JPH05295402A - Flat fe base soft magnetic alloy powder and its production and coating liquid for magnetic shielding containing the powder - Google Patents

Flat fe base soft magnetic alloy powder and its production and coating liquid for magnetic shielding containing the powder

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JPH05295402A
JPH05295402A JP4129609A JP12960992A JPH05295402A JP H05295402 A JPH05295402 A JP H05295402A JP 4129609 A JP4129609 A JP 4129609A JP 12960992 A JP12960992 A JP 12960992A JP H05295402 A JPH05295402 A JP H05295402A
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powder
less
flat
soft magnetic
alloy powder
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JP4129609A
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Japanese (ja)
Inventor
Takeshi Masumoto
健 増本
Akihisa Inoue
明久 井上
Masahiro Oguchi
昌弘 小口
Katsuyuki Yoshizawa
克之 吉沢
Seisaku Suzuki
清策 鈴木
Teruhiro Makino
彰宏 牧野
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Teikoku Piston Ring Co Ltd
Alps Alpine Co Ltd
Original Assignee
Alps Electric Co Ltd
Teikoku Piston Ring Co Ltd
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Abstract

PURPOSE:To develop the soft magnetic Fe base alloy powder having excellent magnetic shielding characteristics by forming an Fe alloy melt having a specific compsn. as droplets by a gas spraying, then quenching and solidifying the droplets. CONSTITUTION:The melt 1 of the Fe base alloy of the compsn. expressed by general formula Fe100-a-bMaBb or F100-c-d-eMcBdMe' (where M is one or two kinds among Ti, Zr, Hf, Nb and Ta; M is one or two kinds of Cu and Au; 5<=a<=1, 1<=b<=8, 5<=c<=10, 1<=d<=8, 1<=e<=3 by atomic %) is discharged from a nozzle 2 in the bottom of a container and an inert gas, such as Ar, is injected from a nozzle 3 to the molten flow of the alloy to form fine liquid drops shape 5 which are then brought into collision against a rotationally quenching body 4 having a circular conical shape. At least >=90% covolumetric rate of the alloy liquid drops 5 is the solid soln. of Fe having a bcc structure of <50nm average crystal grain size and the balance is the flat Fe base fine powder of an amorphous phase having >5 aspect ratio, >5mum minor diameter and <500mum major diameter. The powder is heat treated at 450 to 700 deg.C and the Fe base alloy powder having the excellent magnetic shielding characteristic is produced.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、軟磁性に優れた扁平状
Fe基合金粉末、その製造法及びそれを含む磁気シール
ド塗料に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a flat Fe-based alloy powder having excellent soft magnetism, a method for producing the same, and a magnetic shield coating containing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気シールド塗料は、塗布するだけで磁
気シールド効果が得られるので、任意形状のものをシー
ルドするのに適している。磁気シールド塗料は、一般に
は塗料用樹脂成分に軟磁性粉末からなるフィラーを添加
したもので構成される。
2. Description of the Related Art A magnetic shield paint can obtain a magnetic shield effect by simply applying it, and is therefore suitable for shielding an arbitrary shape. The magnetic shield paint is generally composed of a paint resin component to which a filler made of soft magnetic powder is added.

【0003】このフィラーとしては、高透磁率の軟磁性
粉末が有用であり、このような高透磁率材料としては、
Co基非晶質合金が知られている。また、フィラーとし
て、アスペクト比(厚さに対する長径の比)が大きな扁
平状粉末を用いると、その形状からフィラーが塗料樹脂
中に配向性をもって配列する、すなわち最も反磁場係数
の低い方向に配列するため、塗膜の面方向の透磁率が高
められる。
As the filler, a soft magnetic powder having a high magnetic permeability is useful. As such a high magnetic permeability material,
Co-based amorphous alloys are known. When a flat powder having a large aspect ratio (ratio of major axis to thickness) is used as the filler, the filler is arranged in the paint resin with orientation due to its shape, that is, the filler is arranged in the direction having the lowest demagnetizing field coefficient. Therefore, the magnetic permeability in the surface direction of the coating film is increased.

【0004】このようなフィラーの作製方法としては、
合金の溶湯を急冷して得た薄帯、球状又は塊状粉末を機
械的にとう砕して薄片化する方法が知られている。
As a method for producing such a filler,
There is known a method in which a ribbon, spherical or lumpy powder obtained by quenching a molten alloy is mechanically crushed into flakes.

【0005】また、近年、磁性材料部品の形状が複雑化
したことや、より高周波領域で使用する目的のため、コ
ア等の製造方法として、軟磁性粉末を固化する方法も多
く採用されている。
Further, in recent years, a method of solidifying a soft magnetic powder has been widely adopted as a method of manufacturing a core or the like in order to complicate the shape of a magnetic material part and to use it in a higher frequency region.

【0006】更に、Fe−Zr−B系の非晶質合金薄帯
を熱処理し、15−20nmの均一な微細結晶質組織に
することにより、高透磁率と高磁束密度を兼ね備えたF
e基軟磁性材料が得られることが報告されている(Mate
rials Transactions, JIM, Vol.31, No.8 (1990), pp74
3 参照)。
Further, the Fe-Zr-B type amorphous alloy ribbon is heat-treated to form a uniform fine crystalline structure of 15-20 nm, whereby F having both high magnetic permeability and high magnetic flux density is obtained.
It has been reported that an e-based soft magnetic material can be obtained (Mate
rials Transactions, JIM, Vol.31, No.8 (1990), pp74
3).

【0007】[0007]

【発明が解決しようとする課題】Co基非晶質合金は、
高透磁率を有しているが、飽和磁束密度が10,000G(ガ
ウス)以下であり、また、近年Co価格が急騰したた
め、これに代わる材料として、飽和磁束密度が大きく、
しかも高透磁率を有するFe基軟磁性材料が求められて
いる。
The Co-based amorphous alloy is
It has a high magnetic permeability, but its saturation magnetic flux density is 10,000 G (Gauss) or less, and since the Co price has surged in recent years, it has a large saturation magnetic flux density as an alternative material.
Moreover, there is a demand for Fe-based soft magnetic materials having high magnetic permeability.

【0008】しかしながら、Fe基軟磁性非晶質合金
は、磁歪が大きいため、機械的とう砕による歪により透
磁率が劣下する欠点がある。また、機械的とう砕の場
合、軟磁性材料の他に、助剤としてオレイン酸、ステア
リン酸等を添加したり、湿式で行うため、助剤や溶剤の
除去等工数がかかる欠点がある。このため、溶湯から直
接扁平状粉末を製造する方法が望まれていた。
However, since the Fe-based soft magnetic amorphous alloy has a large magnetostriction, it has a drawback that the magnetic permeability is deteriorated due to strain due to mechanical crushing. Further, in the case of mechanical crushing, oleic acid, stearic acid or the like is added as an auxiliary agent in addition to the soft magnetic material, or the method is carried out by a wet method. Therefore, a method for directly producing a flat powder from a molten metal has been desired.

【0009】一方、粉末の固化による磁性材料部品の作
製の場合、使用する粉末はほとんど球状あるいは塊状で
あるため、磁気的に異方性をもたせることができず、反
磁場係数の低い方向に配列し易い扁平状粉末による高透
磁率化が望まれていた。
On the other hand, when the magnetic material parts are manufactured by solidifying the powder, since the powder used is almost spherical or lumpy, it is impossible to impart magnetic anisotropy, and the particles are arranged in the direction of low demagnetizing field. It has been desired to increase the magnetic permeability by using a flat powder that is easy to do.

【0010】また、粉末を大量に得る方法としては、不
活性ガスによる噴霧法が有効であるが、冷却速度が10
3 ℃/sec程度であるため、Fe−Zr−B系では非
晶質単相の粉末を得ることができなかった。
As a method for obtaining a large amount of powder, an atomizing method using an inert gas is effective, but the cooling rate is 10
Since it was about 3 ° C./sec, an amorphous single-phase powder could not be obtained with the Fe—Zr—B system.

【0011】したがって、本発明の目的は、高透磁率で
飽和磁束密度が高く、塗料化して塗布したときの配向性
が良好な高透磁率扁平状軟磁性粉末と、この粉末の工業
的な製造法と、この粉末を含む磁気シールド塗料を提供
することにある。
Accordingly, an object of the present invention is to provide a high magnetic permeability flat soft magnetic powder having a high magnetic permeability and a high saturation magnetic flux density and a good orientation when applied as a paint, and an industrial production of this powder. Method and a magnetic shield coating containing this powder.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】本発明者らは、より優れ
た扁平状軟磁性合金粉末を得るため、種々の組成を有
し、種々の熱処理を施して得られた粉末について、それ
らの組織及び磁気特性について検討した。その結果、特
定の組成を有する合金の溶湯を急冷凝固して作製した非
晶質粉末を、特定の温度範囲で熱処理することにより、
平均粒径が50nm以下でbcc構造のFe固溶体が、
少なくとも体積率で90%以上の組織を有する粉末が得
られ、この粉末の磁気特性を測定した結果、飽和磁束密
度が10,000G以上であることを見出し、本発明を完成す
るに至った。
In order to obtain a more excellent flat soft magnetic alloy powder, the present inventors have investigated the texture of powders having various compositions and various heat treatments. And the magnetic characteristics were investigated. As a result, the amorphous powder produced by rapidly solidifying the melt of the alloy having the specific composition, by heat treatment in a specific temperature range,
An Fe solid solution having an average particle size of 50 nm or less and a bcc structure is
A powder having a structure of at least 90% in volume ratio was obtained, and as a result of measuring the magnetic characteristics of this powder, it was found that the saturation magnetic flux density was 10,000 G or more, and the present invention was completed.

【0013】すなわち、本発明の高透磁率扁平状軟磁性
粉末は、(1) 一般式Fe100-a-bab (但し、Mは
Ti、Zr、Hf、Nb、Taから選ばれる1種又は2
種以上の元素であり、a、bは原子%で5≦a≦10、
1≦b≦8である。)、又は、(2) 一般式Fe
100-c-d-ecd M’e (但し、MはTi、Zr、H
f、Nb、Taから選ばれる1種又は2種以上の元素、
M’はCu、Auから選ばれる1種又は2種の元素であ
り、c、d、eは原子%で5≦c≦10、1≦b≦8、
1≦e≦3である。)で示される組成を有し、少なくと
も体積率で90%以上が、平均結晶粒径50nm以下の
微細結晶からなる組織をもち、厚さ5μm以下、アスペ
クト比(厚さに対する長径の比)5以上、短径5μm以
上、長径500μm以下の形状を有することを特徴とす
る。
[0013] That is, high permeability flat soft magnetic powder of the present invention, (1) the general formula Fe 100-ab M a B b ( where one M is selected Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Or 2
Is an element of at least one kind, and a and b are 5% a ≦ 10 in atomic%,
1 ≦ b ≦ 8. ), Or (2) the general formula Fe
100-cde M c B d M ' e (However, M is Ti, Zr, H
one or more elements selected from f, Nb, and Ta,
M ′ is one or two elements selected from Cu and Au, and c, d, and e are 5% or less in atomic% and 5 ≦ c ≦ 10 or 1 ≦ b ≦ 8.
1 ≦ e ≦ 3. ), Having a composition of fine crystals having an average crystal grain size of 50 nm or less, at least 90% or more in volume ratio, and having a thickness of 5 μm or less and an aspect ratio (ratio of major axis to thickness) of 5 or more. It has a shape with a minor axis of 5 μm or more and a major axis of 500 μm or less.

【0014】また、本発明の高透磁率扁平状軟磁性粉末
の製造法は、前記(1) 又は(2) の一般式で示される組成
の合金溶湯をノズルから流出させ、この溶湯にガスを噴
霧することによって溶湯の液滴を生成させ、この液滴流
方向に配置された円錐型又はホーン型の回転冷却体の表
面に、前記液滴を凝固しないうちに衝突させて急冷凝固
させることにより、非晶質相からなる粉末を得、この粉
末を450〜700℃の温度範囲で熱処理することを特
徴とする。
Further, in the method for producing the flattened soft magnetic powder having high magnetic permeability of the present invention, the molten alloy having the composition represented by the general formula (1) or (2) is caused to flow out from the nozzle, and the molten metal is gasified. By generating droplets of the molten metal by spraying, the droplets collide with the surface of the conical or horn type rotary cooling body arranged in the droplet flow direction before solidifying and rapidly cooling and solidifying the droplets. A powder having an amorphous phase is obtained, and the powder is heat-treated in the temperature range of 450 to 700 ° C.

【0015】更に、本発明の磁気シールド塗料は、塗料
用樹脂成分と、前記扁平状Fe基軟磁性合金粉末とを含
有することを特徴とする。
Furthermore, the magnetic shield paint of the present invention is characterized by containing a paint resin component and the flat Fe-based soft magnetic alloy powder.

【0016】以下、本発明について更に詳細に説明す
る。
The present invention will be described in more detail below.

【0017】本発明において合金組成を限定した理由に
ついて述べると、M量が5原子%未満又は10原子%を
超えるもの、及びB量が1原子%未満のものでは、非晶
質単相を得ることができず、またB量が8原子%を超え
るものは、ほう化物が析出してしまい、いずれも熱処理
後の組織で結晶粒径が50nm以上となるので好ましく
ない。また、M’の添加は、結晶化の際に核を形成し結
晶粒の成長を抑制する効果があるので好ましいが、M’
量が3原子%を超えるものは非晶質単相が得られず、上
記と同様に結晶粒径が50nm以上となるので好ましく
ない。
The reason why the alloy composition is limited in the present invention will be described. If the M content is less than 5 atom% or more than 10 atom% and the B content is less than 1 atom%, an amorphous single phase is obtained. If the amount of B is more than 8 atomic%, boride will be precipitated and the crystal grain size will be 50 nm or more in the structure after heat treatment, which is not preferable. Further, addition of M ′ is preferable because it has the effect of forming nuclei during crystallization and suppressing the growth of crystal grains.
If the amount exceeds 3 atomic%, an amorphous single phase cannot be obtained, and the crystal grain size becomes 50 nm or more as in the above case, which is not preferable.

【0018】粉末の形状を限定した理由について述べる
と、厚さが5μmを超えると、塗料用フィラーとして使
用する場合、塗膜の平滑度が悪くなり、実質アスペクト
比が小さくなるので好ましくない。また、短径が5μm
以下では、アスペクト比が小さくなり、長径が500μ
mを超えると、塗膜の強度が劣化するので好ましくな
い。更に、アスペクト比が5未満だと、粉末自身の反磁
場係数が大きくなるとともに、塗料として使用する場合
あるいは固化する場合に、配向性をもって配列しにくく
なる。
The reason why the shape of the powder is limited is as follows. When the thickness exceeds 5 μm, when used as a filler for paint, the smoothness of the coating film deteriorates and the actual aspect ratio becomes small, which is not preferable. Also, the minor axis is 5 μm
Below, the aspect ratio becomes smaller and the major axis becomes 500μ.
If it exceeds m, the strength of the coating film deteriorates, which is not preferable. Further, if the aspect ratio is less than 5, the demagnetizing field coefficient of the powder itself becomes large, and it becomes difficult to arrange the powder with orientation when used as a paint or when solidified.

【0019】更に、組織中における微細結晶の量を限定
した理由について述べると、微細結晶が体積率で90%
以下の場合、微細結晶粒以外の部分は非晶質相であり、
非晶質金属はインバー効果により優れた軟磁気特性を示
さないので、全体として軟磁気特性が低下し、好ましく
ない。
Further, the reason for limiting the amount of fine crystals in the structure will be described. The fine crystals have a volume ratio of 90%.
In the following cases, the part other than the fine crystal grains is an amorphous phase,
Amorphous metals do not exhibit excellent soft magnetic characteristics due to the Invar effect, so that the soft magnetic characteristics are deteriorated as a whole, which is not preferable.

【0020】なお、本発明の好ましい態様では、前記微
細結晶は、bcc構造を有するFe固溶体からなる。
In a preferred aspect of the present invention, the fine crystals are made of an Fe solid solution having a bcc structure.

【0021】本発明の製造法において、得られた非晶質
粉末の熱処理温度を限定した理由について述べると、熱
処理温度が450℃未満では、結晶質相の量が体積率で
90%以下になり、また、700℃を超えると、bcc
構造のFe固溶体が分解し、粗大な金属間化合物が析出
し、軟磁気特性の劣化を起こすので好ましくない。
In the production method of the present invention, the reason why the heat treatment temperature of the obtained amorphous powder is limited will be described. When the heat treatment temperature is lower than 450 ° C., the amount of the crystalline phase becomes 90% or less by volume. In addition, when the temperature exceeds 700 ° C, bcc
The Fe solid solution having a structure is decomposed, coarse intermetallic compounds are deposited, and soft magnetic properties are deteriorated, which is not preferable.

【0022】本発明の磁気シールド塗料は、塗料用樹脂
成分と、前記扁平状Fe基軟磁性合金粉末とを含有する
ものであればよいが、良好な磁気シールド特性を付与す
るとともに、塗料としての特性を損なわないようにする
ため、扁平状Fe基軟磁性合金粉末の配合量は、15〜
35体積%とすることが好ましい。
The magnetic shield paint of the present invention may be any one as long as it contains the resin component for paint and the flattened Fe-based soft magnetic alloy powder, but it imparts good magnetic shield properties and at the same time as a paint. In order not to impair the characteristics, the compounding amount of the flat Fe-based soft magnetic alloy powder is 15 to 15.
It is preferably 35% by volume.

【0023】塗料用樹脂成分としては、一般的に塗料に
使用される樹脂であればよく、例えば、塩化ビニル、酢
酸ビニル、アクリル、ポリウレタン、エポキシ、ポリエ
ステルなど、各種の樹脂を使用できる。また、塗料用樹
脂成分と、上記合金粉末の他に、必要に応じて、溶剤、
硬化剤、顔料、増粘剤、分散剤、安定剤など、通常の塗
料に用いられる各種添加剤を添加してもよい。
The resin component for paint may be any resin generally used in paints, and various resins such as vinyl chloride, vinyl acetate, acrylic, polyurethane, epoxy and polyester can be used. Further, in addition to the resin component for paint and the alloy powder, if necessary, a solvent,
You may add various additives normally used for coating materials, such as a hardening agent, a pigment, a thickener, a dispersant, and a stabilizer.

【0024】本発明の扁平状Fe基軟磁性合金粉末は、
磁気シールド塗料だけでなく、例えばプラスチックなど
に添加して、磁気シールド特性を有するシート、カバ
ー、ハウジングなどを作るのに利用することもできる。
更に、この粉末を適当な樹脂バインダーで固化すること
により、コア材料などを作ることもできる。
The flat Fe-based soft magnetic alloy powder of the present invention is
In addition to the magnetic shield paint, it can be added to, for example, plastics and the like to be used for producing a sheet, a cover, a housing and the like having magnetic shield characteristics.
Further, by solidifying this powder with an appropriate resin binder, a core material or the like can be prepared.

【0025】[0025]

【作用】本発明の扁平状Fe基軟磁性合金粉末は、前記
(1) 又は(2) の一般式で示される組成からなり、少なく
とも体積率で90%以上が、平均結晶粒径50nm以下
の微細結晶からなる組織を有するので、軟磁気特性に優
れるとともに、高透磁率を有し、飽和磁束密度が大き
い。このため、優れた磁気シールド特性を有しており、
磁気シールド材料として各種の用途に利用することがで
きる。
The flattened Fe-based soft magnetic alloy powder of the present invention is
The composition is represented by the general formula (1) or (2), and at least 90% or more by volume has a structure composed of fine crystals having an average crystal grain size of 50 nm or less. It has magnetic permeability and high saturation magnetic flux density. Therefore, it has excellent magnetic shield characteristics,
It can be used for various purposes as a magnetic shield material.

【0026】また、厚さ5μm以下、アスペクト比5以
上、短径5μm以上、長径500μm以下の形状を有す
るので、例えば磁気シールド塗料のフィラーとして利用
したとき、塗料の平滑性や強度を損なうことがなく、粉
末が良好に配向して磁気シールド特性を向上させること
ができる。
Further, since it has a thickness of 5 μm or less, an aspect ratio of 5 or more, a short diameter of 5 μm or more, and a long diameter of 500 μm or less, when it is used as a filler for a magnetic shield paint, the smoothness and strength of the paint may be impaired. However, the powder can be favorably oriented and the magnetic shield characteristics can be improved.

【0027】一方、本発明の製造法によれば、前述した
ような形状を有する粉末を工業的に効率よく製造するこ
とができる。また、急冷凝固により作製した非晶質粉末
を、450〜700℃の温度範囲で熱処理することによ
り、前述したような微細結晶質の組織を有する粉末を効
率よく製造することができる。
On the other hand, according to the production method of the present invention, the powder having the above-mentioned shape can be industrially produced efficiently. Further, by heat-treating the amorphous powder produced by rapid solidification in the temperature range of 450 to 700 ° C., the powder having the above-described fine crystalline structure can be efficiently produced.

【0028】本発明の磁気シールド塗料によれば、前記
扁平状Fe基軟磁性合金粉末を含むことにより、平滑性
や強度を損なうことなく、優れた磁気シールド特性を有
する塗膜が得られる。また、磁気シールドを必要とされ
る部分に塗布するだけで、磁気シールドを施すことがで
きる。
According to the magnetic shield coating composition of the present invention, by containing the flat Fe-based soft magnetic alloy powder, a coating film having excellent magnetic shield properties can be obtained without impairing smoothness and strength. Moreover, the magnetic shield can be provided only by applying the magnetic shield to a required portion.

【0029】[0029]

【実施例】図1には、本発明の合金粉末を製造するため
の装置の一例が示されている。すなわち、ルツボにて溶
融された合金の溶湯1を流出するノズル2が設置されて
おり、落下する溶湯1に対して高圧の噴射ガスを吹き付
ける噴霧化ノズル3が設置されている。噴霧化ノズル3
はノズル2を囲むように例えば円形に配置され、多数の
噴出口から溶湯1の流れに向けて高速ガスを噴出する構
造となっている。ノズル2の下方には、円錘型の回転冷
却体4がその回転軸をノズル2の直下からやや横にずら
して配置されている。
FIG. 1 shows an example of an apparatus for producing the alloy powder of the present invention. That is, a nozzle 2 for flowing out a molten alloy 1 melted in a crucible is installed, and an atomizing nozzle 3 for blowing a high-pressure injection gas to the falling molten metal 1 is installed. Atomizing nozzle 3
Are arranged, for example, in a circular shape so as to surround the nozzle 2, and have a structure in which a high-speed gas is ejected from a large number of ejection ports toward the flow of the molten metal 1. A cone-shaped rotary cooling body 4 is arranged below the nozzle 2 with its rotation axis slightly laterally displaced from directly below the nozzle 2.

【0030】したがって、ノズル2から流出し落下する
溶湯1の流れに対して、噴霧化ノズル3から高圧の噴出
ガスが吹き付けられ、これによって溶湯1の液滴5が形
成される。この液滴5は、下方に向けて広がりながら飛
散し、回転冷却体4の円錐面に衝突し急冷凝固し、扁平
化された合金粉末6が形成される。
Therefore, a high-pressure jet gas is blown from the atomizing nozzle 3 to the flow of the molten metal 1 flowing out of the nozzle 2 and falling, whereby droplets 5 of the molten metal 1 are formed. The droplets 5 spread and spread downward, collide with the conical surface of the rotary cooling body 4 and rapidly solidify to form a flattened alloy powder 6.

【0031】この場合、噴霧化ノズル3からの噴射ガス
圧は、好ましくは30kg/cm2以上とされる。ま
た、噴射ガスとしては、例えばアルゴン、ヘリウム、窒
素、あるいはそれらの混合ガスなど、各種のものが使用
可能である。更に、回転冷却体4は、例えば水冷などの
手段によって50℃以下に冷却されることが好ましく、
回転数は2000〜10000rpmとされることが好
ましい。
In this case, the injection gas pressure from the atomizing nozzle 3 is preferably 30 kg / cm 2 or more. In addition, various kinds of gas such as argon, helium, nitrogen, or a mixed gas thereof can be used as the injection gas. Further, the rotary cooling body 4 is preferably cooled to 50 ° C. or lower by means such as water cooling,
The rotation speed is preferably 2000 to 10000 rpm.

【0032】以下、実験例により更に具体的に説明を行
う。 (1)合金粉末の作製 図1に示した装置を用い、表1(後に記載する)示す試
料No.1〜10の組成の合金をそれぞれルツボに入
れ、1300℃で溶融させ溶湯とした。この溶湯1をノ
ズル2から流出滴下させ、この溶湯1に対して噴霧化ノ
ズル3よりアルゴンガスを100kg/cm2 の圧力で
吹き付けて液滴5を形成し、この液滴5をロール径20
0mm、円錘角度90度、回転数7200rpmの回転
冷却体4に衝突させ、小判形状の扁平状粉末6を得た。
A more specific description will be given below with reference to experimental examples. (1) Preparation of alloy powder Sample No. 1 shown in Table 1 (described later) using the apparatus shown in FIG. Alloys having compositions of 1 to 10 were placed in crucibles and melted at 1300 ° C. to obtain molten metal. This molten metal 1 is made to flow out from the nozzle 2 and dropped, and an argon gas is sprayed onto this molten metal 1 from the atomizing nozzle 3 at a pressure of 100 kg / cm 2 to form droplets 5.
It collided with the rotary cooling body 4 having 0 mm, a cone angle of 90 degrees, and a rotation speed of 7,200 rpm, to obtain an oval flat powder 6.

【0033】上記方法で得られたそれぞれの組成の合金
粉末を分級して、表2(後に記載する)に示すような形
状特性を有するものを分取した。なお、本発明の厚さ5
μm以下、短径5μm以上、長径500μm以下、アス
ペクト比5以上である粉末の収率は、何れも95%以上
を超えていた。
The alloy powders of the respective compositions obtained by the above method were classified, and those having shape characteristics shown in Table 2 (described later) were separated. The thickness of the present invention is 5
The yields of powders each having a diameter of less than μm, a minor axis of 5 μm or more, a major axis of 500 μm or less, and an aspect ratio of 5 or more were all over 95%.

【0034】(2)粉末の熱処理 試料No.3の合金を用いて得られた粉末については、
表3(後に記載する)に示すように、各種の温度及び各
種の時間で熱処理を真空中で行い、組織、結晶粒サイ
ズ、またこの粉末の固化により作製したコアの磁気特性
を調べた。
(2) Heat treatment of powder Sample No. For powders obtained with the alloy of 3,
As shown in Table 3 (described later), heat treatment was performed in vacuum at various temperatures and various times, and the structure, the crystal grain size, and the magnetic characteristics of the core produced by solidification of this powder were examined.

【0035】(3)塗装テスト 塗料用樹脂成分としてアクリル樹脂85体積%、上記で
得られたそれぞれの粉末15体積%を混合して塗料を作
製した。そして、厚さ2mm、幅50mm、長さ150
mmの銅板を用意し、トリクレン中で超音波洗浄し、上
記で調製したそれぞれの塗料を塗膜厚さが100μm前
後になるように刷毛塗りした。乾燥後、塗膜状態を観察
した。この結果を表2に示す。
(3) Coating test A coating material was prepared by mixing 85% by volume of an acrylic resin as a resin component for coating material and 15% by volume of each powder obtained above. And thickness 2mm, width 50mm, length 150
A copper plate of mm was prepared, ultrasonically washed in trichlene, and each of the paints prepared above was brush-coated so that the coating film thickness was about 100 μm. After drying, the state of the coating film was observed. The results are shown in Table 2.

【0036】表2の結果から、厚さ5μm以下、短径5
μm以上、長径500μm以下、アスペクト比5以上で
ある粉末を含有する塗料が好ましいことがわかる。
From the results shown in Table 2, the thickness is 5 μm or less and the minor axis is 5
It can be seen that a coating material containing a powder having a particle diameter of μm or more, a major axis of 500 μm or less, and an aspect ratio of 5 or more is preferable.

【0037】(4)粉末の固化 樹脂バインダとしてフェノール樹脂30体積%と、上記
で得られたそれぞれの粉末70体積%とを混合し、15
0℃、100kg/cm2 の圧力で10分間ホットプレ
スすることにより、外径30mm、内径18mm、厚さ
5mmのコアを作製し、磁気特性を測定した。この結果
を表3に示す。
(4) Solidification of powder 30% by volume of a phenol resin as a resin binder and 70% by volume of each powder obtained above are mixed to obtain 15
By hot pressing at 0 ° C. and a pressure of 100 kg / cm 2 for 10 minutes, a core having an outer diameter of 30 mm, an inner diameter of 18 mm and a thickness of 5 mm was produced, and the magnetic characteristics were measured. The results are shown in Table 3.

【0038】表3の結果から、結晶粒径が25μm以下
で、bcc構造からなる試料No.1、2、3−、3
−、3−、4、5(実施例品)は、アモルファスか
らなる試料No.3−,16(比較例品)に比べて、
飽和磁束密度が大きく、透磁率が高いことがわかる。ま
た、高温で熱処理したことにより、金属間化合物が形成
された試料No.3−(比較例品)は、透磁率が低下
することがわかる。
From the results shown in Table 3, the sample No. having a crystal grain size of 25 μm or less and a bcc structure was used. 1, 2, 3-, 3
-, 3, 4, and 5 (Example products) are sample Nos. Compared to 3- and 16 (comparative example products),
It can be seen that the saturation magnetic flux density is large and the magnetic permeability is high. In addition, the sample No. 1 having an intermetallic compound formed by heat treatment at a high temperature. It can be seen that the 3- (comparative example product) has reduced magnetic permeability.

【0039】[0039]

【表1】 [Table 1]

【0040】[0040]

【表2】 [Table 2]

【0041】[0041]

【表3】 [Table 3]

【0042】[0042]

【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
特定組成の合金の溶融をガス噴霧して液滴にし、この液
滴を円錐型又はホーン型回転冷却体に衝突させることに
より、特定形状に粉末化するとともに急冷効果により非
晶質化させ、この粉末を特定温度で熱処理することによ
り、特定の組成からなる微細結晶組織を有する扁平状F
e基軟磁性合金粉末を得ることができる。この粉末は、
軟磁気特性に優れ、高透磁率を有し、かつ、飽和磁束密
度が大きいので、優れた磁気シールド特性を有してお
り、磁気シールド材料として各種の用途に利用すること
ができる。また、特定の形状特性を有するので、塗料用
フィラーとして使用したとき、塗膜の状態を良好に維持
しつつ、リーフィング現象により配向性をもって配列さ
せることができ、透磁率を上げることができる。また、
この粉末を使ってコアを作製した場合も、同様に粉末が
配向性をもって配列するため、従来の球状粉末を使用し
た場合に比べて透磁率を上げることができる。
As described above, according to the present invention,
The molten alloy of a specific composition is gas atomized into droplets, and the droplets are collided with a conical or horn type rotary cooling body to be powdered into a specific shape and amorphized by a quenching effect. By heat-treating the powder at a specific temperature, a flat F having a fine crystal structure of a specific composition
An e-based soft magnetic alloy powder can be obtained. This powder is
Since it has excellent soft magnetic properties, high magnetic permeability, and high saturation magnetic flux density, it has excellent magnetic shielding properties and can be used as a magnetic shielding material in various applications. Further, since it has a specific shape characteristic, when it is used as a paint filler, it can be aligned with the orientation due to the leafing phenomenon while maintaining a good state of the coating film, and the magnetic permeability can be increased. Also,
Also when a core is produced using this powder, the powder is similarly arranged with orientation, so that the magnetic permeability can be increased compared to the case where a conventional spherical powder is used.

【図面の簡単な説明】[Brief description of drawings]

【図1】本発明の合金粉末を製造するための装置の一例
を示す概略断面図である。
FIG. 1 is a schematic sectional view showing an example of an apparatus for producing an alloy powder of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1 溶湯 2 ノズル 3 噴霧化ノズル 4 回転冷却体 5 液滴 6 扁平状合金粉末 1 Molten Metal 2 Nozzle 3 Atomizing Nozzle 4 Rotating Coolant 5 Droplet 6 Flat Alloy Powder

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (71)出願人 000010098 アルプス電気株式会社 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 (72)発明者 増本 健 宮城県仙台市青葉区上杉3丁目8番22号 (72)発明者 井上 明久 宮城県仙台市青葉区川内無番地川内住宅11 −806 (72)発明者 小口 昌弘 東京都中央区八重洲1丁目9番9号 帝国 ピストンリング株式会社内 (72)発明者 吉沢 克之 東京都中央区八重洲1丁目9番9号 帝国 ピストンリング株式会社内 (72)発明者 鈴木 清策 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 (72)発明者 牧野 彰宏 東京都大田区雪谷大塚町1番7号 アルプ ス電気株式会社内 ─────────────────────────────────────────────────── ─── Continuation of front page (71) Applicant 000010098 Alps Electric Co., Ltd. 1-7 Yukiya Otsuka-cho, Ota-ku, Tokyo (72) Inventor Ken Masumoto 3-8-22 Uesugi, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi (72) ) Inventor Akihisa Inoue Kawauchi Muzen, Aoba-ku, Sendai-shi, Miyagi 11-806 (72) Inventor Masahiro Oguchi 1-9-9 Yaesu, Chuo-ku, Tokyo Imperial Piston Ring Co., Ltd. (72) Inventor Katsuyuki Yoshizawa 1-9-9 Yaesu, Chuo-ku, Tokyo Within Teikoku Piston Ring Co., Ltd. (72) Inventor Kiyosaku Suzuki 1-7 Yukiya Otsukacho, Ota-ku, Tokyo Alps Electric Co., Ltd. (72) Inventor Akihiro Makino Tokyo Alps Electric Co., Ltd. 1-7 Otsuka-cho, Yukiya, Ota-ku, Tokyo

Claims (5)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 一般式Fe100-a-bab (但し、M
はTi、Zr、Hf、Nb、Taから選ばれる1種又は
2種以上の元素であり、a、bは原子%で5≦a≦1
0、1≦b≦8である。)で示される組成を有し、少な
くとも体積率で90%以上が、平均結晶粒径50nm以
下の微細結晶からなる組織をもち、厚さ5μm以下、ア
スペクト比(厚さに対する長径の比)5以上、短径5μ
m以上、長径500μm以下の形状を有することを特徴
とする扁平状Fe基軟磁性合金粉末。
1. The general formula Fe 100-ab M a B b (where M is
Is one or more elements selected from Ti, Zr, Hf, Nb, and Ta, and a and b are 5% or less in atomic%.
0 and 1 ≦ b ≦ 8. ), Having a composition of fine crystals having an average crystal grain size of 50 nm or less, at least 90% by volume of which has a thickness of 5 μm or less and an aspect ratio (ratio of major axis to thickness) of 5 or more. , Short diameter 5μ
A flat Fe-based soft magnetic alloy powder having a shape of m or more and a major axis of 500 μm or less.
【請求項2】 一般式Fe100-c-d-ecd M’e
(但し、MはTi、Zr、Hf、Nb、Taから選ばれ
る1種又は2種以上の元素、M’はCu、Auから選ば
れる1種又は2種の元素であり、c、d、eは原子%で
5≦c≦10、1≦b≦8、1≦e≦3である。)で示
される組成を有し、少なくとも体積率で90%以上が、
平均結晶粒径50nm以下の微細結晶からなる組織をも
ち、厚さ5μm以下、アスペクト比(厚さに対する長径
の比)5以上、短径5μm以上、長径500μm以下の
形状を有することを特徴とする扁平状Fe基軟磁性合金
粉末。
2. The general formula Fe 100-cde M c B d M ' e
(However, M is one or more elements selected from Ti, Zr, Hf, Nb and Ta, M ′ is one or two elements selected from Cu and Au, and c, d and e Has a composition represented by 5% to 10% in atomic%, 1% to 8%, and 1% to 3%, and at least 90% by volume is
It is characterized by having a structure composed of fine crystals having an average crystal grain size of 50 nm or less and having a thickness of 5 μm or less, an aspect ratio (ratio of major axis to thickness) of 5 or more, minor axis of 5 μm or more, and major axis of 500 μm or less. Flat Fe-based soft magnetic alloy powder.
【請求項3】 前記組織の微細結晶は、bcc構造を有
するFe固溶体からなり、前記組織の残部は、非晶質相
からなる請求項1又は2記載の扁平状Fe基軟磁性合金
粉末。
3. The flat Fe-based soft magnetic alloy powder according to claim 1, wherein the fine crystals of the structure are made of an Fe solid solution having a bcc structure, and the rest of the structure is made of an amorphous phase.
【請求項4】 一般式Fe100-a-bab (但し、M
はTi、Zr、Hf、Nb、Taから選ばれる1種又は
2種以上の元素であり、a、bは原子%で5≦a≦1
0、1≦b≦8である。)、又は、一般式Fe
100-c-d-ecd M’e (但し、MはTi、Zr、H
f、Nb、Taから選ばれる1種又は2種以上の元素、
M’はCu、Auから選ばれる1種又は2種の元素であ
り、c、d、eは原子%で5≦c≦10、1≦b≦8、
1≦e≦3である。)で示される組成の合金溶湯をノズ
ルから流出させ、この溶湯にガスを噴霧することによっ
て溶湯の液滴を生成させ、この液滴流方向に配置された
円錐型又はホーン型の回転冷却体の表面に、前記液滴を
凝固しないうちに衝突させて急冷凝固させることによ
り、非晶質相からなる粉末を得、この粉末を450〜7
00℃の温度範囲で熱処理することを特徴とする扁平状
Fe基軟磁性合金粉末の製造法。
4. The general formula Fe 100-ab M a B b (provided that M
Is one or more elements selected from Ti, Zr, Hf, Nb, and Ta, and a and b are 5% or less in atomic%.
0 and 1 ≦ b ≦ 8. ), Or the general formula Fe
100-cde M c B d M ' e (However, M is Ti, Zr, H
one or more elements selected from f, Nb, and Ta,
M ′ is one or two elements selected from Cu and Au, and c, d, and e are 5% or less in atomic% and 5 ≦ c ≦ 10 or 1 ≦ b ≦ 8.
1 ≦ e ≦ 3. ), The molten alloy having the composition shown by (1) is flown out from the nozzle, and the molten metal is sprayed with a gas to generate droplets of the molten metal. A powder consisting of an amorphous phase is obtained by impinging the liquid droplets on the surface before solidifying to rapidly solidify the liquid.
A method for producing a flat Fe-based soft magnetic alloy powder, characterized by performing heat treatment in a temperature range of 00 ° C.
【請求項5】 塗料用樹脂成分と、請求項1、2又は3
記載の扁平状Fe基軟磁性合金粉末とを含有することを
特徴とする磁気シールド塗料。
5. A resin component for coating material, and claim 1, 2 or 3.
A magnetic shield coating material containing the above described flat Fe-based soft magnetic alloy powder.
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN100431745C (en) * 2005-05-16 2008-11-12 钢铁研究总院 Method for manufacturing soft-magnetic alloy powder
CN104209509A (en) * 2014-08-27 2014-12-17 镇江宝纳电磁新材料有限公司 Fine metal soft magnetic micro powder scale formation device
JP2019024076A (en) * 2017-07-05 2019-02-14 パナソニックIpマネジメント株式会社 Soft magnetic powder, manufacturing method thereof, and dust core using the same
US11270821B2 (en) 2017-07-05 2022-03-08 Panasonic Intellectual Property Management Co., Ltd. Soft magnetic powder, method for producing same, and dust core using soft magnetic powder

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