JPH08283857A - Fe−Cu基合金半硬質磁性材料の製造方法 - Google Patents
Fe−Cu基合金半硬質磁性材料の製造方法Info
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- JPH08283857A JPH08283857A JP8549195A JP8549195A JPH08283857A JP H08283857 A JPH08283857 A JP H08283857A JP 8549195 A JP8549195 A JP 8549195A JP 8549195 A JP8549195 A JP 8549195A JP H08283857 A JPH08283857 A JP H08283857A
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Abstract
(57)【要約】
【目的】 高い残留磁束密度、適正な保磁力および角型
比に優れて半硬質磁性材料用Fe−Cu基合金を提供す
る。 【構成】 重量%で、Cu:20〜60%、Mo:0.
01〜10%、Al:0.1〜7.0%を含有し、必要
に応じて、さらに、Mn:0.1〜10%、Cr:1〜
10%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からな
る溶融金属を、100℃/秒以上の凝固冷却速度で、板
厚0.1〜8mmの金属薄板に鋳造して、該金属板を圧
下率70〜98%で冷間圧延し、350〜650℃の温
度範囲で時効処理を行うことを特徴とする、Fe−Cu
基合金半硬質磁性材料の製造方法。
比に優れて半硬質磁性材料用Fe−Cu基合金を提供す
る。 【構成】 重量%で、Cu:20〜60%、Mo:0.
01〜10%、Al:0.1〜7.0%を含有し、必要
に応じて、さらに、Mn:0.1〜10%、Cr:1〜
10%を含有し、残部Feおよび不可避的不純物からな
る溶融金属を、100℃/秒以上の凝固冷却速度で、板
厚0.1〜8mmの金属薄板に鋳造して、該金属板を圧
下率70〜98%で冷間圧延し、350〜650℃の温
度範囲で時効処理を行うことを特徴とする、Fe−Cu
基合金半硬質磁性材料の製造方法。
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、リードスイッチ、リレ
ー、ヒステリシスモーターなどに用いられる半硬質磁性
材料としてのFe−Cu基合金に関する。
ー、ヒステリシスモーターなどに用いられる半硬質磁性
材料としてのFe−Cu基合金に関する。
【0002】
【従来の技術】半硬質磁性材料は、その必要特性とし
て、高い残留磁束密度(Br)を有して、適正な保磁力
(Hc)を持ち、ヒステリシスループの角型比((Br
/Bs)、Bs:飽和磁束密度)に優れていることが重
要である。
て、高い残留磁束密度(Br)を有して、適正な保磁力
(Hc)を持ち、ヒステリシスループの角型比((Br
/Bs)、Bs:飽和磁束密度)に優れていることが重
要である。
【0003】従来から、半硬質磁性材料として各種の材
料が提案されているが、例えば、下記の特許公報が挙げ
られる。 (1) 特開昭48−81722号公報:Fe−9〜2
9%Cu−1〜8%Mnの電気炉溶解→熱間鍛造→熱間
圧延→冷間圧延(98%)の半硬質磁性材料。 (2) 特開平3−64583号公報:Fe−20〜7
0%Cu−0.001〜0.005%Zr−0.01〜
0.02%Mg−0.004〜0.01%Ti合金によ
るインゴット→熱間鍛造→熱間圧延→冷間線引き(≧5
5%)→焼鈍→冷間線引き(≧90%)による半硬質磁
性材料。 (3) 特開平4−5725号公報:Fe−3〜25%
Cu−0.5〜5%Mo合金の溶解→熱間鍛造→熱間圧
延→焼鈍→冷間圧延→350〜550℃熱処理→矯正→
加工による半硬質磁性材料の製造方法。
料が提案されているが、例えば、下記の特許公報が挙げ
られる。 (1) 特開昭48−81722号公報:Fe−9〜2
9%Cu−1〜8%Mnの電気炉溶解→熱間鍛造→熱間
圧延→冷間圧延(98%)の半硬質磁性材料。 (2) 特開平3−64583号公報:Fe−20〜7
0%Cu−0.001〜0.005%Zr−0.01〜
0.02%Mg−0.004〜0.01%Ti合金によ
るインゴット→熱間鍛造→熱間圧延→冷間線引き(≧5
5%)→焼鈍→冷間線引き(≧90%)による半硬質磁
性材料。 (3) 特開平4−5725号公報:Fe−3〜25%
Cu−0.5〜5%Mo合金の溶解→熱間鍛造→熱間圧
延→焼鈍→冷間圧延→350〜550℃熱処理→矯正→
加工による半硬質磁性材料の製造方法。
【0004】これら従来技術はいずれも、FeとCuの
二元合金であるために、液体状態および凝固過程で著し
く偏析、すなわち、Fe相とCu相に分離する。この偏
析は、凝固後の種々の加工性を劣化させたり、製品特性
のバラツキなどを生じさせるため好ましくない。さら
に、Moの添加は、その偏析を著しく助長する問題があ
った。
二元合金であるために、液体状態および凝固過程で著し
く偏析、すなわち、Fe相とCu相に分離する。この偏
析は、凝固後の種々の加工性を劣化させたり、製品特性
のバラツキなどを生じさせるため好ましくない。さら
に、Moの添加は、その偏析を著しく助長する問題があ
った。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、残留磁束密
度(Br)と保磁力(Hc)が高く、角型比(Br/B
s)に優れ、偏析が極めて少ない安価なFe−Cu基合
金半硬質磁性材料の製造方法を提供することを目的とし
ている。
度(Br)と保磁力(Hc)が高く、角型比(Br/B
s)に優れ、偏析が極めて少ない安価なFe−Cu基合
金半硬質磁性材料の製造方法を提供することを目的とし
ている。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記課題
解決のため、合金の液体から凝固過程での偏析を回避す
るための添加元素の効果と、凝固冷却速度の影響につい
て詳細な実験を行った。その結果、偏析を半硬質磁性材
料としての特性を劣化させることなく著しく抑制する元
素と、適正な凝固冷却速度を見い出した。
解決のため、合金の液体から凝固過程での偏析を回避す
るための添加元素の効果と、凝固冷却速度の影響につい
て詳細な実験を行った。その結果、偏析を半硬質磁性材
料としての特性を劣化させることなく著しく抑制する元
素と、適正な凝固冷却速度を見い出した。
【0007】本発明は、以上の知見に基づいてなされた
ものであり、その要旨とするところは、下記の通りであ
る。 重量%で、Cu:20〜60%、Mo:0.01〜
10%、Al:0.1〜7.0%を含有し、残部Feお
よび不可避的不純物からなる溶融金属を、100℃/秒
以上の凝固冷却速度で、板厚0.1〜8mmの金属薄板
に鋳造して、該金属板を圧下率70〜98%で冷間圧延
し、350〜650℃の温度範囲で時効処理を行うこと
を特徴とする、Fe−Cu基合金半硬質磁性材料の製造
方法。 合金成分として、さらに、Mn:0.1〜10%を
含有することを特徴とする前記のFe−Cu基合金半
硬質磁性材料の製造方法。 合金成分として、さらに、Cr:1〜10%を含有
することを特徴とする前記またはのFe−Cu基合
金半硬質磁性材料の製造方法。
ものであり、その要旨とするところは、下記の通りであ
る。 重量%で、Cu:20〜60%、Mo:0.01〜
10%、Al:0.1〜7.0%を含有し、残部Feお
よび不可避的不純物からなる溶融金属を、100℃/秒
以上の凝固冷却速度で、板厚0.1〜8mmの金属薄板
に鋳造して、該金属板を圧下率70〜98%で冷間圧延
し、350〜650℃の温度範囲で時効処理を行うこと
を特徴とする、Fe−Cu基合金半硬質磁性材料の製造
方法。 合金成分として、さらに、Mn:0.1〜10%を
含有することを特徴とする前記のFe−Cu基合金半
硬質磁性材料の製造方法。 合金成分として、さらに、Cr:1〜10%を含有
することを特徴とする前記またはのFe−Cu基合
金半硬質磁性材料の製造方法。
【0008】以下に、本発明を詳細に説明する。まず、
本発明合金の化学組成の限定理由について述べる。Cu
は、半硬質磁性材料としての要求特性を満たすにはその
含有量を増加させて残留磁束密度(Br)と保磁力(H
c)のバランスを得ることが重要である。Cu含有量が
20%未満では30 Oe以上のHcが得られ難しいの
でこれを下限とした。また、上限を60%としたのはB
rを向上させるFeの添加量との関係により規定され
る。
本発明合金の化学組成の限定理由について述べる。Cu
は、半硬質磁性材料としての要求特性を満たすにはその
含有量を増加させて残留磁束密度(Br)と保磁力(H
c)のバランスを得ることが重要である。Cu含有量が
20%未満では30 Oe以上のHcが得られ難しいの
でこれを下限とした。また、上限を60%としたのはB
rを向上させるFeの添加量との関係により規定され
る。
【0009】Moは、0.01〜10%を適正範囲とし
た。0.01%未満ではHcの向上効果が小さく、また
10%を超えて添加してもこの効果は飽和し、合金コス
トが上昇するのみであるのでこの範囲とした。Alは、
0.1%未満では、偏析低減への効果が少なく、7.0
%超では効果が飽和する上、合金コストが上昇するの
で、Alを0.1〜7.0%の範囲に規定する。
た。0.01%未満ではHcの向上効果が小さく、また
10%を超えて添加してもこの効果は飽和し、合金コス
トが上昇するのみであるのでこの範囲とした。Alは、
0.1%未満では、偏析低減への効果が少なく、7.0
%超では効果が飽和する上、合金コストが上昇するの
で、Alを0.1〜7.0%の範囲に規定する。
【0010】Mnは、必要に応じて、Br、Hcなどの
改善のために、0.1〜10%の範囲で添加する。しか
し、0.1%未満では効果が小さく、10%を超えても
効果が飽和して合金コストが上昇するので、この範囲に
規定する。Crは、材料の使用される腐食環境によって
は、1〜10%の範囲で添加して耐食性を向上させる。
この時の添加量は、0.1%未満では効果が小さく、一
方10%を超えても効果が飽和して合金コストが上昇す
るので、この範囲に規定する。
改善のために、0.1〜10%の範囲で添加する。しか
し、0.1%未満では効果が小さく、10%を超えても
効果が飽和して合金コストが上昇するので、この範囲に
規定する。Crは、材料の使用される腐食環境によって
は、1〜10%の範囲で添加して耐食性を向上させる。
この時の添加量は、0.1%未満では効果が小さく、一
方10%を超えても効果が飽和して合金コストが上昇す
るので、この範囲に規定する。
【0011】次に、本発明の半硬質磁性合金薄板の加工
・熱処理方法について説明する。本発明合金は、溶融金
属の急冷凝固的手段である双ロール式鋳造装置の湯だま
り部に注入して、冷却ロールの回転によって溶融金属を
急速に冷却して、板厚0.5〜8mmの金属板を鋳造す
る。この鋳造法によれば、偏析の低減およびFe相中の
Cu相の過飽和度が向上するため、その後の時効処理に
より、Fe中に100nm以下の微細なCu粒子が析出
して、Hcの向上等の効果が得られる。また、凝固冷却
速度は、100℃/秒以上でその効果が得られ、それ以
下では効果が小さい。
・熱処理方法について説明する。本発明合金は、溶融金
属の急冷凝固的手段である双ロール式鋳造装置の湯だま
り部に注入して、冷却ロールの回転によって溶融金属を
急速に冷却して、板厚0.5〜8mmの金属板を鋳造す
る。この鋳造法によれば、偏析の低減およびFe相中の
Cu相の過飽和度が向上するため、その後の時効処理に
より、Fe中に100nm以下の微細なCu粒子が析出
して、Hcの向上等の効果が得られる。また、凝固冷却
速度は、100℃/秒以上でその効果が得られ、それ以
下では効果が小さい。
【0012】鋳造後、圧下率70〜98%の冷間圧延を
行う。この狙いは、圧延方向に磁気異方性をもたせて、
半硬質磁性材料としての角型比を向上させるものであ
り、70%未満の圧下率では角型比の向上効果は小さ
く、一方98%超では効果が飽和する上に生産性を低下
させるので、この範囲に規定する。
行う。この狙いは、圧延方向に磁気異方性をもたせて、
半硬質磁性材料としての角型比を向上させるものであ
り、70%未満の圧下率では角型比の向上効果は小さ
く、一方98%超では効果が飽和する上に生産性を低下
させるので、この範囲に規定する。
【0013】また、その後、時効処理を行うことで、さ
らにHcと角型比を向上させる効果が得られるが、それ
を最適とする条件は温度と時間により決定される。35
0℃未満の温度ではFe中のCuの析出が十分おこら
ず、650℃を超えるとFe中のCuが100nm以上
に成長してHcが低下する。したがって、時効処理時間
は、析出温度との関係から、100〜1000分が好ま
しい。
らにHcと角型比を向上させる効果が得られるが、それ
を最適とする条件は温度と時間により決定される。35
0℃未満の温度ではFe中のCuの析出が十分おこら
ず、650℃を超えるとFe中のCuが100nm以上
に成長してHcが低下する。したがって、時効処理時間
は、析出温度との関係から、100〜1000分が好ま
しい。
【0014】
【実施例】以下、本発明を実施例に基づいてさらに説明
する。表1に示す成分を含有する合金を溶解して、双ロ
ール鋳造機で3.0mmの板厚の鋳片を製造した後に、
全圧下率96%で冷間圧延後、板厚0.12mmの冷間
圧延板を得た。さらに、500℃で360分の時効処理
を施した。得られた材料の特性評価結果を、表2に示し
た。
する。表1に示す成分を含有する合金を溶解して、双ロ
ール鋳造機で3.0mmの板厚の鋳片を製造した後に、
全圧下率96%で冷間圧延後、板厚0.12mmの冷間
圧延板を得た。さらに、500℃で360分の時効処理
を施した。得られた材料の特性評価結果を、表2に示し
た。
【0015】
【表1】
【0016】
【表2】
【0017】比較合金例として、Fe−18%−2%M
n合金、Fe−50%Cu−0.003%Ti合金およ
びFe−25%Cu−2.3%Mn合金の特性評価結果
を、表2に併記した。
n合金、Fe−50%Cu−0.003%Ti合金およ
びFe−25%Cu−2.3%Mn合金の特性評価結果
を、表2に併記した。
【0018】表2に示したBr、B100 、Hcは、振動
型磁気測定装置によりヒステリシスループを測定に求め
た。偏析の評価は、光学顕微鏡により、FeとCuのそ
れぞれの相について、総面積が1mm2 以上の相が有る
場合に偏析評点不良(△)として評価した。さらに、耐
食性は、塩水噴霧試験(5%NaCl、35%)を48
時間行い、錆の発生状況で評価した。赤錆発生面積率が
10%未満を◎、20%未満を○とした。
型磁気測定装置によりヒステリシスループを測定に求め
た。偏析の評価は、光学顕微鏡により、FeとCuのそ
れぞれの相について、総面積が1mm2 以上の相が有る
場合に偏析評点不良(△)として評価した。さらに、耐
食性は、塩水噴霧試験(5%NaCl、35%)を48
時間行い、錆の発生状況で評価した。赤錆発生面積率が
10%未満を◎、20%未満を○とした。
【0019】表2の特性評価結果より明かなように、C
uが20%以下ではHcが低く、60%超ではB100 、
Br/B100 が低下する。また、Moが0.01%以下
ではHcへの効果が小さく、10%超でも効果は飽和し
ている。さらに、Alが0.005%以下では偏析評価
が悪く、10%を超えても偏析改善効果は飽和してい
る。また、Mn、Crの添加は、Hcと耐食性向上に有
効である。
uが20%以下ではHcが低く、60%超ではB100 、
Br/B100 が低下する。また、Moが0.01%以下
ではHcへの効果が小さく、10%超でも効果は飽和し
ている。さらに、Alが0.005%以下では偏析評価
が悪く、10%を超えても偏析改善効果は飽和してい
る。また、Mn、Crの添加は、Hcと耐食性向上に有
効である。
【0020】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
BrとHcが高く、角型比が良好でさらに、極めて偏析
の少ない半硬質磁性材料を安価に得ることができる。
BrとHcが高く、角型比が良好でさらに、極めて偏析
の少ない半硬質磁性材料を安価に得ることができる。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.6 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/16 C22C 38/16 38/20 38/20 C22F 1/08 C22F 1/08 D
Claims (3)
- 【請求項1】重量%で、Cu:20〜60%、Mo:
0.01〜10%、Al:0.1〜7.0%を含有し、
残部Feおよび不可避的不純物からなる溶融金属を、1
00℃/秒以上の凝固冷却速度で、板厚0.1〜8mm
の金属薄板に鋳造して、該金属板を圧下率70〜98%
で冷間圧延し、350〜650℃の温度範囲で時効処理
を行うことを特徴とする、Fe−Cu基合金半硬質磁性
材料の製造方法。 - 【請求項2】合金成分として、さらに、Mn:0.1〜
10%を含有することを特徴とする請求項1に記載のF
e−Cu基合金半硬質磁性材料の製造方法。 - 【請求項3】合金成分として、さらに、Cr:1〜10
%を含有することを特徴とする請求項1または2に記載
のFe−Cu基合金半硬質磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8549195A JPH08283857A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | Fe−Cu基合金半硬質磁性材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP8549195A JPH08283857A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | Fe−Cu基合金半硬質磁性材料の製造方法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH08283857A true JPH08283857A (ja) | 1996-10-29 |
Family
ID=13860409
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP8549195A Withdrawn JPH08283857A (ja) | 1995-04-11 | 1995-04-11 | Fe−Cu基合金半硬質磁性材料の製造方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH08283857A (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000016346A1 (fr) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Hitachi Metals, Ltd. | Procede de production d'un materiau semi-rigide, et materiau semi-rigide et marqueur magnetique utilisant ce materiau |
-
1995
- 1995-04-11 JP JP8549195A patent/JPH08283857A/ja not_active Withdrawn
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2000016346A1 (fr) * | 1998-09-10 | 2000-03-23 | Hitachi Metals, Ltd. | Procede de production d'un materiau semi-rigide, et materiau semi-rigide et marqueur magnetique utilisant ce materiau |
KR100371913B1 (ko) * | 1998-09-10 | 2003-02-12 | 히다찌긴조꾸가부시끼가이사 | 반경질 자성 재료, 이의 제조방법 및 이를 이용한 자기 마커 |
US6893511B1 (en) | 1998-09-10 | 2005-05-17 | Hitachi Metals, Ltd. | Production method for semirigid magnetic material and semirigid material and magnetic marker using it |
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A300 | Withdrawal of application because of no request for examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A300 Effective date: 20020702 |