JPH08199270A - 磁気特性に優れたＦｅ−Ｎｉ系合金板およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】 【目的】 本発明は、冷間圧延仕上板において、表面粗
度Ｒａを制限することで、磁気特性に優れたＦｅ−Ｎｉ
系合金板およびその製造方法を提供することを目的とす
る。 【構成】 重量比で３０〜８５％Ｎｉを含むＦｅ−Ｎｉ
系合金の冷間仕上圧延板であって、表面粗度がＲａで
０．０５〜０．３μｍである磁気特性の優れたＦｅ−Ｎ
ｉ系合金板。その製造方法は、当該合金の仕上冷間圧延
において少なくとも最終パスの圧延を、ロール表面粗度
がＲａで０．０５〜０．３μm のロールを用いた、圧下
率が５〜２０％の仕上冷間圧延とすることを特徴とす
る。必要に応じて引続いて、所定の形状に成形加工し、
温度が１０００〜１２００℃、保持時間が１〜５時間の
磁性焼鈍を行う。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドや磁気シー
ルド材等の軟質磁性材料として広く利用されている磁気
特性に優れたＦｅ−Ｎｉ系合金板および製造方法に関す
るものである。

【０００２】

【従来の技術】Ｆｅ−Ｎｉ系磁性合金はパーマロイと呼
ばれ、その製品は、電気炉で溶解後ＡＯＤ炉で製錬され
るか、あるいは真空誘導溶解炉等により溶製し、熱間圧
延（以下、単に熱延と称す）後、１回冷間圧延（以下、
単に冷延と称す）ないし中間焼鈍を経て２回以上の冷延
工程を経て冷延板として得られる。その際、表面粗度を
低くし、表面平滑性を向上させた冷延板が通常製造され
ている。その後、所定の形状に成形加工された後、磁性
焼鈍を施して所定の磁気特性が得られている。尚、所定
の形状に成形加工する際、深絞り加工等の強加工が行わ
れる場合は、加工前に軟質化のための軟化焼鈍が行われ
る。

【０００３】しかしながら、最近の電子電気機器及びコ
ンピューター機器等の発展に伴い、それらに用いられる
磁性部品に対しても、より高性能化が要求されている。
従来、高性能化に対しては、Ｆｅ−Ｎｉ系２元系を基
に、例えば特公昭５３−２４０４号公報等により知られ
ている様に、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｍｎ等の元素を添加する手段
が広く一般的に行われている。また、例えば特開平５−
２７９８２６号公報等により知られている様に、磁性焼
鈍条件を制御し、高磁気特性を得ることも行われてい
る。

【０００４】また、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、いわゆる電磁鋼
板に対しては、例えば、特公昭５７−２２５２号公報等
により知られている様に、鋼板の表面にレーザーを照射
し、磁区幅を小さくすることにより磁気特性を向上させ
る手段が講じられており、すでに、市場でも利用されて
いる。しかしながら、前記工程は製造条件が非常に困難
であり、またコスト高にもなる。

【０００５】従って、より容易かつ安価に磁気特性を向
上させることが強く市場から要求されている。

【０００６】

【発明が解決しようとする課題】本発明は、磁気特性に
優れたＦｅ−Ｎｉ系合金板および同合金板の安価な製造
方法の提供を目的とするものである。

【０００７】

【課題を解決するための手段及び作用】本発明は、前記
の目的を達成するためにＦｅ−Ｎｉ系合金板およびその
製造方法を種々検討した結果達成したもので、その要旨
とするところは下記のとおりである。 （１） 重量比で３０〜８５％Ｎｉを含むＦｅ−Ｎｉ系
合金の冷間圧延仕上板において、表面粗度がＲａで０．
０５〜０．３μｍであることを特徴とする磁気特性に優
れたＦｅ−Ｎｉ系合金板。

【０００８】（２） 重量比で３０〜８５％Ｎｉを含む
Ｆｅ−Ｎｉ系合金の仕上冷間圧延において、少なくとも
最終パスの圧延を、ロール表面粗度がＲａで０．０５〜
０．３μｍのロールを用いた圧下率が５〜２０％の仕上
冷間圧延を行うことを特徴とする磁気特性に優れたＦｅ
−Ｎｉ系合金板の製造方法。 （３） 仕上冷間圧延に引続いて、所定の形状に成形加
工し、続いて温度が１０００〜１２００℃、保持時間が
１〜５時間の磁性焼鈍を行うことを特徴とする請求項２
記載の磁気特性に優れたＦｅ−Ｎｉ系合金板の製造方
法。

【０００９】以下、本発明の構成要件の限定理由につい
て詳細に説明する。Ｎｉは、本発明合金の基本成分であ
り、Ｎｉが３０％未満の場合、または８５％を超える場
合は、合金の磁気特性が低下して、軟質磁性材料として
の特性を発揮できなくなる。従って、Ｎｉの範囲は３０
〜８５％とした。また、磁気特性，耐摩耗性，耐食性等
を向上させるために、Ｍｏ，Ｃｕ，Ｎｂ，Ｔｉ，Ｖ，
Ｗ，Ｔａ，Ｃｒ等の合金元素を１種または２種以上複合
添加してもよく、特に限定されるものではない。また、
脱酸その他の目的で、必要に応じて少量のＡｌ，Ｓｉ，
Ｍｎ，Ｃａ，Ｍｇ等を添加してもよい。尚、製品の磁気
特性には、Ｃ，Ｏ，Ｓ，Ｎ等は少ない程良い。残部は、
Ｆｅ及び不可避的不純物から成る。

【００１０】次に、製造工程について説明する。溶解方
法は特に限定しないが、不純物や介在物を低減するため
に、真空誘導加熱溶解法やＡＯＤ製錬法を適用すること
が望ましい。溶製後、鋳造してインゴットあるいはスラ
ブとし、これを熱延し熱延板を得る。次に、１回冷延な
いし中間焼鈍を経て２回以上の冷延工程を経て最終板厚
となした冷延板を得る際、その冷延板の表面粗度を０．
０５〜０．３０μｍとする。

【００１１】表面粗度を０．０５μｍ未満に平滑とした
場合には、磁気特性が低いが、０．０５μm 以上に表面
粗度を粗くすると磁気特性は向上する。この原因は、表
層の磁区細分化により、磁化過程の際、回転磁化が容易
になるためと推定される。０．３０μｍを超えて粗くし
た場合にも磁気特性の低下が起こる。表面粗度が粗すぎ
る場合に磁気特性が低下する原因は、板表面の凹凸が大
となり、表層が磁壁移動のピンニングの原因となると考
えた場合、磁化過程の際、磁壁移動が阻止される確率が
大きくなるためと推定される。従って、仕上冷延板の表
面粗度を０．０５〜０．３０μｍとした。

【００１２】冷延仕上板の表面粗度を０．０５〜０．３
０μｍにするためには、少なくとも最終パス、望ましく
は最終パスより２パス前からの圧延において、ロール表
面粗度がＲａで０．０５〜０．３μｍのロールを用い
る。ロール表面粗度を０．０５μｍ未満に平滑とした場
合には、仕上冷延板の表面粗度がＲａで０．０５μｍ未
満に平滑となるために望ましくない。また、ロール表面
粗度をＲａで０．３０μｍを超えて粗くした場合には、
仕上冷延板の表面粗度がＲａで０．３０μｍ超に粗くな
るために望ましくない。従って、ロール表面粗度をＲａ
で０．０５〜０．３０μｍとした。

【００１３】なお、ロール表面粗度を０．０５〜０．３
０μｍとするには、通常使用されている＃８０〜＃４０
０仕上げ程度を用いることが望ましい。仕上冷延での圧
下率は、５〜２０％にて行う。５％未満の場合には、圧
下が低く、ロール表面の粗さが冷延板表面に転写されな
いために望ましくない。また、２０％を超える場合に
は、冷延機に負荷が著しく加わり製造上困難となり、ま
た、所定の板厚を得ようとした場合に制御が困難となる
ために望ましくない。従って、仕上冷延での圧下率は５
〜２０％とした。

【００１４】最終冷延を行った後、打抜き加工あるいは
深絞り加工等により所定の形状にし、次いで磁性焼鈍を
行う。なお、打抜き加工等の軽加工は冷延ままで行うこ
とができるが、深絞り加工等の強加工は、軟質化焼鈍を
必要に応じて施した後に行う。磁性焼鈍は、目標磁気特
性を確保するために１０００〜１２００℃の温度域で行
う。１０００℃未満では、磁気特性が低すぎるために望
ましくない。また、１２００℃を超える場合には、熱処
理コストが高くなるために望ましくない。また、保持時
間は１〜５時間とする。１時間未満では、磁気特性が低
すぎるために望ましくない。また、５時間を超える場合
には、磁気特性が飽和傾向を示し、また熱処理コストが
高くなるために望ましくない。また、雰囲気は、露点−
３０℃以下の水素、冷却速度は６００〜３００℃間を平
均冷却速度１０〜５００℃／ｈｒで行うのが望ましい。

【００１５】

【実施例】

（１） Ｎｉ：４６．３％，Ｍｎ：０．５０％，Ｓｉ：
０．２２％，残部：Ｆｅからなる合金を真空誘導溶解炉
で溶製し、連続鋳造法によりスラブとした。その後、１
２５０℃×２時間加熱後熱延を行い、板厚４．１ｍｍの
熱延板を得た。次いで、熱延板の疵取り後、中間冷延に
より板厚２．０ｍｍに圧延を行った。その後、中間焼鈍
を経て、仕上冷延により板厚０．５０ｍｍの冷延薄板を
得た。パススケジュールは、実施例中Ｎｏ．５，１２以
外は、２．０ｍｍ→１パス目：ロール表面研磨砥石番手
＃８０、ロール表面研磨粗度Ｒａ０．２９μｍ、圧下率
３２．５％（板厚１．３５ｍｍ）→２パス目：＃８０、
２３．７％（１．０３ｍｍ）→３パス目：＃８０、２
４．３％（０．７８ｍｍ）→４パス目：＃８０、２０．
５％（０．６２ｍｍ）→５パス目：＃８０、１２．９％
（０．５４ｍｍ）→６パス目：表１に記載のロール表面
研磨砥石番手＃２０〜＃１０００、表１に記載のロール
表面研磨粗度、７．４％（０．５０ｍｍ）とした。Ｎ
ｏ．５は、５パス目：＃８０、３．２％（０．６０ｍ
ｍ）→６パス目：＃８０、０．２９μｍ、１６．７％
（０．５０ｍｍ）とした。Ｎｏ．１２は、５パス目：＃
８０、１６．１％（０．５２ｍｍ）→６パス目：＃８
０、０．２９μｍ、０．５０ｍｍ（３．８％）とした。
その後、ＪＩＳ Ｃ ２５３１に基づいた、外径４５ｍ
ｍ×内径３３ｍｍのリング片を採取し、磁性焼鈍（保持
温度×３時間、水素ガス雰囲気中、露点：−６０℃、６
００〜３００℃間の平均冷却速度：１００℃／ｈｒ）を
行った。磁性焼鈍後の試験片に対し、最大比透磁率を測
定した。表１中、Ｎｏ．１〜６は本発明例、Ｎｏ．７〜
１３は比較例である。

【００１６】比較例Ｎｏ．７、８は、本発明例Ｎｏ．１
〜４に比較して、表面粗度が低すぎるために、磁気特性
が低い。比較例Ｎｏ．９〜１１は、本発明例Ｎｏ．１〜
４に比較して、表面粗度が高すぎるために、磁気特性が
低い。以上の結果を図１に示す。また、比較例Ｎｏ．１
２は、本発明例Ｎｏ．４に比較して、仕上パスでの圧下
率が低いために本発明範囲を外れている。比較例Ｎｏ．
１３は、本発明例Ｎｏ．６に比較して、磁性焼鈍温度が
低すぎるために、磁気特性が低い。

【００１７】

【表１】

【００１８】（２） Ｎｉ：８０．１％，Ｍｏ：５．２
６％，Ｍｎ：０．９７％，Ｓｉ：０．２５％，残部：Ｆ
ｅからなる合金を真空誘導溶解炉で溶製し、連続鋳造法
によりスラブとした。その後、１２５０℃×２時間加熱
後熱延を行い、板厚４．５ｍｍの熱延板を得た。次い
で、熱延板の疵取り後、２回の中間焼鈍を経て、３回の
冷延により、最終冷延では板厚０．５ｍｍから圧下率８
０％にて板厚０．１０ｍｍの冷延薄板を得た。パススケ
ジュールは、０．５ｍｍ→１パス目：ロール表面研磨砥
石番手＃８０、ロール表面研磨粗度Ｒａ０．２９μｍ、
圧下率２４．０％（板厚０．３８ｍｍ）→２パス目：＃
８０、２１．１％（０．３０ｍｍ）→３パス目：＃８
０、２３．３％（０．２３ｍｍ）→４パス目：＃８０、
２１．７％（０．１８ｍｍ）→５パス目：＃８０、１
６．７％（０．１５ｍｍ）→６パス目：＃８０、１３．
３％（０．１３ｍｍ）→７パス目：１５．４％（０．１
１ｍｍ）→８パス目：９．１％（０．１０ｍｍ）とし
た。その際、仕上冷延の最終２パスにおいて、表２に記
載のロール表面研磨砥石番手＃２０〜＃１０００、表２
に記載のロール表面研磨粗度の冷延ロールを用いた。そ
の後、ＪＩＳ Ｃ ２５３１に基づいた、外径４５ｍｍ
×内径３３ｍｍのリング片を採取し、磁性焼鈍（１１２
０℃×各時間、水素ガス雰囲気中、露点：−５０℃、６
００〜３００℃間の平均冷却速度：１５０℃／ｈｒ）を
行った。磁性焼鈍後の試験片に対し、最大比透磁率を測
定した。表２中、Ｎｏ．１〜４は本発明例、Ｎｏ．５〜
１０は比較例である。

【００１９】比較例Ｎｏ．５、６は、本発明例Ｎｏ．１
〜４に比較して、表面粗度が低すぎるために、磁気特性
が低い。比較例Ｎｏ．７〜９は、本発明例Ｎｏ．１〜４
に比較して、表面粗度が高すぎるために、磁気特性が低
い。以上の結果を図２に示す。また、比較例Ｎｏ．１０
は、本発明例Ｎｏ．3 に比較して、磁性焼鈍保持時間が
短いために、磁気特性が低い。

【００２０】

【表２】

【００２１】以上の様に、本発明例は、比較例に比べて
特性が著しく改善されていることが判る。

【００２２】

【発明の効果】以上のことから明らかなように、本発明
に従えば磁気特性に優れたＦｅ−Ｎｉ系磁性合金板を安
価に得ることができ、工業上極めて有用である。

【図面の簡単な説明】

【図１】４６．３％Ｆｅ−Ｎｉにおける、板表面粗度
と、最大比透磁率の関係を示す図である。

【図２】８０．１％Ｎｉ−５．２６％Ｍｏ−Ｆｅににお
ける、板表面粗度と、最大比透磁率の関係を示す図であ
る。

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】 重量比で３０〜８５％Ｎｉを含むＦｅ−
   Ｎｉ系合金の冷間圧延仕上板において、表面粗度がＲａ
   で０．０５〜０．３μｍであることを特徴とする磁気特
   性に優れたＦｅ−Ｎｉ系合金板。
2. 【請求項２】 重量比で３０〜８５％Ｎｉを含むＦｅ−
   Ｎｉ系合金の仕上冷間圧延において、少なくとも最終パ
   スの圧延を、ロール表面粗度がＲａで０．０５〜０．３
   μｍのロールを用いた圧下率が５〜２０％の仕上冷間圧
   延とすることを特徴とする磁気特性に優れたＦｅ−Ｎｉ
   系合金板の製造方法。
3. 【請求項３】 仕上冷間圧延に引続いて、所定の形状に
   成形加工し、続いて温度が１０００〜１２００℃、保持
   時間が１〜５時間の磁性焼鈍を行うことを特徴とする請
   求項２記載の磁気特性に優れたＦｅ−Ｎｉ系合金板の製
   造方法。