JPH0517846A - Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の製造方法 - Google Patents
Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の製造方法Info
- Publication number
- JPH0517846A JPH0517846A JP15783991A JP15783991A JPH0517846A JP H0517846 A JPH0517846 A JP H0517846A JP 15783991 A JP15783991 A JP 15783991A JP 15783991 A JP15783991 A JP 15783991A JP H0517846 A JPH0517846 A JP H0517846A
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- Japan
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- based alloy
- capsule
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- Pending
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 従来、切削加工が極めて困難であったＦｅ−
Ａｌ−Ｓｉ系合金の切削を容易にする。 【構成】 Ａｌが２〜１５重量％、Ｓｉが５〜２０重量
％、残部が主としてＦｅからなるＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合
金を、ガスアトマイズ法によって粉末化し、これを可鍛
性カプセルに封入し、これを１０００〜１２５０℃に加
熱して２０００Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のラム圧で押出加工
して棒状に成形することを特徴とする。
Ａｌ−Ｓｉ系合金の切削を容易にする。 【構成】 Ａｌが２〜１５重量％、Ｓｉが５〜２０重量
％、残部が主としてＦｅからなるＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合
金を、ガスアトマイズ法によって粉末化し、これを可鍛
性カプセルに封入し、これを１０００〜１２５０℃に加
熱して２０００Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のラム圧で押出加工
して棒状に成形することを特徴とする。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は、磁気ヘッドのコア材
や、薄膜磁気ヘッド製造用のスパッタリングターゲット
材などに使用するＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金材料に関す
る。
や、薄膜磁気ヘッド製造用のスパッタリングターゲット
材などに使用するＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金材料に関す
る。
【０００２】
【従来の技術】Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金は、その磁気特
性が極めて優れているところから、磁気ヘッドのコア材
として、或はフエライト基盤上に薄く生成させて磁気特
性、特に飽和磁束密度を向上させた複合薄膜ヘッドの製
造用のスパッタリングターゲット材として、広く使用さ
れている。
性が極めて優れているところから、磁気ヘッドのコア材
として、或はフエライト基盤上に薄く生成させて磁気特
性、特に飽和磁束密度を向上させた複合薄膜ヘッドの製
造用のスパッタリングターゲット材として、広く使用さ
れている。
【０００３】これらのコア材やターゲット材の素材とな
る合金塊を得る方法としては、所望の成分に配合し溶
解、鋳造した後、成分偏析を少なくするために高温で均
質化の熱処理をするのが、一般的である。
る合金塊を得る方法としては、所望の成分に配合し溶
解、鋳造した後、成分偏析を少なくするために高温で均
質化の熱処理をするのが、一般的である。
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】鋳造法によって製造し
たＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金塊は、極めて脆く、欠けたり
割れたりし易い。そのために、切削加工をしようとする
と、材料に工具が接触した瞬間に材料が割れてしまい、
満足に切削加工を行なうことができない。そして、均質
化のために熱処理を行なうと、この欠点は改善されずに
逆に助長される。
たＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金塊は、極めて脆く、欠けたり
割れたりし易い。そのために、切削加工をしようとする
と、材料に工具が接触した瞬間に材料が割れてしまい、
満足に切削加工を行なうことができない。そして、均質
化のために熱処理を行なうと、この欠点は改善されずに
逆に助長される。
【０００５】従って、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の鋳造塊
から磁気ヘッドのコア材やスパッタリングターゲット材
を得るための加工方法としては、穏やかな研削加工を行
なうしかなく、研削加工は切削加工に較べて格段と加工
能率が悪いために、生産コストが嵩んでいた。そのため
に、切削加工が可能なＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の開発が
望まれていた。
から磁気ヘッドのコア材やスパッタリングターゲット材
を得るための加工方法としては、穏やかな研削加工を行
なうしかなく、研削加工は切削加工に較べて格段と加工
能率が悪いために、生産コストが嵩んでいた。そのため
に、切削加工が可能なＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の開発が
望まれていた。
【０００６】また、鋳造法によれば、鋳造塊内にミクロ
的偏析とマクロ的偏析とが現われ、このうちミクロ的偏
析は均質化熱処理によって改善されるが、マクロ的偏析
は改善することができない。そのために、合金の組成を
高度に精密に規定できないばかりでなく、全体が高度に
均質な材料を得ることができなかった。従って、マクロ
的偏析のないＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金材料の開発が望ま
れていた。
的偏析とマクロ的偏析とが現われ、このうちミクロ的偏
析は均質化熱処理によって改善されるが、マクロ的偏析
は改善することができない。そのために、合金の組成を
高度に精密に規定できないばかりでなく、全体が高度に
均質な材料を得ることができなかった。従って、マクロ
的偏析のないＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金材料の開発が望ま
れていた。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、鋳造法に
よって製造したＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金素材を詳細に調
査した結果、鋳造のままの状態では、平均結晶粒径が
０．５ｍｍ乃至２〜３ｍｍと非常に大きく、無数のミク
ロクラックやミクロポアが存在していることが判った。
そして、平均化熱処理を行なうと、結晶粒は更に巨大に
成長するが、ミクロクラック及びミクロポアの状況に改
善が認められなかった。
よって製造したＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金素材を詳細に調
査した結果、鋳造のままの状態では、平均結晶粒径が
０．５ｍｍ乃至２〜３ｍｍと非常に大きく、無数のミク
ロクラックやミクロポアが存在していることが判った。
そして、平均化熱処理を行なうと、結晶粒は更に巨大に
成長するが、ミクロクラック及びミクロポアの状況に改
善が認められなかった。
【０００８】これらの結果により、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系
合金鋳造材が脆くて切削加工できない原因は、凝固時に
発生したミクロクラックやミクロポアが起点になって粗
大結晶粒内に破壊が起こるためと判断されるに至った。
そして、この判断に基いて研究を進めた結果、平均結晶
粒径が１００μ以下、最大結晶粒径が３００μ以下で、
ミクロクラックやミクロポアがが存在していない１００
％密度の材料塊であれば、割れたり欠けたりせずに切削
加工を施しうることが判明した。
合金鋳造材が脆くて切削加工できない原因は、凝固時に
発生したミクロクラックやミクロポアが起点になって粗
大結晶粒内に破壊が起こるためと判断されるに至った。
そして、この判断に基いて研究を進めた結果、平均結晶
粒径が１００μ以下、最大結晶粒径が３００μ以下で、
ミクロクラックやミクロポアがが存在していない１００
％密度の材料塊であれば、割れたり欠けたりせずに切削
加工を施しうることが判明した。
【０００９】そして、このような材料塊は、Ａｌを２〜
１５重量％、Ｓｉを５〜２０重量％、残部が主としてＦ
ｅになるように配合した合金を、ガスアトマイズ法によ
って粉末化し、この粉末を普通鋼或は不錆鋼のような可
鍛性のカプセルに封入し、このカプセルごと上記粉末を
１０００〜１２５０℃に加熱した後、これを熱間押出機
に装填し、２０００Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のラム圧で押出
加工することにより、製造することができる。
１５重量％、Ｓｉを５〜２０重量％、残部が主としてＦ
ｅになるように配合した合金を、ガスアトマイズ法によ
って粉末化し、この粉末を普通鋼或は不錆鋼のような可
鍛性のカプセルに封入し、このカプセルごと上記粉末を
１０００〜１２５０℃に加熱した後、これを熱間押出機
に装填し、２０００Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のラム圧で押出
加工することにより、製造することができる。
【００１０】なお、粉末の焼結手段としては、粉末を直
に加圧金型に収容し、金型ごと粉末を加熱した後にプレ
スするホットプレス法が知られているが、この方法では
実用上１０００Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の加圧しかできない
ために、成形塊にミクロポアが発生する。
に加圧金型に収容し、金型ごと粉末を加熱した後にプレ
スするホットプレス法が知られているが、この方法では
実用上１０００Ｋｇｆ／ｃｍ2 程度の加圧しかできない
ために、成形塊にミクロポアが発生する。
【００１１】上述のように２０００Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
の圧縮力を得るためには、熱間押出加工するのが有効で
ある。粉末を充填したカプセルは、必要に応じ、加熱に
先立って内部を脱気したり、冷間等方圧プレスにより予
備圧縮を加えたりしてもよい。
の圧縮力を得るためには、熱間押出加工するのが有効で
ある。粉末を充填したカプセルは、必要に応じ、加熱に
先立って内部を脱気したり、冷間等方圧プレスにより予
備圧縮を加えたりしてもよい。
【００１２】
【作用】粉末粒子内の結晶粒の寸法は、ガスアトマイズ
の際の急冷によって極めて微細である。この結晶粒は、
加熱によって成長するが、熱間押出加工を行なうまでの
間は、結晶の寸法は粉末粒子の寸法に制限され、押出加
工後は速やかに冷却されるので、結晶粒の成長は停止す
る。従って、製造された材料塊中の結晶粒の寸法は、原
料粉末の粒子寸法より小さい値になる。
の際の急冷によって極めて微細である。この結晶粒は、
加熱によって成長するが、熱間押出加工を行なうまでの
間は、結晶の寸法は粉末粒子の寸法に制限され、押出加
工後は速やかに冷却されるので、結晶粒の成長は停止す
る。従って、製造された材料塊中の結晶粒の寸法は、原
料粉末の粒子寸法より小さい値になる。
【００１３】押出加工は、熱間押出機を使用することに
より、極めて短時間内に、２０００Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
の圧力を加えることができ、このような高圧力のため
に、原料粉末は塑性変形し、隣接する粒子と密接して結
合し、全く空隙やクラックが無い１００％密度の材料塊
を得ることができる。このようにして得た材料塊は、通
常の金属材料程切削が容易ではないが、割れたり欠けた
りすることなく旋盤で加工することができた。また上述
の材料塊は、鋳造では不可避の偏析が全く無いために、
各部の金属組成は高度に均一である。
より、極めて短時間内に、２０００Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上
の圧力を加えることができ、このような高圧力のため
に、原料粉末は塑性変形し、隣接する粒子と密接して結
合し、全く空隙やクラックが無い１００％密度の材料塊
を得ることができる。このようにして得た材料塊は、通
常の金属材料程切削が容易ではないが、割れたり欠けた
りすることなく旋盤で加工することができた。また上述
の材料塊は、鋳造では不可避の偏析が全く無いために、
各部の金属組成は高度に均一である。
【００１４】
【実施例】Ｆｅを８５重量％、Ｓｉを９．６重量％、Ａ
ｌを５．４重量％の割合で調整し、真空中で溶解し、ア
ルゴンガスアトマイズにより平均粒径が１５０μの球状
粉末を得た。この粉末を、外径１５０ｍｍ、長さ４００
ｍｍ、肉圧１５ｍｍのＳＵＳ３０４材製のカプセルに充
填し、脱気孔を有する同質材料の蓋を施してＴＩＧ溶接
を行ない、ロータリーポンプで脱気しながら脱気孔を封
止した。このビレットを１１５０℃に加熱して、内径１
５５ｍｍの熱間押出機のシリンダ内に装填し、ラム圧１
５００ｔで直径６０ｍｍに熱間押出加工を施し、冷却し
た。この場合の単位圧力は約８０００Ｋｇｆ／ｃｍ
2 で、押出比は６．７であった。
ｌを５．４重量％の割合で調整し、真空中で溶解し、ア
ルゴンガスアトマイズにより平均粒径が１５０μの球状
粉末を得た。この粉末を、外径１５０ｍｍ、長さ４００
ｍｍ、肉圧１５ｍｍのＳＵＳ３０４材製のカプセルに充
填し、脱気孔を有する同質材料の蓋を施してＴＩＧ溶接
を行ない、ロータリーポンプで脱気しながら脱気孔を封
止した。このビレットを１１５０℃に加熱して、内径１
５５ｍｍの熱間押出機のシリンダ内に装填し、ラム圧１
５００ｔで直径６０ｍｍに熱間押出加工を施し、冷却し
た。この場合の単位圧力は約８０００Ｋｇｆ／ｃｍ
2 で、押出比は６．７であった。
【００１５】上記製法によって得た押出材は、外周がカ
プセルから移行したＳＵＳ３０４材によって取巻かれた
１００％密度のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金であり、その平
均結晶粒径は１００μｍ、最大結晶粒径は２５０μｍで
あった。この押出材を切断し、外周のＳＵＳ３０４材を
旋削によって除去して得られた合金塊に、更に旋盤を用
いて外周面及び切断端面に切削加工を施し、直径４０ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍの円柱塊に仕上げた。
プセルから移行したＳＵＳ３０４材によって取巻かれた
１００％密度のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金であり、その平
均結晶粒径は１００μｍ、最大結晶粒径は２５０μｍで
あった。この押出材を切断し、外周のＳＵＳ３０４材を
旋削によって除去して得られた合金塊に、更に旋盤を用
いて外周面及び切断端面に切削加工を施し、直径４０ｍ
ｍ、長さ５０ｍｍの円柱塊に仕上げた。
【００１６】上述の旋盤加工の際の切削状況を表１に示
す。ここで、チップ寿命の○印は、途中でチップを交換
することなく、１箇の面を加工し得たことを示し、△印
は、１箇の面を一気に加工することができずに、途中で
チップを交換した状態を示す。また、切削状況の○印
は、材料が割れたり欠けたりせずに切削できたことを示
す。
す。ここで、チップ寿命の○印は、途中でチップを交換
することなく、１箇の面を加工し得たことを示し、△印
は、１箇の面を一気に加工することができずに、途中で
チップを交換した状態を示す。また、切削状況の○印
は、材料が割れたり欠けたりせずに切削できたことを示
す。
【表１】
【００１７】また、比較のために上記と同一組成の直径
５０ｍｍ、長さ１００ｍｍのＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金材
を鋳造によって製造し、上記と同条件で切削を試みた
が、すべて材料が割れたりチップが欠損したりして、切
削加工を行なうことができなかった。
５０ｍｍ、長さ１００ｍｍのＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金材
を鋳造によって製造し、上記と同条件で切削を試みた
が、すべて材料が割れたりチップが欠損したりして、切
削加工を行なうことができなかった。
【００１８】
【発明の効果】以上の実施例によって明らかなように、
この発明によるＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金材は、旋盤等に
よる切削加工が可能であるために、従来の穏やかな研削
加工に代えて、切削加工を採用することによって加工能
率を高めることができる。これに加え、各部の合金組成
が高度に均一で、磁気抵抗や磁気飽和の原因になるミク
ロクラックやミクロポアが存在しないために、極めて優
れた磁気特性を得ることができる。
この発明によるＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金材は、旋盤等に
よる切削加工が可能であるために、従来の穏やかな研削
加工に代えて、切削加工を採用することによって加工能
率を高めることができる。これに加え、各部の合金組成
が高度に均一で、磁気抵抗や磁気飽和の原因になるミク
ロクラックやミクロポアが存在しないために、極めて優
れた磁気特性を得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 田中 義和 兵庫県姫路市飾磨区中島字一文字3007番地 山陽特殊製鋼株式会社内
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 【請求項１】 Ａｌを２〜１５重量％、Ｓｉを５〜２０
重量％、残部が主としてＦｅからなる合金を、ガスアト
マイズ法によって粉末化し、この粉末を可鍛性カプセル
に封入し、このカプセルごと上記粉末を１０００〜１２
５０℃に加熱した後、これを熱間押出機に装填し、２０
００Ｋｇｆ／ｃｍ2 以上のラム圧力で熱間押出加工して
棒状に成形することを特徴とするＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合
金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15783991A JPH0517846A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP15783991A JPH0517846A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0517846A true JPH0517846A (ja) | 1993-01-26 |
Family
ID=15658476
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP15783991A Pending JPH0517846A (ja) | 1991-05-31 | 1991-05-31 | Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0517846A (ja) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110295311A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-01 | 北京首钢股份有限公司 | 一种调铝用铝合金及其制备方法和调铝方法 |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02129345A (ja) * | 1988-11-08 | 1990-05-17 | Sanyo Special Steel Co Ltd | Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金及びその製造方法 |
-
1991
- 1991-05-31 JP JP15783991A patent/JPH0517846A/ja active Pending
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH02129345A (ja) * | 1988-11-08 | 1990-05-17 | Sanyo Special Steel Co Ltd | Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金及びその製造方法 |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN110295311A (zh) * | 2019-07-02 | 2019-10-01 | 北京首钢股份有限公司 | 一种调铝用铝合金及其制备方法和调铝方法 |
| CN110295311B (zh) * | 2019-07-02 | 2021-01-08 | 北京首钢股份有限公司 | 一种调铝用铝合金及其制备方法和调铝方法 |
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 19970805 |