JPH0377264B2

JPH0377264B2 -

Info

Publication number: JPH0377264B2
Application number: JP19195685A
Authority: JP
Inventors: Wataru Yamagishi; Kaoru Hashimoto
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1985-09-02
Filing date: 1985-09-02
Publication date: 1991-12-10
Also published as: JPS6254041A

Description

【発明の詳細な説明】〔概要〕鉄−50％コバルト合金を粉末治金法で製造し、
かつ高密度の焼結体を実現して優れた軟磁性材料
を提供するためにHIP処理を行なう。

〔産業上の利用分野〕

本発明は、鉄コバルト焼結合金の製法、特に、
軟磁性材料である鉄−50％コバルト系合金の粉末
治金法による製法に係る。

〔従来の技術〕

従来、軟質性材料としては、鉄、珪素鋼、パー
マロイ（Ni40〜90％、残部Feの完全固溶体合金
の商品名）、センダスト（A15％、Si9％残部Feを
含む鉄合金の商品名）、パーメンジユール（Co50
％、残部Feの合金の商品名）などが知られてい
る。

〔発明が解決しようとする問題点〕

上記軟質磁性材料のうち最も高い磁束密度
（2.35T）を有するのがパーメンジユールである
が、この合金はきわめてもろく、冷間加工が不可
能に近いという欠点がある。そこで、バナジウム
を約２％添加することにより、冷間加工性を改善
したものとして2V−パーメンジユールが知られ
ているが、未だ充分な加工性を有するに至つてい
ない。

粉末治金法は、このような難加工性材料の成形
体の有力な製造方法の一つである。

しかし、鉄粉とコバルト粉を混合して、成形、
焼結した場合、鉄のコバルトへの拡散係数がコバ
ルトの鉄への拡散係数よりも大きいので鉄にカー
ケンドールボイドが発生すること、および高温焼
結時におけるFe−Co合金の結晶構造に起因する
拡散係数の低さのために、焼結体の高密度化が困
難であり、実用性のある磁気的性質を有する材料
を得ることはできない。これらを解決するために
種々の添加元素の効果が調べられているが、未だ
根本的な解決に至つていない。

また、Fe−50％Co合金溶解材粉を成形、焼結
する場合、最終的な焼結密度に大きな影響を持つ
粉末の圧縮性がFe−50％Co組成における規則格
子の形成に起因する高硬度のために相当に悪いと
いう欠点がある。

〔問題点を解決するための手段及び作用〕

本発明は、上記問題点を解決するために、鉄粉
（Fe粉）とコバルト粉（Co粉）と必要に応じて鉄
コバルト合金粉（Fe−Co合金粉）との混合粉を
出発材料として圧縮形成し、焼結して鉄−50％コ
バルト（Fe−50％Co）焼結合金成型品を製造す
る方法において、温度1000〜1350℃、圧力1000Kg
ｆ／cm²以上、時間0.5h以上のHIP（熱間静水圧プ
レス）処理を適用する。

HIP処理の適用により粉末治金法により得られ
るFe−50％Co焼結合金の密度が向上する。

HIP処理の適用は、一般的には、圧縮成形処理
後先ず常圧焼結しその後で行なう方が好ましい。
その理由はオープンポアが存在すると圧力がかか
りにくいからで、最適条件にて常圧焼結を行い、
オープンポアを少なくするほどHIPの効果が大き
い。

HIP処理において、温度は1000〜1350℃好まし
くは1300℃である。1350℃より高温では焼結体が
融解してしまい、1000℃より低温では緻密化され
ない。圧力は500Kgｆ／cm²以上、通常800〜1200Kg
ｆ／cm²、好ましくは1000Kgｆ／cm²である。800Kg
ｆ／cm²より低圧では緻密化が進行せず、また1200
Kgｆ／cm²より高圧にしてもそれ以上の密度の向上
は認められない。時間は0.5h以上、通常0.5〜2h、
好ましくは1hである。0.5hより短時間では緻密化
が向上せず、また2hより長時間HIPを適用しても
それ以上の密度の向上は認められない。

我々は、先に、特願昭60−104946号において、
出発金属粉中に規則格子を形成していないFe−
Co合金粉を用いることにより粉末治金法で高密
度のFe−50％Co焼結合金を得ることができるこ
とを開示した。この手法はここでも併用すること
が可能である。規則格子を有さないFe−Co合金
粉としては、規則格子を有するFe−50％Co合金
溶解材を急冷して規則格子を解いたもの、あるい
はFeに富むFe−Co合金が用いられる。

〔実施例〕

原料粉として、−200メツシユの電解Fe粉、−
400メツシユ還元Co粉、および−350メツシユの
アトマイズFe−50％Co合金粉を用意し、合金粉
の量を０〜60重量％の範囲内で変え、Fe／Co＝
１となるようにし、さらに潤滑剤として0.75質量
％のステアリン酸亜鉛を加えて混合した。これら
の混合粉を392MPa（4t／cm²）の成形圧力でφ45×
φ35×7^tの形状に圧粉成形した。その後、400℃に
おいて圧粉体より前述の潤滑剤を除去してから、
750〜850℃において１時間水素雰囲気にて予備焼
結し、さらに588MPa（6t／cm²）の圧力で再圧縮
成形した。次いでプツシヤー型水素雰囲気炉にて
1400℃で１時間常圧焼結した。それから、1300℃
まで真空昇温した後、1000Kgｆ／cm²までArガス
により昇圧して昇温先行型のHIP処理を行い、
1300℃、1000Kgｆ／cm²に１時間保持した。

得られた材料の特性を下記の方法で評価した。

〔焼結密度〕

JIS Ｚ 2505に規定されている。『金属焼結体
の密度測定方法』によつて焼結密度を求め、溶解
材のFe−50％Co合金（パーメンジユール）の密
度8.18（ｇ／c.c.）〔アール・エム・ボゾース〕（R.
M.Bozorth）：フエロマグネテイズム
（Ferromagnetism）、デー・フアン・ノストラン
ド社（D.Van Nostrand CO.、Inc.）、P.190
（1964）参照〕で除して相対密度とした。

〔グリーン密度〕

試料の寸法および重量をもとに計算により求め
た。

〔磁気的性質〕

得られた焼結合金に励磁コイル及びサーチコイ
ルを共に42ターン巻いて最大印加場4kA／ｍ
（50Oe）にて直流自磁束計によりBHヒステリシ
ス曲線を描いて磁束密度、保持力、および透磁率
を求めた。

第１図は、常圧焼結後とHIP処理後の焼結品の
相対密度を、比較のために圧縮成形後のグリーン
の相対密度と共に図示したものである。同図か
ら、HIP処理を行なうことによつて、焼結密度が
大幅に向上し、Fe粉、Co粉、Fe−50％Coの混合
割合にかかわらずいずれも99％以上の焼結密度を
示すことが認められる。

第２〜４図は常圧焼結後およびHIP処理後の結
晶体のそれぞれ磁束密度（B_4K）、保磁力（H_C）
および最大透磁率（μｍ）を図示したものであ
る。これらの図から、HIP処理により軟質磁性材
料として好ましい磁気的性質（高磁束密度、低保
磁力、高透磁率）が向上することが認められる。

また、第１〜４図のすべてにおいてFe−50％
Co合金粉を添加した場合、少なくとも60質量％
の範囲までは添加量と共に特性が向上することが
認められる。

〔発明の効果〕

本発明によれば、HIPを適用することにより焼
結密度を高め、その結果として、実用性のある磁
気的性質を有するFe−Co合金を得ることができ
る。したがつて本発明に係る焼結軟質磁性材料を
電磁部品に応用すれば、切削加工が非常に困難な
パーメンジユール溶解材を用いるよりも経済的で
ある。

【図面の簡単な説明】

第１〜４図は常圧焼結体とHIP処理品のそれぞ
れ密度（第１図）、磁束密度（第２図）、保磁力
（第３図）、最大透磁率（第４図）をFe−50％Co
合金粉の含有量の関数として表わしたグラフ図で
ある。

Claims

【特許請求の範囲】

１鉄粉とコバルト粉、または鉄粉とコバルト粉
と鉄コバルト合金粉の混合粉を出発材料として圧
縮形成し、焼結して鉄−50％コバルト焼結合金成
形品を製造する方法において、温度1000〜1350
℃、圧力800Kgｆ／cm²以上、時間0.5h以上の条件
の熱間静水圧プレス（HIP）処理工程を含むこと
を特徴とする鉄コバルト焼結合金の製法。