JPH0419289B2

JPH0419289B2 -

Info

Publication number: JPH0419289B2
Application number: JP62076389A
Authority: JP
Inventors: Masaomi Tsuda; Tsutomu Oomori
Original assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Current assignee: Nippon Yakin Kogyo Co Ltd
Priority date: 1987-03-31
Filing date: 1987-03-31
Publication date: 1992-03-30
Also published as: JPS63243251A

Description

【発明の詳細な説明】

（産業上の利用分野）本発明は、Fe−Ni−Cr系耐食磁性材料とその
製造方法に関し、特により高い透磁率を示し、か
つ耐食性ならびに熱間加工性にも優れた性質を示
す合金に関連し、磁気シールド材や磁気ヘツド材
として好適に用いられる耐食磁性材料とその製法
に関するものである。（従来の技術） FeにNiを50wt％（以下、単に「％」で略記す
る）程度含有させたPB級パーマロイは、その合
金が具える透磁率の高さおよび磁束密度の大きさ
などの優れた性質の故に、磁気シールド材として
多く用いられている。しかし、この合金は、大気
中で容易に発錆してしまうなど耐食性に問題点が
あつた。特に、製品の製造工程における発錆は、
工程の簡略化、歩留りの向上を阻害しコストアツ
プにつながつていた。そこで、従来、パーマロイの耐食性を改善する
ことを目的としてCrを添加することが行われて
おり、既に実用合金もいくつか開発されている。
しかし、それらの合金の共通の問題点として熱間
加工性の悪さがあり却つてコストダウンを阻害す
る結果を招いていた。これに対して本発明者らは、先に特願昭59−
14856号（特開昭60−159157号）としてFe−Ni基
合金にＢ、Tiを添加することにより熱間加工性
を改善したFe−Ni合金を提案した。しかし、こ
の合金の場合、熱間加工性は改善されるものの、
磁性合金として本来有すべき透磁率や磁束密度な
どの磁気特性が不十分であり、高感度リレーや
CPUメモリー、電磁遮蔽材としての用途に使用
するのにはなお一層の改善が望まれていた。（発明が解決しようとする問題点）上述したように従来のFe−Ni系の軟磁性材料
は、CrやＢ、Tiの添加により、耐食性や熱間加
工特性の改善は達成されたものの、上述したよう
に更に高い磁気特性を得るということに関しては
考慮されておらず、その両特性をともに改善した
ものが望まれる。本発明の目的は、こうした要請
に応えられるFe−Ni−Cr系耐食磁性材料を提案
するところにある。（問題点を解決するための手段）かような要請に十分に応えられる材料として、
本発明は、主成分としてNi：35〜65％、Cr：１
〜15％を含み、Si、Al、Ｖ、Nb、Ta、Tiおよ
びＷより選ばれるいずれか一種又は二種以上から
なる透磁率改善成分を0.5超〜５％含み、かつ
Ｂ：0.001〜0.1％含有し、残部Feおよび不可避的
不純物よりなるFe−Ni−Cr系耐食磁性材料を提
案するものである。そして、かかる耐食磁性材料の磁性特性をさら
に向上させる製造方法として、本発明は、Ni：
35〜65％、Cr：１〜15％を含み、Si、Al、Ｖ、
Nb、Ta、TiおよびＷより選ばれるいずれか一種
又は二種以上からなる透磁率改善成分を0.5超〜
５％含み、かつＢ：0.001〜0.1％含有する残部が
実質的にFeよりなる熱間圧延材または冷間圧延
材を、高真空中で熱処理することを特徴とする
Fe−Ni−Cr系耐食磁性材料の製造方法、および、 Ni：35〜65％、Cr：１〜15％を含み、Si、Al、
Ｖ、Nb、Ta、TiおよびＷより選ばれるいずれか
一種又は二種以上からなる透磁率改善成分を0.5
超〜５％含み、かつＢ：0.001〜0.1％含有する残
部が実質的にFeよりなる熱間圧延材または冷間
圧延材を、N₂、H₂、NH₃、O₂、H₂O、CO₂、
CO、Arもしくはメタンガスやエタンガスなどの
炭化水素ガスのいずれか一種のガス又は二種以上
の組合わせからなるガス中、またはこれらのガス
をごく微量含む真空に近い雰囲気中で熱処理する
ことにより、脱Ｂ処理を施すことを特徴とする
Fe−Ni−Cr系耐食磁性材料の製造方法とを提案
する。要するに、本発明思想の基本とするところは、
Ｂ添加による熱間加工性の改善にあわせ、Siや
Alなどの添加および脱Ｂ処理による磁気特性の
改善を同時に実現する技術である。（作用）まず、本発明磁性材料の成分組成を限定した理
由を述べる。 Niの含有量を35〜65％と限定したのは、35％
より少ないとパーマロイ並の磁気特性を満足しな
いからであり、一方Niが65％より多いと高価に
なるとともにCr無添加でも十分な耐食性を示す
から、Cr添加の効果がなくなることを意味する。 Crの含有量を１〜15％に限定したのは、１％
より少ないと十分な耐食性を示さず、一方15％よ
り多いと磁気特性の劣化が激しいからである。Ｂの含有量を、0.001〜0.1％と限定したのは、
0.001％より少ないと熱間加工性の改善が十分で
はなく、0.1％より多いとより以上の熱間加工性
の改善効果はないからであり、加えて磁気特性の
劣化も激しくなるためである。 Si、Al、Ｖ、Nb、Ta、TiおよびＷより選ば
れたいずれか一種又は二種以上の元素を0.5超〜
５％以下の範囲で添加することとした理由は、
0.5％以下だと十分な磁気特性改善の効果が望め
ず、一方５％を超えると透磁率に関しては改善さ
れるが、磁束密度の低下が著しくなるためであ
る。Ｂの含有量については、熱間加工性改善のため
に最低0.001％は必要とし、一方0.1％を超えて含
有させると磁気特性に一部悪影響が出るので、
0.001〜0.1％の範囲とすることが必要である。次に、本発明製造方法について説明する。本発
明の成分範囲内にある合金素材を、通常の造塊法
によりまた連続鋳造法によりインゴツトないしス
ラブとし、その後インゴツトないしスラブに対し
鍛造や熱間圧延を施し、そのままあるいは焼鈍、
酸洗後冷間圧延を行い、適当な厚さとする。その
後この圧延材を高真空中で熱処理を施すか、また
はN₂、H₂、NH₃、O₂、H₂O、CO₂、COおよび
Arと、メタンガスやエタンガスなどの通常の炭
化水素ガスの一種又は二種以上を組合わせた混合
ガス中、もしくはこれらのガスを微量に含む真空
に近い雰囲気ガス中で熱処理を施すことにより、
脱Ｂ処理をする。この熱処理は900〜1300℃の温
度で30分〜24時間行うものとする。この熱処理温度を900℃以上1300℃以下に限定
したのは、脱Ｂ処理を実用的な時間内で行うため
の要請である。このような脱Ｂ処理は、材料中に
固溶あるいはボライドとして析出しているＢを、
材料表面において雰囲気中の酸素と反応させて
B₂O₃とすることにより除去する処理である。この反応により、表面近傍のＢ濃度が低下し、
ひいてはその濃度差が駆動力となつて材料内部か
らＢが表面に向かつて拡散し、しかも表面での脱
Ｂ反応が継続することにより、材料中心部までＢ
が除去されるのである。なお、表面でのＢの酸化は速やかに起こるが、
この脱Ｂ反応を律速するのは、材料内部から表面
に向けてのＢの拡散速度である。また、この温度が900℃以下では、Ｂの拡散速
度が遅いため処理に時間がかかる。同じ温度でも
脱Ｂ処理をする材料の板厚が薄い場合には処理時
間が短く、厚い場合には長くなるので、温度と脱
Ｂに要する熱処理時間の関係は一義的には決めら
れないが、一般的に用いられる材料の厚みを0.1
mm以上、６mm（ホツトコイルの厚み）以下と想定
し、かつ、生産性の面から熱処理時間を24時間以
内と規定した場合には、前記の適当な温度範囲は
900℃以上1300℃以下の範囲となる。例えば、本
発明者らの研究によれば、厚さ６mm、Ｂ濃度0.03
％のホツトコイルをＢ濃度0.001％以下に脱Ｂ処
理する場合には、1100℃、20時間の条件が適す
る。一方、0.1mmの材料を同様に脱Ｂ処理する場合、
例えば、1300℃では数分でこの処理が完了する
が、このような薄い材料では熱処理中の自重によ
る変形も考慮しなければならず、900℃、30分と
いつた比較的低温で時間をかけた熱処理の方が適
する。以上説明したように、本発明は、脱Ｂ処理に要
する時間は、30分以上24時間以内にすること、お
よび材料の肉厚が薄い場合に自重による変形を防
止する必要があるという要請から、900℃以上
1300℃以下、30分以上24時間以内という熱処理条
件を採用する。なお、前記雰囲気ガス中で熱処理を施すと合金
中のＢ量は減少し、後述する実施例にあわせて説
明するように（第２表No.14〜17）、Ｂによる磁気
特性の低下を打ち消すことができる。（実施例）第１表に示す成分組成からなる供試材料を溶解
して各々約10Kgのインゴツトにした。このインゴ
ツトは鍛造して厚さ約10mmのスラブとした後熱間
圧延を行い厚さ５mmの板とした。さらに、冷間圧
延を行い厚さ１mmの板とした。この板より内径33
mmφ、外径45mmφのリングを製作し、高真空中、
単独ガスまたは混合ガス雰囲気中およびこれら単
独または混合ガスを微量に含む真空に近い雰囲気
中で熱処理した後磁気特性を測定した。また、耐
食試験用として50mm×50mmの試験片を製作した。熱間加工性の評価は1000℃、大気中で引張試験
を行い破断面の絞りパーセントにより行つた。耐
食性の評価は試験片を屋外に１週間暴露し発錆状
況を目視することにより行つた。その実験結果を
第２表にまとめて示す。第２表より分るように、Crを３％以上含有す
るNo.２〜18の本発明材料では、耐食性に対して
Cr添加の効果が顕著に現れている。

【表】

【表】熱間加工性に対するＢ添加の効果は、高真空中
で熱処理したNo.１〜６の1000℃における絞り値に
示すように、0.01％程度の添加で90％以上とな
り、Crの増加に従い若干絞り値が低下するもの
の、Crを５％含みＢを含まない比較材料No.19の
絞り値20％程度と比べると顕著な改善を示してい
ることが分る。また、微量のCr（0.08％）でSiは
全く含まず、Ｂを0.0095％程度含むNo.20の材料の
場合絞り値は99％となり、Cr、Si、Ｂを含まな
いNo.21の絞り値30％と較べると効果が著しいこと
が分る。さらに、Si以外の副成分を添加したNo.８
〜13の本発明材料は若干熱間加工性が劣るもの
の、操業上支障のない程度の値を得ている。磁気特性に関しては、Siを添加した例えばNo.３
とNo.７とを比較すると、Si量の多いNo.７の初比透
磁率の方が増加していることが分る。副成分（透
磁率改善成分）としてSi以外の元素を添加したNo.
８〜12の材料およびSiとAlを複合添加したNo.13
の材料についても同様の効果が認められた。しか
し、同量添加での初比透磁率改善効果はSiを単独
添加したNo.７の材料に較べると劣つている。脱Ｂ処理の効果としては、H₂、NH₃、Ar＋H₂
（９：１）、CO₂＋CH₄（９：１）の一種あるいは
二種の混合ガス中で熱処理したNo.14〜17、および
これらのガスを微量含む真空に近い雰囲気中で熱
処理したNo.14は、こうしたガス雰囲気を持たない
単なる高真空中で熱処理した同成分のもの（例え
ばNo.３）に較べてＢ量が低下しており、初比透磁
率の面で効果として顕われている。また、同供試
材料の磁気特性は、Cr、Si量が同じでＢを含ま
ない比較材料No.19よりも優れているが、これは雰
囲気中における熱処理により組織の清浄化が行わ
れたためと考えられる。Ｂ添加による磁気特性への影響としては、第２
表のNo.３とNo.19との比較に明らかなとおり、Ｂを
含有するものの場合初比透磁率の低下がある。し
かし、磁束密度に関してはこのＢ添加による悪影
響は認められない。また、副成分含有の有無は、
例えば比較材料No.18と比較すると、Si、Al、Ｖ、
Nb、Ta、TiおよびＷより選ばれたいずれか一種
または二種以上を添加した本発明材料において
は、初比透磁率が改善されていることが明らかで
ある。この場合には磁束密度が前記副成分の添加
量の増加に応じて減少することも確かめられた。（発明の効果）以上説明したように本発明によれば、Ｂ添加に
よる熱間加工性および初比透磁率等の磁気特性が
ともに優れた材料が得られるので、磁気シールド
用材料を従来のものより安価に供給することがで
きる。さらに、本発明による製造方法によれば、
磁気特性に優れたものを工程を簡略化して安価に
製造することができる。

Claims

【特許請求の範囲】１主成分としてNi：35〜65wt％、Cr：１〜
15wt％を含み、Si、Al、Ｖ、Nb、Ta、Tiおよ
びＷより選ばれるいずれか１種または２種以上か
らなる透磁率改善成分を0.5超〜5wt％含み、かつ
Ｂ：0.001〜0.1wt％含有し、残部Feおよび不可避
的不純物よりなるFe−Ni−Cr系耐食磁性材料。２ Ni：35〜65wt％、Cr：１〜15wt％を含み、
Si、Al、Ｖ、Nb、Ta、TiおよびＷより選ばれ
るいずれか１種または２種以上からなる透磁率改
善成分を0.5超〜5wt％含み、かつＢ：0.001〜
0.1wt％含有する残部が実質的にFeよりなる熱間
圧延材または冷間圧延材を、高真空中で900℃〜
1300℃、30分〜24時間の熱処理を施すことによ
り、脱Ｂ処理を行うことを特徴とするFe−Ni−
Cr系耐食磁性材料の製造方法。３ Ni：35〜65wt％、Cr：１〜15wt％を含み、
Si、Al、Ｖ、Nb、Ta、TiおよびＷより選ばれ
るいずれか１種または２種以上からなる透磁率改
善成分を0.5超〜5wt％含み、かつＢ：0.001〜
0.1wt％含有する残部が実質的にFeよりなる熱間
圧延材または冷間圧延材を、N₂、H₂、NH₃、
O₂、H₂O、CO₂、CO、Arもしくはメタンガスや
エタンガスなどの炭化水素ガスのいずれか１種の
ガスまたは２種以上の組合わせからなるガス中、
またはこれらのガスをごく微量含む真空に近い雰
囲気ガス中で900〜1300℃、30分〜24時間の熱処
理を施すことにより、脱Ｂ処理を行うことを特徴
とするFe−Ni−Cr系耐食磁性材料の製造方法。