JPH0324252A - 耐食性軟磁性合金とその製造方法 - 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） 本発明は耐食性でかつ磁気特性の高い軟磁性合金とその
製造方法に関し、特に非晶質系の合金を改良した耐食性
合金とその製造方法に関する．（従来技術） 従来高透磁率の磁心材料としては金属系軟磁性材料、フ
エライト系磁性材が広く使用されているが、金属系は高
透磁率ではあるが渦電流損失が大きいため高周波では使
用できず、一方フエライトは高抵抗で渦電流損が少ない
が飽和磁束密度が低く温度特性も悪いと言った欠点があ
る．これに対して、最近高い飽和磁束密度を有する非晶
質磁性合金が注目されている．そのうちＦｅ系の非晶質
合金はＣＯ系の非晶質合金に比して安価に製造できかつ
経時変化が少ない点では望ましいが、透磁率、磁歪およ
び鉄損失がＣｏ系の非晶質合金に比して大きいのでその
改良の必要性がある．そうした試みの中で、各種の添加
材をＦｅ系の非晶質合金にＮｂ．Ｃｕ等を添加して磁歪
係数を下げることが提案されている． しかし非晶質磁性合金には透磁率の大きさに限界があり
、又磁歪及び鉄損の大きさも充分に抑制することが出来
ない．この原因は実はこうした合金が非晶質のまま使用
されることに根本的に起因していることが最近になって
解明された．すなわち、特開昭６３−３０２５０４号、
６４−３　１　９２２号、および同６４−３９３４７号
にはＦｅ系非晶質合金を急冷法で作り、これを更に非晶
質保持温度を越える結晶化温度範囲で熱処理することに
より微結晶を非晶質基質の中に分散した合金とすること
により、鉄損が少なく、透磁率の大きい軟磁性材料とす
ることが記載されている．（解決すべき問題点） しかしながら、非晶質中に微結晶を分散した型の軟磁性
材料は、一般に耐食性が悪く、又透磁率及び鉄損の点で
も不十分であることが分かった。

（発明の目的） 従って、本発明の一目的は非晶質金属中に微結晶を分散
した型の軟磁性材料において、耐食性、初透磁率、及び
保磁力のいずれの特性も同時に改良した軟磁性材料を提
供することを目的とする。

（発明の構成と作用効果の概要） 本発明は、原子％で表わしてＣ　ｕ　０．　１〜３％、
Ｓｉ５〜２０％、Ｗ，Ｔａ％ＭｏおよびＮｂより選択し
た少なくとも一種の元素０．５〜１０％、Ｂ５〜２０％
、Ｃｒ２〜５％、および残部Ｆｅより成る組成を有し、
かつ非晶質基質中に微結晶を析出分敗した組織を有する
耐食性軟磁性合金により上記の目的を達成する． 本発明はまた上記の組成を有する合金な溶湯から急冷し
て非晶質合金を製造し、ついで非晶質基質中に微結晶が
析出するまで熱処理することを特徴とする耐食性軟磁性
合金の製造方法により上記の目的を達成する． 本発明によると、非晶質中に微結晶を分散した型の上記
特定組成の軟磁性材料はＣｒの範囲２〜５原子％．特に
２〜４．０原子％において、耐食性に優れるだけでなく
、初透磁率が極めて大きく、又保磁力の点でも小さくな
ることが分かった。

（発明の詳細な説明） 一般に、本発明の耐食性軟磁性合金は原子％で表わして
Ｃ　ｕ　０．　１〜３％好ましくは０．８〜１．２％、
Ｓｉ５〜２０％好ましくは９〜１７％、Ｗ、Ｔａ，ＭＯ
およびＮｂより選択した少なくとも一種の元素０．５〜
１０％好ましくは２〜４．５％、Ｂ５〜２０％好ましく
は７〜１４％、Ｃｒ２〜５％、好ましくは２〜４．０％
、および残部Ｆｅより成る組成を有する合金を溶湯から
急冷して非晶質合金を製造する．急冷法は非晶質合金の
製造方法として周知であるから任意の方法を選択して本
発明に使用することが出来る得られた合金は通常帯状を
成すものであり、用途に応じた形のコアとして巻回して
成形する．この成形中に大きな機械歪が加わるのが通例
であり、このために初透磁率等の磁気特性が影響を受け
る。しかし、その後に結晶化温度以上での熱処理により
微結晶を析出させることにより磁気特性は著しく改善さ
れる。

熱処理は非晶質基質中に微結晶が析出するまで５００℃
〜６００℃、好ましくは、５５０℃〜５８０℃で微結晶
が５０〜１００％得られる間で充分な時間行なわれる．
熱処理は空気中で行なっても良いが、特にＡｒ等の不活
性ガス雰囲気中で熱処理すると特性が良い微結晶分散型
の軟磁性材料が得られるので好都合である。更に熱処理
は磁場を印加しながら行なっても良い、これにより特定
の磁化方向の磁気特性を改善出来るが熱処理効果による
初透磁率の増加は，Ｃｒの含有量に敏感であり、約３原
子％にビークを有し、特に２〜４．０原子％が好ましい
． 本発明の組成は一般的には上記の特開昭６３−３０２５
０４号公報、６４−３１９２２号公報、および同６４−
３９３４７号公報に記載されている範囲に入る．しかし
これらの公報には本発明の特定の組戊を選択し且つＣｒ
を２〜５原子％特に２．０〜４．０原子％の割合で添加
したときに最良の耐食性及び磁気特性が得られしかもそ
れが臨界的であることに関する知見は得られていない． 上記公報を検討すると、軟磁性合金の組戊として極めて
膨大な種類の元素とその配合率が使用されている．上記
公報には本発明の組成に近い組成のものは実施例として
記載されてはいるが他の組成と比較して特別な特性は有
していない．またＣｒの添加について軟磁性材料の耐食
性を改善するために０〜１０原子％添加することが記載
されている．しかし、Ｃｒの添加が耐食性の改善に資す
るという証拠はこれらの特許公報には全く記載されてい
ない．実際、以下の比較例で示す通り、これらの特許公
報に実施例として記載された合金組成中のＣｒを１原子
％添加したものは耐食性がわるい．又、磁気特性に関し
てもＣｒｌ原子％の添加では特性が充分でなく、２〜５
原子％特に２〜４．０原子％のビークの特性と比較する
と１ｋＨｚで７００００程度の初透磁率の差が生じ、又
５００ｋＨｚでは３０００〜４０００程度の差が生じる
点で本発明の効果は著しく臨界的であるが上記公報には
これを示唆する記載はない．以下、本発明の実施例を詳
細に説明する。

（実施例の説明） 実１１生上 原子％でＣｕｔ％、Ｓｉ１３．５％、Ｎｂ３％、Ｂ９％
、ＣｒＯ−１０％および残部Ｆｅ（不可避的に含有する
不純物は許容）より成る組成の溶湯から単ロール法によ
り幅１０ｍｍ厚さ１８μｍのリボンを作製した．このリ
ボンのＸ線回折を行なったところ、非晶質合金に典型的
なハロ）＜ターンが得られた。

このリボンを長さｉｏａｍだけ切り取り、空気中および
Ａｒ雰囲気中で５５０℃、１時間の熱処理を施した。こ
のリボンのＸ線回折パターンは結晶化を示すピークが認
められた。

これらの合金の耐食試験の結果を表１に示す。

表１（耐食試験） 注　○・・・耐食性良好 Δ・・・耐食性やや良い ×・・・耐食性悪い 表１よりＣｒを１原子％程度添加したのでは耐食性が悪
く湿度の比較的高い条件化では使用出来ないことが分か
る。一方２原子％以上添加することにより実用上十分な
耐食性が得られることが分かる。またＡｒ等の不活性雰
囲気中で熱処理を行なうと耐食性が更に向上することが
分かる。

実圭目引旦 原子％でＣｕｌ％、Ｓｉ　１４％、Ｔａ３％、Ｂ８．５
％、ＣｒＯ〜６％および残部Ｆｅより戊る組成の溶湯か
ら単ロール法により幅１　０ｍｍ厚さ１７μｍのリボン
を作製した．このリボンを内径１　５ｍｍ，外径１　９
ｍｍのコアとなるように巻き回した後、Ａｒ雰囲気中で
５７０℃、１時間の熱処理を施した． これらの合金の初透磁率と保磁力のＣｒ添加量依存性を
第１図に示す． これからＣｒの微量添加は初透磁率を向上させるが、Ｃ
ｒ添加員が５原子％を越えると初透磁率が著しく低下し
、同時に直流ＢＨｌｉｔｉ化曲線より求めた保磁力Ｈｅ
を著しく増大させることが分かる．この合金系について
も実施例１と同様にして耐食試験を行なったが、Ｃｒを
２原子％以上添加する必要があることを確認した．これ
より、耐食性および磁気特性の両者が優れた合金を製作
する為にはＣｒを２〜５原子％添加すれば良いことが分
かる． 実』０排旦 原子％でＣｕｌ％、Ｓｉｌ５％、Ｗ３％、８８％、Ｃｒ
Ｏ〜３％および残部Ｆｓより成る組成の溶湯から単ロー
ル法により幅４．　５　ｍ　ｍ厚さ１５．５μｍのリボ
ンを作製した．このリボンを内径ＩＤ＝４ｍｍ，６ｍｍ
，８ｍｍ，１０ｍｍ，外径ＯＤ＝　Ｉ　Ｄ＋４ｍｍのコ
アとなるように巻き回した後、Ａｒ雰囲気中で１時間の
熱処理を施した。

５５０℃以上６００℃以下の温度で初透磁率が最大にな
る値μ１．．を求め、コアの内径に対してプロットした
結果を第２図に示す。

これからＣｒを３原子％添加することにより、小型コア
の特性を著しく向上させることができることを見出した
． この合金系についても実施例１と同様にして耐食試験を
行なったが、Ｃｒを２原子％以上添加する必要があるこ
とを確認した。

Ｘ息ＪＬ４ 原子％でＣｕｌ％、Ｍ　ｏ　３．　５％、Ｓｉ　１４％
、Ｂ８，５％、ＣｒＯ〜６％および残部Ｆｅより成る組
成の溶湯から単ロール法により幅１０ｍｍ厚さ１５〜１
７μｍのリボンを作製した．このリボンを内径１５ｍｍ
、外径２０ｍｍのトロイダル状に巻き回した後、リボン
の幅方向に２００ｅの磁場を印加した状態で５４０℃、
Ａｒ雰囲気中で１時間の熱処理を行なった． これらの合金の５００ｋＨｚで測定した初透磁率μｌａ
ｃのＣｒ添加量依存性を第３図に示す．これから高周波
においてリボン幅方向に磁場を加えながら処理した後の
初透磁率は５原子％以上のＣｒを添加することにより著
しく改善されることが分かる． この合金系についても実施例１と同様にして耐食試験を
行なったが、Ｃｒを２原子％添加する必要があることを
確認した． Ｘ五盟旦 原子％でＣｕｌ％、Ｓｉ１３．５％、Ｎｂ３％、ＢＩＯ
％、ＣｒＯ〜６％および残部Ｆｅより成る組成の溶湯か
ら、単ロール法により幅１　０ｍｍ厚さ１５〜１７μｍ
のリボンを作製した．リボンを内径１４ｍｍ、外径２２
ｍｍのトロイダルコアに巻き回した後、Ａｒ雰囲気中で
、５５０℃、１時間の熱処理を施した． これらの合金のＬ　ｋＨｚでの初透磁率を、２０℃（μ
，。。，）および８０℃（μ１。。）で測定し、初透磁
率の温度変化率［％］を求めた．μ　Ｉ　＋２０１ この結果を図４に示す．これより、Ｃｒ添加量と２〜５
ａｔ％に選ぶことにより、温度変化率を著しく改善でき
ることがわかる．

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の軟磁性合金においてＣｒの添加量と初
透磁率及び保磁力の関係を示す図、第２図はコア状に成
形した本発明の軟磁性合金においてＣｒの添加量と初透
磁率の関係を示す図、第３図は磁場処理後の本発明の軟
磁性合金においてＣｒの添加量と初透磁率の関係を示す
図、及び第４図は、本発明の合金において、初透磁率の
温度変化率とＣｒ添加量の関係を示す図である。 第１図 Ｃｒオ加１（Ｏｔ％） 第２図 コア内イ条，ＩＤ（ｍｍ） 第３図 第４図 Ｃｒ添加＊＜ｏｒ％》 Ｃｒｉｉｌｌｔ（ａｔ％）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）原子％で表わしてＣｕ０．１〜３％、Ｓｉ５〜２０
   ％、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂより選択した少なくとも
   一種の元素０．５〜１０％、Ｂ５〜２０％、Ｃｒ２〜５
   ％、および残部Ｆｅより成る組成を有し、かつ非晶質基
   質中に微結晶を５０〜１００％析出分散した組織を有す
   る耐食性軟磁性合金。 ２）原子％で表わしてＣｕ０．８〜１．２％、Ｓｉ９〜
   １７％、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂより選択した少なく
   とも一種の元素２〜４．５％、Ｂ７〜１４％、Ｃｒ２〜
   ４．０％、および残部Ｆｅより成る組成を有する前記第
   １項記載の耐食性軟磁性合金。 ３）原子％で表わしてＣｕ０．１〜３％、Ｓｉ５〜２０
   ％、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂより選択した少なくとも
   一種の元素０．５〜１０％、Ｂ５〜２０％、Ｃｒ２〜５
   ％、および残部Ｆｅより成る組成を有する合金を溶湯か
   ら急冷して非晶質合金を製造し、ついで非晶質基質中に
   微結晶が５０〜１００％析出するまで熱処理することを
   特徴とする耐食性軟磁性合金の製造方法。 ４）原子％で表わしてＣｕ０．８〜１．２％、Ｓｉ１０
   〜１７％、Ｗ、Ｔａ、ＭｏおよびＮｂより選択した少な
   くとも一種の元素２．５〜４％、Ｂ７〜１４％、Ｃｒ２
   〜４．０％、および残部Ｆｅより成る組成を有する合金
   を溶湯から急冷して非晶質合金を製造し、ついで非晶質
   基質中に微結晶が析出するまで熱処理することを特徴と
   する前記第２項記載の耐食性軟磁性合金の製造方法。 ５）熱処理は不活性ガス中で行なわれる前記第３項又は
   第４項記載の耐食性軟磁性合金の製造方法。 ６）熱処理は磁場中で行なわれる前記第５項記載の耐食
   性軟磁性合金の製造方法。