JPS59100254A - 飽和磁化が高くかつ磁気歪が低い鉄−ホウ素固溶体合金 - Google Patents
飽和磁化が高くかつ磁気歪が低い鉄−ホウ素固溶体合金Info
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- JPS59100254A JPS59100254A JP58177853A JP17785383A JPS59100254A JP S59100254 A JPS59100254 A JP S59100254A JP 58177853 A JP58177853 A JP 58177853A JP 17785383 A JP17785383 A JP 17785383A JP S59100254 A JPS59100254 A JP S59100254A
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-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C45/00—Amorphous alloys
- C22C45/02—Amorphous alloys with iron as the major constituent
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- H01F1/15308—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Fe/Ni
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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。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
本発明は高い飽和磁化、低いかもしくはほぼゼロの磁気
歪を特色とする強磁性合金、および特に体心立方(bc
c)構造をもつ鉄−ホウ素固溶体合金に関する。
歪を特色とする強磁性合金、および特に体心立方(bc
c)構造をもつ鉄−ホウ素固溶体合金に関する。
α−Fe(フェライト)およびγ−Fe(オーステナイ
ト)中におしけるホウ素の平衡固体溶解性はきわめて小
さく、それぞれ0.05原子%以下および0.11原子
%以下である。M、ハンセンらの[二元合金の組成]2
49〜252頁(マツフグローヒル出版社、1958年
)を参照されたい。スブラット急冷法により鉄中のホウ
素の溶解性を増大させる試みがなされているが、成功し
ていない。たとえば、R,C,ルールらのVal.24
5「AIME冶金学会会報」253〜257頁(196
9)を参照されたい。スプラット急冷法はガン法を採用
し、フェライトおよびFe、Bが生成したのみで、オー
ステナイト相の量は変化しなかった。ホウ素1.6およ
び3.2重量%(それぞれ7.7および14.5原子%
)を含有する相成物が製造された。これらの吹付け急冷
材料は2相を含む平衡合金と同様にきわめてもろく、商
業的用途のための薄いリボンまたけストリップに加工す
ることは容易でない。
ト)中におしけるホウ素の平衡固体溶解性はきわめて小
さく、それぞれ0.05原子%以下および0.11原子
%以下である。M、ハンセンらの[二元合金の組成]2
49〜252頁(マツフグローヒル出版社、1958年
)を参照されたい。スブラット急冷法により鉄中のホウ
素の溶解性を増大させる試みがなされているが、成功し
ていない。たとえば、R,C,ルールらのVal.24
5「AIME冶金学会会報」253〜257頁(196
9)を参照されたい。スプラット急冷法はガン法を採用
し、フェライトおよびFe、Bが生成したのみで、オー
ステナイト相の量は変化しなかった。ホウ素1.6およ
び3.2重量%(それぞれ7.7および14.5原子%
)を含有する相成物が製造された。これらの吹付け急冷
材料は2相を含む平衡合金と同様にきわめてもろく、商
業的用途のための薄いリボンまたけストリップに加工す
ることは容易でない。
本発明によれば、飽和磁化が高く、磁気歪が低いかもし
くはゼロであり、本質的に約1〜9原子%のホウ素を含
み、残りが本質的に鉄および付随する不純物よりなる鉄
−ホウ素固溶体合金が提供されろ。本発明の合金はホウ
素約1〜9原子%の範囲でbcc構造をもつ、 また本発明によれば、ホウ素成分が約1原子%ないし4
原子%以下の範囲にあり、合金の残りが本質的に鉄およ
び付随する不純物よりなる好ましい一群の鉄−ホウ素固
溶体合金が提供される。これらの合金は最小のコア寸法
および重量が必要条件であるトランス用に特に好適なも
のにする高い飽和誘導と比較的低い磁気歪を合わせもつ
。
くはゼロであり、本質的に約1〜9原子%のホウ素を含
み、残りが本質的に鉄および付随する不純物よりなる鉄
−ホウ素固溶体合金が提供されろ。本発明の合金はホウ
素約1〜9原子%の範囲でbcc構造をもつ、 また本発明によれば、ホウ素成分が約1原子%ないし4
原子%以下の範囲にあり、合金の残りが本質的に鉄およ
び付随する不純物よりなる好ましい一群の鉄−ホウ素固
溶体合金が提供される。これらの合金は最小のコア寸法
および重量が必要条件であるトランス用に特に好適なも
のにする高い飽和誘導と比較的低い磁気歪を合わせもつ
。
本発明の合金は
(a)上記の材料の溶融物を調整し、
(b))溶融物を急速に回転している急冷面上に沈積さ
せ、そして (c)溶融物を約104〜106C/秒の速度で急冷し
て連続フィラメントとなす ことを含む方法により、良好な折り曲げ延性をもつ連続
フィラメントとして有利にかつ容易に加工される。
せ、そして (c)溶融物を約104〜106C/秒の速度で急冷し
て連続フィラメントとなす ことを含む方法により、良好な折り曲げ延性をもつ連続
フィラメントとして有利にかつ容易に加工される。
本発明の合金は、適度に高い硬度および強度、良好な耐
食性、高い飽和磁化、低いかまたに1はぼゼロの磁気歪
、ならびに高い熱安定性をもつ。本発明の合金は、たと
えば飽和磁化が高いこと、および磁気歪が低いかもしく
はほぼゼロであることが要求される磁気コアに用いられ
る。
食性、高い飽和磁化、低いかまたに1はぼゼロの磁気歪
、ならびに高い熱安定性をもつ。本発明の合金は、たと
えば飽和磁化が高いこと、および磁気歪が低いかもしく
はほぼゼロであることが要求される磁気コアに用いられ
る。
本発明の範囲に包含される合金の組成を、それらの平衡
構造、およひ室温に急冷した際に保有される相と共に表
■に示す。X線回折分析により、bcc構造をもつ単一
の準安定相α−Fe(Bが冷却鋳造リボンに併有されろ
ことか明らかになった。表Iにはホウ素濃度に関連した
格子パラメーターおよび密度の変化もまとめる。格子が
ホウ素の添加に伴って収縮することが明らかであり、こ
れは小さなホウ素原子がα−Fe格子の置換部位に主と
して溶解したことを示す。本発明の合金によれば、Fe
−B相図から予想されろα−FeとFe2Hの平衡相の
混合物も、先きにスプラット急冷により得られたオルト
斜方晶Fe3B相も形成されないことを留意すべきであ
る。
構造、およひ室温に急冷した際に保有される相と共に表
■に示す。X線回折分析により、bcc構造をもつ単一
の準安定相α−Fe(Bが冷却鋳造リボンに併有されろ
ことか明らかになった。表Iにはホウ素濃度に関連した
格子パラメーターおよび密度の変化もまとめる。格子が
ホウ素の添加に伴って収縮することが明らかであり、こ
れは小さなホウ素原子がα−Fe格子の置換部位に主と
して溶解したことを示す。本発明の合金によれば、Fe
−B相図から予想されろα−FeとFe2Hの平衡相の
混合物も、先きにスプラット急冷により得られたオルト
斜方晶Fe3B相も形成されないことを留意すべきであ
る。
本発明の組成物中におけるホウ素の量は、2つの要件に
より拘束される。約9原子%という上限は冷却速度、お
よびフィラメントが延性でなければならないという要件
により指令される。ここで用いられる約104〜105
℃/秒の冷却速度では、約12原子%(7.6重量%)
以上のホウ素を含有する組成物は、本発明の組成物に関
して得られるbcc固溶体層よりもむしろ実質的にガラ
ス様の相に形成される。約1原子%という下限は溶融組
成物の流動性により指示される。約1原子%(0.8重
量%)以下のホウ素を含有する組成物はフィラメントに
溶融紡糸するのに必要な流動性をもたない、ホウ素が存
在すると溶融物の流動性が増大するので、フィラメント
の加工性も増大する。
より拘束される。約9原子%という上限は冷却速度、お
よびフィラメントが延性でなければならないという要件
により指令される。ここで用いられる約104〜105
℃/秒の冷却速度では、約12原子%(7.6重量%)
以上のホウ素を含有する組成物は、本発明の組成物に関
して得られるbcc固溶体層よりもむしろ実質的にガラ
ス様の相に形成される。約1原子%という下限は溶融組
成物の流動性により指示される。約1原子%(0.8重
量%)以下のホウ素を含有する組成物はフィラメントに
溶融紡糸するのに必要な流動性をもたない、ホウ素が存
在すると溶融物の流動性が増大するので、フィラメント
の加工性も増大する。
表11に硬度、極限引張り強さ、および準安定合金が安
定な結晶状態に変換する温度を示す。ホウ素4〜8原子
%の範囲にわたって、硬度は425〜698kg/mm
2の範囲にあり、極限引張強さは206〜280kci
の範囲にあり、転移温度は820〜880°Kの範囲に
ある。
定な結晶状態に変換する温度を示す。ホウ素4〜8原子
%の範囲にわたって、硬度は425〜698kg/mm
2の範囲にあり、極限引張強さは206〜280kci
の範囲にあり、転移温度は820〜880°Kの範囲に
ある。
転移温度において、安定な相、実質的に純粋な−Feお
よび正方晶系Fe2Bの混合物への転移が徐々に起こる
。本発明合金の転移温度が高いことは、それらの熱安定
性が高いことを示す。
よび正方晶系Fe2Bの混合物への転移が徐々に起こる
。本発明合金の転移温度が高いことは、それらの熱安定
性が高いことを示す。
本発明の合金の磁気特性を表IIIに示す。これらには
飽和磁化(B5)および磁気歪(入)(いずれも室温)
ならびにキュリー温度(θf)が含まれる、比較のため
、純粋な鉄(α−Fe)の室温における飽和磁化は2.
16テスラであり、そのキュリー温度は1043°Kで
ある。
飽和磁化(B5)および磁気歪(入)(いずれも室温)
ならびにキュリー温度(θf)が含まれる、比較のため
、純粋な鉄(α−Fe)の室温における飽和磁化は2.
16テスラであり、そのキュリー温度は1043°Kで
ある。
本質的に約4〜8原子%のホウ素を含み、残りが鉄であ
る合金は、列理配向したFe−siトランス合金(約8
原子%を含む)(Bs=19.7キロガウス)に匹敵す
る1.92〜2.05Tの範囲のBs値をもつ。より重
要なことは、磁気歪の値がかなり小さく、Fe92B4
についての−1.5×10−6からFe92B8につい
て+1.5x10−6の範囲にあり、はぼFe94B6
の組成でゼロまたはほぼゼロの磁気歪点を通過すること
である。
る合金は、列理配向したFe−siトランス合金(約8
原子%を含む)(Bs=19.7キロガウス)に匹敵す
る1.92〜2.05Tの範囲のBs値をもつ。より重
要なことは、磁気歪の値がかなり小さく、Fe92B4
についての−1.5×10−6からFe92B8につい
て+1.5x10−6の範囲にあり、はぼFe94B6
の組成でゼロまたはほぼゼロの磁気歪点を通過すること
である。
Fe94B6合金が通過するゼロまたけほぼゼロの磁気
歪点からみて、これは特に、コア損の低いことが必須で
あるトランス用に好適である。多くのトランス用にコア
損の低いことが必須であるので、約94原子%の鉄およ
び約6原子%のホウ素を含有する合金は特に好ましい。
歪点からみて、これは特に、コア損の低いことが必須で
あるトランス用に好適である。多くのトランス用にコア
損の低いことが必須であるので、約94原子%の鉄およ
び約6原子%のホウ素を含有する合金は特に好ましい。
これらの値を約8原子%のSiを含有するFe−Siト
ランス用合金の値(約5x10−6)と比較すべきであ
る。高い飽和磁化および低いかもしくはほぼゼロの磁気
歪を合わせもつことは、トランスを含む種々の磁気装置
にしばしば要求される。さらに、この範囲の合金は延性
である。従ってこれらの合金はトランスのコアに用いら
れるので好ましい。
ランス用合金の値(約5x10−6)と比較すべきであ
る。高い飽和磁化および低いかもしくはほぼゼロの磁気
歪を合わせもつことは、トランスを含む種々の磁気装置
にしばしば要求される。さらに、この範囲の合金は延性
である。従ってこれらの合金はトランスのコアに用いら
れるので好ましい。
本発明の合金は連続した延性フィラメントとして有利に
加工される。ここで用いる”フィラメント”という語に
はm規則的または不規則な断面をもち、その横の寸法が
長さよりも著しく小さい細長い物体がいずれも含まれる
。その例にはリボン、線材、ストリップ、シートなどか
含まれる。延性とは、フィラメントを破壊せずに箔の厚
さの10倍なでの小さな円弧に曲げうることを意味する
。
加工される。ここで用いる”フィラメント”という語に
はm規則的または不規則な断面をもち、その横の寸法が
長さよりも著しく小さい細長い物体がいずれも含まれる
。その例にはリボン、線材、ストリップ、シートなどか
含まれる。延性とは、フィラメントを破壊せずに箔の厚
さの10倍なでの小さな円弧に曲げうることを意味する
。
本発明の合金は、適宜な組成の合金溶融物を約104〜
106℃/秒の速度で冷冷却することにより製造される
。冷却速度が約104℃/秒以下であると、周知のα−
FeとFe2Bの平衡相の混合物が生じる。約106℃
/秒以上の冷却速度では、準安定なFe3B相が生成す
る。Fe3B相が存在する場合、これはbccFe(B
)相のマトリックスの一部を形成する(その約20%ま
での程度)。Fe3B相が存在すると総体的磁気歪が約
2×106までの程度高まる傾向があり、これによりほ
ぼゼロの磁気歪をもつ組成物がほぼFe95B5にまで
移動する。少なくとも約105℃/秒の冷却速度により
容易にbcc固溶体相が得られるので好ましい. 急冷された連続リボン、線材、シートなどに加工するた
めには、種々の方法が用いられる。、一般に特定の組成
を選定し、希望する割合の必須元素を溶融し、均質化し
、溶融物を冷却面(たとえば急速に回転しているシリン
ダー)上に沈積させることにより溶融合金を急冷する。
106℃/秒の速度で冷冷却することにより製造される
。冷却速度が約104℃/秒以下であると、周知のα−
FeとFe2Bの平衡相の混合物が生じる。約106℃
/秒以上の冷却速度では、準安定なFe3B相が生成す
る。Fe3B相が存在する場合、これはbccFe(B
)相のマトリックスの一部を形成する(その約20%ま
での程度)。Fe3B相が存在すると総体的磁気歪が約
2×106までの程度高まる傾向があり、これによりほ
ぼゼロの磁気歪をもつ組成物がほぼFe95B5にまで
移動する。少なくとも約105℃/秒の冷却速度により
容易にbcc固溶体相が得られるので好ましい. 急冷された連続リボン、線材、シートなどに加工するた
めには、種々の方法が用いられる。、一般に特定の組成
を選定し、希望する割合の必須元素を溶融し、均質化し
、溶融物を冷却面(たとえば急速に回転しているシリン
ダー)上に沈積させることにより溶融合金を急冷する。
溶融物は種々の方法で沈積させることができ、その例に
は溶融紡糸法(たとえば米国特許第3,862,658
号明細書に教示されるもの)、溶融引張(melt d
rag)法(たとえば米国特許第3,522,836号
明細書に教示されるもの)、および溶融抽出(melt
extraction)法(たとえば米国特許第3,
863,700号明細書に教示されるもの)などが含ま
れる。これらの合金は空気中で、または中程度の真空中
で製造できる。他の大気条件、たとえば不活性ガスも用
いることができる。
は溶融紡糸法(たとえば米国特許第3,862,658
号明細書に教示されるもの)、溶融引張(melt d
rag)法(たとえば米国特許第3,522,836号
明細書に教示されるもの)、および溶融抽出(melt
extraction)法(たとえば米国特許第3,
863,700号明細書に教示されるもの)などが含ま
れる。これらの合金は空気中で、または中程度の真空中
で製造できる。他の大気条件、たとえば不活性ガスも用
いることができる。
実施例
成分元素(99.9%以上の純度)から合金を調製し、
溶融物から連続リボンの形に急冷した。このリボンの代
表的な横断面寸法は1.5mm×40μmであった。密
度は室温で空気およびトルエン(密度=0.8669g
/cm3、20℃)における試料の重量を比較すること
により測定された。X線回析図は、ノレルコ(Nore
lco)回析計によりフィルターを介した銅電磁波によ
り求めた。分光計をケイ素標準に対し較正し、格子パラ
メーターにおける最大推定誤差を±0.001Aとした
。熱磁化データは試料誤差計を4.2〜1050°Kの
温度範囲で振動させることにより得られた。室温飽和磁
気歪はブリッジ法いより測定された。硬度は、対向面間
の夾角136°をもつ正方形基底ピラミッド形の、ダイ
ヤモンドよりなるピッカー型圧子を用いて測定された。
溶融物から連続リボンの形に急冷した。このリボンの代
表的な横断面寸法は1.5mm×40μmであった。密
度は室温で空気およびトルエン(密度=0.8669g
/cm3、20℃)における試料の重量を比較すること
により測定された。X線回析図は、ノレルコ(Nore
lco)回析計によりフィルターを介した銅電磁波によ
り求めた。分光計をケイ素標準に対し較正し、格子パラ
メーターにおける最大推定誤差を±0.001Aとした
。熱磁化データは試料誤差計を4.2〜1050°Kの
温度範囲で振動させることにより得られた。室温飽和磁
気歪はブリッジ法いより測定された。硬度は、対向面間
の夾角136°をもつ正方形基底ピラミッド形の、ダイ
ヤモンドよりなるピッカー型圧子を用いて測定された。
100gの荷重をかけた。測定結果は表I、IIおよび
III示されている。
III示されている。
11!i的′出原1゛土人 アラ・イド・コーポレー
ション、、・1 285
ション、、・1 285
Claims (1)
- 【特許請求の範囲】 (1)飽和磁化が高く、磁気歪が低いかまたはほぼゼロ
であり、体心立方構造をもち、本質的に約1〜9原子%
のホウ素を含み、残りが本質的に鉄および付随する不純
物よりなる強磁性材料。 (2)本質的に約4〜8原子%のホウ素を含み、残りが
本質的に鉄および付随する不純物よりなる、特許請求の
範囲第1項に記載の強磁性材料。 (3)本質的に約6原子%のホウ素を含み、残りが本質
的に鉄および付随する不純物よりなる、特許請求の範囲
第1項記載の強磁性材料。 (5)ホウ素が約1原子%ないし4原子%以下の範囲に
ある、特許請求の範囲第1項記載の強磁性合金。 (6)体心立方構造物が、その20%までがFe3B相
よりなるマトリックスを形成する、特許請求の範囲第1
項記載の強磁性合金。 (7)ホウ素が約5原子%の量存在する、特許請求の範
囲第6項記載の強磁性合金。 (8)飽和磁化が高く、磁気歪が低いかまたはほぼゼロ
であり、体心立方構造をもち、本質的に約1〜9原子%
のホウ素を含み、残りは本質的に鉄および付随する不純
物よりなる強磁性材料の実質的に連続なフィラメントを
製造する方法であって、(a)上記材料の溶融物を調整
し、 (b)溶融物を急速に回転している急冷面上に沈積さぜ
、そして (c)溶融物を約104〜6℃/秒の速度で急冷して連
続フィラメントとなす ことよりなる方法。 (9)急冷速度が少なくとも約105℃/秒である、特
許請求の範囲第8項記載の方法。 (10)強磁性材料が本質的に約4−8原子%のホウ素
を含み、残りが本質的に鉄および付随する不純物よりな
る、特許請求の範囲第8項記載の方法。 (11)強磁性材料が本質的に約6原子%のホウ素を含
み、残りが本質的に鉄および付随する不純物よりなる、
特許請求の範囲第8項記載の方法。 (12)磁性材料が本質的に約1原子%ないし4原子%
以下のホウ素を含み、残りが本質的に鉄および付随する
不純物よりなる、特許請求の範囲第8項記載の方法。
Applications Claiming Priority (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
US423915 | 1982-09-27 | ||
US06/423,915 US4483724A (en) | 1982-09-27 | 1982-09-27 | Iron-boron solid solution alloys having high saturation magnetization and low magnetostriction |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS59100254A true JPS59100254A (ja) | 1984-06-09 |
Family
ID=23680689
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP58177853A Pending JPS59100254A (ja) | 1982-09-27 | 1983-09-26 | 飽和磁化が高くかつ磁気歪が低い鉄−ホウ素固溶体合金 |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US4483724A (ja) |
EP (1) | EP0104380B1 (ja) |
JP (1) | JPS59100254A (ja) |
CA (1) | CA1223761A (ja) |
DE (1) | DE3366967D1 (ja) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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- 1982-09-27 US US06/423,915 patent/US4483724A/en not_active Expired - Lifetime
-
1983
- 1983-08-08 EP EP83107803A patent/EP0104380B1/en not_active Expired
- 1983-08-08 DE DE8383107803T patent/DE3366967D1/de not_active Expired
- 1983-08-17 CA CA000434766A patent/CA1223761A/en not_active Expired
- 1983-09-26 JP JP58177853A patent/JPS59100254A/ja active Pending
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US4918555A (en) * | 1987-07-23 | 1990-04-17 | Hitachi Metals, Ltd. | Magnetic head containing an Fe-base soft magnetic alloy layer |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
EP0104380A1 (en) | 1984-04-04 |
CA1223761A (en) | 1987-07-07 |
EP0104380B1 (en) | 1986-10-15 |
US4483724A (en) | 1984-11-20 |
DE3366967D1 (en) | 1986-11-20 |
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