JPH07138693A - 焼結磁性合金の製造方法 - Google Patents
焼結磁性合金の製造方法Info
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- JPH07138693A JPH07138693A JP30751793A JP30751793A JPH07138693A JP H07138693 A JPH07138693 A JP H07138693A JP 30751793 A JP30751793 A JP 30751793A JP 30751793 A JP30751793 A JP 30751793A JP H07138693 A JPH07138693 A JP H07138693A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】鉄クロム系焼結磁性合金において、交流磁気特
性を向上させることを目的とする。 【構成】重量基準でＣ：０．０３％以下，Ｓｉ：０．１
〜６．０％，Ｍｎ：０．５％以下，Ｃｕ：１％以下，Ｎ
ｉ：２％以下，Ｃｒ：９〜２５％，Ｍｏ：１０％以下，
残部実質的にＦｅから成る鉄クロム系焼結合金用粉末に
シリコン酸化物，カルシウム酸化物，アルミニウム酸化
物その他の金属酸化物，金属フッ化物等の非導電性物質
を単体又はそれらの混合物若しくは化合物の形態で１種
又は２種以上該粉末中に０．０１〜３．０％の範囲で添
加混合し、これを焼結する。
性を向上させることを目的とする。 【構成】重量基準でＣ：０．０３％以下，Ｓｉ：０．１
〜６．０％，Ｍｎ：０．５％以下，Ｃｕ：１％以下，Ｎ
ｉ：２％以下，Ｃｒ：９〜２５％，Ｍｏ：１０％以下，
残部実質的にＦｅから成る鉄クロム系焼結合金用粉末に
シリコン酸化物，カルシウム酸化物，アルミニウム酸化
物その他の金属酸化物，金属フッ化物等の非導電性物質
を単体又はそれらの混合物若しくは化合物の形態で１種
又は２種以上該粉末中に０．０１〜３．０％の範囲で添
加混合し、これを焼結する。
Description
【０００１】
【産業上の利用分野】この発明は焼結磁性合金の製造方
法に関する。
法に関する。
【０００２】
【従来の技術及び発明が解決しようとする課題】鉄クロ
ム系磁性合金は錆び難い軟質磁性合金として開発され、
電磁ステンレスとも称されて、電磁バルブや家庭用のチ
ャイム、その他電磁鉄心や磁気遮蔽用等の用途に広く使
用されている。粉末を焼結して成る焼結鉄クロム磁性合
金についても実用化が進んでおり、各種研究が行われて
いる。
ム系磁性合金は錆び難い軟質磁性合金として開発され、
電磁ステンレスとも称されて、電磁バルブや家庭用のチ
ャイム、その他電磁鉄心や磁気遮蔽用等の用途に広く使
用されている。粉末を焼結して成る焼結鉄クロム磁性合
金についても実用化が進んでおり、各種研究が行われて
いる。
【０００３】ところで焼結体としての鉄クロム磁性合金
の場合、そこに存在する気孔（ポア）によって電気抵抗
率が増大し、これにより優れた交流磁気特性を示す特徴
のあることが本発明者等によって確認されている。
の場合、そこに存在する気孔（ポア）によって電気抵抗
率が増大し、これにより優れた交流磁気特性を示す特徴
のあることが本発明者等によって確認されている。
【０００４】即ち本発明者等が焼結鉄クロム磁性合金に
おける交流磁気特性を調べるべく、１３％クロムと少量
のシリコンを含有する鉄クロム合金粉末について（具体
的な組成は０．０１％Ｃ−０．８０％Ｓｉ−１２．５％
Ｃｒ）プレス成形及び焼結処理を施し、その際のプレス
成形圧力及び焼結温度の影響を調べたところ、図２のよ
うな結果が得られた。
おける交流磁気特性を調べるべく、１３％クロムと少量
のシリコンを含有する鉄クロム合金粉末について（具体
的な組成は０．０１％Ｃ−０．８０％Ｓｉ−１２．５％
Ｃｒ）プレス成形及び焼結処理を施し、その際のプレス
成形圧力及び焼結温度の影響を調べたところ、図２のよ
うな結果が得られた。
【０００５】この結果に見られるように、焼結磁性合金
の場合、焼結密度が７．２ｇ／ｃｍ3以下となる、通常
では必ずしも充分と言えないような成形圧力，焼結条件
の下において比較的高い交流磁気特性（振幅比透磁率）
が得られている。
の場合、焼結密度が７．２ｇ／ｃｍ3以下となる、通常
では必ずしも充分と言えないような成形圧力，焼結条件
の下において比較的高い交流磁気特性（振幅比透磁率）
が得られている。
【０００６】このように焼結磁性合金が優れた交流磁気
特性を有するのは、焼結磁性合金においては気孔の存在
によって電流の流れる際の有効断面積が減少し、これに
より電気抵抗が高くなることと，気孔によるピン止め効
果によって結晶粒が溶製材に比べて微細であることによ
るところが大きいと考えられる。
特性を有するのは、焼結磁性合金においては気孔の存在
によって電流の流れる際の有効断面積が減少し、これに
より電気抵抗が高くなることと，気孔によるピン止め効
果によって結晶粒が溶製材に比べて微細であることによ
るところが大きいと考えられる。
【０００７】従ってかかる焼結磁性合金の場合、磁気特
性を向上すべく焼結密度を高くした場合、気孔が減少し
て結晶粒は粗大化し、却って交流磁気特性が損なわれる
ことが本発明者等によって明らかにされている。
性を向上すべく焼結密度を高くした場合、気孔が減少し
て結晶粒は粗大化し、却って交流磁気特性が損なわれる
ことが本発明者等によって明らかにされている。
【０００８】
【課題を解決するための手段】本願の発明はこのような
事情の下になされたもので、焼結磁性合金の焼結密度を
高めつつ交流磁気特性を併せて向上させることを目的と
する。而して本願の発明は、重量基準でＣ：０．０３％
以下，Ｓｉ：０．１〜６．０％，Ｍｎ：０．５％以下，
Ｃｕ：１％以下，Ｎｉ：２％以下，Ｃｒ：９〜２５％，
Ｍｏ：１０％以下，残部実質的にＦｅから成る鉄クロム
系焼結合金用粉末にシリコン酸化物，カルシウム酸化
物，アルミニウム酸化物その他の金属酸化物，金属フッ
化物等の非導電性物質を単体又はそれらの混合物若しく
は化合物の形態で１種又は２種以上該粉末中に０．０１
〜３．０％の範囲で添加混合し、その混合粉末を焼結す
ることを特徴とする。
事情の下になされたもので、焼結磁性合金の焼結密度を
高めつつ交流磁気特性を併せて向上させることを目的と
する。而して本願の発明は、重量基準でＣ：０．０３％
以下，Ｓｉ：０．１〜６．０％，Ｍｎ：０．５％以下，
Ｃｕ：１％以下，Ｎｉ：２％以下，Ｃｒ：９〜２５％，
Ｍｏ：１０％以下，残部実質的にＦｅから成る鉄クロム
系焼結合金用粉末にシリコン酸化物，カルシウム酸化
物，アルミニウム酸化物その他の金属酸化物，金属フッ
化物等の非導電性物質を単体又はそれらの混合物若しく
は化合物の形態で１種又は２種以上該粉末中に０．０１
〜３．０％の範囲で添加混合し、その混合粉末を焼結す
ることを特徴とする。
【０００９】
【作用及び発明の効果】以上のように本発明は、上記実
験結果を更に発展させ、そして気孔の代用として非導電
性物質を単体又はそれらの混合物若しくは化合物の形態
で鉄クロム系焼結合金用粉末中に添加混合し、これを焼
結するものである。
験結果を更に発展させ、そして気孔の代用として非導電
性物質を単体又はそれらの混合物若しくは化合物の形態
で鉄クロム系焼結合金用粉末中に添加混合し、これを焼
結するものである。
【００１０】本発明に従って非導電性物質を含有する粉
末を焼結した場合、焼結体中にかかる非導電性物質が分
散した状態となって、磁性合金における電流通過のため
の有効断面積が減少し、また非導電性物質によるピン止
め効果によって結晶粒が微細化する。この結果優れた交
流磁気特性が得られる。
末を焼結した場合、焼結体中にかかる非導電性物質が分
散した状態となって、磁性合金における電流通過のため
の有効断面積が減少し、また非導電性物質によるピン止
め効果によって結晶粒が微細化する。この結果優れた交
流磁気特性が得られる。
【００１１】本発明において、交流磁気特性向上のため
に鉄クロム系焼結合金用粉末に添加混合する物質として
は、基本的に電気抵抗を増大せしめる非導電性物質であ
ることが必要であり、その具体例としてシリコン酸化
物，カルシウム酸化物，アルミニウム酸化物等の金属酸
化物、或いは金属フッ化物等を挙げることができる。こ
れらは単体状態で混合することもできるし、またそれら
の混合物又は化合物の形態で添加混合することもでき
る。
に鉄クロム系焼結合金用粉末に添加混合する物質として
は、基本的に電気抵抗を増大せしめる非導電性物質であ
ることが必要であり、その具体例としてシリコン酸化
物，カルシウム酸化物，アルミニウム酸化物等の金属酸
化物、或いは金属フッ化物等を挙げることができる。こ
れらは単体状態で混合することもできるし、またそれら
の混合物又は化合物の形態で添加混合することもでき
る。
【００１２】而してその際の添加混合量は０．０１〜
３．０％の範囲である。その理由は、０．０１％未満で
は添加の効果が殆ど現われず、また逆に３．０％を超え
ると磁気特性の低下をもたらすからである。
３．０％の範囲である。その理由は、０．０１％未満で
は添加の効果が殆ど現われず、また逆に３．０％を超え
ると磁気特性の低下をもたらすからである。
【００１３】本発明においては、特にシリコン酸化物，
カルシウム酸化物，アルミニウム酸化物を所定の割合で
混合し或いはそれらの化合物としたものを加えたときに
特に有利な結果の得られることが確認されている。
カルシウム酸化物，アルミニウム酸化物を所定の割合で
混合し或いはそれらの化合物としたものを加えたときに
特に有利な結果の得られることが確認されている。
【００１４】具体的には、これら酸化物の比率をアノル
サイト（ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）組成比率又は
その近隣組成比率としてその混合物又は化合物を添加し
た場合、それら酸化物が加熱の際に共融反応を起して融
点が低下する。例えば一般に金属酸化物の融点は１５０
０℃以上であるが、これらが共融反応を起すと融点が低
下し、場合によって上記金属粉末の焼結温度近くまで若
しくはこれより低くなる。この結果金属粉末の焼結の際
にそれらが共融して合金の結晶粒界に拡散浸透し易くな
り、以て効果的に電気抵抗値が高められ、交流磁気特性
が向上する。
サイト（ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3・２ＳｉＯ2）組成比率又は
その近隣組成比率としてその混合物又は化合物を添加し
た場合、それら酸化物が加熱の際に共融反応を起して融
点が低下する。例えば一般に金属酸化物の融点は１５０
０℃以上であるが、これらが共融反応を起すと融点が低
下し、場合によって上記金属粉末の焼結温度近くまで若
しくはこれより低くなる。この結果金属粉末の焼結の際
にそれらが共融して合金の結晶粒界に拡散浸透し易くな
り、以て効果的に電気抵抗値が高められ、交流磁気特性
が向上する。
【００１５】ここでシリコン酸化物，カルシウム酸化
物，アルミニウム酸化物をそれらの化合物の形態で添加
混合する場合は、アノルサイト又はアノルサイトとトリ
ジマイト（ＳｉＯ2）及びシュードワラストナイト（Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ2）の共融物質，アノルサイトとシュード
ワラストナイト及びゲーレナイト（２ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3
・ＳｉＯ2）の共融物質のうちの１種又は２種以上を合
計で０．０１〜３．０％の範囲で添加することができ
る。この場合酸化物の融点が金属の焼結温度に近くな
り、焼結性維持に効果があるとともに酸化物が結晶粒界
に浸透し易くなり、電気抵抗値が効果的に増大する。
物，アルミニウム酸化物をそれらの化合物の形態で添加
混合する場合は、アノルサイト又はアノルサイトとトリ
ジマイト（ＳｉＯ2）及びシュードワラストナイト（Ｃ
ａＯ・ＳｉＯ2）の共融物質，アノルサイトとシュード
ワラストナイト及びゲーレナイト（２ＣａＯ・Ａｌ2Ｏ3
・ＳｉＯ2）の共融物質のうちの１種又は２種以上を合
計で０．０１〜３．０％の範囲で添加することができ
る。この場合酸化物の融点が金属の焼結温度に近くな
り、焼結性維持に効果があるとともに酸化物が結晶粒界
に浸透し易くなり、電気抵抗値が効果的に増大する。
【００１６】また上記のような共融反応を生ぜしめるに
必要な酸化物の混合比率は、シリコン酸化物：３０〜７
０％，カルシウム酸化物：１５〜５０％，アルミニウム
酸化物：１０〜２５％である。
必要な酸化物の混合比率は、シリコン酸化物：３０〜７
０％，カルシウム酸化物：１５〜５０％，アルミニウム
酸化物：１０〜２５％である。
【００１７】本発明は上記した特定成分の焼結磁性合金
用粉末に対して適用される。以下に各成分の限定理由を
詳述する。
用粉末に対して適用される。以下に各成分の限定理由を
詳述する。
【００１８】Ｃ：０．０３％以下 Ｃは０．０３％より多くすると磁気特性が悪くなり、且
つ成形性及び耐食性も悪くなるため、０．０３％以下と
した。
つ成形性及び耐食性も悪くなるため、０．０３％以下と
した。
【００１９】Ｓｉ：０．１〜６．０％ Ｓｉは０．１％より少ないと粉末の酸化量が多くなり、
球状化するため成形性と焼結性が悪くなる。一方多量に
添加すると粉末が硬くなって成形性が悪くなるため６．
０％以下に限定した。
球状化するため成形性と焼結性が悪くなる。一方多量に
添加すると粉末が硬くなって成形性が悪くなるため６．
０％以下に限定した。
【００２０】Ｍｎ：０．５％以下 Ｍｎは多量に添加すると表面酸化が多くなり成形性が悪
くなるため０．５％以下に限定した。
くなるため０．５％以下に限定した。
【００２１】Ｃｕ：１％以下 微量添加は磁気特性，耐食性の向上に効果があるが、多
量に添加すると磁気特性は低下するため１％以下に限定
した。
量に添加すると磁気特性は低下するため１％以下に限定
した。
【００２２】Ｎｉ：２％以下 微量添加は磁気特性の向上に効果があるが、多量に添加
すると逆に磁気特性が低下するため２％以下に限定し
た。
すると逆に磁気特性が低下するため２％以下に限定し
た。
【００２３】Ｃｒ：９〜２５％ Ｃｒは焼結合金の耐食性を確保するのに必要な成分であ
るとともに電気抵抗に影響を及ぼし、この結果交流磁気
特性を向上させる。Ｃｒはこれを９％含有させた場合に
おいて良好な交流磁気特性が得られるため、本発明では
下限値を９％とした。またＣｒの含有量を増すと電気抵
抗値が増大し、その増大の割合は徐々に低下するが、２
５％までは尚交流磁気特性の向上が認められる。そこで
本発明では上限を２５％とした。
るとともに電気抵抗に影響を及ぼし、この結果交流磁気
特性を向上させる。Ｃｒはこれを９％含有させた場合に
おいて良好な交流磁気特性が得られるため、本発明では
下限値を９％とした。またＣｒの含有量を増すと電気抵
抗値が増大し、その増大の割合は徐々に低下するが、２
５％までは尚交流磁気特性の向上が認められる。そこで
本発明では上限を２５％とした。
【００２４】Ｍｏ：１０％以下 Ｍｏは合金の電気抵抗率の増大に有効であり、その効果
は１０％まで認められる。そこで本発明では上限を１０
％とした。
は１０％まで認められる。そこで本発明では上限を１０
％とした。
【００２５】
【実施例】次に本発明の実施例を詳述する。非導電性物
質としてのアルミニウム酸化物（Ａｌ2Ｏ3），シリコン
酸化物（ＳｉＯ2），カルシウム酸化物（ＣａＯ）を１
４％：６２％：２４％の比率で混合するとともに、これ
をＣ：０．０１％，Ｓｉ：０．８０％，Ｍｎ：０．２３
％，Ｃｕ：０．３％，Ｍｏ：１．４５％，Ｎｉ：０．０
９％，Ｃｒ：１２．４５％，Ｆｅ：残部から成る組成の
金属粉末中に添加して充分に混合し、これをプレス圧力
７ｔ／ｃｍ2，焼結温度１２４０℃の条件の下でプレス
成形及び焼結処理した。
質としてのアルミニウム酸化物（Ａｌ2Ｏ3），シリコン
酸化物（ＳｉＯ2），カルシウム酸化物（ＣａＯ）を１
４％：６２％：２４％の比率で混合するとともに、これ
をＣ：０．０１％，Ｓｉ：０．８０％，Ｍｎ：０．２３
％，Ｃｕ：０．３％，Ｍｏ：１．４５％，Ｎｉ：０．０
９％，Ｃｒ：１２．４５％，Ｆｅ：残部から成る組成の
金属粉末中に添加して充分に混合し、これをプレス圧力
７ｔ／ｃｍ2，焼結温度１２４０℃の条件の下でプレス
成形及び焼結処理した。
【００２６】これにより得られた焼結体の交流磁気特性
（振幅比透磁率μａ）を測定したところ、図１に示す結
果が得られた。
（振幅比透磁率μａ）を測定したところ、図１に示す結
果が得られた。
【００２７】この結果から、１ｋＨｚにおいては０．１
〜０．２％の添加量で、また１０ｋＨｚ及び４０ｋＨｚ
においては０．１％の添加量で明らかに振幅比透磁率μ
ａの向上が認められた。この結果では、低周波において
有効添加量範囲が広く、高周波になると有効添加量が少
なくなっている。
〜０．２％の添加量で、また１０ｋＨｚ及び４０ｋＨｚ
においては０．１％の添加量で明らかに振幅比透磁率μ
ａの向上が認められた。この結果では、低周波において
有効添加量範囲が広く、高周波になると有効添加量が少
なくなっている。
【００２８】［実施例２］上記組成の金属粉末中に表１
に示す各種の非導電性物質を添加混合し、その混合体を
上記と同様の条件で成形及び焼結し、得られた焼結体の
交流磁気特性を測定した。結果が同表に併せて示してあ
る。
に示す各種の非導電性物質を添加混合し、その混合体を
上記と同様の条件で成形及び焼結し、得られた焼結体の
交流磁気特性を測定した。結果が同表に併せて示してあ
る。
【００２９】
【表１】
【００３０】この結果から、非導電性物質の添加によっ
て交流磁気特性が向上することが分る。
て交流磁気特性が向上することが分る。
【００３１】以上本発明の実施例を詳述したがこれはあ
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき種々変更を加えた態
様で実施可能である。
くまで一例示であり、本発明はその主旨を逸脱しない範
囲において、当業者の知識に基づき種々変更を加えた態
様で実施可能である。
【図１】本発明の実施例において得られた金属酸化物の
添加量と振幅比透磁率との関係を示す図である。
添加量と振幅比透磁率との関係を示す図である。
【図２】焼結磁性合金において焼結温度，焼結密度の振
幅比透磁率に及ぼす影響を示す図である。
幅比透磁率に及ぼす影響を示す図である。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成５年１２月６日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２５
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２５】
【実施例】次に本発明の実施例を詳述する。非導電性物
質としてのアルミニウム酸化物（Ａｌ2Ｏ3），シリコン
酸化物（ＳｉＯ2），カルシウム酸化物（ＣａＯ）の各
粉末を１４％：６２％：２４％の比率でＣ：０．０１
％，Ｓｉ：０．８０％，Ｍｎ：０．２３％，Ｃｕ：０．
３％，Ｍｏ：１．４５％，Ｎｉ：０．０９％，Ｃｒ：１
２．４５％，Ｆｅ：残部から成る組成の金属粉末中に添
加して充分に混合し、これをプレス圧力７ｔ／ｃｍ2，
焼結温度１２４０℃の条件の下でプレス成形及び焼結処
理した。
質としてのアルミニウム酸化物（Ａｌ2Ｏ3），シリコン
酸化物（ＳｉＯ2），カルシウム酸化物（ＣａＯ）の各
粉末を１４％：６２％：２４％の比率でＣ：０．０１
％，Ｓｉ：０．８０％，Ｍｎ：０．２３％，Ｃｕ：０．
３％，Ｍｏ：１．４５％，Ｎｉ：０．０９％，Ｃｒ：１
２．４５％，Ｆｅ：残部から成る組成の金属粉末中に添
加して充分に混合し、これをプレス圧力７ｔ／ｃｍ2，
焼結温度１２４０℃の条件の下でプレス成形及び焼結処
理した。
【手続補正２】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２９
【補正方法】変更
【補正内容】
【００２９】
【表１】
【手続補正３】
【補正対象書類名】図面
【補正対象項目名】図１
【補正方法】変更
【補正内容】
【図１】
Claims (2)
- 【請求項１】 重量基準でＣ：０．０３％以下，Ｓｉ：
０．１〜６．０％，Ｍｎ：０．５％以下，Ｃｕ：１％以
下，Ｎｉ：２％以下，Ｃｒ：９〜２５％，Ｍｏ：１０％
以下，残部実質的にＦｅから成る鉄クロム系焼結合金用
粉末にシリコン酸化物，カルシウム酸化物，アルミニウ
ム酸化物その他の金属酸化物，金属フッ化物等の非導電
性物質を単体又はそれらの混合物若しくは化合物の形態
で１種又は２種以上該粉末中に０．０１〜３．０％の範
囲で添加混合し、その混合粉末を焼結することを特徴と
する焼結磁性合金の製造方法。 - 【請求項２】 重量基準でＣ：０．０３％以下，Ｓｉ：
０．１〜６．０％，Ｍｎ：０．５％以下，Ｃｕ：１％以
下，Ｎｉ：２％以下，Ｃｒ：９〜２５％，Ｍｏ：１０％
以下，残部実質的にＦｅから成る鉄クロム系焼結合金用
粉末に、シリコン酸化物：３０〜７０％，カルシウム酸
化物：１５〜５０％，アルミニウム酸化物：１０〜２５
％から成る混合粉末又は化合物粉末を０．０１〜３．０
％の範囲で添加混合し、これを焼結することを特徴とす
る焼結磁性合金の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30751793A JPH07138693A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 焼結磁性合金の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP30751793A JPH07138693A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 焼結磁性合金の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH07138693A true JPH07138693A (ja) | 1995-05-30 |
Family
ID=17970039
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP30751793A Pending JPH07138693A (ja) | 1993-11-12 | 1993-11-12 | 焼結磁性合金の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH07138693A (ja) |
Cited By (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009035796A (ja) * | 2007-08-03 | 2009-02-19 | Kobe Steel Ltd | 粉末冶金用鉄系混合粉末および鉄粉焼結体 |
| JP2013216969A (ja) * | 2012-04-11 | 2013-10-24 | Sulzer Metco Ag | 超フェライト系鉄基化合物を伴う溶射用粉末、及び基板、特に溶射層を伴うブレーキディスク |
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-
1993
- 1993-11-12 JP JP30751793A patent/JPH07138693A/ja active Pending
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