JPH03179622A

JPH03179622A - リードスイッチ

Info

Publication number: JPH03179622A
Application number: JP33062590A
Authority: JP
Inventors: Ryo Masumoto; 量増本; Yuetsu Murakami; 雄悦村上
Original assignee: Research Institute of Electric and Magnetic Alloys; Research Institute for Electromagnetic Materials
Current assignee: Research Institute of Electric and Magnetic Alloys; Research Institute for Electromagnetic Materials
Priority date: 1986-09-08
Filing date: 1990-11-30
Publication date: 1991-08-05

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、Ｃ０１ＮｉおよびＦｅよりなるリード片およ
びＣｏ、ＮｉおよびＦｅを主成分としてＣｒ、Ｍｏ、Ｔ
ｉ、ＡＮ、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｇｅ。

Ｉｎ、Ｓｎおよびｓｂのそれぞれ３％以下、Ｗ、Ｖ、Ｎ
ｂ、Ｔａ、Ｃｕ、ＨｆおよびＭｎのそれぞれ５％以下、
Ｂｅ、Ａｕ、Ａｇ、白金族元素および希土類元素のそれ
ぞれ２％以下の１種または２種以上を０．０１〜１０％
含有するリード片用軟質磁性合金を用いたリードスイッ
チに関するもので、その目的とするところは鍛造、熱間
および冷間加工が容易で、５０エルステッドの磁界にお
ける磁束密度Ｂ５゜が１６キロガウス以上で、且つ保磁
力Ｈｃが２エルステッド以下の軟！［性合金をリード片
に用いたリードスイッチに関するものである（従来の技
術）非自己保持型リードスイッチのリード片には、保磁力が
小さくて外部磁界によって磁化し易く、且つ対向するリ
ード片間の吸引力が大きくて容易にスイッチ動作を行う
ことができる軟質磁性合金が必要であり、またリード片
は薄板あるいは細線となした後、さらに高度な加工を必
要とするため、加工性にすぐれた軟質磁性合金であるこ
とが望まれる。従来このような特性を有する軟質磁性合
金としては、主として５２合金（５２％Ｎｉ−Ｆｅ合金
）が用いられている。しかし５２合金は加工性が容易で
保磁力が小さいが、磁束密度Ｂ５０が１５キロガウスし
かなく、最近のリードスイッチの用途拡大に伴う小型化
、高性能化に対応するためには、より一層大きな磁束密
度Ｂ５゜を有し、保磁力の小さい軟質磁性合金が望まれ
ている。

（発明が解決しようとする問題点）００２０〜６５％を含むＦｅ−Ｃｏ２元系合金はＢ５゜
が非常に高いが、規則格子が生成するため加工が困難で
あり、したがってリード片用軟質磁性合金として用いる
ことはできない。これにＮｉを添加したＦｅ−Ｃｏ−Ｎ
ｉ系合金は、加工性が改善されるが、飽和磁束密度Ｂｓ
が小さくなるとともに保磁力Ｈｃも大きくなり、リード
片用軟質磁性合金に適しない。本発明は加工性の容易な
Ｆｅ−１５〜５９％Ｃｏ−１〜４０％Ｎｉ合金の磁気特
性を改善し、５０エルステッドの磁界における磁束密度
Ｂ　５６が１６キロガウス以上で、保磁力Ｈｃが２エル
ステッド以下のリード片用軟質磁性合金を得ようとする
ものである。

（問題点を解決するための手段〉一般に合金は、結晶方位によって磁化し易い容易方向と
磁化の困難の方向とがあり、結晶異方性が存在すること
が知られている。Ｆｅ−Ｃ。

Ｎｉ系合金においても結晶方位によって磁化の難易が存
在することが知られているが、本発明者らはこれを冷間
加工することによ５って加工方向に磁化の容易方向をも
った集合組織を形成させて、これを加熱して加工歪を除
去するとともに磁化容易な再結晶集合組織を発達させる
と加工方向が磁化し易くなり、５０エルステッドの磁界
における磁束密度Ｂ５０が大きくなるとともに保磁力Ｈ
ｃが小さくなることを見い出した。すなわち、Ｆｅ−１
５〜５９％Ｃｏ−１〜４０％Ｎｉ合金を加工率５０％以
上の冷間加工を施した後、７００″Ｃ以上の温度で加熱
することによって、磁束密度Ｂ５０が１６キロガウス以
上で保磁力Ｈｃが２エルステッド以下のリード片に適し
た軟質磁性合金を使用したリードスイッチが得られるの
である。

またこれらの合金の電気抵抗は５２％Ｎｉ−Ｆｅ合金の
約４０μΩ−備に比較して小さく、それだけ通電による
発熱も少く、また熱膨張も比較的小さいので、ガラス封
着を必要とするリードスイッチには好適である。

（作　用）本発明の合金を造るには、Ｃｏ１５〜５９％、Ｎｉ１〜
４０％および残部Ｆｅの適当量を空気中、好ましくは水
素、アルゴン、窒素などの非酸化性雰囲気中あるいは真
空中において適当な溶解炉を用いて溶解する。或は又、
上記合金に副成分としてＣｒ、　Ｍｏ、　Ｔｉ、　ＡＩ
！、、Ｓｔ、　Ｚｒ、　Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎおよびｓｂの
それぞれ３％以下、Ｗ、ＶＳＮｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｈｆお
よびＭｎのそれぞれ５％以下、Ｂｅ、Ａｕ、Ａｇ、白金
族元素および希土類元素のそれぞれ２％以下の１種ある
いは２種以上の合計０．０１〜１０％の所定量を更に添
加する。必要に応じて鍛造性および加工性を改善するた
めにＭｎ、Ｓ　ｉ、、Ｔ　ｉ、Ａｎ、？グネシウム、ポ
ロン、希土類元素およびカルシウムその他の脱酸脱硫剤
の適当量を添加してできるだけ不純物を取り除き、充分
に撹拌し、組成的に均一な溶融合金を得る。これらの添
加物は磁気特性を損なわない程度なら少量残存してもよ
い。次にこれを適当な形および大きさの鋳型に注入して
建全な鋳塊を得、さらにこれに高温において鍛造、熱間
加工ならびに冷間加工を施して適当な形状のもの、例え
ば捧あるいは板となし、高温で適当な時間加熱して焼鈍
あるいは溶体化処理を施す。ついでこれをスェージング
、線引、圧延およびツブシ加工などの方法によって加工
率５０％以上の冷間加工を施し、目的の形状のもの例え
ば細線あるいは薄板にする。さらにこれら冷間加工状態
の成品を空気中、好ましくは非酸化性雰囲気中あるいは
真空中で７００°Ｃ以上の温度で加熱することにより、
５０エルステッドの磁界における磁束密度Ｂ５０が１６
キロガウス以上および保磁力Ｈｃが２エルステッド以下
を有するすぐれたり一ド片用軟質磁性合金が得られる。

上記の冷間加工は、合金の結晶の磁化容易方向を加工方
向に優先方位とする集合Ｍｉ織あるいは繊維組織を形成
する効果があり、特に加工率５０％以上の加工を施した
場合にこの効果が大きい。また上記の冷間加工に次いで
行われる加熱は、加工歪の除去および加工方向に磁化容
易方向をもった再結晶集合組織あるいは再結晶繊維組織
を形成し、磁束密度Ｂ５゜を高め保磁力Ｈｃを小さくす
る効果があり、特に７００°Ｃ以上の温度で加熱した場
合にこの効果が大きい。

次に本発明の実施例について述べる。

原料としては９９．９％純度の電解鉄と、電解ニッケル
および９９．８％純度のコバルトを用いた。

試料を造るには原料を全重量８００ｇでアル旦す坩堝に
入れ、アルゴン雰囲気中で高周波誘導電気炉によって溶
かした後、Ｍ　ｎ　０．５％を加えよく撹拌して均質な
溶融合金とした。次にこれを直径２５閣、高さ１７０ｗ
＋の孔をもつ鋳型に注入し、得られた鋳塊を約１２００
°Ｃで鍛造して直径３ｍｍの丸棒とし、１０００″Ｃで
１時間加熱した後、水冷し、ついで冷間線引によって直
径０．５　ＩｎＩｎの線とした。この場合の加工率（減
面率）は９７％である。さらにこの線より長さ２５ｃ■
を切りとって試料とし、種々な熱処理を施した後５０エ
ルステッドの磁界における磁束密度Ｂ５０および保磁力
ＨｃＯ値を測定し、第１表に示すよ、うな特性が得られ
た。

第表実１１粗４原料としては９９．９％純度の電解鉄と電解ニッケル、
バナジウム６０％含有のフェロバナジウム、９９．８％
純度のコバルトを用いた。試料を造るには原料の全重量
８００ｇをアルミナ坩堝に入れ、真空中で高周波誘導電
気炉によって溶かした後、Ｍ　ｎ　Ｏ，５％を加えよく
撹拌して均質な溶融合金とした。次にこれを直径２５ｍ
ｍ、高さ１７０ｍ＋ｎの孔をもつ鋳型に注入し、得られ
た鋳塊を約１１００°Ｃで鍛造して直径２鵬の丸棒とし
、９００°Ｃで１時間加熱した後空冷し、ついで冷間線
引によって直径０．５閣の線とした。この場合の加工率
（減面率）は９４％である。さらにこの線より長さ２０
０を切りとって試料とし、種々な熱処理を施した後、５
０エルステッドの磁界のときの磁束密度Ｂ５０および保
磁力ＨｃＯ値を測定し、第２表に示すような特性が得ら
れた。

第２表なお代表的な合金の磁気特性を第３表に示す。

第１図は００４５％、Ｎｉ２３％および残部Ｆｅからな
る合金（合金番号１２）について、ｉ　ｏ　ｏ　ｏ　’
ｃで１時間加熱後、水冷し、ついで種々な加工率で冷間
線引を施し、さらに１０００°Ｃで１時間加熱した場合
の磁束密度Ｂ５０および保磁力Ｈｃと冷間加工率との関
係を示したものである。

図に見るように、冷間加工率５０％以上では磁束密度Ｂ
５０が１６キロガウス以上および保磁力Ｈｃは２エルス
テッド以下となる。

第２図は同じ合金について、加工率９７％で冷間線引し
た後、種々な温度で１時間加熱した場合の磁束密度Ｂ５
０および保磁力Ｈｃと加熱温度との関係を示したもので
ある。加熱温度が７００°Ｃ以上の温度で磁束密度Ｂ５
０が１６キロガウス以上および保磁力Ｈｃが２エルステ
ッド以下の特性値が得られる。然し７００　’Ｃ以下の
温度で加熱した場合、磁束密度Ｂ５０が１６キロガウス
以下及び保磁力（Ｈｃ）が２工ルステツド以上にあると
共に、バネ特性が強すぎるめでリード片間の吸引力が減
殺されて、スイッチ動作が不良となる。

第３図はＦｅ−Ｃｏ−Ｎｉ三元合金について、加工率９
７％の冷間加工を施した後、１０００°Ｃで１時間加熱
した場合の磁束密度Ｂ　５０と合金組成との関係を示し
たものである。磁束密度Ｂ５０はＣｏ１５〜５９％にお
いてＮｉ量の増加とともに減少するが、Ｎｉが４０％以
下では磁束密度Ｂ　ｓ。

は１６キロガウス以上である。

上記各実施例、第３表および図面かられかるように、Ｃ
ｏ１５〜５９％、Ｎｉ１〜４０％および残部Ｆｅからな
る合金およびこれを主成分とし、副成分としてＣｒ、Ｍ
ｏ、Ｔｉ、Ａ１、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｉｎ、Ｓｎ、Ｓｂ
のそれぞれ３％以下、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、、Ｃｕ、Ｈ
ｆ、、Ｍｎのそれぞれ５％以下、Ｂｅ、Ａｕ、Ａｇ、白
金族元素および希土類元素のそれぞれ２％以下の１種又
は２種以上の合計０．０１〜１０％を添加して得た本発
明の製造法による合金は焼鈍あるいは溶体化処理後５０
％以上の冷間加工を施した後、７００″Ｃ以上の温度で
加熱することにより、５０エルステッドの磁界における
磁束密度Ｂ５０が１６キロガウス以上、保磁力Ｈｃが２
エルステッド以下のすぐれたリード片用軟質磁性合金が
得られる。

以上本発明の製造方法において合金の特性は加工率５０
％以上の冷間加工を行った後７００℃以上の温度で加熱
することにより得られることを述べたが、この冷間加工
と加熱を繰り返し行っても、更に良好な磁気特性が得ら
れる。

なお、実施例および第３表に掲げた合金には比較的純度
の高い金属Ｎｂ、Ｃｒ、Ｍｏ５Ｗ、Ｍｎ、Ｖ、Ｔｉ、Ａ
ｌ、Ｓ　ｉおよび希土類元素を用いたが、これらの代り
に経済的に有利な一般市販のフェロアロイあるいは母合
金およびミツシュメタルを用いても溶解の際脱酸、脱硫
を充分行えば、これらの金属を用いる場合と同様な磁気
特性と加工性が得られる。

次に本発明において合金の組成をＣ０１５〜５９％、Ｎ
ｉ１〜４０％および残部Ｆｅと限定した理由は各実施例
、第３表および図面から明らかなようにその組成範囲の
合金は加工が容易で、磁束密度Ｂ５゜が１６キロガウス
以上で保磁力が２エルステッド以下で熱膨脹係数も比較
的小さく、ガラス封着を要するリードスイッチのリード
片用軟質磁性合金として好適である。しかしＣｏが１５
％以下および５９％以上では熱膨脹係数が大きく、ガラ
ス封着の際破損してリード片用軟磁性合金として不適当
となる。一方Ｎｉが１％以下では加工が困難となり、ま
た４０％以上では磁束密度Ｂ５０が１６キロガウス以下
となり、不適当である。また、副成分として添加するＣ
ｒ、Ｍｏ、、Ｔｉ、Ａ／！、Ｓｉ、Ｚｒ、Ｇｅ、Ｉｎ、
Ｓｎおよびｓｂのそれぞれ３％以下、Ｗ、Ｖ、、Ｎｂ、
Ｔａ、Ｃｕ。

ＨｆおよびＭｎのそれぞれ５％以下、Ｂｅ、Ａｕ、Ａｇ
、白金族元素および希土類元素のそれぞれ２％以下の１
種または２種以上の合計０．０１〜１０％と限定した理
由はこの組成範囲の合金は加工が容易で磁束密度Ｂ５０
が１６キロガウス以上、保磁力が２エルステッド以下で
あるが、この範囲をはずれると、磁気特性は劣化し、か
つ加工が困難となりリード片用軟質磁性合金として不適
当となるからである。すなわちＣｒ、Ｍｏ、Ｚｒ、Ｉｎ
、Ｓｎ、Ｓｂ、Ｗ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｕ、Ｈｆ。

Ａｕ、Ａｇ、白金族元素および希土類元素は特に保磁力
を小さくする効果が大きく、Ｔｉ、Ａ、ｅ、Ｓ　ｉ、Ｇ
ｅ、Ｖ、Ｍｎおよび希土類元素は熱間および冷間加工性
を改善する効果が大きい。

尚、Ｃａ、ＭｇＸＰｂ５Ｐ、、Ｓｅ、Ｔｅ、Ｏ。

Ｎ、Ｓ、ＣおよびＢは快削性を高める効果があり、本発
明の特性および加工性を損わない程度の少量含有しても
差し支えない。

（発明の効果）要するに本発明合金は鍛造、熱間および冷間加工が容易
で、加工率５０％以上の冷間加工を施した後７００°Ｃ
以上の温度で加熱することにより、５０エルステッドの
磁界における磁束密度Ｂ５０が１６キロガウス以上で、
保磁力が２エルステッド以下なのでリードスイッチのリ
ード片用軟質磁性合金として好適である。

【図面の簡単な説明】

第１図はＦｅ−４５％Ｃｏ−２３％Ｎｉ合金の磁気特性
と冷間加工率との関係を示した特性図、第２図はＦｅ−
４５％Ｃｏ−２３％Ｎｉ合金の磁気特性と加熱温度との
関係を示した特性図、第３図はｆ？ｅ−Ｃｏ−Ｎｉ系合
金の５０エルステッドの磁界における磁束密度Ｂ５０と
合金組成との関係を示したものである。

Claims

【特許請求の範囲】１、重量比にてコバルト１５〜５９％、ニッケル１〜４
０％および残部鉄と少量の不純物とからなり、５０エル
ステッドの磁界における磁束密度（Ｂ＿５＿０）が１６
キロガウス以上および保磁力（Ｈｃ）が２エルステッド
以下であるリード片用軟質磁性合金を用いたことを特徴
とするリードスイッチ。２、重量比にてコバルト１５〜５９％、ニッケル１〜４
０％および残部鉄を主成分とし、副成分としてクロム、
モリブデン、チタン、アルミニウム、珪素、ジルコニウ
ム、ゲルマニウム、インジウム、錫およびアンチモンの
それぞれ３％以下、タングステン、バナジウム、ニオブ
、タンタル、銅、ハフニウムおよびマンガンのそれぞれ
５％以下、ベリリウム、金、銀、白金族元素および希土
類元素のそれぞれ２％以下の１種あるいは２種以上の合
計０．０１〜１０％と、少量の不純物とからなり、５０
エルステッドの磁界における磁束密度（Ｂ＿５＿０）が
１６キロガウス以上および保磁力（Ｈｃ）が２エルステ
ッド以下を有するリード片用軟質磁性合金を用いたこと
を特徴とするリードスイッチ。