JPS5843881B2 - 線状磁石の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明はＦｅ−Ｃｒ−Ｃｏ基合金によるスピノーダル分
解型磁石合金（以下スピノーダル分解型磁石合金と称す
。

）を、引抜き加工又は圧延加工して線状の磁石を製造す
る方法に関するものである。

従来、棒状の磁石はアルニコ合金磁石に代表される鋳造
磁石により製造されている。

この鋳造磁石は非常に硬＜（ＨＲＣ５０以上）、脆い性
質があるため引抜き加工又は圧延加工がほとんど不可能
であり、細い線径の線状磁石を得ることができず、せい
ぜい短尺の棒状磁石しか製造することができなかった。

またこの鋳造により製造する方法では、その製造される
磁石の最小線径に自から限度がある上、寸法精度の良好
な製品を得ることができないなどの欠点があった。

また近年Ｆｅ −Ｃｒ Ｃｏ基合金によるスピノーダル
分解型磁石合金を用いた種々の磁石が開発されており、
このスピノーダル分解型磁石合金は所望形状に成形した
後、これを溶体化処理し、更に時効処理を行なうことに
より、優れた磁気特性を有することが知られている。

しかしながら、このように溶体化処理前に所望のブロッ
ク状或は板状に成形したものは、後工程で行なわれる溶
体化処理及び時効処理の各処理条件を変えても磁気特性
を大幅に改善することができなかった。

また、特開昭４７−１７６２４号公報の技術■のように
スピノーダル分解型磁性合金はスピノーダル分解を起生
させる処理以前に所定の熱処理を行なうことによって磁
気特性を改良したものである。

そしてこの技術内容には塑性加工する技術もあるが、こ
れ等の技術は溶体化処理後で時効処理前、すなわち時効
処理によって現われる強磁性析出物の存在していない合
金の加工技術である。

また特開昭４９−１５６１７号公報の技術内容■によれ
ば磁場中で時効処理を行ない、この処理によって強磁性
析出物の方向性を決定した後にスエージイング加工を施
して所定の形状に加工したものの技術が開示されている
。

更には他の技術■として特開昭４８−３０６２３号によ
れば２段時効を採用し、２段時効の前段において磁場中
時効を行なうことによって熱処理を容易とし、製造簡単
で均一な磁気特性を有する方法が開示されている。

しかして上記技術内容の■は強磁性析出物の存在しない
ものの加工技術であり、この場合においては本発明にお
いて得ようとする十分な特性が得られない、なぜならば
溶体化した後においては上記析出物の形成がない合金相
の状態に維持されておりこれを機械的加工し次の工程で
スピノーダル分解するものであってこれに伴なう強磁性
析出物の形成以前に予熱処理を行なうことによって磁気
特性を向上させる技術でスピノーダル分解後に発生する
強磁性析出物の方向性を揃えることが出来ないため問題
解決にはならず、従って本発明の目的を達成出来ない。

■゛の技術は、スピノーダル分解による上記析出物を磁
場中において、時効処理を行って一坦その方位を揃える
工程を設け、その後にスェージング加工を施すというこ
とである。

この場合には時効処理工程において析出物の方位を大き
な磁界を一定時間加えて揃えなければならないというや
っかいな工程が必須要件となってしまう。

なおこのスェージング加工ではその断面形状が矩形や楕
円はほとんど出来ない。

従ってこれでは製造工程が複雑化し設備も大型化して安
価な磁性体が形成されないという不都合が生ずると共に
磁場を加える関係上一定以上の長尺の線材の成形が困難
である。

更に■の技術においてはほぼ最終形状に予め形成したも
のを磁場中もしくは無磁場中で時効処理をするものであ
ってこれでは上記■と同様であると共に一定のものを連
続的にしかも容易に製造することが困難となり易い。

本発明は上記難点を一挙に解決しようとするもので、そ
の手段として溶体化処理した素材を一坦無磁場中で時効
処理してスピノーダル分解させ強磁性析出物を発生せし
め、しかる後に上記時効処理で得たこの強磁性析出物を
機械的加工の内、ダイスによる引抜き加工、または溝ロ
ール加工することによって引抜き線の軸方向に平行とな
るように上記析出物を一挙に強制的に揃えるように構成
した製造方法を提供することを目的とする。

すなわち、ダイスによる引抜き加工の特徴を巧みに利用
することによって従来磁場中で行なっていた強磁性析出
物を棒材軸（線の中心軸）にほぼ平行となるように強制
的に揃えると同時にその外形を目的に応じた形状（例え
ば横断面が楕円、円形、矩形、正方形等の多角形）でし
かも数ミリの直径の細線まで連続的に成形出来るという
特徴を有するもので複雑な製造工程を一切省いて安価に
線状磁石を製造しようとするものである。

以下本発明を更に詳細に説明すると、スピノーダル分解
磁石合金としては例えばＣｒ３〜５０重量％−Ｃｏ５〜
３５重量φ−残部Ｆｅとその不純物からなるＦｅ−Ｃｒ
−Ｃｏ基ススピノ−ダル分解型磁石合金ある。

なお前記合金に更に必要に応じて数φ以下のＳｉ、Ｍｏ
、Ｎｂ、Ａｔ、Ｔｉを添加したものでも良い。

上記組成のスピノーダル分解型磁石合金を溶解鋳造して
ピ１／・ット或はインゴットに成形した後、これを引抜
き加工或は溝ロールによる圧延加工を行なって、所望形
状の棒材を予め成形しておく。

次に第１の工程として、上記棒材を７５０〜１４００℃
で１０分〜４時間溶体化処理した後、４００〜７５０℃
で３０分〜２０時間一度目の時効処理を無磁場中で行な
い、次いで第２の工程として、該棒材をダイスによる引
抜き加工又は溝ロールによる圧延加工を行なって線径を
小さくした後、再び４００〜７５０℃で３０分〜２０時
間二度目の時効処理を行ない、所望の線状磁石を得るも
のである。

なお本発明においては、必要に応じて引抜き加工又は圧
延加工を行なった後、時効処理を行なう第２の工程を更
に複数回繰返し行なっても良く、また本発明における時
効処理は段階的に時効温度を下げて行く多段時効処理さ
せることができる。

このように一度目の時効処理工程を通過した後にダイス
を用いて（多段も可）所定の径まで引抜き加工し細線化
すると共にこの時上記時効処理で形成されたスピノーダ
ル分解による強磁性析出物を同時に軸方向に平行に揃え
ることによって、最大エネルギー積、及び残留磁束密度
などの磁気特性が向上すると共に、長尺の線状磁石を得
ることができるものである。

なお、第２の工程で行なう引抜き又は圧延による加工率
は１０〜９０係の範囲が望ましく、１０φ未満の場合に
は磁気特性の向上が余り認められず、また９０φを超え
ると加工が困難になると共に、磁気特性の向上がそれほ
ど認められないからである。

また本発明方法によれば時効処理から細線完成まで（加
熱炉やダイスによる引抜き加工及び第２時効−巻き取り
）−挙に連続した製造が可能となる他の特徴もある。

以下本発明の実施例について説明する。

実施例 １ 合金組成がＣｒ２８％−Ｃｏ２３％−８ｉ１％−残部Ｆ
ｅよりなる直径１０胴の棒材を１３３０℃で３０分間加
熱して溶体化処理を行なった後、６４０℃で３０分間加
熱して一度目の時効処理を行ない、次いでダイスを通し
て加工率１０〜９０％（憲１〜ｍ、６）で引抜き加工を
行なった後、６００℃で２時間→５８０℃で１時間→５
６０℃で４時間、加熱して二度目の時効処理を行ない線
状の磁石を製造した。

このようにして得られた線状磁石の磁気特性を調べるた
めに最大エネルギー積（Ｂ−Ｈ）ｍａＸ及び残留磁束密
度Ｂｒを夫々測定し、その結果を第１表に示す。

なお本発明方法と比較するために、一度目の時効処理を
行なった後に引抜き加工を行なわないで二度目の時効処
理を行なった。

線状磁石についても同様にその磁気特性を測定し、その
結果を第１表に併記する・ 上表より明らかな通り、引抜き加工率が１０〜９０％の
間で線状磁石の最大エネルギー積：（Ｂ・Ｈ）ｍａｘ
が、加工を行なわない場合（比較例）よりも１８〜８２
φ向上しており、また残留磁束密度：Ｂｒも最大で４０
多向上している。

また本発明の効果を確認するために、上記実施例におい
て、加工率が６０俤の引抜き加二［を行なった線状磁石
（Ａ４）の減磁曲線を求め、これを第１図に示すグラフ
に実線ａで示す、またこれと比較するために引抜き加工
を行なわない上記比較例品の場合についても同様に減磁
曲線を求め、これを第１図に示すグラフに破線すで示す
。

実施例 ２ 合金組成がＣｒ３０％−Ｃｏ１５％−残部Ｆｅよりなる
直径２０ｒｒｒｍの棒材を１２００℃で３０分間加熱し
て溶体化処理を行なった後、６３０℃で１時間加熱して
一度目の時効処理を行ない次いでダイスを通して加工率
１０〜９０φで引抜き加工を行なった後、６００℃で２
時間→５８０℃で１時間→５６０℃で１時間→５４０℃
で４時間、加熱して二度目の時効処理を行ない線状の磁
石を製造した。

この磁石の磁気特性を調べた結果、引抜き加工を行なわ
なかった磁石に比べて全て磁気特性が向上しており、特
に加工率が６０％のものは最大エネルギー積で８７％、
残留磁束密度で３６φ向上し、顕著な効果が認められた
。

実施例 ３ 合金組成がｃｒ ３０％−ＣＯ１５％ −８ｉ１％残部
Ｆｅよりなる直径が３．５胴の線材を１２００℃で３０
分間加熱して溶体化処理した後、直径が３ｍｍまで引抜
き加工を行ない、しかる後６３０’Ｃで１時間加熱して
一度目の時効処理を行ない、次いで直径２ｗｎになるま
で引抜き加工（加工率５５．６係）を行なった後、６３
０℃から５４０℃まで９時間で等速冷却して二度目の時
効処理を行ない線状の磁石を製造した。

この磁石の磁気特性を調べた結果、溶体化処理した直径
３．５調の線材をそのまま時効処理した場合と、この直
径３．５閣の線材を溶体化処理した後引抜いて直径３．
０ｍｍした後、これを時効処理した場合とは磁気特性に
ほとんど差は認められなかったが、本実施例によるもの
は、これに比べて最大エネルギー積で７８係、残留磁束
密度で３５斜向上していることが確認された。

実施例 ４ 実施例１に示す組成と同一の合金からなる断面形状が１
辺１０ｍｙｒ＋の正方形の棒材とし、以下実施例１と同
様の熱処理条件で溶体化処理、時効処理、引抜き加工、
及び二度目の時効処理を行ない、夫夫加工率が１０〜９
０％の角形線状磁石を製造した。

このようにして得られた磁石の磁気特性を調べた結果、
加工率５．５斜のものが、引抜き加工を行なわなかった
ものに比べ最大エネルギー積で７４俤向上し、残留磁束
密度で３４多向上していることが認められた。

実施例 ５ 合金組成がＣｒ２６％−Ｃｏ１１％−ｓ ｉｉ％−残部
Ｆｅよりなる断面が５ｗｒＬ×１０１１ｒ１ｎの十角棒
を、上記実施例２と同様の熱処理条件で、溶体化処理し
た後、一度目の時効処理を行ない、次いでこれをダイス
で引抜き加工して断面４１ＭＬ×８ｗｎの矩形状（加工
率３６係）とした後、二度目の時効処理を行なって平角
線状磁石を製造した。

この磁石の磁気特性を調べた結果、引抜き加工しないも
のに比べて、最大エネルギー積で４３係残留磁束密度で
２２多夫々向上していることが認められた。

実施例 ６ 実施例３と同一組成の合金からなる直径１０ｍ＋ｎφの
棒材を１２００℃で３０分間加熱して溶体化処理した後
、２００００ｅの磁場中で６３０℃に７０分間保持して
磁場中時効処理を行ない次いでダイスを通して加工率１
０〜９０％で引抜き加工を行ない、しかる後６２０℃で
２時間加熱保持した後５４０℃まで２時間で降し、更に
この温度で４時間保持して二度目の時効処理を行ない線
状の磁石を製造した。

このようにして得られた磁石の磁気特性を調べた結果、
引抜き加工を行なわなかった磁石に比べて全体的に磁気
特性が向上しており、特に加工率が６０幅のものは最大
エネルギー積で２２％、残留磁束密度で１１饅夫々向上
していた。

実施例 ７ 実施例１に示す組成と同一の合金からなる断面が１辺８
胴の正方形をした棒材を、上記実施例１と同様の熱処理
条件で溶体化処理を行なった後、一度目の時効処理を行
ない、次いで溝ロールを通して加工率１０〜９０饅（１
６，７〜＆１２）で圧延加工した後、二度目の時効処理
を行ない角形線状磁石を製造した。

このようにして得られた線状磁石の特性を調べるために
最大エネルギー積及び残留磁束密度を夫夫測定し、その
結果を第２表に示す。

なお本発明方法と比較するために、一度目の時効処理を
行なった後に圧延加工を行なわないまま二度目の時効処
理を行なった線状磁石についても同様にその磁気特性を
測定し、その結果を第２表に併記する。

上表より明らかな通り、圧延加工率が１０〜９０％の間
で線状磁石の最大エネルギー積が圧延加工を行なわない
場合（比較例）よりも１８〜８２％向上しており、また
残留磁束密度で８〜４０多向上している。

また本発明０拗果を確認するために上記実施例７におい
て加工率が６０饅の溝ロールによる圧延加工を行なった
線状磁石（Ａ、１０）の減磁曲線を求め、これを第２図
に示すグラフに実線Ｃで示す。

またこれと比較するために引抜き加工を行なわない上記
比較例品の場合についても同様に減磁曲線を求め、これ
を第２図に示すグラフに破線ｄで示す。

実施例 ８ 実施例２と同一組成の合金からなる直径２０ｒｒｒＩｎ
の棒材を、上記実施例２と同一の熱処理条件で溶体化処
理を行なった後、一度目の時効処理を行ない、次いで溝
ロールを通して加工率１０〜９０係で圧延加工を行なっ
た後、二度目の時効処理を行ない断面円形状の線状磁石
を製造した。

この磁石の磁気特性を調べた結果、圧延加工を行なわな
かった磁石に比べて全て磁気特性が向上しており、特に
加工率６２俤のものは最大エネルギー積で９４幅、残留
磁束密度で３６％向上し、顕著な効果が認められた。

実施例 ９ 実施例３と同−組成の合金からなる断面が１辺１２Ｔｒ
ｒＩｒＬの正方形をした棒材を、上記実施例３と同様の
熱処理条件で液体化処理した後、１辺が１０胴の正方形
状となるまで溝ロールによる圧延加工を行ない、しかる
後一度目の時効処理を行ない、次いで１辺が７ｖａｎの
正方形状になるまで圧延加工（加工率５１係）を行なっ
た後、等温冷却して二度目の時効処理を行ない角形線状
の磁石を製造した。

この磁石の磁気特性を調べた結果、溶体化処理した１辺
１２胴の正方形状棒材をそのまま時効処理した場合と、
この１辺１２ｒｒｕｎの正方形棒材を溶体化処理した後
溝ロールにより圧延して、これを時効処理した場合とは
磁気特性にほとんど差は認められなかったが、本実施例
によるものはこれに比べて最大エネルギー積で８１％、
残留磁束密度で３５係向−ヒしていることが確認された
。

実施例 １０ 実施例５に示す組成と同一の合金からなる直径２０ｒｒ
ｒｍの棒材を、上記実施例２と同様の熱処理条件で溶体
化処理した後、一度目の時効処理を行ない、次いてこれ
を溝ロールによる圧延加下して直径１５ｍｍ（加工率４
４％）とした後、二度目の時効処理を行なって線状磁石
を製造した。

この磁石の磁気特性を調べた結果、圧延加工しないもの
に比べて最大エネルギー積で２７％、残留磁束密度で３
７係向上していた。

実施例 １１ 実施例１と同−組成の合金からなる断面が１辺８ｍｍの
正方形をした棒材を１２００℃で３０分間ン ン 加熱して溶体化処理した後、２００００ｅの磁場中で６
４０℃に４０分間保持して磁場中時効処理を行ない、次
いで溝ロールで圧延加工を行ない１辺が５．５ ｍｍの
正方形をした線材（加工率５２．８％ ）とした後、こ
れを６００℃で２時間→５８０℃で１時間→５６０℃で
４時間加熱して二度目の時効処理を行ない角形線状の磁
石を製造した。

このようにして得られた磁石の磁気特性を調べた結果、
圧延加工を行なわなかった磁石に比べて最大エネルギー
積で２０％、残留磁束密度で１３係夫々向上している。

なお上記実施例では断面が円形、正方形及び矩形の線状
磁石を製造する場合について示したが、これに限定され
るものではなく多角形、楕円形、■形など異形断面をな
す線状磁石の製造にも適用し得るものである。

以上説明した如く本発明方法によればスピノーダル分解
型磁石合金により線状磁石を製造する方法において、時
効処理工程を複数に分割し、この分割した工程間に引抜
き加工又は溝ロールによる圧延加工を行なうことにより
、著しく磁気特性の向上した磁石を得ることができると
共に、ダイス又は溝ロールを変えることにより所望の断
面形状をなす長尺の線状磁石を連続的に製造し得ること
ができるなど顕著な効果を有するものである。

【図面の簡単な説明】

第１図及び第２図は本発明品及び比較例品の減磁曲線を
夫々示すグラフである。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. Ｉ Ｆｅ、Ｃｒ、Ｃ艷合金によるスピノーダル分解型
   磁石合金の棒材を溶体化処理する工程と、無磁界状態で
   上記棒材を時効処理をする第１時効処理工程と、次にこ
   の時効処理された上記棒材を引抜き加工又は溝ロール加
   工を行なって強磁性析出物を棒材の軸方向に平行に整列
   させると同時に線状にする加工工程と、次に第２の時効
   処理を行なうことを特徴とする線状磁石の製造方法。