JPH0372028A - 磁気特性の優れたＦｅ―Ｃｒ系軟磁性材料の製造方法 - 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】 く産業上の利用分野〉 本発明は、腐食性環境で用いられる磁気シールド，変圧
器鉄芯，回転機鉄芯等に適した耐食性を有するＦｅ　−
　Ｃｒ系軟磁性材料の製造方法に係わり、特にその磁気
特性の改善を図ったものである。

〈従来の技術〉 Ｆｅ　−　Ｃｒ系軟磁性材料は、耐食性を有するため、
腐食性環境等で用いられる磁気シールド材，回転機鉄芯
等で利用されてきた．しかし、磁気特性が良好であると
はいえず、応用の範囲は限定されている。

そこで従来、種々の磁気特性の改善方法が提案されてい
る．例えば、特開昭５０−１２５９２号公報の実施例に
は、１１５０゜Ｃで焼鈍後５００〜４５０℃の範囲で徐
冷ずることにより最大透磁率５０００〜５５００を得て
いる例が示されている．また特開昭５７−５４２５２号
公報では、１０５０〜ｌ２５０゜Ｃで焼鈍後、この焼鈍
温度から３００゜Ｃ迄の範囲を１００〜５００℃／分で
冷却し、最大透磁率３０００〜７０００を得ている．さ
らに、特開昭５０−７８５１６号公報では、１１００〜
１３５０℃の範囲で焼鈍し、３００〜ｂ その後室温迄空冷して、最大透磁率１０．０００以上を
得ている。しかしながらこの場合の焼鈍温度は実施例に
よれば１２５０℃以上で２時間の焼鈍を施すものであり
、工業的大量生産に適しているとはいえない。

以上の従来例にみられる様に、Ｐｅ　−Ｃｒ系合金にお
いて、様々な方法が試みられているが、工業的に安定し
て、最大透磁率１０．０００以上を得るに到っていない
。

〈発明が解決しようとする課題〉 本発明の目的は、最大透磁率１０．０００以上を有する
６１気特性の優れたＦｅ　−Ｃｒ系軟磁性材料を工業的
に安定して得ることのできる製造方法を提案することに
ある。

〈課題を解決するための手段〉 本発明は、Ｃｒを１０〜３０ｗ１％生成分として含有す
る耐食性に優れたＦｅ　−Ｃｒ系合金に熱延ならびに１
回以上の冷延と最終焼鈍を含む１回以上の焼鈍を施すこ
とからなるＦｅ　−Ｃｒ系軟磁性材料の製造方法におい
て、該最終焼鈍を施した後の冷却工程において、キュー
リー点から４００℃の温度範囲内で５０ｅ以上の６１場
を外部から印加することを特徴とする特許 法であり、望ましくは最終焼鈍後の冷却速度を０、１−
１００゜Ｃ／ｗｉｎとしたものである。

〈作用〉 前述したように、従来の製造方法においては、焼鈍温度
や冷却速度を変えて、最大透磁率の向上を図っているが
、いずれの場合も１０，０００以上を安定して得るに到
っていない．本発明者らは、Ｐｅ　−Ｃｒ系合金におい
ては、８００゜Ｃ付近の焼鈍で、非磁性のσ相が析出し
、また４７５”Ｃ付近の１００時間以上の焼鈍で強磁性
相と非強磁性相への２相分離があることを考慮し、単な
る冷却速度の条件を変えるだけでは最大透釘１率の向上
を望めないとの観点より、最終焼鈍後の冷却過程におい
て、磁場を印加することに想到した。

焼鈍後の冷却過程で外部磁場を印加することにより磁気
特性が改善される理由として、Ｆｅ　−　Ｃｒ系合金は
、固溶間隙が大きいので、外部磁場中での冷却過程で磁
場方向への異方的原子配列が起こることが考えられる。

この異方的配列とは、Ｆｅ　−　Ｃｒ中の強磁性原子同
志であるＦｃ　−　Ｐｅの対が、ｉｆｆｆｆ同方向く、
非磁性原子同志のＣｒ　−　Ｃｒ対が磁場垂直方向に多
く配列するものである．その結果、Ｆｅ　−Ｐｅの対の
多い方向への磁化がし易くなり、最大透ｆｉｌ率が向上
するものと考えられる。

以下本発明についての具体的構成について説明する。

真空溶解して作製した１３％Ｃｒ，　　１％Ｓｉ，　０
．７％＾ｌ残部Ｆｅの組成を有する５０ｋｇの鋼塊を１
３００″Ｃで加熱したのち、熱間圧延を施して、３．０
ｍ厚の仮とした．この仮に対して、９００゜Ｃで５分間
の焼鈍を行ってノルマライジングしたのち、６０％の冷
間圧延を行って、１．２ｍｍ厚の冷延板を作製した．最
終焼鈍を１０００℃で５分間施し、冷却過程において、
７５０℃以下で、１００ｅの磁場を加え冷却速度を変え
て４００℃まで徐冷した．なお、外部印加磁場方向は、
圧延方向に一致している。

その結果を第１図に示す．冷却速度の減少と共に、最大
透磁率は、増大の傾向を示す．ただし無磁場中での冷却
の場合、最大透磁率は高々１０，　０００であるが、１
００ｅの磁場を印加した場合には、冷却速度１００℃／
ＩＩｉｎ付近から１０，０００以上を示し、特にｌＯ゜
Ｃ／ｓｉｎ以下では１５，　０００以上を示している。

次に第２図に、上記した同一試料について、最大透磁率
に及ぼす冷却過程での印加磁場強度の影響について調べ
た結果を示す．外部印加磁場の強さの増加に伴って最大
透磁率は増大ずる．特に冷却速度が１００゜Ｃ／ＩＩｌ
ｉｎ以下であると、５０ｅ以上の強さで最大透磁率１０
．０００以上を得ることができることが分った．二のこ
とにより、外部印加磁場の強さは５０ｅ以上必要である
．５０ｅに満たないと最大透磁率１０，０００以上を安
定して得るに到っていない．これは、５０ｅ以上の磁場
強度によって始めて、冷却中の原子配列が影響を受ける
ためである．また上限を特に設けなかった理由は以下に
よる．即ち外部印加磁場強度を増大させると最大透磁率
はある強さ以上では緩慢になるが、わずかに増加がみと
められるからである。

次に、本発明に於ける冷却過程で外部磁場を印加する温
度範囲は、少くともキューリー点以下４００°Ｃ以上と
する１強磁性体を含める合金の冷却過程に於ては、原子
の拡散はこの合金系のエネルギーが低くなるように任意
に配列する０強磁性体では外部磁場を印加した場合にキ
ューリー点以下の温度では磁化されるため、エネルギー
は磁場印加しない場合に比べて高い状態になる。このエ
ネルギー状態を下げるためには、磁場方向に依存した原
子配列を取ることになる。すなわち、この合金系の場合
には、Ｆｅ　−Ｆｅの強磁性原子の対が４１１場方向に
多く配列する。キューリー点以上であると強磁性は失わ
れて、外部Ｌｉ２場を印加しても磁化されないためＦｅ
　−Ｆｅ対は磁場方向に配列せず非磁性合金と同様の原
子配列を示す、したがって、磁場印加によって磁場方向
に依存したＦｅ　−Ｆｅ原子対配列を取るために、キュ
ーリー点以下で強磁性体は磁化される必要がある。しか
しながら、キューリー点以上から磁場を印加しておくの
はいっこうに差し支えなく、ただ釘１場焼鈍効果が現れ
るのは、キューリー点以下である事に代わりはなく、キ
ューリー点以上で印加した磁場エネルギーが経済的ロス
に成るに過ぎない、また、拡散による原子配列は熱活性
過程なので温度が４００°Ｃより低すぎると長時間を必
要とすることになり、また成分によっては４７５°Ｃ付
近で脆性が劣化する。但しこの脆性は、成分によっては
４７５℃で１００時間以上の保持によって顕在化するが
、４００℃程度でも本発明の冷却時間に要する範囲では
、脆性は劣化していない、キューリー点度は、後述する
ように主成分ｌＯ〜３０％Ｃｒの成分範囲では７５０〜
５８０°Ｃの範囲にある。

また本発明では、最終焼鈍後の冷却速度は０．１〜ｌＯ
Ｏ°Ｃ／ｌ１ｉｎが望ましい。

冷却速度が１００°（／ｓｉｎより大きいと、磁場を加
えたことによる最大透磁率向上の効果はみとめられても
、１０，０００以上を安定して得るに到っていないから
である。また、冷却速度が０．ｌ″（／ｗｉｎより遅い
と、５００〜４５０℃付近の滞留時間が増大し、２相分
離により、最大透磁率が低下するのでｉｏ、ｏｏ。

を安定して得られない、また、本発明では冷却速度を制
御するかわりに、キューリー点以下４００°Ｃの範囲の
任意の温度において外部磁場を加えながら保持すること
も、本発明の効果を十分に発揮するもので有り、工場生
産設備の種類によっては、有効といえる。

次に本発明に於けるＦｅ−Ｃｒ系合金の主成分はＣ「が
１０〜３０％の範囲とする。この合金系合金に於いて１
３％Ｃ「以上が耐食性を示すといわれ、またこの成分以
下ではＴ−α変態を惹起して、磁気特性。

耐食性共に劣化するとされている。しかしながら、ＩＯ
％Ｃｒ程度までは、副成分となる元素例えば、＾１．．
　Ｓｉ、　Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｍｏ、　Ｖ、　Ｎｂ＋　Ｔ
ａ＋　Ｓｒ＋　ＷなどのＩ　Ｊｆｆｉ以上を数％以下添
加することでγ−α変態を抑制できて磁気特性、耐食性
を向上できる。　Ｃｒが３０％以上になると飽和磁束密
度が著しく低下して、透磁率が減少して磁気特性は劣化
する。

〈実施例〉 実施例１ 真空溶解によって、５０ｋｇの鋼塊を作製した。＆［Ｉ
成は１３．５％Ｃｒ、１．２％Ｓｉ、０．６％＾ｌを主
成分とし、残部は実質的にＦｅからなるものである。こ
の鋼塊を１２８０℃で加熱したのち熱間圧延を施して、
３．０鴎厚の板とした。この板に対して、９００°Ｃで
５分間のノルマライジング処理を施した後冷間圧延を行
って、１．２＋ｍ厚とした。この板に１０００′ＣＸ　
Ｓ分間の焼鈍を施したのちさらに冷間圧延を施して、０
．５ｍｍＦ￥の最終仕上板とした。これに対して、ｌ０
００℃で４分間焼鈍したのち、５０°（：／ｓｉｎに冷
却速度を制御ｎシ、７２０°Ｃから４００°Ｃ迄２００
ｅの外部磁場を印加した。因みにこの材料のキューリー
点は、７１０　℃である。このときに、外部磁場を印加
しない場合を比較材とした。その結果を第１表に併せて
示す。

尚、耐食性調査のためＪＩＳ規格の３５℃８時間の塩水
噴霧試験を行った結果、目に見える錆は発生しなかった
。

＊Ｗ１０１５０は、周波数５０Ｈｚで磁束密度Ｂを１．
０Ｔ磁化したときの鉄損を意味する。

実施例２ １６％Ｃｒ、１．０％Ｓｉ、０．４％八へを主成分とし
、残部はＦｅよりなる組成の５０ｋｇ真空溶解材を作製
し、１３００°Ｃで加熱したのち熱間圧延を施して、３
．０凪厚の板とした。この仮に対して、９５０°Ｃで５
分間焼鈍したのち、１．０ｍｓ厚まで冷間圧延した。こ
れらについて、ｔｔｏｏ°ＣＸ２分間焼鈍したのち、冷
却し、７５０°Ｃから４００°Ｃまで２００ｅの外部磁
場を印加し１．０”［／＋ｗｉｎで制御冷却した後室温
まで通常の冷却を行った。制御冷却を施さなかった場合
を比較材として、第２表に結果を併記した。因みにこの
月ス：１のキューリー点は６９０°Ｃである。

尚、耐食性調査のためＪＩＳ規格の３５°Ｃ８時間の塩
水噴霧試験を行った結果、目に見える詩は発生しなかっ
た。

＊Ｗ１０１５０は、周波数５０Ｈｚで磁束密度Ｂを１．
０Ｔ磁化したときの鉄損を意味する。

実施例３ 第３表に示す成分を有する５０ｋｇ真空溶解材を作製し
、１３００°Ｃで加熱した後熱間圧延を加えて、４．０
−の板厚とした。これらの熱延板に対して、９８０°Ｃ
で３分間加熱し、室温まで冷却した後、１．２ｎｒｎ＋
厚迄冷間圧延した。この板に対して９８０°Ｃで更に３
分間の加熱を行い室温にした後、また冷間圧延を施し最
終板厚を０．５鮒とした。これらの最終冷延板に対して
１０８０°Ｃで３分間焼鈍した後、この温度から各成分
に応じたキューリー温度付近まで冷却し、その温度から
５〜２０００ｅの外部石１１場を印加して冷却速度を変
えて６００〜４００°Ｃ迄冷却した後、印加磁場をゼロ
にして空冷した。この時の印加磁場強度、冷却速度１Ｍ
ｉ場印加印加温囲が最大透磁率に及ぼす影響に付いて塩
水噴ｎ試験結果と共に、第３表に併記する。

〈発明の効果〉 本発明により、高透何ｌ率を示す耐食性軟磁性材を工業
的生産方法によって安定して製造できるようになった。

また、本発明は従来透磁率が低かったために限定されて
いたＦｅ−Ｃｒ系軟磁性材料の利用分野を拡大するもの
であり、その産業上の効果は大きい。

【図面の簡単な説明】

第１図は最大透磁率と冷却速度の関係を示すグラフ、第
２図は最大透＋（ｉ率と印力旧ｓＩ場の強さの関係を示
すグラフである。 ×１０３ 特許出廟人 川崎製鉄株式会社 （”（／ｍｉｎ）

Claims (2)

【特許請求の範囲】
1. １．　Ｃｒを１０〜３０ｗｔ％主成分として含有する耐
   食性に優れたＦｅ−Ｃｒ系合金に熱延ならびに１回以上
   の冷延と最終焼鈍を含む１回以上の焼鈍を施すことから
   なるＦｅ−Ｃｒ系軟磁性材料の製造方法において、該最
   終焼鈍を施した後の冷却工程において、キューリー点か
   ら４００℃の温度範囲内で５０ｅ以上の磁場を外部から
   印加することを特徴とする磁気特性の優れたＦｅ−Ｃｒ
   系軟磁性材料の製造方法。
2. ２．　最終焼鈍後の冷却速度を０．１〜１００℃／ｍｉ
   ｎとしたことを特徴とする請求項１記載の磁気特性の優
   れたＦｅ−Ｃｒ系軟磁性材料の製造方法。