JPH0598402A - 高透磁率を有するFe基非晶質合金および鉄心の製造方法 - Google Patents

高透磁率を有するFe基非晶質合金および鉄心の製造方法

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JPH0598402A
JPH0598402A JP3211099A JP21109991A JPH0598402A JP H0598402 A JPH0598402 A JP H0598402A JP 3211099 A JP3211099 A JP 3211099A JP 21109991 A JP21109991 A JP 21109991A JP H0598402 A JPH0598402 A JP H0598402A
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Masahiro Fujikura
昌浩 藤倉
Wataru Ohashi
渡 大橋
Shun Sato
駿 佐藤
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
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  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、高い飽和磁束密度と高い透磁率、
低損失特性、優れた機械特性を併せ持つFe基非晶質磁
性合金を提供し、また、それを用いる鉄心の製造方法を
提供することを目的とする。 【構成・効果】 Fe基非晶質合金においてM(Nb,
Mo,Ta,Wのうち少なくとも一種)とSnを複合添
加することにより、従来Fe基非晶質合金では得られな
かった高い透磁率を得ることができる。また、この非晶
質薄帯を巻鉄心あるいは積鉄心に成形したのち、20°
<Tx−Ta<160°の範囲のTa(Txは結晶化温
度)で熱処理することにより高い飽和磁束密度と高い透
磁率を併せ持った、非晶質合金鉄心を得ることができ
る。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明はFe基非晶質材料に関す
るものであり、電力トランス、高周波トランス、平滑チ
ョーク、コモンモードチョーク、可飽和リアクトル、な
どの鉄心や磁気センサ、電磁気シールド、磁気フィルタ
など、高飽和磁束密度でかつ高透磁率、低損失特性を要
求される用途に適する。
【0002】
【従来の技術】Fe基非晶質合金は、電力トランス用の
鉄心材料として従来から有望視されているが、最近では
それに加えて、電子機器用部品への適用が検討されてい
る。しかしながら、Fe基非晶質合金は、Co基非晶質
合金に比べ高い飽和磁束密度を持つものの、透磁率は1
3 のオーダーである。その透磁率は、高いインダクタ
ンスを必要とする部品、例えばコモンモードチョークな
どに適用するには不十分である。
【0003】透磁率の改善のため、例えば特開昭64−
79342では、Cu,Nb等を添加し、熱処理を施し
微細結晶を生成させる技術が開示されている。これによ
り20000〜100000の透磁率が得られる。しか
し、この材料の延性は乏しく、加工性が悪いという欠点
があった。また、その他種々の元素の添加技術が開示さ
れているが、充分な透磁率は得られていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、高い飽和磁
束密度と高い透磁率、低損失特性、優れた機械特性を併
せ持つFe基非晶質磁性合金およびそれを用いる鉄心の
製造方法を提供することを目的とする。
【0005】
【課題を解決するための手段】上記目的を、達成するた
め本発明の要旨とするところは以下の通りである。 (1)組成がFe100-a-b-x-y Sia bx Sny
あることを特徴とする、片面冷却法で作製された、高透
磁率を有するFe基非晶質磁性合金。ただし、MはN
b,Mo,Ta,Wのうち少なくとも1種である。ま
た、a,b,x,yは原子パーセントを表し、それぞれ
1≦a≦20,5≦b≦20,1≦x≦7,0.01≦
y≦1である。 (2)前項の式におけるa,bが15<a≦20,5≦
b<10であることを特徴とする高透磁率を有するFe
基非晶質磁性合金。 (3)合金全体の20%以下のCoを含有することを特
徴とする前項1、あるいは2のFe基非晶質磁性合金。 (4)合金全体の10%以下のNiを含有することを特
徴とする前項1,2あるいは3のFe基非晶質磁性合
金。 (5)前項1乃至4の何れかのFe基非晶質磁性合金よ
りなる薄帯を巻鉄心あるいは積鉄心に成形したのち、こ
の鉄心を20°<Tx−Ta<160°の範囲の温度T
aで、1分以上120分未満の時間保定し熱処理するこ
とを特徴とする、高透磁率を有するFe基非晶質合金鉄
心の製造方法。ただし、Txは結晶化温度である。即ち
本発明は、M(Nb,Mo,Ta,W)と微量のSnを
複合添加した、高い飽和磁束密度と高い透磁率、優れた
低損失特性、及び優れた機械特性を併せ持つFe基非晶
質合金に関するものであり、さらにこの薄帯を鉄心に加
工したのち熱処理する方法に関するものである。
【0006】以下に本発明を具体的に説明する。図1に
Fe75Si169 ,Fe72Si169 Mo3 及びFe72
Si168.7 Mo3 Sn0.3 の熱処理による透磁率(1
kHz ,5mOe)の変化を示す。図から明らかなように、M
o添加材においては440〜500℃の熱処理で透磁率
μ=12000〜15000の比較的高い値が得られて
いる。更に、Moと微量のSnを複合添加したものは、
μ=18000〜25000のより高い透磁率が得られ
る。Moの代わりにNb,Ta,Wを添加しても同様の
ことが言える。即ち、M(Mo,Nb,Ta,W)とS
nを複合して添加することにより、従来Fe基非晶質合
金では得られなかった、高い透磁率が得られる。
【0007】MとSnの複合添加で優れた透磁率が得ら
れるのは次の理由による。Nb,Mo,Ta,WはFe
基非晶質合金の磁歪を低減する。Snは後述するように
表面結晶化抑制作用をもち、非晶質薄帯表面での磁壁の
移動をスムーズにすると考えられる。その二つの効果が
相乗されるためである。Nb,Mo,Ta,Wと同様に
磁歪を低減し透磁率を高める元素として、Cr,Vが知
られているが、表1の比較例13,14に示すように、
これらの元素とSnとの複合添加による透磁率の改善効
果はない。即ち、本発明は従来から知られた技術思想に
基づく発明ではなく、Nb,Mo,Ta,WとSnの複
合効果に関する新たな知見に基づいて完成されたもので
ある。
【0008】図2に、Feを高濃度に含む非晶質合金F
83Si2 15,Fe80Si2 15Mo3 及びFe80
2 14.7Mo3 Sn0.3 における、薄帯自由面(ロー
ルに接触しない面)の(110)面X線回折強度の熱処
理(Ta)による変化を示す。Snを含まない薄帯は、
急冷直後の状態から自由面で結晶化を示唆するピークが
あり、熱処理と共に急激にその強度を増す。しかしなが
らSnを添加した薄帯では、急冷直後の状態で結晶化ピ
ークは認められず、また熱処理によりピーク強度は増加
するものの、その増加は非常に緩慢である。即ちSnの
添加により、薄帯表面の結晶化が抑制されている。ま
た、SnはFeなど金属元素の量を増やし、Si,Bの
メタロイド元素を減らしても、アモルファス形成能低下
を抑制する作用を持つ。即ち、高い飽和磁束密度と高い
透磁率を併せ持つ、Feを高濃度に含む非晶質合金を得
ることができる。
【0009】本発明において、高い透磁率を得るために
行う合金の熱処理は、熱処理温度をTa、結晶化温度を
Txとしたとき、20°<Tx−Ta<160°の範囲
で1分以上120分未満の時間保定して行うことが好ま
しい。この範囲であれば、合金の結晶化も起こらず、機
械特性も良好である。
【0010】次に本発明において合金の成分範囲を限定
する理由を述べる。Nb,Mo,Ta,Wは、Fe基非
晶質合金の磁歪を低減する元素であり、少なくとも1種
は必須である。これらの添加元素が0.1at%以下で
は、Snとの複合添加効果が現れず、透磁率の向上に与
える効果は少ない。また7at%以上では、飽和磁束密度
の低下が著しくなり、非晶質形成能も低下する。以上の
理由からMの範囲は0.1at%以上7at%以下とした。
【0011】Snはすでに述べたように薄帯表面の結晶
化を抑制するための必須成分である。この結晶化抑制効
果は0.01at%未満では発現しない。また1at%を越
えると飽和磁束密度の低下をもたらし、かつ薄帯の製造
性(連続薄帯の形成)も損なう。従ってSnの範囲は
0.01at%以上かつ1at%以下に限定した。
【0012】SiとBは非晶質形成能および熱的安定性
を向上させるため加える。本発明においてはSiは1at
%以上20at%以下、Bは5at%以上20at%以下に限
定した。また、望ましくは、Siは15at%以上20at
%以下、Bは5at%以上10at%以下である。Siが1
at%未満あるいはBが5at%未満では、非晶質が安定に
形成されない。またSiが20at%超あるいはBが20
at%超では、原料コストが高くなるだけで非晶質形成能
および熱的安定性の向上はない。
【0013】また、合金中にCoおよびNiを、合金全
体に対してそれぞれ20at%以下、10at%以下の範囲
で含有することができる。Coは飽和磁束密度を向上さ
せ、Niは飽和磁束密度を保持しながら鉄損および透磁
率の改善に効果を示す。
【0014】次に本発明の実施態様について述べる。ま
ず、Fe,Si,B,M,Snが上述した所定の組成範
囲となるように配合した原料あるいは母合金を溶解す
る。溶解された合金の溶湯は、通常の単ロール法などの
片面冷却法を用いて非晶質の急冷薄帯とする。このとき
使用するノズルは単一のスリットノズル、あるいは多重
スリットノズルを用いることができる。ここで単一ノズ
ルは基板の移動方向に測った幅が0.2〜1.0mmのス
リット状開口部を一つ持つノズルで、薄帯の板厚が主に
40μm以下のときに用いる。また多重スリットノズル
は、複数のスリット状開口部を基板の移動方向に所定の
間隔(通常1mm〜4mm)に配列したノズルで、45μm
以上の肉厚材料の製造に用いられる。なお、鋳造する雰
囲気は大気中、不活性ガス中、真空中のいずれでもよ
い。
【0015】
【実施例】以下実施例に基いて説明する。表1に示した
本発明および比較例の組成について母合金500gを高
周波溶解し、単ロール法を用いて非晶質合金薄帯を製造
した。ただしロールはCu製を用いた。その際ノズルは
単一スリットノズル(幅0.4mm、長さ25mm)とし、
ロール周速は24m/sとした。得られた薄帯の板厚は
16〜22μmであった。得られた非晶質薄帯をトロイ
ド状の巻鉄心(内径12mm、外径18mm、厚さ5m)と
し、熱処理を施した。熱処理温度Taは、結晶化温度を
Txとしたとき、20°<Tx−Ta<160°の範囲
であり、その中でも最も高い透磁率が得られる温度で熱
処理を施した。熱処理時間は1時間である。熱処理後に
インピーダンスアナライダーで透磁率を測定した。周波
数1kHz 、印加磁場5mOe の初透磁率を同表に示す。ま
た、薄帯の飽和磁束密度をVSMにより測定した。その
結果も併せて同表に示す。
【0016】
【表1】
【0017】表1の結果より、比較例15であるFe−
Si−Bの三元系に対して、比較例16〜19および2
1に示すようにM=Nb,Mo,Ta,Wを単独添加す
ることにより透磁率の向上が認められるが、本発明各実
施例のようにMとSnを複合添加することにより、透磁
率は更に向上する。しかしながら、Cr,VとSnの複
合添加(比較例13,14)は透磁率の改善に効果はな
い。また、Snの単独添加(比較例20)は透磁率向上
にあまり効果はない。このように、SnをMと複合添加
することによりFeの比較的高濃度まで非晶質を安定に
製造することができ、高い飽和磁束密度を得ることがで
きる。なお、極端にSi,Bの濃度の低いもの(比較例
22,23)は、非晶質の製造が困難になり、高い透磁
率も得られない。
【0018】
【発明の効果】以上のように、本発明は、Fe基非晶質
合金において、M(Nb,Mo,Ta,W)と微量のS
nを複合して添加することにより、高い飽和磁束密度を
保ったまま高い透磁率を実現し、しかも良好な機械特性
を得ることができる。このことにより例えば、本発明材
をコモンモードチョークに適用した場合、高周波ノイズ
と低周波の高電圧インパルスノイズを同時に遮蔽するこ
とができる。このように、本発明は、従来の電力トラン
スの他、高周波トランス、平滑チョーク、コモンモード
チョーク、可飽和リアクトル等の鉄心、或いは磁気セン
サ、電磁気シールド、磁気フィルターなど、高い飽和磁
束密度と高い透磁率及び低損失特性が要求される用途に
極めて有用である。
【図面の簡単な説明】
【図1】Fe基非晶質合金の熱処理による透磁率の変化
を示した図である。
【図2】Fe基非晶質合金の熱処理による非晶質性の変
化を示した図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成4年9月18日
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】0016
【補正方法】変更
【補正内容】
【0016】
【表1】

Claims (5)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 組成がFe100-a-b-x-y Sia b x
    Sny であり、片面冷却法で作製されることを特徴とす
    る、高透磁率を有するFe基非晶質磁性合金。ただし、
    MはNb,Mo,Ta,Wのうち少なくとも1種であ
    る。また、a,b,x,yは原子パーセントを表し、そ
    れぞれ 1≦a≦20、 5≦b≦20、 0.1≦x≦7、 0.01≦y≦1である。
  2. 【請求項2】 15<a≦20、5≦b<10であるこ
    とを特徴とする請求項1記載の高透磁率を有するFe基
    非晶質磁性合金。
  3. 【請求項3】 合金全体の20%以下のCoを含有する
    ことを特徴とする請求項1あるいは2記載のFe基非晶
    質磁性合金。
  4. 【請求項4】 合金全体の10%以下のNiを含有する
    ことを特徴とする請求項1,2あるいは3の何れかに記
    載のFe基非晶質磁性合金。
  5. 【請求項5】 請求項1,2,3あるいは4の何れかに
    記載のFe基非晶質磁性合金よりなる薄帯を巻鉄心ある
    いは積鉄心に成形したのち、この鉄心を20°<Tx−
    Ta<160°の範囲の温度Taで、1分以上120分
    未満の時間保定し熱処理することを特徴とする、高透磁
    率を有するFe基非晶質合金鉄心の製造方法。ただし、
    Txは結晶化温度である。
JP3211099A 1991-08-22 1991-08-22 高透磁率を有するFe基非晶質合金および鉄心の製造方法 Withdrawn JPH0598402A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899753A1 (en) * 1997-08-28 1999-03-03 Alps Electric Co., Ltd. Magnetic cores of bulky and laminated types
JP2013048250A (ja) * 1998-11-06 2013-03-07 Metglas Inc バルクアモルファス金属時期構成要素

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0899753A1 (en) * 1997-08-28 1999-03-03 Alps Electric Co., Ltd. Magnetic cores of bulky and laminated types
KR100311922B1 (ko) * 1997-08-28 2002-01-12 가타오카 마사타카 벌크자심및적층자심
JP2013048250A (ja) * 1998-11-06 2013-03-07 Metglas Inc バルクアモルファス金属時期構成要素

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