JPH1072636A - 磁歪部材およびその製造方法 - Google Patents

磁歪部材およびその製造方法

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JPH1072636A
JPH1072636A JP8249187A JP24918796A JPH1072636A JP H1072636 A JPH1072636 A JP H1072636A JP 8249187 A JP8249187 A JP 8249187A JP 24918796 A JP24918796 A JP 24918796A JP H1072636 A JPH1072636 A JP H1072636A
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JP
Japan
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phase
main part
magnetostrictive
magnetostrictive member
heat treatment
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JP8249187A
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English (en)
Inventor
Yoshi Sukigara
宜 鋤柄
Akiyoshi Kita
晃義 喜多
Jun Takizawa
純 滝沢
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Honda Motor Co Ltd
Original Assignee
Honda Motor Co Ltd
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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
    • H01F1/0302Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity characterised by unspecified or heterogeneous hardness or specially adapted for magnetic hardness transitions
    • H01F1/0306Metals or alloys, e.g. LAVES phase alloys of the MgCu2-type

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  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Other Surface Treatments For Metallic Materials (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁歪材料として用いられる主体部の酸化を防
止し得る磁歪部材を提供する。 【解決手段】 磁歪部材1は,Sm含有合金よりなり,
且つ磁歪材料として用いられる主体部2と,その主体部
2と一体の被覆層3とより構成される。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は磁歪部材およびその
製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】従来,磁歪部材としては,SmFe系合
金粉末を用いて,粉末冶金法の適用下で製造されたもの
が知られている(特開平1−246342号公報参
照)。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら,従来の
磁歪部材はその表面が剥出しであるため,製造後の保管
中に酸化し易い,という問題がある。
【0004】
【課題を解決するための手段】本発明は,優れた耐酸化
性を有する磁歪部材を提供することを目的とする。
【0005】前記目的を達成するため本発明によれば,
Sm含有合金よりなり,且つ磁歪材料として用いられる
主体部と,前記主体部と一体の被覆層とより構成される
磁歪材料が提供される。
【0006】このように構成すると,製造後の保管中に
おける主体部の酸化を被覆層により防止することが可能
である。この部材を磁歪材料として使用する場合にはそ
の被覆層は除去される。
【0007】また本発明は前記部材を容易に得ることが
可能な前記製造方法を提供することを目的とする。
【0008】前記目的を達成するため本発明によれば,
Sm含有合金よりなる素材に,真空中にて熱処理を施す
磁歪部材の製造方法が提供される。
【0009】前記熱処理中に,素材の表層部ではSmの
溶融,それに次ぐSmの蒸発およびその溶融Smと他の
元素との反応が発生し,これにより被覆層が形成され
る。一方,表層部により覆われた内側領域では,その均
質化が進行し,これにより磁歪性能が高く,磁歪材料と
して好適な主体部が形成される。この主体部は前記均質
化に伴い高密度であるから高い機械的強度を有する。
【0010】
【発明の実施の形態】図1において,磁歪部材1は,S
mFe系合金よりなり,且つ磁歪材料として用いられる
主体部2と,主体部2と一体で,且つその主体部2より
もSm濃度が低い被覆層3とより構成される。
【0011】主体部2は,マトリックスを形成する主成
分としてのSmFe2 相と,そのSmFe2 相に分散す
る副成分としてのSm相とよりなる。副成分には,超磁
歪特性を生じないSmFe3 相およびSm2 Fe17相が
含まれることもある。また被覆層3は,主体部2に隣接
し,且つSmFe3 相よりなる第1の層4と,その第1
の層4に隣接し,且つSm2 Fe17相よりなり第2の層
5を有する。このように被覆層3は主体部2に比べてF
e濃度が高く,したがって主体部2よりもSm濃度は低
い。
【0012】このように構成すると,製造後の保管中に
おける主体部2の酸化を被覆層3により防止することが
可能である。この部材1を磁歪材料として使用する場合
にはその被覆層3は機械加工等により除去される。
【0013】主体部2におけるSm相の含有率aはa≦
15体積%(ただし,a>0体積%)に設定される。こ
のように構成すると,主体部2が複合体となるので,そ
の強度および耐久性を向上させることができ,またSm
相が93μΩcmといったように高い電気抵抗を有するこ
とに起因して主体部2の電気抵抗(SmFe2 相:50
μΩcm)が上昇し,これにより,磁場中において主体部
2にうず電流が発生することを防止して,主体部2の磁
場に対する応答性を向上させることができる。これは,
特にパルス磁場において顕著である。ただし,Sm相の
含有率aがa>15体積%では強度は増すが磁歪性能が
低下する。
【0014】前記構成の磁歪部材1は,Sm濃度が全体
に亘り略均一なSmFe系合金よりなる素材に,例えば
真空中(10-1Torr以下)にて熱処理を施すことに
よって製造される。
【0015】素材を構成するSmFe系合金は,組成が
SmFex(ただし,xは原子モル数,これは以下同
じ。)と表わされ,その素材は鋳造法により製造され
る。
【0016】熱処理条件において,熱処理温度Tは75
0℃≦T≦900℃に,また熱処理時間tは1時間≦t
≦6時間にそれぞれ設定される。この場合,冷却法は炉
冷または急冷(ガスまたは液体による)の何れでもよ
い。
【0017】前記素材に前記条件下で熱処理を施すと,
この熱処理中に,素材の表層部ではSmの溶融,それに
次ぐSmの蒸発およびその溶融SmとFeとの反応が発
生し,これにより被覆層3が形成される。一方,表層部
により覆われた内側領域では,その均質化が進行し,こ
れにより磁歪性能が高く,磁歪材料として好適な主体部
2が形成される。この主体部2は前記均質化に伴い高密
度であるから高い機械的強度を有する。
【0018】なお,前記熱処理をAr,N2 等の不活性
ガス雰囲気中で,且つガス分圧が760Torr(1a
tm)以下,例えば10〜2Torrの減圧状態,また
は不活性ガス雰囲気中で,且つ760Torrの状態に
て行うことも可能である。
【0019】また熱処理温度TがT<750℃である
か,または熱処理時間tがt<1時間であると,前記構
造の磁歪部材1を得ることができず,一方,T>900
℃ではSmFe2 相が生成されず,SmFe3 相または
Sm2 Fe17相が生成され,またt>6時間ではSmF
2 相からのSmの蒸発に伴いSmFe3 相またはSm
2 Fe17相が生成される。
【0020】図2に示すように,前記熱処理において,
素材が部分的に溶融する温度,この実施例では共晶温度
をTm=720℃としたとき,室温(約25℃)から加
熱温度Tm±50℃までの昇温速度V1 と,加熱温度T
m±50℃から熱処理温度Tまでの昇温速度V2 との関
係はV1 <V2 に設定される。
【0021】例えば,昇温速度V1 は(Tm±50℃)
−室温=ΔT1 ℃としたとき,(ΔT1 /5)℃/h≦
1 ≦(ΔT1 /1)℃/hに設定される。つまり1〜
5時間かけてΔT1 ℃だけ温度上昇させる。また昇温速
度V2 はT−(Tm±50℃)=ΔT2 ℃(ただし,Δ
2 ℃<ΔT1 ℃)としたとき,(ΔT2 /0.5)℃
/h≦V2 ≦(ΔT2 /0.1)℃/hに設定される。
つまり0.1〜0.5時間かけてΔT2 だけ温度上昇さ
せるのである。
【0022】このような手段を採用すると,昇温速度V
1 の緩慢な昇温過程で素材の熱歪が除去されるので,そ
の後,処理時間の短縮化のために昇温速度V2 を速めて
も主体部2に,機械加工後において割れが発生すること
がない。 〔実施例〕高周波溶解炉を用いて,Ar雰囲気中で,且
つ減圧下(600Torr)にてSmFe1.7 合金組成
の溶湯を調製し,次いでその溶湯を鋳込み温度1200
℃にて銅鋳型に注入して素材を鋳造した。
【0023】図3は素材の金属組織を示す顕微鏡写真で
ある。図3において,灰色のSmFe2 相,黒色のSm
Fe3 相および白色のSm相が観察される。
【0024】次いで,素材に熱処理を施して磁歪部材1
の実施例1〜3を得た。
【0025】表1は実施例1〜3を得るための熱処理条
件を示す。
【0026】
【表1】
【0027】図4は実施例1の金属組織を示す顕微鏡写
真およびその要部写図である。図4から,実施例1は主
体部2と被覆層3とより構成され,また主体部2はSm
Fe2 相よりなるマトリックスとそれに分散するSm相
とよりなり,さらに被覆層3がSmFe3 相よりなる第
1の層4と,Sm2 Fe17相よりなる第2の層5を有す
ることが判る。この被覆層3により主体部2の酸化が防
止される。
【0028】表2は実施例1〜3の主体部2および素材
におけるSm相の含有率a,密度および磁歪量を示す。
Sm相の含有率aは,電子顕微鏡による反射電子像撮影
からSm相の面積を測定することによって求められ,ま
た磁歪量は,歪みゲージを用い,磁場を1.5kOeか
けて測定された(これらは以下の例において同じであ
る)。さらに密度の測定は常法によった。
【0029】
【表2】
【0030】表2から明らかなように,前記熱処理を経
て得られた実施例1〜3はSm相の含有率aがa≦15
体積%であって高強度であり,また高い密度を有し,そ
の上,優れた磁歪性能を有することが判る。また熱処理
における雰囲気は,最も良いのが真空状態であり,それ
に次いで不活性ガス中,大気圧状態,不活性ガス中,減
圧状態の順となっている。
【0031】次に,熱処理の雰囲気を真空状態にし,ま
た熱処理温度TをT=850℃に設定すると共に熱処理
時間tを種々変化させ,その熱処理時間と,磁歪材料の
主体部における副成分,つまり主成分SmFe2 相以外
の成分であるSm相,SmFe3 相およびSm2 Fe17
相の含有率との関係を調べたところ,図5の結果を得
た。図5において熱処理時間t=6時間のものは実施例
1に,また熱処理時間t=0時間のものは素材にそれぞ
れ該当する。さらにt=1時間のものを実施例4とし,
またt=3時間のものを実施例5とする。
【0032】図6は実施例4の金属組織を示す顕微鏡写
真およびその要部写図であり,また図7は実施例5の金
属組織を示す顕微鏡写真およびその要部写図である。
【0033】図4〜7から明らかなように,熱処理時間
tが長くなるに従って,主体部2における副成分量が減
少して主成分量が増加し,また主体部2の均質化が進行
することが判る。
【0034】次に,前記の場合と組成を異にする二種の
素材を鋳造し,その一種,即ちSmFe1.5 合金よりな
る素材に熱処理を施して磁歪部材1の実施例6,7を,
また他の一種,即ちSmFe1.9 合金よりなる素材に熱
処理を施して磁歪部材1の実施例8をそれぞれ得た。
【0035】表3は実施例6〜8を得るための熱処理条
件を示す。
【0036】
【表3】
【0037】表4は実施例6〜8の主体部2におけるS
m相の含有率a,密度および磁歪量を示す。
【0038】
【表4】
【0039】表4から明らかなように,前記熱処理を経
て得られた実施例6〜8はSm相含有率aがa≦15体
積%であって高強度であり,また高い密度を有し,その
上,優れた磁歪性能を有することが判る。
【0040】次に,SmFe1.7 合金よりなる素材に熱
処理を施して磁歪部材1の実施例9〜11を,またSm
Fe1.5 合金よりなる素材に熱処理を施して磁歪部材1
の実施例12および比較例1,2をそれぞれ得た。
【0041】表5は実施例9〜12および比較例1,2
を得るための熱処理条件を示す。
【0042】
【表5】
【0043】表6は実施例9〜12および比較例1,2
におけるSm相の含有率a,磁歪量,圧縮強さ,比抵抗
および相対パルス磁場応答性を示す。この相対パルス磁
場応答性は,Sm相の含有率aがa=0.1体積%であ
る実施例9を「1」として求められた。圧縮強さおよび
比抵抗の測定法は常法によった。
【0044】
【表6】
【0045】図8は,表6に基づいて,実施例9〜12
および比較例1,2の主体部2におけるSm相の含有率
aと圧縮強さおよび磁歪量との関係をグラフ化したもの
である。図8より,Sm相の含有率aが増加するに従っ
て圧縮強さは上昇するが,磁歪量は低下することが判
る。
【0046】実用磁歪材料としては,600ppm 以上の
磁歪量を持っていることを要求され,この点からSm相
の含有率aはa≦15体積%に設定される。
【0047】図9は,表6に基づいて,実施例9〜12
および比較例1,2の主体部2におけるSm相の含有率
aと,比抵抗および相対パルス磁場応答性との関係をグ
ラフ化したものである。この場合にもSm相の含有率a
をa≦15体積%に設定することによって,比抵抗を高
く,且つ相対パルス磁場応答性を良好にすることができ
る。
【0048】比較のため,SmFe1.7 合金よりなる素
材を,室温(約25℃)から熱処理温度850℃までの
昇温速度を約1650℃/hに設定して加熱し,次いで
熱処理条件を実施例1の場合と同一に設定して熱処理を
行い,その後,得られた磁歪部材に機械加工を施したと
ころ,その主体部には割れが発生した。これは,昇温速
度が速すぎたため,その昇温過程で素材の熱歪を除去し
得なかったことに起因する。
【0049】
【発明の効果】請求項1記載の発明によれば,磁歪材料
として用いられる主体部の酸化を,被覆層により確実に
防止することが可能な磁歪部材を提供することができ
る。
【0050】請求項2記載の発明によれば,優れた磁歪
性能と高い強度とを備えた主体部を持つ磁歪部材を提供
することができる。
【0051】請求項3記載の発明によれば,前記磁歪部
材を量産することが可能な製造方法を提供することがで
きる。
【0052】請求項4記載の発明によれば,機械加工後
において,割れを発生することのない主体部を備えた磁
歪部材を得ることが可能な製造方法を提供することがで
きる。
【図面の簡単な説明】
【図1】磁歪部材の構造を示す説明図である。
【図2】時間と加熱温度との関係を示すグラフである。
【図3】素材の金属組織を示す顕微鏡写真である。
【図4】(a)は実施例1の金属組織を示す顕微鏡写
真,(b)は(a)の要部写図である。
【図5】熱処理時間と副成分の含有率との関係を示すグ
ラフである。
【図6】(a)は実施例4の金属組織を示す顕微鏡写
真,(b)は(a)の要部写図である。
【図7】(a)は実施例5の金属組織を示す顕微鏡写
真,(b)は(a)の要部写図である。
【図8】Sm相の含有率aと,圧縮強さおよび磁歪量と
の関係を示すグラフである。
【図9】Sm相の含有率aと,比抵抗および相対パルス
磁場応答性との関係を示すグラフである。
【符号の説明】
1 磁歪部材 2 主体部 3 被覆層
───────────────────────────────────────────────────── 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 H01F 1/14 H01L 41/20 H01L 41/20 8719−4K C22F 1/00 660Z // C22F 1/00 660 8719−4K 681 681 8719−4K 682 682 8719−4K 691A 691 8719−4K 691B H01F 1/14 Z

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Sm含有合金よりなり,且つ磁歪材料と
    して用いられる主体部(2)と,前記主体部(2)と一
    体の被覆層(3)とより構成されることを特徴とする磁
    歪部材。
  2. 【請求項2】 前記主体部(2)は,それに分散するS
    m相を含み,そのSm相の含有率aはa≦15体積%で
    ある,請求項1記載の磁歪部材。
  3. 【請求項3】 Sm含有合金よりなり,且つ磁歪材料と
    して用いられる主体部(2)と,前記主体部と一体の被
    覆層(3)とより構成される磁歪部材(1)を製造する
    に当り,Sm含有合金よりなる素材に,真空中にて熱処
    理を施すことを特徴とする磁歪部材の製造方法。
  4. 【請求項4】 前記素材が部分的に溶融する温度をTm
    としたとき,室温から加熱温度Tm±50℃までの昇温
    速度V1 と,加熱温度Tm±50℃から熱処理温度Tま
    での昇温速度V2 との関係をV1 <V2 に設定する,請
    求項3記載の磁歪部材の製造方法。
JP8249187A 1996-08-30 1996-08-30 磁歪部材およびその製造方法 Pending JPH1072636A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US8929558B2 (en) 2009-09-10 2015-01-06 Dolby International Ab Audio signal of an FM stereo radio receiver by using parametric stereo
CN114561524A (zh) * 2021-11-19 2022-05-31 杭州永磁集团有限公司 一种钐铁合金提高2:17型相含量的热处理方法

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