JPH03219009A - Fe基軟磁性合金の製造方法 - Google Patents

Fe基軟磁性合金の製造方法

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JPH03219009A
JPH03219009A JP2231854A JP23185490A JPH03219009A JP H03219009 A JPH03219009 A JP H03219009A JP 2231854 A JP2231854 A JP 2231854A JP 23185490 A JP23185490 A JP 23185490A JP H03219009 A JPH03219009 A JP H03219009A
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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、優れた磁気特性を有するFe基軟磁性合金を
特に各種トランス、チョークコイル、可飽和リアクトル
、磁気ヘッド等に好適な低磁歪Fe基軟磁性合金を製造
方法に関するものである。
〔従来の技術及び問題点〕
従来、高周波トランス、磁気ヘッド、可飽和リアクトル
、チョークコイル等の磁心材料として、うず電流損が少
ない等の利点を有するフェライトが主に用いられていた
。しかしフェライトは飽和磁束密度か低く、温度特性も
悪いため、高周波トランスやチョークコイルに用いる場
合磁心を小形化することか困難であるという欠点かあっ
た。
またこれらの用途に対しては、含浸、モールド等を行っ
たり、加工を行っても特性劣化か小さく、内部に歪みか
残留していても比較的優れた軟磁気特性を示すという理
由のために、特に磁歪か小さい合金か好まれ、使用され
ている。
磁歪か特に小さい軟磁性合金としては、6.5wt%ケ
イ素鋼やFe−5i−A E合金、80wt%Niパー
マロイ合金等が知られており、飽和磁歪λs > 0か
実現されている。
しかし、ケイ素鋼は飽和磁束密度は高いか軟磁気特性、
特に高周波における透磁率やコア損失か劣るという欠点
かある。Fe−3i−,1合金は、ケイ素鋼より軟磁気
特性か優れているか、Co基アモルファス合金等と比へ
ると十分でなく、その上、脆化しているため薄帯化して
も巻いたり、加工するのかひしように困難な欠屯かある
。80wt%Niパーマロイ合金は、飽和磁束密度か8
KG程度と低く、磁歪は小さいか塑性変形しやすいため
特性か変形により劣化する欠点かある。
近年、このような従来の磁心材料に対抗するものとして
高い飽和磁束密度を有する非晶質磁性合金か有望視され
ており、種々の組成のものか開発されている。非晶質合
金は主としてFe系とCo系に大別され、Fe系の非晶
質合金は材料コストかCo系に比へ安くつくという利点
がある反面、一般的に高周波においてCo系非晶質合金
よりコア損失が大きく、透磁率も低いという問題かある
これに対しCo系の非晶質合金は高周波のコア損失か小
さく、透磁率も高いか、コア損失や透磁率の経時変化か
大きく実用上問題か多い。さらに高価なCoを主原料と
するため価格的な不利は免れない。
このような状況化てFe基非晶質磁性合金について種々
の提案かなされた。
特公昭60−17019号は、74〜84原子%のFe
と、8〜24原子%のBと、16原子96以下のSi及
び3原子%以下のCの少なくとも1つとからなる組成を
有し、その構造の少くとも85%か非晶質金属素地の形
を有し、かつ非晶質金属素地の全体にわたって不連続に
分布した合金成分の結晶質析出粒子群を有しており、結
晶質の粒子群は0.05〜1μmの平均粒度及び1〜1
0μmの平均粒子間距離を有しており、粒子群は全体の
0.01〜0.3の平均容積分率を占めていることを特
徴とするFe基基礎硼素磁性非晶質合金開示している。
この合金の結晶質粒子群は磁壁のピンニング点として作
用する不連続な分布のα−(Fe、Si)粒子群である
とされている。
しかし、このFe基非晶質磁性合金は不連続な結晶質粒
子群の存在によりコア損失か減少しているか、それでも
コア損失は依然大きく、透磁率もCo基非晶質合金並の
特性は得られず、本発明の目的とする高周波トランスや
チョークの磁心用材料としては満足でない。
また特開昭60−52557号はFe、 Cub B、
 SL(ただし75≦a≦85.O≦b≦1.5.10
≦C≦20d≦10かつc+d≦30)からなる低損失
非晶質磁性合金を開示している。
しかし、このFe基非晶質合金はCuを含有しているた
めにコア損失か著しく低下しているか、それでも上記結
晶質粒子含有Fe基非晶質合金と同様に満足ではない。
さらにコア損失の経時変化、透磁率等に関しても十分て
はないという問題かある。
さらに、磁歪を低減する方法としては、たとえば、MO
又はNbによって低磁歪化を図り、併せて低損失化する
試みかある (Inomate et al、、 J、
Appl。
Phys、 54(11)、 Nov、 1983 p
6553〜p6557)。
しかし、Fe基アモルファス合金の場合は飽和磁歪λS
と飽和磁化Msの2乗がほぼ比例関係にあることか知ら
れており(牧野、他−日本応用磁気学会第4回研究会資
料(1978)、 43 ) 、飽和磁化かほとんど零
にならないと磁歪か零に近すかない。
このような組成ではキュリー温度か著しく低く実用材料
にはならない。このため現在使用されているFe基アモ
ルファス合金は磁歪か十分小さくなっておらず、含浸を
行った場合等は軟磁気特・注力・劣化した状態で使用さ
れており、Co基アモルファス合金より著しく軟磁気特
性は劣っている。
従って、本発明の目的はコア損失、コア損失の経時変化
、透磁率その他の磁気特性に優れた新規なFe基軟磁性
合金を製造する方法を提供することである。
本発明のもう1つの目的は、軟磁気特性(特に高周波磁
気特性)に優れ、含浸や変形等による特性劣化の小さい
低磁歪のFe基軟磁性合金を製造する方法を提供するこ
とである。
〔問題点を解決するための手段〕 上記目的に鑑み鋭意研究の結果、本発明者等はFe−3
i−Bを基本成分とする合金にCuと、Nb、 W、 
Ta、 Zr、 Hf、 Ti及びMoからなる群から
選ばれる少なくとも1種の元素とを複合添加し、−旦非
晶質合金とした後で適当な熱処理をすることにより、組
織の大半か微細結晶粒からなる軟磁気特性に優れたFe
基軟磁性合金を得られることを発見し、本発明に想到し
た。
すなわち、本発明の第一のFe基軟磁性合金を製造方法
は、一般式・ CFe1−a Ma)100−x−y−z−acLIx
slyBzM −y(ただし、MはCo及び/又はNi
であり、M′はNb、W、Ta、Zr、Hf、Ti及び
MOからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素であ
り、a、x、y、z及びαはそれぞれ0≦a≦0゜5.
0.1≦x≦3.0≦y≦30,0≦z≦25.5≦y
+Z≦30及び0.1≦α≦30を満たす。)により表
される組成を有し、組織の少なくとも50%が1000
Å以下の平均粒径を有する微細な結晶粒からなり、残部
か実質的に非晶質であるFe基軟磁性合金を製造する方
法であって、前記組成の溶湯を急冷することにより非晶
質合金とする工程と、これにその平均粒径が1000Å
以下の微細な結晶粒を形成するための熱処理を施す工程
とを含むことを特徴とする。
また本発明の第二のFe基軟磁性合金を製造方法は、一
般式: %式% (たたし、MはCo及び/又はNiてあり、M′はNb
W、 Ta、 Zr、 Hf、 Ti及びMOからなる
群から選ばれた少なくとも1種の元素2M″はV、 C
r、 Mn。
AI、白金属元素、 Sc、 Y、  希土類元素、 
Au、 Zn5n、 Reからなる群から選ばれた少な
くとも1種の元素であり、a、x、y、z、  α及び
βはそれぞれ0 ≦a≦0.5. 0.1≦x≦3.0
≦y≦30,0 ≦z≦25.5≦y+z≦30. 0
.1≦α≦30.及びβ≦IOを満たす。)により表さ
れる組成を有し、組織の少なくとも50%が1000Å
以下の平均粒径を有する微細な結晶粒からなり、残部か
実質的に非晶質であるFe基軟磁性合金を製造する方法
であって、前記組成の溶湯を急冷することにより非晶質
合金とする工程と、これにその平均粒径か1000Å以
下の微細な結晶粒を形成するための熱処理を施す工程と
を含むことを特徴とする。
また本発明の第三のFe基軟磁性合金を製造方法は、一
般式・ (Fe、−aMa)too−x−y−z−z−rcux
s!yBzM’ 、7Xy(原子%) (ただし、MはCo及び/又はN1てあり、M′はNb
W、 Ta、 Zr、 Hf、 Ti及びMoからなる
群から選ばれた少なくとも1種の元素、XはC,Ge、
 P、 Ga。
Sb、  In、 Be、 Asからなる群から選ばれ
た少なくとも1種の元素であり、a、x、y、z、 α
及びγはそれぞれ0≦a≦0.5.0.1≦x≦3.0
≦y≦30.0≦z≦25,5≦y+z≦30. 0.
1≦α≦30及びγ≦10を満たす。)により表される
組成を有し、組織の少なくとも50%か1000Å以下
の平均粒径を有する微細な結晶粒からなり、残部か実質
的に非晶質であるFe基軟磁性合金を製造する方法であ
って、前記組成の溶湯を急冷することにより非晶質合金
とする工程と、これにその平均粒径が1000Å以下の
微細な結晶粒を形成するための熱処理を施す工程とを含
むことを特徴とする。
さらに本発明の第四のFe基軟磁性合金を製造方法は、
一般式: %式% (たたし、MはCo及び/又はNiてあり、M′はNb
W、 Ta、 Zr、 Hf、 Ti及びMoからなる
群から選ばれた少なくとも1種の元素2M″はV、 C
r、 Mn。
Aβ、白金属元素、 Sc、 Y、  希土類元素、 
Au、 Zn5n、 Reからなる群から選ばれた少な
くとも1種の元素、XはC,Ge、 P、 Ga、 S
b、 In、 Be、 Asからなる群から選ばれた少
なくとも1種の元素であり、a、x、y、z、  α、
β及びγはそれぞれ0≦a≦0.5.0.1≦x≦3.
0≦y≦30,0≦z≦25.5≦y+z≦30. 0
.1≦α≦30.β≦10及びγ≦10を満たす。)に
より表される組成を有し、組織の少なくとも50 %か
1000Å以下の平均粒径を有する微細な結晶粒からな
り、残部か実質的に非晶質であるFe基軟磁性合金を製
造する方法であって、前記組成の溶湯を急冷することに
より非晶質合金とする工程と、これにその平均粒径か1
000Å以下の微細な結晶粒を形成するための熱処理を
施す工程とを含むことを特徴とする。
〔実施例〕
本発明の方法により製造するFe基軟磁性合金をおいて
、Feは0〜0.5の範囲てCo及び/又はNiで置換
してもよい。しかし、良好な磁気特性(低コア損失、低
磁歪)を得るためには、Co及び/又はN1の含有量“
a”は0〜0.1の範囲か好ましい。
特に低磁歪の合金とするためには、aの範囲を0〜0.
05の範囲にするのか好ましい。
本発明において、Cuは必須元素であり、その含有量X
は0.1〜3原子%の範囲である。0.1原子%より少
ないとCuの添加によるコア損失低下、透磁率上昇の効
果かほとんどなく、一方3原子%より多いとコア損失か
未添加のものよりかえって大きくなることかあり、透磁
率も劣化する。本発明において好ましいCuの含有量X
は0.5〜2原子%てあり、この範囲ではコア損失が特
に小さく透磁率か高い。
Cuのコア損失低下、透磁率上昇作用の原因は明らかで
はないか次のように考えられる。
CuとFeの相互作用パラメータは正であり、固溶度は
低いか、Fe基原子同志またはCu原子同志か寄り集ま
りクラスターを形成するため組成ゆらぎか生じる。この
ため部分的に結晶化しやすい領域が多数でき、そこを核
とした微細な結晶粒か生成される。この結晶はFeを主
成分とするものであり、FeとCuの固溶度はほとんど
ないため結晶化によりCuは微細結晶粒の周囲にはき出
され、結晶粒周辺のCu1t1度か高くなる。このため
結晶粒は成長しにくいと考えられる。
Cu添加により結晶核か多数できることと結晶粒か成長
しにくいため結晶粒微細化か起こると考えられるか、こ
の作用はNb、 Ta、 W、 Mo、 Zr、 Hf
、Ti等の存在により特に著しくなると考えられる。
Nb、 Ta、 W、 Mo、 Zr、 Hf、 Ti
等か存在しない場合は結晶粒はあまり微細化されず軟磁
気特性も悪い。Nb、 Moは特に効果か大きいか、こ
れらの元素の中でNbを添加した場合特に結晶粒か細く
なりゃすく、軟磁気特性も優れたものか得られる。また
Feを主成分とする微細結晶相か生ずるためFe基非晶
質合金に比へる磁歪か小さくなり、内部応力歪による磁
気異方性か小さくなることも軟磁気特性か改善される理
由と考えられる。
Cuを添加しない場合は結晶粒は微細化されにくく、化
合物相が形成しやすいため結晶化により磁気特性は劣化
する。
Si及びBは、合金組織の微細化に特に有用な元素であ
る。本発明のFe基軟磁性合金を、好ましくは、−旦S
i、 Bの添加効果により非晶質合金とした後て熱処理
により微細結晶粒を形成させることにより得られる。S
i及びBの含有量y及びZの限定理由は、yか0〜30
原子%、Zか0〜25原子%、y+zか5〜30原子%
でないと、合金の飽和磁束密度の著しい減少かあること
である。
本発明において、yの好ましい範囲は6〜25原子%て
あり、Zの好ましい範囲は2〜25原子%であり、y+
zの好ましい範囲は14〜3o原子%の範囲である。S
i含有量yの限定理由は、yが25原子%を超えると軟
磁気特性の良好な条件では磁歪が大きくなってしまい好
ましくな(、yが6原子%未満では十分な軟磁気特性か
得られないためである。Bの含有量Zの限定理由は、Z
が2原子%未満ては均一な結晶粒組織が得にくくて軟磁
気特性が劣化し、Zが25原子%を超えると軟磁気特性
の良好な熱処理条件では磁歪か大きくなってしまい好ま
しくないためである。SiとBの総和量y+zの値に関
しては、y+zが14原子%未満ではロール法による非
晶質化が困難になる。一方、y+zが30原子%を超え
ると飽和磁束密度の著しい低下および軟磁気特性の劣化
および磁歪の増加がある。
より好ましいSi、 B含有量の範囲は10≦y≦25
゜3≦z≦18.18≦y十z≦28であり、この範囲
では一5X10−’〜+5X10−’の範囲の飽和磁歪
で軟磁気特性の優れた合金が得られやすい。
特に好ましくは11≦y≦24,3≦z≦9,18≦y
十z≦27てあり、この範囲では−1,5X  10−
’〜+1.5 Xl0−’の範囲の飽和磁歪の合金か得
られやすい。
本発明においてM′はCuとの複合添加により析出する
結晶粒を微細化する作用を有するものであり、Nb、 
W、 Ta、 Zr、 Hf、 Ti及びMoからなる
群から選ばれた少なくとも1種の元素である。Nb等は
合金の結晶化温度を上昇させる作用を存するが、クラス
ターを形成し結晶化温度を低下させる作用を有するCu
との相互作用により、結晶粒の成長を抑え、析出する結
晶粒か微細化するものと考えられる。
M′の含有量αは0.1〜30原子%であり、0.1原
子%未満だと結晶粒微細化の効果か不十分であり、30
原子%を超えると飽和磁束密度の著しい低下を招く。好
ましいM′の含有量αは1〜10原子%である。より好
ましいαの範囲は2≦α≦8であり、この範囲で特に優
れた軟磁性か得られる。
なおM′としてNb及びMoが好ましく、Nbが磁気特
性の面で最も好ましい。またM′の添加によりC。
基高透磁率材料と同等の高い透磁率を有するようになる
V、 Cr、 Mn、 A1.白金属元素、 Sc、 
Y、希土類元素、 Au、 Zn、 Sn、 Reから
なる群から選ばれた少なくとも1種の元素であるM u
は耐食性を改善したり、磁気特性を改善したり、磁歪を
調整したりする目的のために添加することかできるもの
であるが、その含有量はせいぜい10原子%以下である
それは含有量力月O原子%を超えると著しい飽和磁束密
度の低下を招くためであり、特に好ましい含有量は5原
子%以下である。
これらの中でRu、 Rh、 Pd、 Os、 Ir、
 Pr、 Au、 Cr■から選ばれる少なくとも1種
の元素を添加した場合は特に耐食性、耐摩耗性に優れた
合金となるため、磁気ヘッド材等として好適である。
本発明の合金において、C,Ge、 P、 Ga、 S
b、 InBe、 Asからなる群から選ばれた少なく
とも1種の元素Xを10原子%以下含み得る。これらの
元素は非晶質化に有効な元素であり、Si、 Bと共に
添加することにより合金の非晶質化を助けると共に、磁
歪やキュリー温度の調整に効果がある。
以上を整理すると、一般式: %式% により表されるFe基軟磁性合金を場合、a、 X、 
y。
2、αの一般的な範囲は、 0≦a≦0.5 0.1≦x≦3 0≦y≦30 0≦ Z ≦25 5≦y十z≦30 0.1≦α≦30 であり、好ましい範囲は 0≦a≦0.1 0.1≦x≦3 6≦y≦25 2≦z≦25 14≦y+z≦30 1≦α≦10 であり、より好ましい範囲は 0≦a≦0.1 O05≦x≦2 10≦y≦25 3≦z≦18 18≦y+z≦28 2≦α≦8 であり、最も好ましい範囲は 0≦a≦0.05 0.5≦x≦2 11  ≦y≦24 3≦ Z ≦9 18≦y十z≦27 2≦ α ≦8 である。
また一般式 %式% により表されるFe基軟磁性合金を場合、a、 X。
Z、α、βの一般的な範囲は、 0≦a≦0.5 0、I≦x≦3 0≦y≦30 0≦z≦25 5≦y十z≦30 0.1≦α≦30 β≦10 てあり、好ましい範囲は 0≦a≦0.1 0.1≦x≦3 6≦y≦25 y。
2≦ Z ≦25 14 ≦y+z ≦30 1 ≦α ≦10 β≦5 てあり、より好ましい範囲は 0≦a≦0.1 0.5≦x≦2 10≦y≦25 3≦z≦18 18≦y十z≦28 2≦α≦8 β≦5 てあり、最も好ましい範囲は 0≦a≦0.05 0.5≦x≦2 11 ≦y≦24 3≦z≦9 18≦y+z≦27 2≦α≦8 β≦5 である。
また一般式: %式%( により表されるFe基軟磁性合金を場合、a、 X。
Z、α、γの一般的な範囲は、 0≦a≦0.5 0.1≦x≦3 0≦y≦30 0≦z≦25 5≦y十z≦30 0.1≦α≦30 γ≦10 てあり、好ましい範囲は 0≦a≦0.1 0.1≦x≦3 6≦y≦25 2≦z≦25 14≦y十z≦30 ■≦α≦10 γ≦5 y・ であり、より好ましい範囲は 0≦a≦0.1 0.5≦x≦2 10≦y≦25 3≦z≦18 18≦y+z≦28 2≦α≦8 γ≦5 であり、最も好ましい範囲は 0≦a≦0.05 0.5≦x≦2 11 ≦y≦24 3≦z≦9 18≦y+z≦27 2≦α≦8 γ≦5 である。
また一般式: %式% により表されるFe基軟磁性合金を場合、αM″ a。
Bxγ x、  y。
2、α、β、γ の一般的な範囲は、 0≦a≦0.5 0.1≦x≦3 0≦y≦30 0≦z≦25 5≦y+z≦30 0.1≦α≦30 β≦10 γ≦10 であり、好ましい範囲は 0≦a≦0.1 0.1≦x≦3 6≦y≦25 2≦z≦25 14≦y+z≦30 ■≦α≦IO β≦5 γ≦5 であり、より好ましい範囲は 0≦a≦0.1 0.5≦x≦2 1O≦y≦25 3≦ Z ≦18 18 ≦y+z ≦28 2≦α≦8 β≦5 γ≦5 であり、最も好ましい範囲は 0≦a≦0.05 0.5≦x≦2 11 ≦y≦24 3≦z≦9 18≦y+z≦27 2≦α≦8 β≦5 γ≦5 である。
上記組成を有するFe基軟磁性合金を組織の少なくとも
50%以上か微細な結晶粒からなる。微細結晶粒の割合
か5096未満であると、透磁率の増大やコア損の低減
等か十分でなくなる。
この結晶粒はbCC構造のα−Feを主体とするもので
SiやB等が固溶していると考えられる。この結晶粒は
1000Å以下と著しく小さな平均粒径を有することを
特徴とし、合金組織中に均一に分布している。結晶粒の
平均粒径とは各粒子の最大寸法を平均したものである。
平均粒径が1000人を超えると良好な軟磁気特性が得
られなくなる。
好ましい平均粒径は500Å以下であり。より好ましく
は200Å以下であり、特に50〜200人である。
合金組織のうち微細結晶粒以外の部分は主に非晶質であ
る。なお微細結晶粒の割合が実質的に100%になって
も本発明のFe基軟磁性合金を十分に優れた磁気特性を
示す。
なお、本発明においては、微細結晶粒の割合は線分法に
より求める。この線分法は一般的な方法であり、組織写
真中に引かれた任意の線分(長さし)が横切る各結晶粒
の長さ(L3. L2. L2+・L、)の合計(L+
 + L2 + Ls+・・・L、)を求め、これをL
で割ることにより、結晶粒の割合を求めるものである。
なお、結晶粒の割合か約70%以上と多くなると、結晶
粒かほぼ組織全体を占めるように見えるが、この場合で
も幾分非晶質相か存在するものと考えられる。というの
は、結晶粒の外周部が顕微鏡写真ではぼやけて見えるが
、これは非晶質相の存在によるためであると考えられる
からである。この前提に立つと、ぼやけて見える外周部
の割合から、大体の非晶質相の割合がわかる。
このように結晶粒の割合が多い場合、割合を正確な数値
で表すことは極めて困難であり、はとんど結晶粒からな
るというように表現せざるを得ない。
なお、N、O,S等の不可避的不純物については所望の
特性が劣化しない程度に含有していても本発明の合金組
成と同一とみなすことかできるのはもちろんである。
次に本発明のFe基軟磁性合金を製造方法について説明
する。
まず上記所定の組成の溶湯から、片ロール法、双ロール
法等の公知の液体急冷法によりリボン状の非晶質合金を
形成する。通常、片ロール法等により製造される非晶質
合金リボンの板厚は5〜100μm程度であるか、板厚
か25μm以下のものか高周波において使用される磁心
材料として特に適している。
この非晶質合金は結晶相を含んでいてもよいか、後の熱
処理により微細な結晶粒を均一に生成するためには非晶
質であるのが望ましい。液体急冷法により、熱処理を経
ずに本発明の合金を得ることも可能である。
この場合、微細な結晶粒を生成するためには、(alリ
ボンの肉厚を比較的大きくしたり、(b)ロール速度を
遅くしたり、(C)ロール材質として熱伝導率の比較的
小さなものを使用したり、(dl溶湯温度を比較的高く
したり、(e)ロールを200〜300℃程度に加熱す
る等の手段を、単独で用いるか併用することにより、F
e基合金の急冷速度を低下させればよい。
非晶質リボンは熱処理の前に巻回、打ち抜き、エツチン
グ等をして所定の形状に加工する。というのは非晶質の
段階ではリボンは加工性か良いか、−旦結晶化すると加
工性か著しく低下するからである。
熱処理は所定の形状に加工した非晶質合金リボンを通常
真空中または水素、窒素等の不活性ガス雰囲気中におい
て一定時間保持し行なう。熱処理温度及び時間は非晶質
合金リボンからなる磁心の形状、サイズ、組成等により
異なるか、一般的に450℃〜700℃て5分から24
時間程度か望ましい。熱処理温度か450 ’C未満で
あると結晶化が起こりにくく、熱処理に時間がかかりす
ぎる。
また700℃より高いと粗大な結晶粒が生成するおそれ
があり、微細な結晶粒を均一に得ることができなくなる
。また熱処理時間については、5分未満ては加工した合
金全体を均一な温度とすることが困難であり磁気特性か
ばらつきやすく、24時間より長いと生産性が悪くなる
だけでなく結晶粒の過剰な成長により磁気特性の低下か
起こりやすい。好ましい熱処理条件は、実用性及び均一
な温度コントロール等を考慮して、500〜650℃て
5分〜6時間である。
熱処理雰囲気は不活性ガス雰囲気か望ましいか、大気中
等の酸化性雰囲気でも良い。冷却は空冷や炉冷等により
、適宜行うことかできる。また場合によっては多段の熱
処理を行うこともてきる。
熱処理を磁場中で行うこともできる。磁場中熱処理によ
り本合金に磁気異方性を生じさせることかできる。本合
金からなる磁心の磁路方向に磁場を印加し熱処理した場
合は、B−Hカーブの角形性が良いものか得られ、可飽
和リアクトル用磁心、磁気スイッチ、パルス圧縮用コア
、スパイク電圧防止用リアクトル等に好適となる。一方
磁路と直角方向に磁場を印加し熱処理した場合は、B−
Hカーブか傾斜し、低角形比て恒透磁率性に優れたもの
が得られ、動作範囲か広がるので、トランス、やノイズ
フィルター、チョークコイル等に好適となる。
磁場は熱処理の間中かける必要はなく、合金のキュリー
温度Tcより低い温度のときにあればよい。本発明の場
合、結晶化しているために非晶質の場合よりキュリー温
度が上昇しており、非晶質合金のキュリー温度より高い
温度でも磁場中熱処理か適用できる。磁場中熱処理の場
合も熱処理を2段階以上で行うことかできる。また回転
磁場中で熱処理を行うこともできる。
また本発明のFe基軟磁性合金をそれ以外にスパッター
法等の薄膜化技術を用いて製造することも可能であり、
薄膜磁気ヘッド等を作製することかできる。また回転液
中防止法やガラス被覆防糸法等により細線状のものも作
製できる。
またキャビテーション法やアトマイズ法あるいは単にロ
ール法等により作製した薄帯を粉砕する等により粉末状
のものも製造することか可能である。
このような粉末状の本発明合金は、圧粉成形することに
より圧粉磁心やバルク体を製造することができる。
また、本合金を磁心に使用する場合、表面に熱処理や化
学処理により酸化物層を形成したり、絶縁物を塗付ある
いは付着させる等の方法により層間絶縁を行えば、特に
良好な特性が得られる。
本発明を以下の実施例によりさらに詳細に説明するが、
本発明はこれらに限定されるものではない。
実施例1 原子%でCu 1%、Si 13.4%、89.1%、
Nb3.1%及び残部実質的にFeからなる組成の溶湯
から、片ロール法により巾5 mm、厚さ18μmのリ
ボンを作製した。このリボンのX線回折を測定したとこ
ろ非晶質合金に典型的なハローパターンが得られた。ま
たこのリボンの透過電子顕微鏡写真(30%倍)を第2
図に示す。X線回折及び第2図から明らかなように、得
られたリボンはほぼ完全な非晶質であった。
次にこの非晶質リボンから内径15mm及び外径19m
mの巻磁心を形成し、窒素ガス雰囲気中で550℃で1
時間熱処理を行った。熱処理後のリボンの透過電子顕微
鏡写真(30%倍)は第1 (a)図に示す通りであっ
た。第1 fb)図は第1 (81図の写真の微細結晶
粒を概略的に示す図である。第1 (81図及び第1(
b)図から、熱処理後のリボンの組織の大部分が微細な
結晶粒からなることがわかる。また熱処理後の合金が結
晶粒を有することはX線回折によっても確認された。結
晶粒の平均粒径は約100人であった。また比較のため
、Cuを添加していないFe7a、 s Nbs 5i
ns、 s Be非晶質合金を550℃で1時間熱処理
した場合の透過電子顕微鏡写真(30%倍)は第1 (
C1図に、その結晶粒の概略図を第1(d)図にそれぞ
れ示す。
CuとNbを複合添加した本発明の合金の結晶粒の形は
球状に近く、平均粒径的100人程度と著しく微細化さ
れている。これに対して、Cuを添加せずNbだけ添加
した場合は、結晶粒は粗大化しており、結晶粒の形状も
球状に近いものが少ない。Cu及びNbの複合添加によ
り、得られる結晶粒の大、きさ及び形態か著しく変化す
ることが確認された。
次に熱処理前後のリボン状Fe基軟磁性合金について、
磁束密度の波高値Bm=2kG及び周波数100kHz
におけるコア損失W27.。。、を測定したところ、熱
処理前のものは4000m W/ c c、熱処理後の
ものは220 mW/ c cであった。また周波数I
 KHz 、 Hm= 5 moeにおける実効透磁率
μeを測定したところ、前者(熱処理前)は500、後
者(熱処理後)は100200であった。これから、本
発明の熱処理により非晶質合金中に微細な結晶粒を均一
に形成することにより、コア損失が著しく低下するのみ
ならず透磁率が著しく高くなることが分かる。
実施例2 原子%でCu 1%、Si 15%、89%、Nb3%
、Cr1%及び残部実質的にFeからなる組成の溶湯か
ら、実施例1と同様にして、リボンを作製した。
このリボンのX線回折を測定したところ、第3図(a)
に示すような非晶質合金に典型的なハローパターンが得
られた。またこのリボンの透過電子顕微鏡写真(30%
倍)と第3(a)図のX線回折から明らかなように、得
られたリボンはほぼ完全な非晶質であった。
次にこの非晶質リボンに実施例1と同様の熱処理を行っ
た。熱処理後のリボンのX線回折パターンは第3図(b
)に示すように結晶ピークが認められた。この熱処理後
のリボンの透過電子顕微鏡写真(30%倍)から、熱処
理後の組織の大部分が微細な結晶粒からなることがわか
った。結晶粒の平均粒径は約100人であった。X線回
折パターン及び透過電子顕微鏡写真による分析から、こ
の結晶粒はSi、 B等が固溶したαFeであると推定
される。
次に熱処理前後のFe基軟磁性合金をついて、磁束密度
の波高値Bm=2kG及び周波数100kHzにおける
コア損失W271゜。、を測定したところ、熱処理前の
ものは4100 mW/cc、熱処理後のものは240
 mW/ ccであった。
また周波数I KH2、Hm= 5 moeにおける実
効透磁率μeを測定したところ、前者(熱処理前)は4
80、後者(熱処理後)は100100てあった。
実施例3 原子%でCu 1%、Si 16.5%、86%、Nb
 396、及び残部実質的にFeからなる組成の溶湯か
ら、実施例1と同様にして、幅5 mm、厚さ18μm
のリボンを作製した。このリボンのX線回折を測定した
ところ非晶質合金に典型的なハローパターンか得られた
。得られたリボンはほぼ完全な非晶質であった。
次にこの非晶質リボンから内径15mm及び外径19m
mの巻磁心を形成し、窒素ガス雰囲気中550℃て1時
間熱処理を行った。熱処理後のリボンのX線回折を行っ
たところbcc構造のFe−固溶体と思われる結晶ピー
クが認められた。またこのリボンの透過電子顕微鏡写真
(30万倍)から、熱処理後の組織の大部分は超微細な
結晶粒からなることがわかった。結晶粒の平均粒径は約
100人であった。
次に熱処理後のFe基軟磁性合金を磁束密度の波高値B
m= 2 KG及び周波数100KHzにおけるコア損
失W 2 y lo o *を測定したところ、熱処理
前のものは4000mW/ cc、熱処理後のものは2
20mW / ccであった。また周波数IKHz 、
Hm=5mOe i:おける実効透磁率μmlkを測定
したところ、前者(熱処理前)は500、後者(熱処理
後)は100200であった。
次にCuとNbを複合添加した本合金の飽和磁歪λSを
測定した。熱処理前の非晶質状態では+20.7X10
−6であった値が、550℃て1時間熱処理することに
より+1.3 x 10−6まて低下し、従来のFe基
アモルファス合金より著しく小さい磁歪になっているこ
とがわかる。
実施例4 原子%でCu 1%、Si 13.8%、88.9%、
Nb3.2%、CrO,5%C1%、及び残部実質的に
Feからなる組成の溶湯から、単ロール法により幅10
mm、厚さ18μmのリボンを作製した。このリボンの
X線回折を測定したところ非晶質合金に典型的なハロー
パターンか得られた。またこのリボンの透過電子顕微鏡
写真(30万倍)によりほぼ完全な非晶質であることを
確認した。
次にこの非晶質リボンから外径19mm、内径15mm
の巻磁心を形成し、窒素ガス雰囲気中で570℃で1時
間熱処理を行った。透過電子顕微鏡写真(30万倍)に
より、熱処理後のりホンの組織の大部分は第1(b)図
に示されるものと同様に微細な結晶粒からなることかわ
かった。結晶粒の平均粒径は約100人であった。Cu
無添加の場合は結晶粒が粗大化することか確認されてお
り、CuとNb等の複合添加により、著しい結晶粒微細
化効果か得られた。
次に熱処理前後のFe基軟磁性合金をらなる磁心につい
て、磁束密度の波高値Bm= 2 KG及び周波数10
0  KHzにおけるコア損失W2..ookを測定し
たところ、熱処理前のものは3800mW/ cc、熱
処理後のものは240mW / ccてあった。また周
波数I KHzHm=5mOeにおける実効透磁率μe
を測定したところ、前者(熱処理前)は500、後者(
熱処理後)は102000であった。
実施例5 実施例1と同一の条件により下記の第1表に示す組成の
Fe基軟磁性合金を作製した。得られた各合金を2つに
分け、一方には実施例1と同じ条件の熱処理を施し、他
方には非晶質を保持するような従来の熱処理(400℃
X1時間)を施し、それぞれについて100KHz、2
KGにおけるコア損失W2/1ook及びI  KHz
SHm=5mOeにおける実効透磁率μ、1.を測定し
た。
結果を第1表に示す。
実施例6 実施例1と同様の条件により下記の第2表に示す組成の
Fe基非晶質合金を作製した。得られた各合金を2つに
分け、一方には実施例1と同じ条件の熱処理を施し、他
方には非晶質を保持するような従来の熱処理(400℃
X1時間)を施し、それぞれについて100 kHz 
、 2kGにおけるコア損失W 2 / l OOk及
び1kHz 1Hm=5m Oeにおける実効透磁率μ
、1.8を測定した。
結果を第2表に示す。
実施例7 実施例4と同一の条件により下記の第3表に示す組成の
Fe基非晶質合金を作製した。得られた各合金を2つに
分け、一方には実施例4と同様の熱処理を施こし、他方
には非晶質を保持するような従来の熱処理(400℃X
1時間)を施こし、それぞれについてコア損失W27.
。。、及びl kHz 、 Hm=5moeにおける実
効透磁率を測定した。結果を第3表に示す。
本発明の熱処理により低コア損失で、高実効透磁率を磁
気特性を有する合金の得られることかわかる。
実施例8 第4表に示す組成の幅5mm、厚さ18μmの非晶質合
金薄帯を単ロール法により作製し、外径19 mm、内
径15mmにトロイダル状に巻き、結晶化温度以上の温
度て熱処理後直流磁気特性、1 kHzにおける実効透
磁率μmlk 、  100kHz 、2kGにおける
コア損失W 2 / + 00 Kを測定した。また飽
和磁歪λSも測定した。得られた結果を第4表に示す。
実施例9 Fe74.5−xcuJtlssI 115B9により
表わされる組成(0≦x≦3.5)の非晶質合金を下記
の最適熱処理温度で1時間熱処理し、磁束密度の波高値
Bm=2kG、周波数f=100kH2におけるコア損
失W 2 / I Oo、を測定した。
Xの値(原子%)  熱処理温度(℃)0.05   
   500 0.1       520 0.5       540 1.0       550 1.5       550 2.0       540 2.5       530 3.0       500 3.2       500 3.5       490 第4図にCuの含有量X(原子96)とコア損失W 2
 y Io。、との関係を示す。
第4図から明らかなように、Cuの含有量Xが0から増
大するにつれてコア損失が低下するが、約3原子%を超
えるとコア損失が無添加のもの並が大きくなる。Xが0
.1〜3原子%の範囲にある場合、コア損失は十分に小
さいことがわかる。
特に望ましいXの範囲は0.5〜2原子%である。
実施例1O Fetz−xcuxs1+JsNb3cr+により表さ
れる組成(0≦x≦3.5)の非晶質合金を下記の最適
熱処理温度で1時間熱処理し、磁束密度の波高値Bm=
2kG、周波数f = 100 kHzにおけるコア損
失W 2 / + 60 kを測定した。
Xの値    熱処理温度  W271゜Ok(原子%
)      (’C)     (mW/cc )0
、+      520    6103.0    
 500    6303.2     500   
 8503.5     490   1040以上か
ら明らかなように、Cuの含有量Xか0から増大するに
つれてコア損失か低下するが、約3原子03を超えると
コア損失か無添加のもの並に大きくなる。Xか0.1〜
3原子%の範囲にある場合、コア損失は十分に小さいこ
とかわかる。特に望ましいXの範囲は05〜2原子%で
ある。
実施例11 Peas−xcllxs!+s、 5B9.5Nb6c
r、C2により表わされる組成(0≦x≦3.5)の非
晶質合金を下記の最適熱処理温度で1時間熱処理し、磁
束密度の波高値Bm=2kG、周波数f=100kHz
におけるコア損失W 2 / l OOkを測定した。
Xの値   熱処理温度  W 2 / l OOk(
原子%)     (’C)     (mW/cc 
)0.05    530    8800、l   
   535    5601.0     590 
   2401.5     580    2402
.0     570    2902.5     
560    4403.0     550    
6303.2     540  −  8603.5
     530   1000以上から明らかなよう
に、Cuの含有量Xが0がら増大するにつれてコア損失
か低下するか、約3原子%を超えるとコア損失か無添加
のもの並に大きくなる。Xか0.1〜3原子%の範囲に
ある場合、コア損失は十分に小さいことかわかる。
特に望ましいXの範囲は05〜2原子%である。
実施例12 Fets5−ac+rlsi+38s、 sM’ aに
より表される組成の非晶質合金(M’−Nb、W、Ta
又はMO)を下記の最適熱処理温度で1時間熱処理し、
それぞれのコア損失W27、。0.を測定した。
αの値(原子%)  熱処理温度(℃)0.1    
   405 0.2       410 1.0       430 2.0       480 3.0       550 5.0       580 7.0       590 8.0       590 10.0            59011.0  
           590結果を第5図に示す。第
5図においてグラフA、B、C,DはそれぞれMoかN
b、W、Ta及びMOの場合を示す。
第5図から明らかな通り、Moの量αが0. 1〜IO
原子%範囲でコア損失か十分に小さくなっている。また
MoかNbのときに特にコア損失か低かった。特に望ま
しいαの範囲は2≦α≦8である。
実施例13 Fets、 5−aclJ+si+3Bs、 5M’ 
aTi+により表される組成の非晶質合金(M’ =N
b、 W 、 Ta又はMo)を下記の最適熱処理温度
で1時間熱処理し、それぞれのコア損失W27.。。、
を測定した。
αの値(原子96)   熱処理温度(℃)0.1  
     410 0.2       420 1.0            4402.0    
         4903.0          
  5605、0            5907.
0            6008.0      
      60010.0            
60011.0             600結果
を第6図に示す。第6図においてグラフA、B、C,D
はそれぞれM゛かNb、 W 、 Ta、 Moの場合
を示す。
第6図から明らかな通りM′の量αか0.1−10原子
96の範囲でコア損失が十分に小さくなっている。また
M′かNbのとき特にコア損失か低かった。
特に望ましいαの範囲は2≦α≦8である。
実施例14 Fets−acu+si+JsNb(yRu+Ge+に
より表される組成の非晶質合金を下記の最適熱処理温度
で1時間熱処理し、それぞれのコア損失W 2 / l
 OOkを測定した。
αの値(原子%)  熱処理温度じC)0.1    
          4100.2         
     4151.0              
4302.0             4853、0
             5555.0      
       5857.0            
  5958.0             5951
0、 0              59511.0
              595結果を第7図に示
す。
第7図から明らかな通り、Nbの量αか0.1〜1゜原
子%の範囲でコア損失か十分に小さくなっている。また
電顕観察の結果、αが0.1以上では平均粒径1000
Å以下の微細な結晶粒か観察された。特に望ましいαの
範囲は2≦α≦8である。
実施例15 Fets、 scu+N1)ssi+2B*、 sの組
成を有する非晶質合金を550℃て1時間熱処理したも
のについて、1〜1x10’kHzの周波数における実
効透磁率μeを測定した。透過電子顕微鏡観察の結果、
50%以上が結晶相であった。同様にCo基非晶質合金
(C05s、 5Feo、 JnsSl + 5Bs)
及びフェライト(Mn−Zn系)についても実効透磁率
μeを測定した。結果を第8図に示す。同図においてグ
ラフASB、C,はそれぞれ熱処理した本発明のFe基
軟磁性合金をCo基非晶質合金およびフェライトを示す
第8図から本発明のFe基軟磁性合金を広い周波数範囲
にわたってCo基非晶質合金と同等以上の透磁率を有し
、またフェライトと比へ著しく高い透磁率を有すること
がわかる。このため本発明のFe基軟磁性合金をチョー
クコイル、磁気ヘッド、シールド材、各種センサー材等
に好適である。
実施例16 FevzCu+St +l sBt、 5NbzRU+
なる組成を有する非晶質合金を550℃で1時間熱処理
したものについて、1−IX10’kHzの周波数にお
ける実効透磁率μeを測定した。透過電子顕微鏡観察の
結果、5006以上か結晶相てあった。同様にCo基非
晶質合金(Co6s、 5Feo、 JngSi+sB
m)及びフェライト(Mn −Z n系)についても実
効透過率μeを測定した。結果を第9図に示す。同図に
おいてグラフA、B、Cはそれぞれ熱処理した本発明の
Fe基軟磁性合金をCo基非晶質合金及びフェライトを
示す。
第9図から本発明のFe基軟磁性合金を広い周波数範囲
にわたってCo基非晶質合金と同等以上の透磁率を有し
、またフェライトと比べ著しく高い透磁率を有すること
かわかる。
実施例17 Fet+Cu+SI+5BJbzZr+P+なる組成を
有する非晶質合金を560℃で1時間熱処理したものに
ついて、1−IX10’kH2の周波数における実効透
磁率μeを測定した。透過電子顕微鏡観察の結果、50
%以上か結晶相であることが確認された。
同様にCo基非晶質合金(CoggFe4Ni3MO2
Si+sB+o)、Fe基非晶質合金(FettCr+
S++J*)及びフェライト(Mn−Zn系)について
も実効透過率μeを測定した。結果を第1O図に示す。
同図においてグラフA、B、C,Dはそれぞれ熱処理し
た本発明のFe基軟磁性合金をCo基非晶質合金、Fe
基非晶質合金及びフェライトを示す。
第10図から本発明のFe基軟磁性合金を広い周波数範
囲にわたってCo基非晶質合金と同等以上の透磁率を有
し、またFe基非晶質合金やフェライトに比へ著しく高
い透磁率を存することかわかる。
実施例18 実施例1と同一の条件により下記の第5表に示す組成の
非晶質合金を作製し、各合金について熱処理条件とコア
損失の経時変化率との関係を求めた。熱処理条件の一方
は550℃X1時間(本発明法)であり、他方は400
℃X1時間(従来法)であった。電子顕微鏡観察により
550 ’Cて1時間処理した本発明のFe基軟磁性合
金を5096以上か微細な結晶相からなることか確認さ
れた。
またコア損失の経時変化率(W、、、−W、)/W。は
、本発明の熱処理直後(Wo)と150℃て100時間
保持した後(Wloo)とてそれぞれ求めた2kG、1
00kHzにおけるコア損失から算出した。
結果は第5表に示す。
以上の結果から、本発明の熱処理によりコア損失の経時
変化率か小さくなることがわかる。(No、1−No、
3)。または従来の低損失材であるCo基非晶質合金(
No、4及びNo、5)に比へ、本発明のFe基磁性合
金は著しくコア損失の経時変化が小さくなっていること
がわかる。したがって本発明材を用いることにより信頼
性の高い磁性部品を作製することができる。
実施例19 実施例Iと同一の条件により下記の第6表に示す組成の
非晶質合金を作製し、各合金について熱処理条件とキュ
リー温度(Tc)との関係を求めた。熱処理条件の一方
は550℃X1時間(本発明法)であり、他方は350
℃X1時間(従来法)であった。本発明の場合は大部分
をしめる主相(微細結晶粒)のキュリー温度を示す。X
線回折測定の結果350℃X1時間の熱処理を行ったも
のは非晶質特有のハローパターンを示し、はぼ完全な非
晶質であることか確認された。一方550℃X1時間の
熱処理を行ったものは結晶ピークが認められ、ハローパ
ターンはほとんと認められず、はぼ結晶質相からなるこ
とか確認された。また各熱処理におけるキュリー温度(
Tc)について測定結果を第6表に示す。
以上の結果から、本発明の熱処理によりキュリー温度(
Tc)が著しく上昇することがわかる。
このため磁気特性の温度変化は非晶質合金より小さい。
このように大きな非晶質合金とのキュリー温度の差は、
本発明の熱処理を施した合金が微結晶化しているためで
ある。
実施例20 Fe7a、 5−xcUxNbzsi+z、 sBsの
組成を有する非晶質合金のリボン(幅5 mm1厚さ1
8μm)から巻磁心(内径15mm、外径19mm)を
形成し、種々の温度で1時間熱処理した。それぞれにつ
いて2kG、100kHzにおけるコア損失W2/l0
1lkを測定した。結果を第11図に示す。
また各巻磁心に用いた非晶質合金の結晶化温度(Tx)
を示差走査熱量計(DSC)で測定した。
各合金の結晶化温度Txは10℃/分の昇温速度でそれ
ぞれ583℃(x=0)及び507℃(x=0.5.1
.0.1.5)であった。
第11図から明らかなように、Cuは含有量(X)が0
のときコア損失W2/1゜。、は著しく太きく、Cuの
含有量が約1.5原子%まで増加するにつれて、コア損
失が小さくなるばかりでなく、適切な熱処理温度範囲も
540〜580℃とCu無添加材に比べ高くなっている
ことがわかる。この温度は10℃/分の昇温速度でDS
Cで測定した結晶化温度Txより高い。なお透過電子顕
微鏡による観察の結果、Cuを含有する本発明のFe基
軟磁性合金を場合、50%以上が微細な結晶粒からなる
ことが確認された。
実施例21 Pet2−xcuxs!+JsNbsCr+C+の組成
を有する非晶質合金のリボン(幅5mm、厚さ18μm
)から、外径19mm1内径15mmの巻磁心を形成し
、種々の温度で1時間熱処理した。それぞれについて2
kG、100kHzにおけるコア損失W2/100kを
測定した。結果を第12図に示す。
また各巻磁心に用いた非晶質合金の結晶化温度(Tx)
を示差走査熱量計(DSC)で測定した。
各合金の結晶化温度Txは10℃/分の昇温速度でそれ
ぞれ580℃(x=0)及び505℃(x0.5.1.
0.1.5)であった。
第12図から明らかなように、Cuは含有量(X)か0
のときコア損失W2/1゜。kは著しく大きく、Cuを
添加した場合コア損失は小さくなるばかりでなく、適切
な熱処理温度範囲も540℃〜580℃とCu無添加材
に比へ高くなっていることかわかる。この温度は10℃
/分の昇温速度てDSCて測定した結晶化温度Txより
高い。
なお透過電子顕微鏡による観察の結果、Cuか含有する
本発明のFe基軟磁性合金を場合、50%以上か微細な
結晶粒からなることか確認された。
実施例22 Fe74.5−xcUJchsl+ 、 sBsの組成
を有する非晶質合金のりホンに第13図に示す熱処理温
度で1時間熱処理を施こし、I kHzにおける実効透
磁率を測定した。結果を第13図に示す。
第13図から明らかなように、Cu未添加のもの(x=
0)は本発明と同一の熱処理条件によって実効透磁率μ
eか低下するか、Cu添加のもの(本発明)は著しく高
くなることかわかる。二の理由は、Cu未添加のもの(
x=0)の場合結晶化した際結晶粒か大きく、かつ化合
物相か主に現れるか、Cu添加のもの(本発明)はSl
やB等を固溶した微細なαFe結晶粒か主に生ずるため
であると考えられる。
実施例23 Fet35−xcuxsi+s、 sB、NbJOo、
 sVo、 sの組成を有する非晶質合金のリボンに1
時間熱処理を施し、1 kHzにおける実効透磁率μe
lkを測定した。結果を第14図に示す。
第14図から明らかなように、Cu未添加のもの(x=
0)は本発明と同一の熱処理条件によって実効透磁率μ
eか低下するか、Cu添加のもの(本発明)は著しく高
くなることかわかる。
実施例24 Fei3−xcuxs!+ 3BJO3V+Al +の
組成を有する非晶質合金のりホンに、実施例21と同一
の条件て熱処理を施こし、1 kHzにおける実効透磁
率μalkを測定した。結果を第15図に示す。
第15図から明らかなように、Cu未添加のもの(x=
0)は本発明と同一の熱処理条件によって実効透磁率μ
eか低下するか、Cu添加のもの(本発明)は著しく高
くなることかわかる。
実施例25 Feit5−x−ctcUxNbcts1+3. sB
sの組成を有する非晶質合金を実施例1と同一の条件で
作製し、種々のX、α値における結晶化温度を10℃/
分の昇温速度て測定した。結果を第16図に示す。
第16図から明らかなように、Cuは結晶化温度を低下
させる作用を有し、Nbは結晶化温度を上昇させる作用
を有する。このように逆の傾向を示す元素の複合添加に
より析出する結晶粒の微細化が達成されるものと考えら
れる。
実施例26 Fe72−scLI+sl l 5B9Nb3RuBの
組成を有する非晶質合金のリボンを磁気ヘッドコア用の
形状に打ち抜き、次いて580″Cて1時間の熱処理を
施し、1部は透過電子顕微鏡により組織観察を行い、残
りの試料はラミネートし磁気ヘッドを作製した。熱処理
した試料は微細結晶粒組織からなり、はぼ結晶化してい
た。
次に作製した磁気ヘッドをオートリバースのカセットデ
ツキに取りつけ、温度20℃1湿度90%の条件で摩耗
試験を行った。テープは25時間毎に上下を逆にし、1
00時間後の摩耗量を測定した。得られた結果を第17
図に示す。
第17図から明らかなように、Ru添加により著しく耐
摩耗性が改善されることかわかり、磁気ヘッド材として
優れていることがわかる。
実施例27 単ロール法により板厚25μm及び幅151Tll′I
lのFe7a5−acu+Nbzsi+3.589 (
α=3.5)非晶質合金を作製した。次にこの非晶質合
金を500℃以上の温度で1時間熱処理した。電子顕微
鏡による観察の結果、500℃以上て熱処理を行ったも
のは50%以上結晶化していることかわかった。
また熱処理した合金のヒッカーズ硬さを荷重100g下
で測定した。第18図にヒッカーズ硬さの熱処理温度依
存性を示す。これにより、本発明合金は非晶質状態の合
金よりヒッカーズ硬さか大きくなっていることかわかる
実施例28 第7表に示す組成の非晶質合金リボンを作製し、熱処理
を行い、実施例26と同様に磁気ヘッドを作製後摩耗試
験を行った。第7表に100時間後の摩耗量及び塩水噴
霧試験による耐食性を示す。
第7表かられかるように、Ru、 Rh、 Pd、 O
s、  JrPt、 Au、 Cr、 Ti、 V等を
添加した本発明合金の耐摩耗性及び耐食性は無添加のも
のより優れており、また従来のCo基アモルファス合金
等より著しく優れていることかわかる。また飽和磁束密
度かIT以上あるものも得られるため、磁気ヘッド材料
に適している。
実施例29 双ロール法により第8表に示す組成の幅10mm及び板
厚30μmの非晶質合金リボンを作製した。
次に各非晶質合金のリボンから打ち抜きプレスにより磁
気ヘッド用コアを作製し、550℃て1時間の熱処理を
行った後磁気ヘッドを作製した。
熱処理後のりホンは透過電子顕微鏡による組織観察の結
果、50%以上が500Å以下の微細な結晶粒からなる
ことか確認された。
熱処理したリボンの1部について100gの荷重下でヒ
ラカース硬さを測定し、更に塩水噴霧により耐食性を検
討した。結果を第8表に示す。
次に磁気ヘットをカセットデツキに取りつけ、温度20
℃1湿度90%で摩耗試験を行った。100時間後の摩
耗量を第8表に示す。
本発明合金はビッカース硬さが高く、耐食性に優れ、耐
摩耗性にも優れているため、磁気ヘッド材等に好適であ
る。
実施例30 Fets、 s−+1yCu+NbzSI+ 、 sB
9の組成を有する非晶質合金を種々の温度で1時間熱処
理し、得られた熱処理合金の磁歪λSを測定した。結果
を第9表に示す。
第9表から明らかなように、本発明の熱処理により磁歪
は非晶質の場合と比べ著しく低下する。
このため磁歪による磁気特性の劣化は従来のFe基非晶
質合金より小さい。従って、本発明のFe基軟磁性合金
を磁気ヘッド材等としても有用である。
実施例31 FetsCu+Si+3BsNl)3Ruo、 5cO
o、 sの組成を有する非晶質合金を種々の温度で1時
間熱処理し、得られた熱処理合金の飽和磁歪定数λSを
測定した。結果を第10表に示す。
第     l O表 ティングを行ってもFe基非晶質巻磁心に比へて磁気特
性の劣化が小さい。
実施例32 第11表に示す組成の幅5mm、厚さ18μmの非晶質
合金薄帯を単ロール法により作製し、外径19mm、内
径15mmにトロイダル状に巻き、結晶化温度以上で熱
処理後直流磁気特性、1 kHzにおける実効透磁率μ
e+x 、  100kHz 、 2kGにおけるコア
損失W 2 y Io。、および飽和磁歪λSを測定し
た。得られた結果を第11表に示す。
第10表から明らかなように、本発明の熱処理により磁
歪は非晶質の場合と比へ著しく低下する。
従って、本発明のFe基軟磁性合金を磁気ヘッド材等と
しても有用である。また巻磁心て含浸やコー実施例33 Fet3. scu+Nb5siyB2□、 5−y非
晶質合金ニ5oo〜570℃て1時間熱処理を施し、実
施例1に示した第1(a)図とほぼ同等の組織を有する
合金を得た。
この合金の飽和磁歪λSおよび飽和磁束密度Bsを第1
9図に示す。
Si量yか増加するに伴って磁歪は正から負に変化し、
yか17原子%付近て磁歪かほぼ零になることかわかる
BsはSl量yか増大するに伴って単調に減少していく
か、その値は磁歪零の組成も12kG程度てあり、Fe
−3i−A1合金等に比へ1kG程度高い。このため本
発明合金は磁気ヘッド材等としても優れた特性を有する
ことかわかる。
実施例34 第20図に(Fe−Cu+−Nbs)−3i−B擬三元
系合金の飽和磁歪λS、第21図に保磁力Hc、第22
図に1kt(zにおける実効透磁率μe32、第23図
に飽和磁束密度Bs、第24図ニ100 kHz 、2
 kGi:おけるコア損失W2/1ockを示す。第2
0図において、線りて囲まれた本発明の組成範囲におい
て、λSかl0XIO−6以下の低磁歪の合金か得られ
ることかわかる。線Eで囲まれた範囲内で軟磁性特性か
良好で磁歪の小さい合金か得られる。線Fて囲まれた組
成範囲て、磁気特性良好で特に磁歪が小さい合金か得ら
れる。
Sl、B含有量がそれぞれ10≦y≦25.3≦z≦1
2であり、SiとBの総和・y十zが18〜28の範囲
にある場合、1λs1≦5X10−’の低磁歪でかつ軟
磁気特性に優れたものを得ることができることかわかる
特に11≦y≦24.3≦z≦9.18≦y+2≦27
の範囲の合金の場合、1λs1≦1. 5XIO−6と
特に低磁歪の合金を得ることかできることがわかる。本
発明合金は磁歪かほぼ零のものか存在し、飽和磁束密度
も10kG以上のものか得られる。しかも透磁率やコア
損失はCo基アモルファス合金に匹敵する特性が得られ
るため、各種トランス、チョークコイル、可飽和リアク
トル、磁気ヘット等に最適である。
実施例35 厚さ18μmのFetz、 scU+Nb5si+s、
 sBs非晶質合金からなる外径19mm、内径15m
m、高さ5mmのトロイダル巻磁心を異なる温度で1時
間処理しく昇温速度10に7分)、空冷後磁気特性を測
定した。その後エポキシ樹脂で含浸し、再度磁気特性を
測定した。得られた結果を第25図に示す。
また、λSの熱処理温度依存性も示す。
結晶化温度(Tx)より高い温度て熱処理を行い、超微
細結晶粒組織とすることにより、磁歪が著しく減少しほ
ぼ0になることかわかった。これに伴って含浸による磁
気特性の劣化は小さくなった。これに対して結晶化温度
よりかなり低い温度、たとえば470℃て熱処理した非
晶質相か大部分をしめる合金では含浸前の特性もあまり
良くないが、特に含浸を行った後のコア損失及び保磁力
Hcの増加や、1 kHzにおける実効透磁率μelk
の低下か著しいことかわかる。これは飽和磁歪λSが大
きいためてあり、非晶質状態では含浸漬十分な軟磁性か
得られないことかわかる。
本発明の微細結晶粒からなる合金ではλSが小さいので
、磁気特性の劣化が小さく、含浸を行ってもλSがほぼ
ゼロのCo基アモルファスに匹敵する特性を示している
。しかも、100eにおける磁束密度B1゜が12KG
程度と高飽和磁束密度であるため、磁気ヘッド、トラン
ス、チョークコイル、可飽和リアクトル等に適する。
実施例36 マグネトロンスパッタ装置によりホトセラム基板上に第
12表に示す組成の厚さ3μmの非晶質合金膜を作製し
た。次にこの膜をN2ガス雰囲気中で50000eの回
転磁界中において結晶化温度より高い温度で熱処理を行
い、超微細結晶粒からなる本発明の合金膜を作製し、I
 MHzにおける実効透磁率μe1M及び飽和磁束密度
Bsを測定した。
得られた結果を第12表に示す。
第12表 実施例37 単ロール法により板厚18μm及び幅5mmのFe73
、 scu+Nbas! 13.5B9非晶質合金を作
製し、外径19mmおよび内径15mmに巻回し、巻磁
心を作製した。次にこの巻磁心をArガス雰囲気中で5
50℃に1時間保持し、しかる後空冷した。このように
して熱処理した巻磁心の100KHzにおけるコア損失
を測定し、その8m依存性を調べた。第26図にコア損
失の8m依存性を示す。比較のためC。
基非晶質合金の巻磁心(Cots、 sF645MO2
Si+58+o)、Fe基非晶質合金の巻磁心(Fet
tCr+51sB+z)、Mn−Znフェライトについ
ても、コア損失の8m依存性を示す。
第26図から、本発明合金からなる巻磁心は従来のFe
基非晶質合金やCo基非晶質合金、フェライト等より低
いコア損失を示すことかわかる。
従って、本発明の合金は高周波トランス、チョークコイ
ル等に最適である。
実施例38 単ロール法により厚さ15μm、幅5mmのFet。
Cu+5izB9Nb5Cr+非晶質合金を作製し、外
径19m、内径15mmに巻回し、磁路と直角方向に3
0000eの磁場をかけなから5℃/分の昇温速度で昇
温し、620℃に1時間保持後5℃/分の速度で室温ま
で冷却する熱処理を行い、コア損失を測定した。
透過電子顕微鏡観察の結果、本合金は微細な結晶粒組織
からなることか確認された。直流BH左カーブ角形比か
8%て恒透磁率性に優れていた。
比較のためFe基アモルファス合金(Fe7□Cr+5
i9B+3) 、Co基アモルファス合金(Co@7F
eJO+ 5Sia、 5Bz) 、Mn−Znフェラ
イトのコア損失も測定した。
第27図にコア損失の周波数依存性を示す。Aは本発明
合金、BはFe基アモルファス合金、CはCo基アモル
ファス合金、DはMn−2nフエライトである。第27
図から明らかなように、本発明のFe基軟磁性合金を従
来のCo基アモルファス合金並の低損失合金であり、F
e基アモルファス合金よりはるかに低いコア損失を有す
る。
実施例39 単ロール法により幅5mm及び板厚15μmの非晶質合
金リボンを作製した。非晶質合金の組成は以下の通りで
あった。
Fe732Cu+Nb3Si+3. +BeFe7s、
 scU+Nl]ss!++、 589Pet3.cu
+Nb*s1+358gFe7+、 5cU1Nbss
i+3.589次に各非晶質合金のリボンを内径15+
nm及び外径19mmに巻き、巻磁心を作製した。得ら
れた巻磁心を窒素雰囲気中で下記の条件て熱処理し、本
発明の合金を作製した。各合金とも微結晶化しており、
50%以上が微結晶粒子からなることが電子顕微鏡観察
により確認された。
次に各合金について直流B−Hカーブを求めた。
第28 (a)図乃至第28 (dj図に各巻磁心の直
流BH左カーブ示す。第28 (a)図はFetz2c
JNb3sl +3−889の組成の合金から作製した
巻磁心(熱処理条件:550℃1時間保持後空冷)の直
流B−Hカーブを示し、第28 (bj図はFet3.
5clJ+MO3s11.589の組成の合金から作製
した巻磁心(熱処理条件530 ’C1時間保持後空冷
)の直流B−Hカーブを示し、第28 CC1図はFl
l’73. scu+Nb5si+3.589の組成の
合金から作製した巻磁心(熱処理条件−550℃1時間
保持後、 1ooeの磁場を磁路方向に印加しなから5
℃/分の冷却速度で280℃まで冷却し、1時間保持後
空冷)の直流B−Hカーブを示し、第28 (d)図は
Fete5cu+Nb5sI+3589の組成の合金か
ら作製した巻磁心(熱処理条件、610℃1時間保持後
、 100eの磁場を磁路方向に印加しながら10℃/
分の冷却速度で250℃まて冷却し、2時間保持後炉冷
)の直流B−Hカーブを示す。
ブを示す。
各グラフにおいて横軸の目盛はHm(磁場の最大値) 
= 100eの場合を示す。従って、Hmlooeの場
合には10か1となり、Hm=0.10eの場合には1
0か0,1となる。各グラフ中のB−Hカーブはいずれ
も横軸の目盛が異なる以外は同一である。
各グラフに示すFe基軟磁性合金を飽和磁束密度B 1
0、保磁力Hc、及び角形比Br/Booは以下の通り
である。
BIG(KG)  He(○e ) Br/BIO(%
)第28 (a)図  12.0  0.0088  
 61第28 (b)図  12.3  0.011 
  65第28 (C)図  12.4  0.004
3   93第28 (d)図  11.4  0.0
067   90磁場を印加せずに熱処理した(a)お
よび(b)の場合は角形比は中程度(60%程度)であ
るか、磁路方向に磁場を印加し熱処理した(C1及び(
d)の場合は角形比は高くなっている(90%以上)。
保磁力は0.010e以下のものも得られ、Co基非晶
質合金とほぼ同等である。
磁場を印加せずに熱処理した場合、実効透磁率μeは1
 kHzて数百〜10万となり、各種インダクターやセ
ンサー、トランス等に適している。
一方磁路方向に磁場を印加しなから熱処理した場合には
高角形比の特性か得られ、コア損失も100kHz、2
KGで800mW/cc以下とCo基非晶質合金並とな
る。このため可飽和リアク1〜ル等に適するものとなる
また本発明の合金の飽和磁束密度は第28図の各図から
れかるようにl0KGを越えるものも得られ、従来のパ
ーマロイやセンダスト及び一般的なCo基非晶質合金よ
り高く、動作磁束密度を大きくすることかできる。この
ため、磁気ヘッド、トランス、可飽和リアクトル、チョ
ーク等の磁性材料としてより有利なものである。
また磁路方向に磁場をかけ熱処理した場合には最大透磁
率μmか140万を越えるものも得られ、センサーに用
いることもてきる。
実施例40 単ロール法により、板厚20μm及び幅10mmのFe
t3. scu+Nb5sl+3. sBs非晶質合金
リボン及びFe74、5Nbas++3.5B9非晶質
合金リボンを作製し、熱処理前と後のX線回折を測定し
た。
第29図にX線回折パターンを示す。(a)は熱処理前
のFe73. scU+N1)asI+3. sBs合
金のリボン、(blは550℃て1時間熱処理を行った
Fev3. scu+Nbasi+3.sB*合金のリ
ボン、(C1は550℃で1時間熱処理を行ったFet
4. sNb*s1+z、 sBi合金リボンのX線回
折パターンである。
(a)は非晶質合金特有のハローパターンを示し、はぼ
完全な非晶質状態にあることがわかる。本発明合金(b
)は結晶のピークが現われておりほぼ結晶化しているこ
とがわかる。ただし微結晶のためピークの幅は広くなっ
ている。一方Cuを添加してない非晶質合金を550℃
で熱処理した(C)の場合は結晶化しているが、Cuを
添加した場合と著しく異なるパターンを示しており、化
合物が析出していると推定される。Cu添加により磁気
特性が著しく改善されるのは、Cu添加により結晶化過
程か変わり化合物が析出しにくくなることと、結晶粒が
粗大化しにくく微結晶化するためであると推定される。
実施例41 単ロール法により幅5mm及び板厚15μmのFe73
、 +Cu1Si+s、 sB、Nbzcr+、 2C
o0,2非晶質合金リボンを作製した。
次に各非晶質合金のリボンを外径19mm、内径15m
mに巻き、巻磁心を作製した。得られた巻磁心を窒素雰
囲気中で下記の3種の条件で熱処理し、本発明の合金を
作製した。電子顕微鏡による観察の結果微結晶粒組織か
らなることが確認された。
次に熱処理した巻磁心の直流B−Hカーブを測定した。
第30図(a)乃至第30図(C)に各熱処理に行った
巻磁心の直流B−Hカーブを示す。
第30 (a)図は窒素ガス雰囲気中で15℃/分の昇
温速度で室温より昇温し、550℃に1時間保持後60
0℃/分の冷却速度で室温まで冷却する熱処理を行った
巻磁心の直流B−Hカーブを示し、第30 fb1図は
100eの直流磁場と磁心の磁路方向に印加しなから窒
素ガス雰囲気中10℃/分の昇温速度て室温より昇温し
、550℃に1時間保持後3℃/分の冷却速度で200
℃まで冷却し、更に室温まて600℃/分の冷却速度で
冷却する熱処理を行った巻磁心の直流B−Hカーブを示
し、第30tC1図は30000eの直流磁場を磁心の
磁路と直角方向に印加しながら窒素ガス雰囲気中で20
℃/分の昇温速度で室温より昇温し、550℃に1時間
保持後3.8℃/分の冷却速度で400℃まで冷却し、
更に室温まで600℃/分の冷却速度で冷却する熱処理
を行った巻磁心の直流B−Hカーブを示す。
また第31図に上記巻磁心のコア損失の周波数依存性を
示す。Aは第30 (11図に対応する巻磁心を示し、
Bは第30 (b)図に対応する巻磁心を示し、Cは第
30 (C1図に対応する巻磁心を示す。また比較のた
め従来の高角形比のCove、 sFe+Mn*cro
、 ssi+sBsアモルファス巻磁心D、低角形比の
Cot+、sFe+Mn3Cro、 ssj+sB*ア
モルファス巻磁心Eのコア損失の周波数依存性をも示す
。なお巻磁心D、巻磁心Eの角形比はそれぞれ98%、
8%であった。
本発明合金からなる巻磁心は第30図かられかるように
磁場中の熱処理により高角形比の直流B−Hカーブや低
角形比恒透磁率の直流B−Hカーブを得ることができる
第31図かられかるように本発明合金のコア損失はCo
基のアモルファス巻磁心と同等以上の低損失特性を示し
、飽和磁束密度も高い。高角形比の巻磁心はスイッチン
グ電源等に用いられる可飽和リアクトルやスパイク電圧
を阻止する用途、磁気スイッチ等に適し、中低角形比特
に低角形比の巻磁心は高周波トランスやチョークコイル
、ノイズフィルター等に最適である。
実施例42 単ロール法により板厚20μm及び幅10mmのPe7
r5clJ+Nb5sI+3.5B9非晶質合金リホン
を作製し、500℃て1時間熱処理を行い、Hex=8
00K A / m、昇温速度10K/分てVSMによ
り磁化の温度変化を測定した。比較のために熱処理を行
ってない場合についても磁化の温度変化を測定した。第
32図にその結果を示す。縦軸は室温における磁化との
比σ/σ2..をとった。本発明の熱処理を行った合金
は熱処理前のほぼ完全なアモルファス合金より磁化σの
温度変化か小さい。これは大部分を占める主相のキュリ
ー温度Tcかアモルファス状態よりも高くなっており、
飽和磁化の温度依存性か小さいためであると考えられる
また主相のキュリー温度は純粋なα−Feのキュリー温
度より低いのて、主相はα−FeにSi等か固溶したも
のではないかと推定される。また熱処理温度か高くなる
とキュリー温度か高くなる傾向かあり、主相の組成は熱
処理により変化していると思われる。
実施例43 単ロール法により板厚18μm及び幅4.5mmのFe
t3. scu+Ntlis1+3.6Fh非晶質合金
リホンを作製し、外径13mm、内径10mmに巻き、
巻磁心を作製した。
次に第33図に示す各種の熱処理パターンにより磁場中
処理を行った(磁路方向に磁場印加)。
得られた磁気特性を第13表に示す。
第     13     表 (a)のパターンは急冷する際たけ磁場をかけた場合で
あるか、この場合は角形比はあまり上昇しない。しかし
その他の場合はすべて80%以上の角形比を示し、磁路
方向に磁場を印加する磁場中熱処理により高角形比化で
きることかわかる。Fe7sscu+Nb+sl+35
B9非晶質合金のキュリー温度は約340℃であるか、
げ)の場合かられかるように非晶質合金のキュリー温度
より高い温度でだけ磁場を印加し磁場中熱処理を行って
も高角形化できる。
この理由は結晶化した本発明合金の主相のキュリー温度
か熱処理温度より高いためであると考えられる。
なお磁路と直角方向に磁場をかけ同様のパターンで熱処
理を行うと、角形比か30%以下と低角形比のFe基軟
磁性合金を得ることかできる。
実施例44 実施例1と同じ組成のFe基合金(Fe734cu+N
b5ISII3.481 l)について、非晶質化した
後で種々の熱処理条件下で微細結晶粒の割合の異なる試
料(No、1〜5)を作成し、結晶粒の割合と実効透磁
率(μ。1kH1)との関係を求めた。結果を第34図
に示す。また、試料No、 1〜5の透過電子顕微鏡写
真(30万倍)を第35図(a)〜(e)に示す。なお
、線分法により求めた微細結晶粒の割合は以下の通りで
ある。
試料No、 1     0% 試料No、2     12% 試料No、3     4196 試料No、4    約80% 試料N095    約100% 以上の結果から明らかなように、微細結晶粒の割合か5
0%以上になると、実効透磁率が著しく向上する。
〔発明の結果〕
以上に詳述したように、Fe基軟磁性合金を微細結晶粒
か全体の50%以上を占めることにより、コア損失か著
しく低く、Co基非晶質合金と同程度であるとともに、
コア損失の経時変化も小さい。
また透磁率及び飽和磁束密度が高く、耐摩耗性にも優れ
ている。さらに高周波磁気特性に優れ、含浸や変形等に
よる歪に帰因する特性劣化か小さく、低磁歪のものであ
る。
このようなFe基軟磁性合金を一旦非晶質化した後て本
発明の熱処理を施すことにより、簡単に製造することが
できる。
このようにして得られたFe基軟磁性合金を高周波トラ
ンス、チョークコイル、可飽和リアクトルだけでなく磁
気ヘッド等にも最適な材料であり、著しい特性改善か達
成できる。
【図面の簡単な説明】
第1 fa1図は実施例1のFe基軟磁性合金を熱処理
後)の金属組織を表わす透過電子顕微鏡写真(30万倍
)であり、 第1(b)図は第1(a)図の写真の概略図であり、第
1(C)図はCuを含有しないFe基軟磁性合金をFe
ta、s NbzSi+3.sB*)  (熱処理後)
の金属組織を表わす透過電子顕微鏡写真(30万倍)で
あり、第1(d)図は第1(C)図の写真の概略図であ
り、第2図は実施例1のFe基軟磁性合金を熱処理前)
の金属組織を表わす透過電子顕微鏡写真(30万倍)で
あり、 第3(a)図は実施例1の熱処理前のFe基非晶質合金
リボンのX線回折パターン、第3図(blは本発明に係
る熱処理後のFe基軟磁性合金をリボンX線回折パター
ンであり、 第4図は実施例9のFe基軟磁性合金をついてCu含有
量(X)とコア損失W271゜。、との関係を示すグラ
フであり、 第5図は実施例12のFe基軟磁性合金をついてM°含
有量(α)とコア損失W 2 / I OOKとの関係
を示すグラフであり、 第6図は実施例13のFe基軟磁性合金をついて、M゛
含有量(α)とコア損失W 2 / I OOKとの関
係を示すグラフであり、 第7図は実施例14のFe基軟磁性合金をついてNb含
有量(α)とコア損失W271゜。、の関係を示すグラ
フであり、 第8図は実施例15のFe基軟磁性合金をC。 基非晶質合金及びフェライトについて周波数と実効透磁
率との関係を示すグラフであり、第9図は実施例16の
Fe基軟磁性合金をC。 基非晶質合金及びフェライトについて周波数と実効透磁
率との関係を示すグラフであり、第1O図は実施例17
のFe基軟磁性合金をCo基非晶質合金、Fe基非晶質
合金およびフェライトについて周波数fと実効透磁率μ
eとの関係を示すグラフであり、 第11図は実施例20のFe基軟磁性合金をついて熱処
理温度とコア損失との関係を示すグラフであり、 第12図は実施例21のFe基軟磁性合金をついて熱処
理温度とコア損失との関係を示すグラフであり、 第13図は実施例22のFe基軟磁性合金をついて熱処
理温度と実効透磁率との関係を示すグラフであり、 第14図は実施例23のFe基軟磁性合金を1kHzに
おける実効透磁率μ、1.の熱処理温度依存性を示すグ
ラフであり、 第15図は実施例24のFe基軟磁性合金をついて熱処
理温度と実効透磁率μ、1.の関係を示すグラフであり
、 第16図は実施例25のFe基軟磁性合金をついてCu
の含有量(X)及びNbの含有量(α)と結晶化温度と
の関係を示すグラフであり、第17図は実施例26のF
e基軟磁性合金を100時間後の摩耗量を示す図であり
、 第18図は実施例27のFe基軟磁性合金をビッカース
硬さの熱処理温度依存性を示す図であり、第19図は実
施例33のFeti、sCu+Nb1Si、 B225
−ア合金の飽和磁歪(λS)、および飽和磁束密度(B
s)のy値依存性を示す図であり、第20図、第21図
、第22図、第23図及び第24図はそれぞれ(Fe−
Cu+−Nb3)−3i−B擬三元系合金の飽和磁歪(
λS)、保磁力(He)、 1kHzにおける実効透磁
率(μe1k)、飽和磁束密度(BS)、100 KH
z、2 KGにおけるコア損失(W2.、。 OK)を示す図であり、 第25図は実施例35の合金の磁気特性の熱処理依存性
を示す図であり、 第26図は実施例37のコア損失の8m依存性を示す図
であり、 第27図は実施例38の本発明Fe基軟磁性合金を従来
のFe基アモルファス合金、Co基アモルファス合金及
びフェライトのコア損失の周波数依存性を示す図てあり
、 第28 (a)図乃至第28 (d)図はそれぞれ実施
例39に示す本発明合金の直流B−Hカーブを示す図で
あり、 第29図は実施例40のFe基合金のX線回折パターン
を示す図であり、 第30(a)〜(C)図はは実施例41の本発明に係る
Fe基軟磁性合金を直流B−Hカーブを示す図であり、 第31図は実施例41の本発明に係るFe基軟磁性合金
を従来のCo基非晶質合金のコア損失の周波数依存性を
示す図であり、 第32図は実施例42のFe基合金の磁化の温度変化を
示す図であり、 第33図は実施例43の本発明のFe基合金の磁場中熱
処理のパターンの例を示す図であり、第34図は微細結
晶粒の割合と実効透磁率との関係を表すグラフであり、 第35図(a)は実施例44の試料No、 1の透過電
子顕微鏡写真(30万倍)であり、 第35図(blは実施例44の試料No、 2の透過電
子顕微鏡写真(30万倍)であり、 第35図(C)は実施例44の試料No、 3の透過電
子顕微鏡写真(30万倍)であり、 第35図(d)は実施例44の試料No、 4の透過電
子顕微鏡写真(30万倍)であり、 第35図(e)は実施例44の試料No、 5の透過電
子顕微鏡写真(30万倍)である。 第1(a)図

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 (1)一般式: (Fe_1_−_aM_a)_1_0_0_−_X_−
    _Y_−_Z_−_αCu_XSi_YB_ZM′_α
    (ただし、MはCo及び/又はNiであり、M′はNb
    、W、Ta、Zr、Hf、Ti及びMoからなる群から
    選ばれた少なくとも1種の元素であり、a、x、y、z
    及びαはそれぞれ0≦a≦0.5、0.1≦x≦3、0
    ≦y≦30、0≦z≦25、5≦y+z≦30及び0.
    1≦α≦30を満たす。)により表される組成を有し、
    組織の少なくとも50%が1000Å以下の平均粒径を
    有する微細な結晶粒からなり、残部が実質的に非晶質で
    あるFe基軟磁性合金を製造する方法であって、前記組
    成の溶湯を急冷することにより非晶質合金とする工程と
    、これにその平均粒径が1000Å以下の微細な結晶粒
    を形成するための熱処理を施す工程とを含むことを特徴
    とするFe基軟磁性合金の製造方法。 (2)特許請求の範囲第1項に記載の製法において、前
    記熱処理工程が前記非晶質合金を450℃〜700℃に
    5分〜24時間保持するものであることを特徴とする方
    法。 (3)特許請求の範囲第1項又は2項に記載の製法にお
    いて、熱処理を磁場中で行うことを特徴とする方法。 (4)一般式: (Fe_1_−_aM_a)_1_0_0_−_X_−
    _Y_−_Z_−_α_−_βCu_XSi_YB_Z
    M′_αM″_β(原子%) (ただし、MはCo及び/又はNiであり、M′はNb
    、W、Ta、Zr、Hf、Ti及びMoからなる群から
    選ばれた少なくとも1種の元素、M″はV、Cr、Mn
    、Al、白金属元素、Sc、Y、希土類元素、Au、Z
    n、Sn、Reからなる群から選ばれた少なくとも1種
    の元素であり、a、x、y、z、α及びβはそれぞれ0
    ≦a≦0.5、0.1≦x≦3、0≦y≦30、0≦z
    ≦25、5≦y+z≦30、0.1≦α≦30、及びβ
    ≦10を満たす。)により表される組成を有し、組織の
    少なくとも50%が1000Å以下の平均粒径を有する
    微細な結晶粒からなり、残部が実質的に非晶質であるF
    e基軟磁性合金を製造する方法であって、前記組成の溶
    湯を急冷することにより非晶質合金とする工程と、これ
    にその平均粒径が1000Å以下の微細な結晶粒を形成
    するための熱処理を施す工程とを含むことを特徴とする
    Fe基軟磁性合金の製造方法。 (5)特許請求の範囲第4項に記載の製法において、前
    記熱処理工程が前記非晶質合金を450℃〜700℃に
    5分〜24時間保持するものであることを特徴とする方
    法。 (6)特許請求の範囲第4項又は第5項に記載の製法に
    おいて、熱処理を磁場中で行うことを特徴とする方法。 (7)一般式: (Fe_1_−_aM_a)_1_0_0_−_X_−
    _Y_−_Z_−_α_−γCu_XSi_YB_ZM
    ′_αXγ(原子%) (ただし、MはCo及び/又はNiであり、M′はNb
    、W、Ta、Zr、Hf、Ti及びMoからなる群から
    選ばれた少なくとも1種の元素、XはC、Ge、P、G
    a、Sb、In、Be、Asからなる群から選ばれた少
    なくとも1種の元素であり、a、x、y、z、α及びγ
    はそれぞれ0≦a≦0.5、0.1≦x≦3、0≦y≦
    30、0≦z≦25、5≦y+z≦30、0.1≦α≦
    30、及びγ≦10を満たす。)により表される組成を
    有し、組織の少なくとも50%が1000Å以下の平均
    粒径を有する微細な結晶粒からなり、残部が実質的に非
    晶質であるFe基軟磁性合金を製造する方法であって、
    前記組成の溶湯を急冷することにより非晶質合金とする
    工程と、これにその平均粒径が1000Å以下の微細な
    結晶粒を形成するための熱処理を施す工程とを含むこと
    を特徴とするFe基軟磁性合金の製造方法。 (8)特許請求の範囲第7項に記載の製法において、前
    記熱処理工程が前記非晶質合金を450℃〜700℃に
    5分〜24時間保持するものであることを特徴とする方
    法。 (9)特許請求の範囲第7項又は第8項に記載の製法に
    おいて、熱処理を磁場中で行うことを特徴とする方法。 (10)一般式: (Fe_1_−_aM_a)_1_0_0_−_X_−
    _Y_−_Z_−_α_−β_−γCu_XSi_YB
    _ZM′_αM″_βXγ(原子%) (ただし、MはCo及び/又はNiであり、M′はNb
    、W、Ta、Zr、Hf、Ti及びMoからなる群から
    選ばれた少なくとも1種の元素、M″はV、Cr、Mn
    、Al、白金属元素、Sc、Y、希土類元素、Au、Z
    n、Sn、Reからなる群から選ばれた少なくとも1種
    の元素、XはC、Ge、P、Ga、Sb、In、Be、
    Asからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素であ
    り、a、x、y、z、α、β及びγはそれぞれ0≦a≦
    0.5、0.1≦x≦3、0≦y≦30、0≦z≦25
    、5≦y+z≦30、0.1≦α≦30、β≦10及び
    γ≦10を満たす。)により表される組成を有し、組織
    の少なくとも50%が1000Å以下の平均粒径を有す
    る微細な結晶粒からなり、残部が実質的に非晶質である
    Fe基軟磁性合金を製造する方法であって、前記組成の
    溶湯を急冷することにより非晶質合金とする工程と、こ
    れにその平均粒径が1000Å以下の微細な結晶粒を形
    成するための熱処理を施す工程とを含むことを特徴とす
    るFe基軟磁性合金の製造方法。(11)特許請求の範
    囲第10項に記載の製法において、前記熱処理工程が前
    記非晶質合金を450℃〜700℃に5分〜24時間保
    持するものであることを特徴とする方法。 (12)特許請求の範囲第10項又は第11項に記載の
    製法において、熱処理を磁場中で行うことを特徴とする
    方法。
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