミクロクラックやミクロボアか
存在しないために、極めて優れた磁気特性を得ることか
できる。

特許出願人　山陽特殊製鋼株式会社

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. （１）Ａｌを２〜１５重量％、Ｓｉを５〜２０重量％、
   残部が主としてＦｅからなり、１００％密度で、その平
   均結晶粒径が１００μ以下で、最大結晶粒径が３００μ
   以下であり、切削加工が可能であることを特徴とするＦ
   ｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金。
2. （２）Ａｌを２〜１５重量％、Ｓｉを５〜２０重量％、
   残部が主としてＦｅからなる合金を、ガスアトマイズ法
   によって粉末化し、この粉末を可鍛性カプセルに封入し
   、このカプセルごと上記粉末を１０００〜１２５０℃に
   加熱した後、これを加圧金型に装填し、２０００Ｋｇｆ
   ／ｃｍ＾２以上のラム圧力で圧縮して塊状に成形するこ
   とを特徴とするＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の製造方法。