JPH03291302A - 形状異方性軟磁性合金粉末の製造方法 - 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、高い磁化を有するＦｅとＳｉを主成分として
含有する形状異方性軟磁性合金粉末の製造方法に関する
。

［従来の技術］ 従来、安価にして高い磁化を有する鉄（Ｆｅ）は、磁性
材料においては最も重要な物質となっている。一般に、
Ｆｅ、及びＳｉを主成分とする合金は、磁化が容易であ
る軟磁性を示す。これらＦｅ、及びＳｔを主成分とする
軟磁性合金は、塊状や板状で使用される事が通例となっ
ていた。

しかしながら、近年形状が容易に選択できる粉末を使用
した成形、塗布等の手法が活用されている。一般に、粉
末は金属の占める割合が少なくなるために、単位体積当
りの磁化量が小さくなる傾向となる。それに加えて１粒
状化にともない反磁界の影響も大きくなり、磁化特性が
低下する傾向となる。

これらの負の減少を軽減するためには、粉末に・形状異
方性を付与し、特定の方向にのみ磁化を容易にする方法
が有用となる。

［発明か解決しようとする課題］ しかしながら　これらの形状異方性合金粉末は。

機械的粉砕方法（例えば、ボールミルやアトライター等
）を使用し１合金粉末粒子に繰り返し変形を与えること
により製造されるため、繰り返し変形を受けた合金材料
は、加工歪の蓄積により軟磁気特性の劣化（４π１．減
少、１Ｈ１増大）する傾向となる欠点があった。

そこで９本発明の技術的課題は、前述の変形における加
工歪による軟磁性特性劣化の問題に鑑み。

軟磁性に優れた形状異方性合金粉末を安定かつ容易に提
供するものである。

［課題を解決するための手段］ 本発明によれば、Ｆｅ及びＳｉを主成分として含有する
合金粉末を変形して偏平化粉末を作成した後、４００℃
〜１０００℃の範囲で熱処理を施すことを特徴とする形
状異方性軟磁性合金粉末の製造方法が得られる。

即ち１本発明は、Ｆｅ及びＳｉを主成分として含有する
形状異方性合金粉末の軟磁性特性を改善する方法におい
て９粒子の偏平化過程（変形）で蓄積された歪を熱処理
により消失せしめ、磁気特性の向上を実現するものであ
る。

一般的に、形状異方性軟磁性合金粉末は１機械的粉砕方
法（例えば、ボールミルやアトライター等）を使用し２
合金粉末粒子に繰り返し変形を与えることにより製造す
る。

一般に、繰り返し変形を受けた軟磁性合金材料は、加工
歪のために、磁気特性が劣化する傾向となる。これは、
金属組織中に内在する歪により。

磁壁の移動が阻害され、容易に移動できなくなるためで
ある。

そこで１本発明者らは種々検討を重ねた結果。

適度な熱処理を施すことにより、偏平化粉末の分散性や
形状異方性を損なうことなく、粉末の軟磁気特性を改善
できることがわかった。この改善機構は、変形時に蓄積
された歪が熱処理により消失し、磁壁の移動が容易とな
るためである。この適度な熱処理温度範囲とは、歪消失
のためのエネルギーが供給できる温度は約３５０℃以上
であるが。

磁気特性の改善が明らかになるのは４００℃以上の領域
である。一方、高温な熱処理領域では、粉末粒子の焼結
が生ずるようになり１本発明粉末の分散性及び偏平度に
影響を示さない熱処理温度は１０００℃以下の領域であ
る。

したがって１本発明の偏平化粉末の熱処理範囲は４００
℃〜１０００℃となる。

また１本発明においては１例えばＦｅ−Ｓｉ２元系合金
粉末の場合、磁気特性上Ｓｉが５〜２３シｔ％、残部Ｆ
ｅの組成に限定される。ここでＳｉ含有量が低い粉末は
、粉末粒子の熱処理による結着が低温で生じる傾向とな
る。したがって、この結着が顕著で１粒子の解砕が困難
な状態は１本発明の範囲でないことは明らかである。一
方、添加元素を加えた場合も、粉末の焼結性は変化する
ものの概して前記に示した熱処理温度の範囲内にあるの
で、これらの場合も１本発明の範ちゅうにあることにな
る。

［実施例］ 次に１本発明の実施例について図面を参照して説明する
。

一実施例１ 純度が９９．８％以上の鉄（Ｆｉ）及びケイ素（Ｓｉ）
を使用し、アルゴン雰囲気中で、高周波加熱により、Ｓ
ｉかそれぞれ５．１１，１８，２３ｗｔ％で残部Ｆｅの
インゴットを４種類作製した。

次に、これらインゴットをショークラッシャー及びロー
ルクラッシャーを用いて、０，５μ−以下に粗粉砕した
。この粗粉砕粉末をステンレスボール及びエタノールを
用いて湿式でボールミルミル粉砕し、平均直径がそれぞ
れ約３０〜５０μｌで厚さが約１μｍの円板状粒子から
なる偏平化粉末を作製した。

次に、これら粉末を３００℃、４００℃、５００℃、６
００℃、７００℃、８００℃、９００℃。

１０００℃、１１００℃でそれぞれ１時間真空後１時間
アルゴン中で、急熱、急令により１熱処理を施した。こ
れら粉末の粒子の結着状態を第１表に示す。表中×印で
示されるのは、粉末粒子の結着か顕著となり１粒子の解
砕分離が困難となり。

粉末粒子の分散性や偏平度が著しく劣化するため。

粉末の利用が不可能となる。一方、○印や◎印は粉末の
利用に全く支障がない状態である。したかって１本実施
例においては、１０００℃以下の範囲に、熱処理可能な
領域があるといえる。

以下余日 第１表 ◎：粉末粒子の結着なし ○：粉末粒子がわずかに結着（解砕容易）×：粉末粒子
が明らかに結＠（解砕困難）一実施例２一 実施例１と同様にして、それぞれＳｉが５ｗ１％１２シ
ｔ％、２０ｗｔ％で残部Ｆｅの偏平状粉末３種類を作製
した。これらの粉末は平均値で直径が約３０〜５０μｍ
で厚さが約１μｍの巴板状粒子からなっていた。

次に、実施例１と同様にして、これらの粉末を３００℃
、４００℃、５００℃、６００℃、７００℃、８００℃
、９００℃、１０００℃、１１００℃で熱処理した。

これら粉末に対し、液状のエポキシ樹脂を２ｗｔ％混合
した後、金型を使用して約５００ｋｇ／ｃｊの圧力で、
一方向に加圧圧縮して約１３關の立方体の圧粉体を得た
。これら成形体内部の粉末粒子は圧縮方向と直交するよ
うに円板状粒子の板面が配向する傾向を示していた。こ
れら成形体粒子の板面方向が磁化方向となるようにして
磁気特性を測定した。その結果を第１図に示す。

図から分かるように熱処理温度が４００℃以上で４π工
、の増加と　、Ｈｅの減少が生じ、粉末の軟磁気特性が
明らかに向上している。

以上の実施例かられかるように、Ｆｅ及びＳｉを主成分
とする偏平状粉末を熱処理して、粉末粒子の結着による
害をなくして磁気特性の向上が実現できる領域は４００
℃〜１０００℃の範囲となる。

本実施例では１合金としてＦｅ−３ｉ系についてのみ述
べたが、これのみに限定されるものでなく、この合金の
性質を改善するために少量添加する元素例えばＣｒ、Ｃ
ｏ、Ｂ等を含有していても。

本発明の効果が期待できることは容易に推測できる。

また、熱処理条件として真空中１時間後Ａｒ中１時間保
持で急熱、急冷とした例についてのみ述べたが１本系合
金は比較的耐酸化性に優れているため、約７００℃以下
であれば大気中等の酸化性雰囲気でも処理可能であり、
また必ずしも真空中Ａｒ中に限定されるものでなく、窒
素等の不活性雰囲気でも良い。また加熱、冷却は、必ず
しも急熱、急冷である必要はなく本発明は加熱保持中に
合金内の歪を除去することにあるので、体熱や徐冷等の
工程が含まれても良いことは当業者であれば容易に推察
できる。

［発明の効果コ 本発明によれば、軟磁性に優れた形状異方性合金粉末を
安定かつ容易に提供する形状異方性軟磁性合金粉末の製
造方法が得られる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、実施例２におけるＳ　Ｌ　５Ｖｔ９６．　１
２νｔ％　　２０　ｗｔ％で残部Ｆｅなる組成の偏平状
粉末における磁気特性（４πＩ、、　　、Ｈ，）と熱処
理温度との関係を示す。 図中、○印はＳｉ５νｔ％で残部Ｆｅ、口中は５１１２
ｗｔ％て残部Ｆｅ、Δ印は５１２０ｗｔ％で残部Ｆｅな
る組成粉末との関係を、それぞれ示している。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. １）Ｆｅ及びＳｉを主成分として含有する合金粉末を変
   形して偏平化粉末を作成した後，４００℃〜１０００℃
   の範囲で熱処理を施すことを特徴とする形状異方性軟磁
   性合金粉末の製造方法。