JPH02232301A

JPH02232301A - 磁気特性に優れたアトマイズ合金粉末

Info

Publication number: JPH02232301A
Application number: JP1053532A
Authority: JP
Inventors: Toshiro Tomita; 俊郎富田
Original assignee: Sumitomo Metal Industries Ltd
Current assignee: Nippon Steel Corp
Priority date: 1989-03-06
Filing date: 1989-03-06
Publication date: 1990-09-14

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、スイッチング電源用可飽和リアクトル、磁気
ヘッド等の磁心材料や磁気シールド材料に用いられる透
磁率の高い磁性合金粉末に関するものである。

（従来の技術）近年、軟磁気特性に優れた非晶質合金が開発され、磁気
ヘッドや変圧器等の磁心材料や磁気シールド材料として
使用されるようになってきている。

しかし、これらの合金は特殊な製造方法のために形状が
限定されている。通常、液体急冷法による薄帯か気相急
冷法による薄膜、もしくはメカニカルアロイングやアト
マイズ法による粉末として製造される。このうち粉末の
ものは、塗料に混入して磁気シールド材に用いたり、熱
開成型によるバルク材形成の素材として用いられたりし
ており、粉末の量産上好ましいといわれているアトマイ
ズ法で製造されている．（発明が解決しようとする課題）しかしながら、アトマイズ法による非晶質合金粉末の磁
気特性は、現在のところ、薄帯のものに比べ劣っている
．またアトマイズ法は、比較的冷却速度が遅いので、非
晶質化する合金組成範囲は小さく、且つ非常に小さな粉
末粒径に限られるため、歩留りは非常に悪いのが現状で
ある．本発明はかかる実情に鑑みて成されたものであり
、アトマイズ法によって効率良く製造できる優れた磁気
特性を有する合金粉末を提供することを目的としている
．（課題を解決するための手段）本発明者は、アトマイズ法で磁気特性に優れた合金粉末
を得る為、比較的冷却速度が小さい場合でも、すなわち
、一部の非晶質相が結晶化しても磁気特性の劣化しない
合金組成を鋭意研究し、以下の本発明を完成した．すなわち、本発明の第１は、Ｇａが０．５〜１０ａｔ％
、Ｎｂｓ　Ｚｒ，　Ｈｆ，Ｔａ，ＭＯ％　ＷＳＴｌの一
種若しくは二種以上の総計が５ａｔ％以下、５ｉ，　Ｇ
ｅ、ＡＩの一種若しくは二種以上の総計が３〜１８ａＬ
％、Ｂ，Ｃ，Ｐの一種若しくは二種以上の総計が３〜２
０ａ　ｔ％を含有し、残部はＦｅおよび不可避的不純物
からなる溶湯をアトマイズ法によって粉末固体としたも
のである。

また本発明の第２は、第１の本発明に係るアトマイズ合
金粉末が、体積量で５０％以上の非晶買からなるもので
ある。

また本発明の第３は、第１又は第２の本発明におけるＦ
ｅの一部を５ａｔ％以下のＮｉ、５’ａｔ％以下のＭｎ
ＳＣｒ，　Ｖ、３０ａ　ｔ％以下の．Ｃｏの一種もしく
は二種以上で置換したものである．また本発明の第４は、第１〜第３の本発明において、ア
トマイズ後熱処理することによって準安定ｂｃｃ相を析
出させたものである。

（作　　用）つまり、本発明のようにＦｅ，　Ｃｏ．．Ｇａ，　　（
Ｓｔ，　ＡＩ％Ｇｅ，Ｂ，Ｃ，Ｐ）を主体とする合金を
アトマイズ法によって粉末化した場合には、十分急冷す
れば完全に非晶質化するし、仮に冷却速度が遅く結晶化
が起こっても磁気特性の良い準安定ｂｃｃ相が析出する
ために磁気特性の劣化が無く、歩留りが向上すること、
また熱間成形によってバルク化する場合でも結晶化によ
る磁気特性の劣化がないため広い温度範囲で行える．こ
れは、本発明の組成では結晶磁気異方性と磁歪が共に零
となり軟磁気特性に優れた準安定ｂｃｃ相が非晶質相か
ら析出し、このｂｃｃ相が非晶質相の結晶化温度よりも
かなり高い温度まで準安定に存在し得るためと考えられ
る。

以下、本発明の限定理由について説明する。

（１）　　Ｐｅ高い飽和磁束密度と準安定ｂｃｃ相を得るためにこれを
主体とする．（２）　　Ｇａ非晶質相から磁気特性の優れた準安定ｂｃｃ相を結晶化
させるために０．５　ａｔ％以上、１０ａｔ％以下の範
囲で添加する。すなわち、０．５　ａｔ％未満では磁気
特性の優れた準安定ｂｃｃ相が析出せず、又１０ａｔ％
を越えても同様である。好ましくは、１．５　ａ１％以
上、８ａｔ％以下である。

（３）　　Ｎｂ，　Ｚｒ，　Ｈｆ，↑ａ，　Ｍｏ、Ｗ，
Ｔｉ磁気特性の優れた準安定ｂｃｃ相をより高温まで安
定にするため、Ｎｂ，　Ｚｒ，　Ｈｆ，　ＴａＳＭｏ、
Ｗ，Ｔｉのうちから一種もしくは二種以上を選び総計で
６ａｔ％以下の範囲で添加するほうが好ましい。すなわ
ち、６ａｔ％を越えると飽和磁化量が減少するためであ
る．好ましくは、４ａｔ％以下である。

（４）　　Ｓｔ，　Ｇｅ，　ＡＩ非晶質和から磁気特性の優れた準安定ｂｃｃ相を結晶化
させるため、Ｓｔ，　ＡＩ、Ｇｅのうちから一種もしく
は二種以上を選び総計で３ａｔ％以上、１．８ａｔ％以
下の範囲で添加する。すなわち、３ａｔ％未満では、磁
気特性が劣化することとなり、又１８ａｔ％を越えると
非晶質化が困難となるからである．好ましくは、５ａｔ
％以上、ｌ５ａｔ％以下である。

（５）　　ＢＳＣＳＰ非晶質状態とするために、Ｂ．．Ｃ．．Ｐのうちから一
種もしくは二種以上を選び総計で３ａｔ％以上、２０ａ
ｔ％以下の範囲で添加する。３ａｔ％未満では非晶質化
が困難となり、又２０ａｔ％を越えても同様である。好
ましくは、４ａｔ％以上、１５ａｔ％以下である。

（６）　　Ｍｎ，　Ｎｉ，　Ｃｒ，　Ｖ磁歪を零に調節
するため、５ａｔ％以下の範囲でＦｅと置き換えてもよ
い。５ａｔ％を越えると飽和磁化量が減少するからであ
る。

（７）　　Ｃｏ飽和磁束密度を高めるために、３０ａｔ％以下の範囲で
Ｆｅと置き換えても良い＊３０ａｔ％を越えると磁気特
性の優れた準安定ｂｃｃ相の析出が困難となるからであ
る．（８）構　造本発明の磁気特性を得るために、ｂｃｃ構造（ただし、
Ｄ　Ｏ　ｘ型に規則化したものも含む）、もしくは非晶
質相、もしくは両相の混和とする．但し、アトマイズ後
に両相が混和の場合には、非晶質相は体積量で５０％以
上必要である．これは、５０％未満の場合には準安定ｂ
ｃｃ相以外に他の金属間化合物が析出し、磁気特性が劣
化するからである。

アトマイズ後、金属間化合物相の析出しない低温で熱処
理し、準安定ｂｃｃ相を析出させる場合は１００％ｂｃ
ｃ構造とした方がむしろ、磁気特性上好ましい。通常結
晶化温度（Ｔ８）からＴｘ　＋１５０゛Ｃの範囲で熱処
理する。

（９）製造方法アトマイズ法であれば特に限定しない。これは合金粉末
の量産性を確保するためである。

（実施例ｌ）表１の組成の粉末を圧力１００　ｋｇ／ｃｄのＡｒガス
アトマイズ法によって作製した。作製した粉末の約９０
％が直径が１００μｍ以下であったので、それらの粉末
を以下の測定に供した。

Ｘ線回折測定によって、これら粉末の構造は非晶質相と
結晶相の混在したものであることが確認された．アトマ
イズ後の本発明粉末の保磁力は、代表的な非晶質合金組
成である比較材（ｔ４ａｌ８）の保磁力よりもはるかに
小さく、優れた軟磁気特性を示す．また、これら合金粉末を５００゜Ｃの温度で５０ｋｇ／
ＩＩＩＩＩ１２の圧力下で熱間プレスしｌｍｓ厚さの仮
とした後の保磁力も測定した結果、本発明合金では熱間
ブレス成形しても、保磁力の劣化は認められなかった。

次にアトマイズ後の保磁力と粉末粒径の関係をＮα１の
本発明の組成と魔１７の比較例について調べた。その結
果を第１図に示す．本発明材の場合は１００μｍ以下の直径でほぼ一定して
近い保磁力を示すが、比較材の場合は１０μｍ以上に直
径が大きくなると急激に保磁力が増大する。すなわち、
保磁力で選別するならば本発明材の歩留りは、比較材に
比べはるがに大きいものとなる。

（実施例２）Ｆｅ７１ＧａＪｌＩＺｒ２ＳＬ＋．＋Ｉ３ａ（ａｔ％）
なる組成の合金を７０ｋｇ／ｃｄのヘリウム（ｌｌｅ）
ガスアトマイズによって粉末化した。

粉末の平均粒径は約４０μｍで、約９５％が１５０μｍ
以下の直径のものであった。１０μｍ以下の直径のもの
と５０〜７０μｍの直径のものについてＸ線回折測定を
行うと第２図に示すように、１０μｍ以下のものは非晶
質であるが、５０〜７０μｍのものは非晶質とｂｃｃ相
が混在していることが確認された．ＤＴＡによる熱分析
から非晶質相の結晶化開始温度は４８５゜Ｃであった。

７０μｍ以下の直径の粉末をアルゴン（Ａｒ）ガス中で
１０分間熱処理した後の粉末の保磁力と熱処理温度の関
係を第３図に示す。保磁力は結晶化開始温度を越える温
度で熱処理しても劣化することはな＜、７００゜Ｃ近い
温度まで小さい値を示す。６５０゛Ｃの熱処理後の構造
は第４図に示すようにほぼｂｃｃ相単相であった。

このように本発明合金では、非晶質とｂｃｃ相が混在し
ても、また熱処理によってｂｃｃ単相としても優れた磁
気特性を示す。

（発明の効果）以上説明したように本発明合金粉末は、アトマイズ法に
よって効率良く製造でき、かつ優れた磁気特性を示す。

【図面の簡単な説明】

添付図面は本発明の実験結果を示したものであり、第１
図は本発明例と比較例の保持力と粉末粒径の関係を示す
図、第２図及び第４図はＸ線回折プロフィルを示す図、
第３図は保持力の熱処理温度の依存性を示す図である。第１図第２図紛東紋吐忰）第３図第４Ａ熟丸１濫友（゜Ｃ）２ｅ／−

Claims

【特許請求の範囲】

（１）Ｇａが０．５〜１０ａｔ％、Ｎｂ、Ｚｒ、Ｈｆ、
Ｔａ、Ｍｏ、Ｗ、Ｔｉの一種若しくは二種以上の総計が
６ａｔ％以下、Ｓｉ、Ｇｅ、Ａｌの一種若しくは二種以
上の総計が３〜１８ａｔ％、Ｂ、Ｃ、Ｐの一種若しくは
二種以上の総計が３〜２０ａｔ％を含有し、残部はＦｅ
および不可避的不純物からなる溶湯をアトマイズ法によ
って粉末固体としたことを特徴とする磁気特性に優れた
アトマイズ合金粉末。
（２）体積量で５０％以上の非晶質からなることを特徴
とする請求項１記載の磁気特性に優れたアトマイズ合金
粉末。
（３）Ｆｅの一部を５ａｔ％以下のＮｉ、５ａｔ％以下
のＭｎ、Ｃｒ、Ｖ、３０ａｔ％以下のＣｏの一種もしく
は二種以上で置換することを特徴とする請求項１又は２
記載の磁気特性に優れたアトマイズ合金粉末。
（４）アトマイズ後熱処理することによって準安定ｂｃ
ｃ相を析出させることを特徴とする請求項１〜３記載の
磁気特性に優れたアトマイズ粉末。