JPH05465B2

JPH05465B2 -

Info

Publication number: JPH05465B2
Application number: JP61112798A
Authority: JP
Inventors: Mikio Nakajima; Teruhiro Makino
Original assignee: Alps Electric Co Ltd
Current assignee: Alps Alpine Co Ltd
Priority date: 1986-05-19
Filing date: 1986-05-19
Publication date: 1993-01-06
Also published as: KR870011263A; US4750951A; KR900002758B1; JPS62270741A

Description

【発明の詳細な説明】

〔産業上の利用分野〕本発明は、磁気ヘツド用磁性合金に係り、特に
Coを主成分とする磁気ヘツド用非晶質合金に関
するものである。〔従来の技術〕現用の磁気ヘツド材料では、パーマロイ、セン
ダストなどの結晶質金属磁性材料、及びMn−Zn
フエライト、Ni−Znフエライトなどの酸化物磁
性材料が主として使用されている。〔発明が解決しようとする課題〕前記結晶質金属磁性材料は、前記酸化物磁性材
料であるフエライトと比較して飽和磁束密度が高
いという利点を有するが、比抵抗ρが100μΩ・
cm以下と低いため、ビデオテープレコーダ等で使
用される周波数帯域（ＭHz程度）では透磁率が著
しく低下してしまう。一方、フエライトは比抵抗が大きく、前記周波
数帯域においても優れた電磁変換特性を示し、さ
らに高い耐磨耗性を示すため、ビデオ用映像ヘツ
ドを中心に使用されている。しかし、フエライト
は飽和磁化が小さいため、記録歪を生じ、雑音が
多い。一般に高密度記録は、高い周波数を使用帯域と
する。従つて高密度記録磁気ヘツド用のコア材
は、渦電流損失による透磁率の劣化を防止するた
め、薄板化するか、または比抵抗ρを大きくする
必要がある。その点、センダストは飽和磁化が大
きく、比抵抗ρもパーマロイと比較して高いが、
脆弱であるため薄板化できない。近年、結晶構造を持たない非晶質合金におい
て、優れた磁気的性質及び機械的性質が見い出さ
れた。すなわち、非晶質合金は結晶構造を持たな
いことに起因して、比抵抗ρが結晶質の金属に比
較して約数倍高く、結晶磁気異方性が無いため保
磁力が小さく、透磁率も高い。さらにヴイカース
硬度も1000程度あり、結晶質の金属より高い。ま
た、磁気歪を零にする組成も基本的にはほぼ解明
され、磁気ヘツド用コア材として検討が進められ
ている。しかし、より高密度記録用の磁気ヘツドコアと
して非晶質合金を用いるには、低い周波数ばかり
でなく、1MHz以上の高周波数帯域で高い透磁率
を持つことが必要である。そのためには、高い比抵抗を有すること、高い初透磁率を有すること、高い耐磨耗性を有すること、高い熱安定性を有すること、を満足する必要がある。従来、特開昭60−24338号公報、特開昭58−
25449号公報、特開昭57−19361号公報、特開昭57
−13137号公報ならびに特開昭61−69939号公報な
どに記載された各種磁性合金が提案されている。前記特開昭60−24338号公報に記載されている
発明は、下記の組成式を有する非晶質磁性合金で
ある。（Co_1-x、Fe_x）100− （ａ＋ｂ＋ｃ＋ｄ）M′_aM″_bSi_cB_d ただし、 M′＝Ni、Mn M″＝Cr、Mo、Ｗ、Ｖ、Nb、Ta ０≦ｘ≦0.1 ０≦ａ≦８ 0.1≦ｂ≦７７≦ｃ≦15 ７≦ｄ≦16 14≦ｃ＋ｄ≦26 しかしこの非晶質磁性合金は、Ruが添加され
ていないため耐磨耗性ならびに耐食性の点で不十
分である。また合金中にNiが添加されているため飽和磁
束密度（Bs）が小さく、さらにMnが添加されて
いるため機械的に脆くなる傾向にある。前記特開昭58−25449号公報に記載されている
発明は、下記の組成式を有する非晶質磁性合金で
ある。（Co_1-a-bFe_aM_b）100− （ｙ＋ｚ）Si_yB_x ただし、ＭはTi、Ｖ、Cr、Mn、Ni、Zr、
Nb、Mo、Ru、Rh、Pd、Hf、Ta、Ｗ、Ra、
Ir、Ptおよびランタン族から選択される１種また
は２種以上の元素０≦ａ≦0.10 0.005≦ｂ≦0.10 ０≦ｙ≦15 ５≦ｚ≦25 15≦ｙ＋ｚ≦30 しかしこの非晶質磁性合金は、半金属であるSi
とBiとの混合物中におけるSiの割合、即ちSi／
（Si＋Ｂ）については考慮されていない。本発明
者らの諸種の検討結果から、Si／（Si＋Ｂ）は比
抵抗、耐磨耗性、耐食性、初透磁率ならびに熱処
理後の透磁率などの特性に大きな影響を与え、
Si／（Si＋Ｂ）が低すぎるかあるいはSiの添加量
が０であると比抵抗が小さく、また耐磨耗性なら
びに耐食性が十分でない。また透磁率は、Si／
（Si＋Ｂ）が低すぎても高すぎても低い。前記特開昭57−19361号公報に記載されている
発明は、下記の組成式を有する非晶質磁性合金で
ある。（Co_xFe_1-x）_aCr_bSi_cB_1-a-b-c ただし、ｘ＝0.925〜0.97 ａ＝0.74〜0.76 ｂ＝0.005〜0.03 ｃ＝0.06〜0.18 ａ＋ｂ＋ｃ≦0.94 しかしこの非晶質磁性合金は、Ruが添加され
ていないから耐磨耗性ならびに耐食性の点で不十
分である。前記特開昭57−13137号公報に記載されている
発明は、下記の組成式を有する非晶質磁性合金で
ある。（Co_1-a-bFe_aM_b）_100-x-ySi_xB_y ただし、Ｍ＝Ti、Ｖ、Cr、Mn、Ni、Zr、
Nb、Mo、Hf、Ta、Ｗ、Cuから選択される１種
または２種以上の元素 0.04≦ａ≦0.07 0.005≦ｂ≦0.10 ８≦ｘ≦16 ４≦ｙ≦9.5 しかしこの非晶質磁性合金は、Ruが添加され
ていないから耐磨耗性ならびに耐食性の点で不十
分である。前記特開昭61−69939号公報に記載されている
発明は、下記の組成式を有する非晶質磁性合金で
ある。（Co_1-a-b-cFe_aRu_bTM_c）_100-x-ySi_xB_y ただし、TM＝Ti、Ｖ、Cr、Mn、Ni、Zr、
Nb、Mo、Hf、Ta、Ｗのから選択される少なく
とも１種の元素 0.02≦ａ≦0.08 0.07≦ｂ≦0.20 0.01≦ｃ≦0.10 ０≦ｘ≦20 ４≦ｙ≦９しかしこの非晶質磁性合金は、Ruの含有率が
4.97〜19.2原子％と高いため、非晶質状態になり
難く、また打抜き加工などが困難となり、作業性
が悪い。本発明の目的は、このような従来技術の欠点を
解消し、磁気ヘツド用非晶質合金の優れた特性を
損なうことなく、耐食性、耐磨耗性及び飽和磁束
密度を向上した磁気ヘツド用非晶質合金を提供す
るにある。〔問題点を解決するための手段〕前記目的を達成するため、本発明は、組成式（Fe_1-a、Co_a）_100-e-f-bCr_eRu_f （Si_c、B_d）_b ただし、ａ＝0.93〜0.95原子％ｃ／ｃ＋ｄ＝0.55〜0.65 ｃ＋ｄ＝１ｂ＝22〜27原子％ｅ＝0.4〜2.6原子％ｆ＝1.5〜4.0原子％から成り、板厚が40μｍ以上であることを特徴と
するものである。〔実施例〕一般に非晶質（アモルフアス）は、均質一相の
固溶体であること、また表面が非常に活性である
ため不動態化し易い等の理由により耐食性に優れ
ていると言われている。しかし、その耐食性は半
金属比、添加物の効果により大きな差が見られ
る。本発明に係る磁気ヘツド用非晶質合金は、前述
のように、（Fe_1-a、Co_a）_100-e-f-bCr_eRu_f（Si_c、B_d）_bの組
成式で表せる。すなわち、Fe−Co−Si−Ｂ系合金にCrととも
にRuを添加している。Crの添加によつて磁気ヘ
ツド用非晶質合金の耐食性が向上し、さらにこれ
はSi／（Si＋Ｂ）、すなわち式中のｃ／（ｃ＋ｄ）
に依存性があることを解明した。前記組成式中、ｃ／（ｃ＋ｄ）の値が高いと、
Crの添加量が少なくとも耐食性が向上する。し
かし、ｃ／（ｃ＋ｄ）＝0.55〜0.65の範囲で所定
の耐食性を発揮するのに必要なCrの添加率(e)の
範囲は0.4〜2.6原子％である。 Fe−Co−Si−Ｂ系合金にCrとともにRuを添加
すると、CrとRuとの相乗効果によりCr量が少な
くとも耐食性が向上する。ただし、Crの添加率
(e)の下限値は0.4原子％であり、B₁₀を8000ガウス
以上にするため、Crの添加率(e)を2.6原子％以下
にする必要がある。このとき所定の耐食性を奏す
るのに必要なRuの添加率(f)は1.5は原子％以上で
ある。 Ruの添加率(f)が1.5原子％以上であると優れた
耐磨耗性を有するが、逆にRuの添加率(f)が高す
ぎると非晶質状態になり難く、非晶質合金の優れ
た性質が発揮されず、また打ち抜きなどの加工が
困難となり作業性が悪く、また飽和磁束密度(B)を
8000ガウス以上とするためにはRuの添加率(f)を
4.0原子％以下にする必要がある。本発明における合金の耐磨耗性は、Ruの添加
率(f)によつて主に決定され、Ruの添加率(f)＝1.5
〜4.0原子％、Crの添加率(e)＝0.4〜2.6原子％、
ｃ／（ｃ＋ｄ）＝0.55〜1.65であれば、ａ＝0.93〜
0.95、ｂ＝22〜27の範囲において合金の耐磨耗性
はほとんど変化しないことが実験で確認されてい
る。また、ａ＝0.93〜0.95の規制は、非晶質合金
の磁歪を零にするために必要である。半金属（Si＋Ｂ）の濃度を示すｂの値が27原子
％を超えると飽和磁束密度が低下し、磁気ヘツド
コア材として好ましくない。一方、ｂの値が20原
子％以下では造磁率が低下し、均一な非晶質合金
の形成が困難となる。また、板厚が40μｍ以上の
非晶質合金薄板帯を安定して得るには、ｂの値が
22原子％以上である必要がある。磁気ヘツドによる記録ならびに再生時、磁気ヘ
ツドと磁気テープとの間の電磁変換の際に種々の
原因により、大きな変換損失を生じる。その原因
の一つが渦電流で、渦電流による損失は、磁気コ
アに流れる電流によつて発生する磁界に起因し、
E²／Ｒで表せるので（Ｅ：電流、Ｒ：電気抵
抗）、Ｒを大きくすれば渦電流損失は少なくなる。このＲを大きくするために、磁気コアを積層
（ラミネート）構造とし、その積層する一枚一枚
の板をできるだけ薄くする方法が得策である。Ｒ
はコアの容積に反比例するので、積層する一枚一
枚の板をできるだけ薄くして容積を小さくすれば
Ｒは大きくなり、渦電流損失は少なくなる。したがつて磁気ヘツドのコア材としては薄い方
がよい訳であるが、本発明に係る組成の非晶質合
金からなる薄板帯の厚さが40μｍ未満になると、
薄板帯に孔が開いたり、表面が粗くなつたりし
て、磁気ヘツドとして使用したときに電磁変換特
性が悪くなるばかりでなく、打抜きや積層などの
作業時の取り扱いも悪い。このような理由から、
本発明に係る組成の非晶質合金薄板帯の場合、そ
の厚さは40μｍ以上にする必要がある。後述の各表に示す組成の非晶質合金薄板帯は、
片ロール液体急冷法によつて作製した。すなわ
ち、各組成の溶融金属をアルゴンガスの圧力によ
り石英ノズルから、回転している１つの銅製ロー
ルの周面上に薄く噴出させて急冷することにより
薄板帯を連続して得る。なお、ロールの回転数は500〜2000rpm、噴出
ガス圧は0.1〜１Kg／cm²であつた。作製された薄
板帯は幅約25mm、厚さ42〜49μｍ、長さ約20〜30
ｍであつた。またＸ線回折により、薄板帯は非晶
質相であることが確認され、磁歪は10^-6オーダー
でほぼ零であつた。各種試験の条件は、次の通りである。〔耐食性試験〕鏡面に研磨した試料に磁気テープを貼付し、こ
れを粘着テープで固定した。その試料を40℃、95
％RH、96時間の条件で放置し、試料の腐食状態
を調べた。〔耐磨耗性試験〕各試料を所定の形状に打ち抜き積層して、通常
のオーデイオタイプの磁気ヘツドを作製した。そ
して市販のカセツトタイプのデツキに装着し、市
販のノーマルカセツトテープを用いて、200時間
連続走行させた時の磁気ヘツドの磨耗量を測定し
た。第１表に、Co−Fe−Si−Ｂ系合金にCrを添加
したときの合金の耐食性を示す。なお、この表に
示す各合金にはRuが添加されておらず、本発明
の比較例に相当するものである。

【表】この第１表から明らかなように、Co−Fe−Si
−Ｂ−Cr系合金で優れた耐食性を得るためには、
Crを２原子％以上、好ましくは４原子％も必要
であり、Crを多量の使用することは好ましいこ
とではない。第１図は、前記第１表の試験結果から食孔を生
じないときの非晶質合金のｃ／（ｃ＋ｄ）とCr
添加率との関係を求めたものである。この第１図からｃ／（ｃ＋ｄ）が高いと、Cr
の添加率が小さくても耐食性が良好であることが
判る。本発明に係る非晶質合金は、ｃ／（ｃ＋
ｄ）＜0.65では結晶化温度が低くなり、良好な非
晶質相が得られない。一方、ｃ／（ｃ＋ｄ）は
0.55以上で良好な耐磨耗性が得られる。したがつ
てｃ／（ｃ＋ｄ）は0.55〜0.65の範囲に規制され
るが、この場合でも食孔を生じないCrの添加率
は1.0原子％以上である。第２表は、Cr、Ruの添加率と耐食性の関係を
求めたものである。

【表】この表から明らかなように、Ruを添加するこ
とによりCrの添加率が0.4〜0.5原子％と極めて少
量でもCrとRuとの相乗効果により優れた耐食性
を示している。なお、Crの添加率が1.0原子％な
らびに2.6原子％の合金も優れた耐食性を示して
いるが、後述するように耐磨耗性の点で少し問題
がある。この表において、Co_69.6Fe_4.5Si₁₅B₁₀Cr_0.4Ru_0.5
ならびにCo_69.1Fe_4.5Si₁₅B₁₀Cr_0.4Ru_1.0（耐食性が×
印のもの）が本発明の比較例に相当し、他の合金
（耐食性が〇印のもの）が本発明の実施例に相当
する。第２図は、次の第３表からRuの添加量と磨耗
量との関係を求めたものである。同図において、
Ruの添加率が1.5〜4.0原子％の範囲のものは、磨
耗量が大幅に低くなつている。したがつて、Ru
を1.5原子％以上添加して耐磨耗性を維持した状
態で、Crを0.4原子％以上添加すれば耐食性が向
上することが分かる。

【表】

【表】なお、この表において前記〜の合金組成の
ものは比較例に相当し、前記〜の合金組成の
ものは本発明の実施例に相当する。第３表から、ａ＝0.93〜0.95、ｃ／（ｃ＋ｄ）
＝0.55〜0.65、ｅ＝0.4〜2.6、ｂ＝22〜27の範囲
内では、合金の耐磨耗性はRuの添加率によつて
主に決定されることがわかる。特にRuの添加率が増大するほど耐磨耗性は向
上し、現在、主流の結晶質磁性材料であるハード
パーマロイやセンダストと同等以上の耐磨耗性を
有し、磨耗量は200時間連続試験しても1μｍ以内
である。したがつて第３表より、Ruの添加率の
下限値は1.5原子％である。またRuの添加率の上
限値は、安定した非晶質状態が得られることと、
打ち抜きなどの加工性の点から４原子％である。第３図は、ａ＝0.93、ｂ＝22、ｅ＝1.5、ｃ／
（ｃ＋ｄ）＝0.55としたとき、Crの添加率の変化に
よる非晶質合金の飽和磁束密度との関係を示して
いる図である。記録再生用磁気ヘツドのコアとして充分な電磁
変換特性を得るには、飽和磁束密度は8000ガウス
以上必要である。したがつて第３図から、Crの
添加率が2.6原子％以下であれば8000ガウスが達
成できる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、耐食性を維持するに必要な合金組成
中のｃ／（ｃ＋ｄ）とCr添加率との関係を示す
特性図、第２図は、合金組成中のRu添加率と磨
耗量との関係を示す特性図、第３図は、合金組成
中のCr添加率と飽和磁束密度との関係を示す特
性図である。

Claims

【特許請求の範囲】１組成式（Fe_1-a、Co_a）_100-e-f-bCr_eRu_f （Si_c、B_d）_b ただし、ａ＝0.93〜0.95 ｃ／（ｃ＋ｄ）＝0.55〜0.65 ｂ＝22〜27原子％ｅ＝0.4〜2.6原子％ｆ＝1.5〜4.0原子％から成り、板厚が40μｍ以上であることを特徴と
する磁気ヘツド用非晶質合金。２特許請求の範囲第１項記載において、前記
Crの添加率(e)が0.4〜0.5原子％の範囲に規制され
ていることを特徴とする磁気ヘツド用非晶質合
金。