JPS5850006B2

JPS5850006B2 - 耐候性のある焼結軟磁性材料

Info

Publication number: JPS5850006B2
Application number: JP53133139A
Authority: JP
Inventors: 武明酒井
Original assignee: Fujitsu Ltd
Current assignee: Fujitsu Ltd
Priority date: 1978-10-31
Filing date: 1978-10-31
Publication date: 1983-11-08
Also published as: JPS5561006A

Description

【発明の詳細な説明】本発明は焼結磁性材料、より詳しく述べるならば、耐候
性のあるＦｅ −Ｃｒ−３ｉ系軟磁性材料に関するも
のである。

一般に知られている軟磁性材料の純鉄焼結材料あるいは
珪素鉄焼結材料は、腐食（酸化）されやすく、そのため
に防食表面処理（メッキ、黒染め等）を施こす必要があ
る。

このような防食表面処理による不利益を巡遊するために
、耐食性焼結磁性材料としてＣｒを１２重量％以上含有
するＦｅ合金、例えば、Ｆｅ−１７％、Ｃｒ焼結材料が
使用されている。

しかしながら、非磁性元素であるＣｒを多量に含むため
に、磁気的性質が良好でない。

そこで、Ｆｅ−１７％Ｃｒ焼結材料はどの強い耐食性を
要求されていないところで使用する耐候性磁性材料であ
るならば、Ｃｒ含有量を下げることが可能であり１．さ
らにＣｒ量を下げることによって磁気的性質の改善が期
待される。

しかしながら、Ｆｅ−Ｃｒ合金状態図（鉄鋼便覧（丸
善）、付５．１−９Ｆｅ−Ｃｒ系、第１６６１頁参照）
によれば、１２重量％Ｃｒ以下でγループ（オーステナ
イト領域）が生じる。

このオーステナイトはフェライトに比べて拡散係数が大
巾に小さく、焼結性が悪いために焼結密度が上がらず磁
気的性質は改善されない。

したがって、本発明の目的は、磁気的性質の改善された
１２重量％以下のＣｒを含有する耐候性焼結磁性材料を
提供することである。

また、本発明の目的は、高磁束密度で低保磁力の軟磁性
焼結材料を提供することである。

上述の目的が、鉄粉と、Ｃｒ−Ｆｅ合金噴霧粉と、５ｉ
−Ｆｅ合金噴霧粉とからなる３〜１２重量％のＣｒ、１
〜３重量％のＳｉ、残部鉄の割合の混合粉体を焼結して
形成される耐候性のある焼結軟磁性材料によって達成さ
れる。

次に、本発明による磁性材料の組成割合及び焼結密度比
の限定理由を説明する。

Ｃｒは耐食性を高めるのに有効な元素であるが３重量％
以下では良好な耐食性が得られず、また、１２重量％以
上では磁気的性質、特に、磁束密度の低下が大きいので
、３〜１２重量％に限定した。

ＳｉはＦｅに添加された場合にオーステナイト領域を減
少させ、ヒステリシス損失を減少させ、電気抵抗の増加
によって渦流損失を改善し、磁性の経年変化による劣化
を押え、さらに焼結密度を高める効果を有するが、１重
量％以下では磁気的性質及び焼結密度の改善にあまり効
果がない。

一方、３重量％以上では磁束密度を低下させる。

更にＳｉの添加方法としては、Ｓｉ粉末で添加するより
も鉄とＳｉの母合金粉で添加する方が焼結合金の均一性
、焼結性を良好とする。

本発明では１７％５ｉ−Ｆｅ母合金粉を用いているがＳ
ｉ量を増すためには、必然的に母合金粉量を増やさねば
ならない。

この母合金粉末は純鉄粉に比べてはるかに硬いため、こ
の量を増すことによって混合粉末の圧縮性、成形性が低
下する。

従って、３重量％以上では混合粉末の成形性を低下させ
るので、１〜３重量％に限定した。

さらに、所定の磁気特性を持たせるためには焼結密度比
〔焼結密度／真密度Ｘ１００（％）〕を高めなげればな
らず、また、高密度なほど機械的強度が向上するので９
５％以上が好ましい。

以下、本発明の実施例及び比較例によって本発明を説明
する。

所定組成割合となるように、−１００メツシユの電解鉄
粉、−１００メツシユの１７％ＣｒＦｅ合金噴霧粉及び
−３２５メツシユの１７％３ｉ−Ｆｅ合金噴霧粉を用意
し、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛をこれら粉末に添加
し混合した。

この混合粉末を金型に充填し、４ｔ／ｃａのプレ
ス圧力にてリング試験片（外径４５ｍｍ、内径３５ｍｍ
。

高さ７泪）を成形した。

さらに、比較のためにＳｉを含まないＦｅ−Ｃｒ系の試
験片も同様に成形した。

次に、このようにして成形した試験片を約４００℃に加
熱して潤滑剤を分解蒸発させ、８５０℃で水素雰囲気中
仮焼結を行なった。

その後に、仮焼結試験片を６ｔ／ｃｔＡの圧力に
て再圧縮成形し、１４００℃で水素雰囲気中焼結を行な
って所定のリング試験を得た。

得られたリング試験片の焼結密度比（％）を調べた結果
を第１図に示した。

第１図中のＡ（０１はＦｅ−１％５ｉ−Ｃｒ系、Ｂ（
ｏ）はＦｅ−２％５ｉ−Ｃｒ系、Ｃ噛）はＦｅ−３％５
ｉ−Ｃｒ系及びＤ（’）ｃはＦｅ−Ｃｒ系（比較例）の
焼結試験片を表わしている。

なお、これら記号は第２図及び第３図においても共通で
ある。

焼結密度比（焼結密度／真密度）は、Ｄ（ＦｅＣｒ系焼
結材料）を除いて本発明に係るＡ、ＢＢ及びＣ（Ｆｅ
−８１−Ｃｒ系焼結材）で９５％以上を示し、Ｓｉの
添加によって焼結性が向上することがわかる。

次に、得られたリング試験片に巻線を行ない、最大印加
磁場１００ｅにて直流磁気特性（磁束密度及び保磁力）
を調べその結果を第２図及び第３図に示した。

第２図から明らかなように、本発明に係るＦｅＳｉ −
Ｃｒ系焼結材料Ａ、Ｂ、ＣのＢＩＯ（１００ｅにおけ
る磁束密度）はＦｅ−Ｃｒ系焼結材料りより高く、特
にＣｒ量が５〜９％の範囲でＳｉ添加の効果が大きい。

また、Ｓｉ量が２％Ｂの場合に磁束密度が最も高く、Ｓ
ｉ量を２％より多くしても少なくしても磁束密度が低下
する。

一方、第３図から明らかなように、本発明に係るＦｅ
−３１−Ｃｒ系焼結材料Ａ、Ｂ、ＣのＨｏ（保磁力）は
Ｆｅ−Ｃｒ系焼結材料りよりも低く、特にＣｒ量が５〜
９％の範囲でＳｉ添加の効果が太きい。

さらに、従来のＦｅ−１７％Ｃｒ系焼結材料のＢＩＯが
〜９．０（ＫＧ）で、Ｈｏが〜１．５（Ｏｅ）であり、
これと比べても本発明に係るＦｅ−８ｉＣｒ系焼結材料
は高磁束密度かつ低保磁力であり、焼結軟磁性材料とし
て好ましいものである。

以下で焼結磁性材料の耐候性（耐食性）について説明す
る。

腐食試験片の形状は５×５×５５０ｒＩＬ）の棒状であ
り、前述したリング試験片と同じ製造条件で製作した。

なお、本発明の実施例をＦｅ−２％５ｉ−Ｃｒ系焼結
材料とし、比較例をＦｅ −Ｃｒ系焼結材料とした。

試験片に下記２種類の腐食試験を施こし、得られた結果
を第１表に示した。

（１）耐湿試験−・・・・・・試験片を温度５０℃、湿
度９５％以上の雰囲気に４８時間放置した後のさびの発
生量を調べた（さびの量−さび発生面影試験片の表面積
）。

（２）耐酸試験・・・・・・・−・試験片を５％塩酸水
溶液中に４時間浸漬した後の腐食減量（減少重量１／ｍ２・ｈ）を調べた。

第１表に示されたように本発明に係るＦｅ５ｉ−Ｃｒ系
焼結材料はＦｅ−Ｃｒ系焼結材料とほぼ同等か少し低
い耐食性がある。

これは従来の純鉄及び珪素鉄焼結材料に比べてはるかに
良好な耐食性があり、通常の大気雰囲気中であれば十分
使用可能であって防食のために表面処理する必要はない
。

【図面の簡単な説明】

第１図は、Ｆｅ −Ｃｒ系焼結材料及び本発明に係
るＦｅ−８ｉ−Ｃｒ系焼結材料の焼結密度比を示す図で
あり、第２図は、第１図の焼結材料の磁束密度（ＢＩＯ
）を示す図であり、及び、第３図は、第１図の焼結材料
の保磁力（Ｈｏ）を示す図である。ＡＯ・・・−・・Ｆｅ−１％５ｉ−Ｃｒ系焼結材料、Ｂ
（ｏ）−−−・Ｆｅ−２％５ｉ−Ｃｒ系焼結材料、α
・）−・・・−・Ｆｅ−３％５ｉ−Ｃｒ系焼結材料、
Ｄに）・・・・・・Ｆｅ−Ｃｒ系焼結材料。

Claims

【特許請求の範囲】

１鉄粉と、Ｃｒ−Ｆｅ合金噴霧粉と、５ｉＦｅ合金噴
霧粉とからなる３〜１２重量％のＣｒ、１〜３重量％の
Ｓｉ、残部鉄の割合の混合粉体を焼結して形成されたこ
とを特徴とする耐候性のある焼結軟磁性材料。