JPS58221251A - 耐摩耗性高透磁率合金およびその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明ばＮｉ　、　Ｎｂ、　Ａｇおよび残部実質的にＦ
ｅよりなる（副成分としてＣｕ、　Ｖ、　Ｔａ、　Ｃｒ
＋　Ｍｏ、　Ｗ。

Ｃｏ＋　Ｔｉ、Ｚｒ、　Ｍｎ、　Ａｔ、　Ｉｎ、　Ｓ’
ｉ、　Ｇｅ、　Ｓｎ、　Ｓｂ、白金族元素の１種あるい
は２種以上全含有しても良い。）耐摩耗性高透磁率合金
およびその製造方法に関するもので、その目的とすると
ころは、透磁率が大きく、保磁力が小さく耐摩耗性が良
好な各種磁気ヘッドコア材用磁性合金を得ることにある
。

一般に磁気へラドコア材用磁性材料が具備すべき特性は
、磁気テープの摺動に対する耐摩耗性が良く、磁気特性
が優れること（特に高透磁率、低保磁力）等である。こ
れらの緒特性を満足する磁気ヘッドコア材としては、従
来よシハーマロイ、　Ｆｅ−８ｉ−Ａｔ合金、フェライ
ト等が使用されている。Ｆｅ−８ｔ−Ａ／＝合金は金属
磁性材料の中では耐摩耗性が良（、ＶＴＲ・オーディオ
用磁気ヘッド等に用いられているが、材質固有の脆さの
ために鍛造・圧延等の加工が極めて困難であり、かつコ
ア片への加工においても難点があり、量産性に劣る。！
ｆ、たフェライトは電気抵抗が高く、耐摩耗性が優れて
いることから、各種磁気ヘッドには好適な材料のようで
あるが。

飽和磁束密度および透磁率が低いことなどから磁気ヘッ
ドコア材としては不十分であり、かつ機械的に脆弱であ
るため加工性に劣る。

これに対１〜てパーマロイは軟質磁性材料の中でも特に
優れた磁性材料であり、しかも加工性が良好であり比較
的安価である等の理由から工業的には磁気ヘッドコア相
としてパーマロイが広く用いられているが、磁気テープ
の走行による磁気ヘッドの摩耗がＦｅ−８ｔ−Ａｔ合金
やフェライトに比べ若干劣ることから、この改善が重要
課題となっている。

ところでＮｂ　−Ａｇパーマロイに関する研究は古くか
ら行なわれているが、高透磁率合金への応用は未だ行な
われていない。例えば、　Ｔ　ｏ　１ｍａｎは７９４％
Ｎｉ−３％Ｎｂ−１％Ａｇ−１６．６％Ｆｅ合金（重量
係、以下同じ）を用いて冷間加工と中間焼鈍を繰り返し
行なった後、８００℃で最終熱処理を施すことにより保
磁力１（ｃ＝１エルステッド（以下Ｏｅと略す）、角形
比９５％という特性を得ている（　Ｊｏｕｒｎａｌ　ｏ
ｆ　Ａｐｐｌｉｅｄ　Ｐｈｙｓｉｃｓ、　６６　（１９
６５）　１２３３）。

また１辺見らは、７８９％Ｎｉ　−２，６％Ｎｂ−０，
８２チＡｇ−Ｆｅ合金を熱間圧延後スウェージング加工
と中間熱処理を繰り返し行ない、さらに冷間圧延により
仕上げたのち、５００〜９００℃で最終熱処理を施すこ
とにより、保磁力Ｈｃ＝７．５〜５．５０ｅ、角形比７
２〜９０％という特性を得ている（昭和４５年日本６− 金属学会春期大会にて発表２日本金属学会誌３４　（１
９７０）９４３）。しかしＮｂ−Ａｇパーマロイを含め
金属磁性材料を磁気ヘッドコア材として用いるためには
、記録時のヒステリシス損失を減少させ、さらに再生時
のヘッドの帯磁ノイズを減少させる必要上、保磁力Ｈｅ
　ｆ　Ｏ，０７０ｅ以下にする必要がある。

そこで本発明者ｕ、Ｎｂ−Ａｇパーマロイについて研究
全型ねた結果、適当な熱処理を施すことによりＮＮ１５
（Ａ、　Ｎｂ）なるγ′相が形成され、耐摩耗性が著し
く改善されると同時に保磁力Ｈｅが０．０７０ｅ以下に
低下し、さらには透磁率をも向」ニさせ得ることを見い
出した。

すなわち本発明はＮｉ　７０〜８４９チ、　Ｎｂ　１．
０〜６．０チ、　Ａｇ’０．ＤＯ５〜１．５％および残
部がＦｅからなるか。

あるいはこれを主成分とし、副成分としてＣｎ２Ｏ％以
下、　Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ、’ｉそれぞれ
７チ以下、　Ｔｉ　、　Ｚｒ、　Ｍｎ、　Ａｌｌ　Ｉｎ
、　Ｓｉ、　Ｇｅ、　Ｓｎ、　Ｓｂ。

白金族元素をそれぞれ３チ以下の１種または２種以上合
計０．０１〜２．５チからなり、保磁力０６０７エル４
− ／ ステッド以下を有して耐摩耗性が良好な各種磁気へソド
コア材に使用する耐摩耗性高透磁率合金を提供するもの
である。

ここで白金族元素とｆｉ　Ｒｕ、　Ｒｈ、　Ｐｄ、　Ｓ
ｓ、　Ｉｒ、　Ｐｔの総称である。

本発明の合金を造るには、Ｎｉ７０〜８４．９％、　Ｎ
ｂ１０〜６０％、　Ａｇ　Ｏ，００５〜１．５％および
残部Ｆｅの適当量あるいは、これにＣｕ　２０　％以下
、　Ｖ、　Ｔａ、　Ｃｒ。

Ｍｏ　、　Ｗ、　Ｃｏ　ｆそれぞれ７％以下、　Ｔ　Ｉ
　、Ｚ　ｒ　＋　Ｍｎ　ＨＩｎ　＋Ｓｔ＋　Ｇｅ、　Ｓ
ｎ、　Ｓｂ＋白金族元素全それぞれ３％以下の１種また
は２種の定量を添加して大気中、好ましくは非酸化性雰
囲気あるいは真空中で溶解した後＋　Ｃ，Ｃａ、Ｍｇｉ
添加して充分、脱酸・脱硫を行ない適当な形状の鋳型に
溶湯全注ぎ込み健全なインゴットを得る。さらにこのイ
ンゴットを熱間鍛造あるいは熱間加工により適当な形状
１例えば板状となし１次いでこれに冷間圧延と必要なら
ば中間焼鈍を施し最終板厚（０，６ｍｍ１まで仕上げる
。この薄板から外径４５圏、内径３５胴のリング状試料
を打ち抜き、これを真空中あるいは非酸化性雰囲気中２
例えば水素中で１０００℃以上融点以下の温度で適当時
間加熱し１次いで組成に対応した速度で冷却するかある
いはこれをさらに４００°Ｃ以上の温度で適当時間再加
熱し冷却する。このようにして保磁力Ｈｅが０．０７０
ｅ以下の耐摩耗性高透磁率合金が得られる。なお前述の
Ｎ】３（Ａｇ、Ｎｂ）が形成されるのは上記熱処理の冷
却過程あるいは４００℃以上の温度での再加熱時である
ため２合金組成により冷却速度および再加熱温度を選択
する必要がある。冷却速度としては１０００°Ｃ／分〜
０１℃／分の範囲が好適で、また再加熱温度は４００℃
以上が好適である。

なお、との条件以外では”３（Ａｇ　＋　Ｎｂ　）が形
成されず不適当である。

次に本発明Ω実施例について説明する。なお。

この実施例は本発明を限定するものではない。

〈実施例−１〉 ７９６％Ｎｉ−６，３０％Ｎｂ　−０，５３％Ａｇ−Ｆ
ｅ合金の製造方法を以下に示す。

公称純度９９％以上の原料を用い、総重量３に９全アル
ミナルツボに入れ真空中にて高周波誘導炉で溶解し健全
なインゴットヲ得た。このインボッ）　ｉ　１１００℃
で熱間圧延により４ｒｎｍ厚の板に加工し、さらに冷間
圧延により１５闘厚とした。

次いで９００℃で加熱し軟化させた後、冷間圧延により
０．６　ｒｕｎ厚とし、これから外径４５咽、内径５５
ｒｔｒｒｈのリング状試利、およびコア片を打ち抜いた
。これらの試料に水素中で種々の熱処理を施したのち磁
気特性の測定ならびに耐摩耗試験に供した。摩耗試験と
しては、磁気テープにはγ−Ｆｅ２０３テーフヲ使用し
、オートリバース型カセットデツキにより１ｏｏｏ時間
の連続走行テストを行なった。この際のテープ速度は４
．７５−／。

であり、１００時間ごとにテープ交換を行なった。

これらの測定結果全第１表に示す。

以下余白 第１表 以下余日 〈実施例−２〉 ７９．４　％　Ｎｉ　−２，０％Ｎｂ　−１，０％　Ａ
ｇ　−２，０％Ｔｉ−Ｆｅ合金全〈実施例−１〉と同様
な方法で製造し９種々の熱処理を施した後、磁気特性お
よび摩耗深さを測定した。その結果を第２表に示す。

第２表 なお実施例１および２＋Ｃおいては試料はいずれも１０
００℃以上の温度で加熱後、所定の冷却速度で常温まで
冷却し、さらに４００℃以上の温度に再加熱した後、所
定の冷却速度で常温まで冷却するという２サイクルの熱
処理を施したが。

これは１０００℃以上の温度で加熱し所定の冷却速度で
４００℃以上の所定温度まで冷却し１次いで所定の冷却
速度で常温まで冷却するという１サイクルの熱処理でも
同様な特性が得られる。

〈実施例−３〉 第６表に示した組成の合金金〈実施例−１〉と同様な方
法で製造した後、磁気特性および摩耗深さ全測定した。

その結果全第３表に示す。

＝１１− 上記実施例かられかるようにＮｉ　−Ｎｂ−Ａｇ−Ｆｅ
合金あるいはこれにＣｕ、Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、
Ｃｏ。

Ｔｉ、　Ｚｒ、　Ｍｎ、　Ａｔ、　Ｉｎ、　Ｓｔ、　Ｇ
ｅ、　Ｓｎ、　Ｓｂ、白金族元素の倒れか１種または２
種以上を添加した合金を１０００℃以上融点以下の温度
で真空中あるいは非酸化性雰囲気において５分以上５時
間以下の組成に対応した適当時間加熱した後、４００℃
以上の温度から１０００℃１０〜ｂ した適当な速度で常温まで冷却することによシ。

保磁力Ｈｅが０．０７エルステソド以下を有する耐摩耗
性高透磁率合金が得られる。

次に本発明において合金の組成（５Ｎｉ７０〜８４．９
％、　Ｎｂ　１．０〜６．０％、　Ａｇ　Ｏ，［１０５
〜１．５％および残部Ｆｅと限定し、これに副成分とし
て添加する元素をＣｕ　２０％以下、　Ｖ、　Ｔａ、　
Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、　Ｃｏ　ｆそれぞれ７％以下、　Ｔｉ
、　Ｚｒ、　Ｍｎ、　Ａ４　Ｉｎ、　Ｓｉ、　Ｇｅ、　
Ｓｎ、　Ｓｂ。

白金族元素をそれぞれ３％以下と限定した理由は、実施
例で明らかなように、この組成範囲では初透磁率μｉ　
２５０００以上、保磁力Ｈｅが０．０７０ｅ以下を有し
耐摩耗性に優れているが、この組成範囲をはずれると磁
気特性あるいは耐摩耗性が劣化するためである。すなわ
ちＮｂ　１１未満では前述の”３（Ａｇ　＋　Ｎｂ）が
形成されず耐摩耗性が劣ると共に磁気特性も劣り、また
Ｎｂ　６　％　’に越えると熱間加工性が悪く量産性に
劣る。Ａｇ　０．００５１未満では前述のＮｉ３（Ａｇ
、　Ｎｂ）が形成されず耐摩耗性が劣り、またＡｇ　１
．５％を越えると完全に固溶せず磁気特性が劣化すると
共に熱間加工性を害する。副成分として添加するＣｕ　
２０％以下。

Ｖ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ、Ｃｏ　ｆそれぞれ７チ以下
、’ｒｔ。

Ｚｒ、Ｍｎ、Ａｔ、Ｉｎ、Ｓｉ、Ｇｅ、Ｓｎ＋Ｓｂ、白
金族元素全それぞれ３％以下はいずれも耐摩耗性を改善
する効果はあるが、所定の濃度範囲を越えて添加すると
加工性が劣化する。

次に熱処理条件ｉ　１０００℃以上融点以下の温度で５
分以」＝５時間以下の組成に対応した適当時間加熱した
後、４００℃以上の温度から１０００℃／分〜０１℃／
分の組成に対応した適当な速度で常温まで冷却すると限
定した理由は、実施例から明らかなように、この条件の
範囲では初透磁率μｉ１３− ２５０００以上、保磁力Ｈｅが０．０７０ｅ以下を有し
耐摩耗性に優れた合金が得られるが、この範囲をはずれ
ると磁気特性あるいは耐摩耗性が劣化するためである。

すなわち、　１０００℃未満の加熱では十分な再結晶が
起こらず磁気特性が悪く、また再結晶が不十分であると
冷却過程においてＮｉ３　（Ａｇ、　Ｎｂ）が形成され
得ないため耐摩耗性が改善され得ない。さらに冷却速度
に組成に大きく依存するため１組成に応じて１ｏｏｏ℃
／分〜ｏ１℃／分の範囲で選べばよい。

また熱処理の雰囲気は酸化性雰囲気では１合金表面に酸
化膜が形成され磁気特性が著しく劣化するため、真空中
あるＬｚＩｔ、非酸化性雰囲気。

特に好ましくは水素中が良い。

＝　１４＝ 特許庁長官　若　杉　和犬　殿 １、事件の表示　昭和５７年特許願第１０１２９７号２
、発明の名称　耐摩耗性高透磁率合金およびその製造方
法 ５、補正をする者 ４、代理人　〒１０５ ５、補正命令の日付 昭和５７年９月９日（発送日５７．９．２８）６、補正
の対象 １）明細書の９頁、１０頁、１１頁、１２頁の４頁第１
表 以下余白 〈実施例−２〉 ７９．４％Ｎｉ　−２，０％Ｎｂ　−１，０％Ａｇ　−
２，０％Ｔｉ−Ｆｅ合金を〈実施例−１〉と同様な方法
で製造し２種々の熱処理を施しだ後、磁気特性および摩
耗深さを測定した。その結果を第２表に示す。

第２表 なお実施例１および２においては試料はいずれも１００
００以上の温度で加熱後、所定の冷却速度で常温まで冷
却し、さらに４００Ｃ以上の温度に再加熱した後、所定
の冷却速度で常温まで冷却するという２サイクルの熱処
理を施したが。

これは１０００ｔｒ以上の温度で加熱し所定の冷却速度
で４０００以上の所定温度まで冷却し１次いで所定の冷
却速度で常温まで冷却するという１サイクルの熱処理で
も同様な特性が得られる。

〈実施例−３〉 第６表に示した組成の合金を〈実施例−１〉と同様な方
法で製造した後、磁気特性および摩耗深さを測定した。

その結果を第６表に示す。

１１−

Claims (3)

【特許請求の範囲】
1. （１）重量比にてＮｉ　７０〜８４．９係、　Ｎｂ　１
   ．０〜６０％。 ＡｇＯ，００５〜１．５％および残部が実質的にＦｅか
   らなり、保磁力が０．０７エルステツド以下を有するこ
   とを特徴とする耐摩耗性高透磁率合金。
2. （２）重量比にてＮｉ　７０〜８４９％、　Ｎｂ　１．
   ０〜６．０チ、　Ａｇ０００５〜１５％および残部Ｆｅ
   　ｆ主成分とし、さらに副成分としてＣｎ２Ｏ％以下、
   あるいは／およびＶ　＋　Ｔａ　＋　Ｃｒ　＋　Ｍｏ　
   Ｉ　Ｗ＋　Ｃｏの少くとも一種をそれぞれ７％以下、あ
   るいは／およびＴｉ　、　Ｚｒ、　Ｍｎ、　Ａｔ、Ｉｎ
   。 Ｓｊ、　Ｇｅ、　Ｓｎ、　Ｓｂ、白金族元素の少くとも
   一種をそれぞれ６チ以下とし、しかもこれら副成分の合
   計’ｉ０．０１〜２５％とし、保磁力が００７エルステ
   ソド以下を有すること全特徴とする耐摩耗性高透磁率合
   金。
3. （３）重量比にてＮｉ　７０〜８４，９チ、　Ｎｂ　１
   ．０〜６０％＋Ａｇ０．００５〜１．５％および残部が
   実質的にＦｅからなる合金’ｉｉ、　１０００℃以上そ
   の合金の融点以下の温度で真空中あるいは非酸化性雰囲
   気において５分以上５時間以下の熱処理を施す工程と、
   最終的な熱処理の冷却全４００℃以上の温度から１００
   ０℃／分〜０，１℃／分の冷却速度で常温まで冷却する
   工程とを有することを特徴とした保磁力が００７エルス
   テノド以下金有する耐摩耗性高透磁率合金の製造方法。