JPS5834162A - 良好な耐磁気時効性を有する非晶質合金及びその薄帯の製造法 - 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】 本実−は主として電磁機器用の鉄心として用いられる非
晶質合金に関するものである。

変圧器や回転機などの電磁機器に使用される鉄心材料は
、磁気特性として励磁特性が曳く鉄損の低いことが要求
され、励磁特性は、特に磁束密度中退磁率が高いことが
必要であ・る、鉄損を低くするＫは、欠陥を少くシ、内
部応力を下げて、ヒステリシス損を下げ、更に電気抵抗
を高くシ、板厚を薄くして、渦電流損を低減させねばな
らない。

この様々条件を満す材料として、けい素鋼の薄板が通常
用いられてきている。このけい素鋼薄板は励磁特性が良
く、鉄損も極めて低い、又原料費が安いため、鉄心材料
として、盛んに使用されている。

ところが最近、合金を高温の溶融状態よ）超急冷し、液
体と同じ様な構造をもっ非晶質合金薄帯を作る方法が開
発された。非晶質合金は異方性がなく、電気抵抗が高く
、板厚が薄いため鉄損が低く、励磁特性も良いので鉄心
材料として期待されている。

鉄心用材料は磁束密度が高く、鉄損が小さいこと、磁気
時効性のないこと等が゛要求される。一方非晶質合金は
鉄などの強磁性金属の他に２０原子−前後の半金属（Ｂ
、　８１．　Ｐ、　Ｃ，等）を含むため、磁束密度が従
来のけい素鋼薄板よシなる鉄心材料にくらぺてかな〕低
い、又熱的安定性が悪い等の欠点が６９、非晶質材料を
鉄心材料として実用化する問題点とされていた。そこで
飽和磁束密度を高める成分組成の検討がなされ、例えば
、特開昭５１！−１５８２５１号、同５４−１４８１２
２号公報等記載の発明が提案されている。かかる非晶質
合金は磁気的性質がすぐれておｐ１重電機器用鉄心材料
を提供するもＯである。しかしながら、電磁鉄心Ｋｌ！
用するには、更に長時間に渡る熱的安定性が要求されて
いゐ。

蜜圧器中筒転機等の電磁機器用鉄心は、使用中Ｋ１００
℃程度まで温度が上昇するととが知られてシ夛、鉄心と
して使用するには、この使用温度で磁気的性質が劣化し
ないことが必要である。磁気的性質が使用中経時的に変
化するいわゆる磁気時効が小さい事が望まれる。従って
非晶質合金で、磁束書度、鉄損等の磁気特性が優れ磁気
時効が小さく、且脆くない材料が、鉄心材料としては必
要である。

本発明者らは、変圧器２回転機器等に用いられる電磁鉄
心材料としての非晶質合金組成にしいて、種々検討を加
えた結果、磁気特性が優れ、且耐磁気時効性の優れた非
晶質合金を見出し丸。

即ち、本発明者らは、本合金系組成である？＠。

８１、　Ｒ，Ｃの含有量に注目して、その磁気的性質と
時効特性、脆化挙動を調査し、磁束密度を下げずにその
時効特性を改−する合金について究明し゛、本発明を完
成したものである。

以下、本発明の詳細な説明する。

先ず、本発明の合金成分について説明すると、本非晶質
合金成分のうち、？・は磁束密度に関係し、Ｆ・量が多
い程磁束密度は大となるが、一方非晶質の形成が難しく
なる。Ｆｅ量は他の合金元素との組合せで決まるが、本
発明者らは、Ｂ−８〜１４゜引ｉ６〜１１Ｓ、Ｃ＜１．
５（各原子−量）の範囲ではＦｅが７８〜８２（原子−
量）で磁束密度が高く、鉄損の低い非晶質合金が得られ
る仁とを見出した。

Ｂ量は少な過ぎると非晶質が得られ難＜、Ｂ−６〜１ｓ
（原子−量）で、磁気的性質の良好なる非晶質合金が得
られた。８１ｊは多いとキューリ一点が上身非晶質の安
定性を増すが、磁気特性から８１腸！ｌ−１５（原子−
量）Ｋ限定し九−非晶賃金金成分のうち、Ｃは高価なり
に摺部代Ｄｌｌゐ元素であり、又磁気特性を向上させ得
る元素である。しかし、本非晶質合金系において、Ｃは
非晶質形成能、磁気特性を向上させ得るが、Ｃが多くな
り過ぎると、鉄損が悪くなつ、また磁気時効が大とな〕
、電磁鉄心材料として適さないことがわかり九・即ち時
効による磁気特性の劣化を通常Ｏ電磁材料差みに抑える
にはＣ含有量を１．５（原子−量）以下にする必要があ
る。また時効劣化を更に抑える場合には、Ｃが１．０（
原子チ量）以下がＩＩＩＬい。

本発明は励磁特性、鉄損等の磁気特性がすぐれ、且磁気
時効性を改善したものであるが、好ましくは、Ｗａｍ８
６〜８２、Ｉｌ駆１０〜１４．８１−５〜８、Ｃ馳０．
１〜ＬＯ（各原子優量）である、なお、特に耐磁気時効
性を考慮する場合はｓｌを高め九Ｆ＠＝　７９〜８２、
Ｂ＝８〜１４．５ｉ＝８〜１５、Ｃ−０，１〜１．０（
各原子修景）の合金組成とするのが特に有効である。

次に本発明の合金を薄帯に製造する方法について説明す
る０本発明の非晶質合金の薄帯の製造は、従来から提案
されている製造法（例えば片ロール法、双ロール法等）
のいずれによってもよい０本発明の材料によれば、結晶
化開始温度は約５ｏｏ℃と高く、磁性向上のための焼鈍
温度も従来より高く設定でき、鉄損、励磁特性の大巾な
向上が得られた。

かかる焼鈍条件は、温度と時間によって規定されるが、
本発明者らは、穫々の温度と時間の組合せのもとに焼鈍
を行い、磁気的性質および脆化特性を調査した結果、次
式に示す如く、両者を満足せしめる焼鈍温度０時間の条
件を得た。

即ちＩ　ｏ　ｇ　ｔ　＝Ａ　Ｘ　Ｔ　　Ｂで表わされ、
ｔＦｉ焼鈍時間（分）％Ｔは焼鈍温度（℃）、Ａ、Ｂは
各々定数であルｓ　Ａａ（２〜６）ＸＩＯ”　、　ＢＨ
５〜１１ノ範、＠にあり、目的とする特性によって値を
選ぶことが出来る。より曳好表鉄損値を得るにはＡ＝（
４士０．５）Ｘ１０−ｓ、　Ｂ−８，６＋０．３１７）
範囲（７）　Ａ　、　Ｂ　（ｉ［Ｋ対ｆルｆｉ鈍時間、
焼鈍温度が選ばれる。

一方、脆化を問題とする場合には、Ｂは大きくなりム羽
（４±Ｏ，ＩＳ　）Ｘｉ　Ｏ−’　、　Ｂ＝９．０±０
．３　ＯＮ囲テｆｉ鈍を行い脆化を避ける。

焼鈍温度〒は結晶化温度以下の３８０℃から４９０℃の
範囲にある。この条件のもとに、従来Ｏパッチ焼鈍は勿
論、短時間の連続焼鈍が可能となった。又焼鈍工程の非
晶質薄帯は平板状、コイル状のいずれの形状でもよく、
トランスに組込んだ形で焼鈍してもよい、焼鈍雰囲気は
真空中又は非酸化性であることが望ましい・ 焼鈍による特性向上をより効果的にするため、磁界中シ
よび／あるいは張力下のもとで焼鈍を行うのが有利であ
る。かかる焼鈍によって、磁気特性の向上率の大きく且
つ脆化のない磁気時効性の改善された鉄心用非晶質合金
を製造することが可能となる。

次に実施例をあげて説明する。

実施例 鉄、はう素、けい素及び炭素を含む各種組成の非晶質合
金ＩＪ　、ｙンを片ロール法で製造した。各合金元素組
成を表１に示す、製造された非晶質合金リゲンは、巾２
５■、厚み２５μｍであった。これらの非晶質合金り？
ンを真空中にて、長さ方向に４０００Ａｚ−の直流磁界
を印加して、３７５℃で３０分間焼鈍を行った・焼鈍後
、磁束密度Ｂ！鉄損Ｗ１２．４／Ｓ　Ｏ及び延性を測定
した。引続き時効処理ｔ−１５００で３０００時間大気
中で行い再び磁束密度Ｂ１および鉄損Ｗ１２．６ＡＯを
測定した０表１に時効前後の磁性と、時効にょる鉄損の
劣化率を示す。

比較として、本発明の組成範囲を外れる非晶質合金の同
様に処理を行った特性も表１に示している・表１に示す
とおり本発明の組成を有する合金は磁気特性、磁気時効
性ともに比較材のそれとくらぺて、すぐれ走時性を有す
ることがわかる。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１）　　Ｆ・、Ｂ、８ｉｃＣ，なる組成をもつことを
   特徴とする良好な耐磁気時効性を有する非晶質合金。 ただし　ａ＋ｂ＋＠＋ｄ＝１００で １−７８〜８２ ｂ−８〜１４ ｃ　−５〜１５ ｄ≦１．５ （ａ、ｂ、ｃ、ｄは各々原子・昔−セント量）（２）Ｆ
   ・−６Ｓ１１１Ｃｄなる組成をもつことを特徴とする特
   許請求の範囲第１項記載の電磁用非晶質合金・ ただし　ａ＋ｂ＋ｓ＋ａｘｔｏｏで ａ−８０〜８２ ｂ−１０〜１４ ・謳５〜８ ｄ■０．０１〜１．０ （＠　＠　ｂ　＊・、ｄは各々原子パーセント量）（３
   ）ｙ・−、ｌｌｉ、Ｃ，なる組成をもつ非晶質合金（九
   だしａ＋ｂ＋ｅ＋ｄ”Ｚｏｏでａ　閣７”’８〜８２　
   ｅｋｍｍ−ｗｌ　４　＃　＠ｍｌ＄〜ｌ　５＃　４＜１
   ．５　Ｃｏｍｂｓ・、４は各々原子Δ−セント量））の
   薄帯を焼鈍することを善黴とする嵐好な耐磁気時効性を
   有する非晶質合金薄帯の製造方法。 （４）惰鈍工程において、焼鈍温度及び焼鈍時間が７６
   ｇ　％ｍム／！−１で表わされ、Ａ−（４±２　）　Ｘ
   　１０−’５１１ｗ５±３で加熱すること、但しｔは焼
   鈍時間（分）。 テは鉤鈍温ｆ　（Ｃ）および上鮎Ｔが３３０℃〜４９０
   ℃であ為ことからなる特許請求の範囲第３項記載の製造
   方法。 （６）焼鈍工程で、該非晶質合金の保磁力より大きい―
   昇中又は張力下で焼鈍することを特徴とする特許請求０
   Ｉｌｌｌ菖３項記載の製造方法。