JPS59162202A - 焼結軟質磁性材料の製造方法 - Google Patents
焼結軟質磁性材料の製造方法Info
- Publication number
- JPS59162202A JPS59162202A JP3444283A JP3444283A JPS59162202A JP S59162202 A JPS59162202 A JP S59162202A JP 3444283 A JP3444283 A JP 3444283A JP 3444283 A JP3444283 A JP 3444283A JP S59162202 A JPS59162202 A JP S59162202A
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- Japan
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- sintering
- soft magnetic
- sintered
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- iron powder
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- Pending
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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】
この発明は、焼結軟質磁性材料の製造方法に関し、とく
に焼結部品材料における軟磁気特性すなわち磁束密度、
透磁率および保磁力などの有利な改善を図ったものであ
る。
に焼結部品材料における軟磁気特性すなわち磁束密度、
透磁率および保磁力などの有利な改善を図ったものであ
る。
従来、小型モータのロータやステータ、また電磁クラッ
チおよびブレーキのロータ、さ５らにはヨーク材、コア
材などの鉄系軟質磁性部品としては主に純鉄系電気鉄板
やけい素［１！の打抜き積層材もしくは軟鋼の切削加工
材が使用さねできた。
チおよびブレーキのロータ、さ５らにはヨーク材、コア
材などの鉄系軟質磁性部品としては主に純鉄系電気鉄板
やけい素［１！の打抜き積層材もしくは軟鋼の切削加工
材が使用さねできた。
、これに対し近年、かような軟質磁性部品を粉末冶金法
によって製造する試みが進められている。
によって製造する試みが進められている。
この粉末冶金法によ、る焼結部品は、打抜き積層部品や
切削加工部品に較べて、加工工程が簡単であるのに加え
、寸法精度が高いという大きな利点がある。しかしなが
らその反面で、内部に空孔が残存したり、不純物の混入
量が多いために、打抜き積層部品や切削加６エ部品に比
し、磁束密度や透磁率などの軟磁気特性に劣るところに
問題を残していた。
切削加工部品に較べて、加工工程が簡単であるのに加え
、寸法精度が高いという大きな利点がある。しかしなが
らその反面で、内部に空孔が残存したり、不純物の混入
量が多いために、打抜き積層部品や切削加６エ部品に比
し、磁束密度や透磁率などの軟磁気特性に劣るところに
問題を残していた。
従ってかような焼結部品材料においでは、空孔率や不純
物混入量を゛できる限り低減することが、必要とされる
わけである。
物混入量を゛できる限り低減することが、必要とされる
わけである。
まず空孔率を低減するには、圧縮性を向上させることが
重要であるところ、鉄粉の圧縮性に及ばす悪影脣が著し
いもＶの一つに炭素Ｃ以下単にＣで示す）があり、従っ
て焼結軟質磁性材料用粉末としては、鉄粉製造工程にお
いて十分な焼鈍を施してＣ含有量を０．０１重量％（以
下単に％で示す）以下に低減した鉄粉を用いることが常
訃になって、いる。
重要であるところ、鉄粉の圧縮性に及ばす悪影脣が著し
いもＶの一つに炭素Ｃ以下単にＣで示す）があり、従っ
て焼結軟質磁性材料用粉末としては、鉄粉製造工程にお
いて十分な焼鈍を施してＣ含有量を０．０１重量％（以
下単に％で示す）以下に低減した鉄粉を用いることが常
訃になって、いる。
次に、軟磁気特性に悪影響を及ぼす不純物であタテ焼結
中にその、含有量を低減できるものに、上記のＣの他酸
禦（以下単に。で示す）がある。このＯは鉄粉中に通常
０．０５〜Ｏ，Ｓ Ｏ％程度含有され、酸化物の形で存
在するがら、焼結段階で低減させることにより磁気特性
の向上が期待される。
中にその、含有量を低減できるものに、上記のＣの他酸
禦（以下単に。で示す）がある。このＯは鉄粉中に通常
０．０５〜Ｏ，Ｓ Ｏ％程度含有され、酸化物の形で存
在するがら、焼結段階で低減させることにより磁気特性
の向上が期待される。
この点Ｃは、前述したとおり圧縮性の観点がら鉄粉製造
工程で出来る限りの０低減が図られ、鉄粉中に０．０１
％以下程度含まれているにすきなかったため、焼結時に
Ｃを低減させることによる軟磁気特性の改善効果は小さ
いと考えられていた、。
工程で出来る限りの０低減が図られ、鉄粉中に０．０１
％以下程度含まれているにすきなかったため、焼結時に
Ｃを低減させることによる軟磁気特性の改善効果は小さ
いと考えられていた、。
このため焼結工程においては、脱酸に主Ｕ艮がおかね１
、従って雰囲気ガスとしてたとえば水素含有ガスを用い
る場合には、できる限り露点を低くして強還元性とした
カスが使用されてきた。
、従って雰囲気ガスとしてたとえば水素含有ガスを用い
る場合には、できる限り露点を低くして強還元性とした
カスが使用されてきた。
しかしながら、上記のようにして製造した焼結部品であ
っても、その軟磁気特性はやはり十分とはいい鮒り、そ
の改善が望まれていたのである。
っても、その軟磁気特性はやはり十分とはいい鮒り、そ
の改善が望まれていたのである。
そこで発明者らは、上記の要望に応えるべく鋭意研究を
重ねた結果、従来の考えに及して、Ｃ含有量の低い鉄粉
を用いる場合であっても、積極的に露点を高めて脱炭性
３強めたカス雰囲気中で焼結を行うことにより、軟磁気
特性を大幅に同士させ得ることを新たに究明し、この発
明を完成させるに至ったのである。
重ねた結果、従来の考えに及して、Ｃ含有量の低い鉄粉
を用いる場合であっても、積極的に露点を高めて脱炭性
３強めたカス雰囲気中で焼結を行うことにより、軟磁気
特性を大幅に同士させ得ることを新たに究明し、この発
明を完成させるに至ったのである。
すなわちこの発明は、練鉄糸の鉄粉を主体とする粉末原
料を用いて焼結材料を製造するに当り、該粉末を所定の
形状に圧縮成形したのち、露点を８５〜７５°Ｃの範囲
に調整した、水素を含む還元性テかつ非浸炭性のガス雰
囲気中において、１０００″Ｃ以上の温度で焼結を施す
ことをもって、軟磁気特性改善に対する解決手段とする
ものである。
料を用いて焼結材料を製造するに当り、該粉末を所定の
形状に圧縮成形したのち、露点を８５〜７５°Ｃの範囲
に調整した、水素を含む還元性テかつ非浸炭性のガス雰
囲気中において、１０００″Ｃ以上の温度で焼結を施す
ことをもって、軟磁気特性改善に対する解決手段とする
ものである。
以下この発明を具体的に説明する。
さて焼結軟質磁性材料の磁気特性に影輸を及ぼす因子と
しては、 （１）純度 （２） 密度 （３）空孔の性状、および （４）結晶粒度 などが挙げらねる。
しては、 （１）純度 （２） 密度 （３）空孔の性状、および （４）結晶粒度 などが挙げらねる。
この発明において、焼結ガスとして水素を含む還元性で
かつ非浸炭性のガスを用いる理由は、一つには焼結中に
浸炭を防ぎつつ脱酸を行って上掛（１）の純度の高い焼
結体を得るためであり、また水素ガスによって鉄粉表面
を活性化し、焼結の進行を促進さｉて、（３）に掲げた
好ましい空孔性状を得るためである。そしてかような還
元性でかつ非浸炭性のガスとしては、水素力スやアンモ
ニア分解ガスなどが有利に適合する。
かつ非浸炭性のガスを用いる理由は、一つには焼結中に
浸炭を防ぎつつ脱酸を行って上掛（１）の純度の高い焼
結体を得るためであり、また水素ガスによって鉄粉表面
を活性化し、焼結の進行を促進さｉて、（３）に掲げた
好ましい空孔性状を得るためである。そしてかような還
元性でかつ非浸炭性のガスとしては、水素力スやアンモ
ニア分解ガスなどが有利に適合する。
また焼結温度が１０００°Ｃ未満では、鉄粉粒子ｍ１の
焼結が十分ｔ、：進行しないので、（８）の空孔の性状
の点に間数が残るだけでなく、（４）の結晶粒度が小さ
いこともあって満足な磁気特性が得難い。従って焼結温
度は１０００°Ｃ以上の範囲に限定したのである。
焼結が十分ｔ、：進行しないので、（８）の空孔の性状
の点に間数が残るだけでなく、（４）の結晶粒度が小さ
いこともあって満足な磁気特性が得難い。従って焼結温
度は１０００°Ｃ以上の範囲に限定したのである。
さらにこの発明において、とりわけ重要な点は、焼結ガ
ス中に水蒸気を積極的に含有させて、露点の高い雰囲気
中で焼結を行うことである。という、のは前述したよう
に、こね士ではむしろ低露点の雰囲気中で焼結していた
のであるか、後述する実施例からも明らかなよう（こ、
高露点で焼結することにより、低露点で行った場合に比
べて、軟磁気特性の大幅な改善が達成ざｊるからである
。この理由はまだ明確Ｏこ解明されてはいないが、水蒸
気添加によって鉄粉表面が一層活性化し、軟磁気特性に
とってより好ましい空孔性状が得られるため、また、水
蒸気添加により、潤滑剤などから焼結体中ＧこＣが侵入
するのを防止するダｊ果も得らねるためと考えらねる。
ス中に水蒸気を積極的に含有させて、露点の高い雰囲気
中で焼結を行うことである。という、のは前述したよう
に、こね士ではむしろ低露点の雰囲気中で焼結していた
のであるか、後述する実施例からも明らかなよう（こ、
高露点で焼結することにより、低露点で行った場合に比
べて、軟磁気特性の大幅な改善が達成ざｊるからである
。この理由はまだ明確Ｏこ解明されてはいないが、水蒸
気添加によって鉄粉表面が一層活性化し、軟磁気特性に
とってより好ましい空孔性状が得られるため、また、水
蒸気添加により、潤滑剤などから焼結体中ＧこＣが侵入
するのを防止するダｊ果も得らねるためと考えらねる。
しかしながら露点が、３５°Ｃ未満では軟磁気特性の改
善効果に乏しく、一方７５°Ｃを超えると次Ｇこ述べる
ようにかえって＠磁気特性は劣化するので、露点は３５
〜７５℃の＠Ｊ囲に限定した。
善効果に乏しく、一方７５°Ｃを超えると次Ｇこ述べる
ようにかえって＠磁気特性は劣化するので、露点は３５
〜７５℃の＠Ｊ囲に限定した。
第１図に、アンモニア分解ガス（８Ｈ２千Ｎ２］中に水
蒸気を添加した雰囲気下での、Ｆｅ−″０状態図につい
て調べた結果を示す。同図より明らかなように、１００
０°Ｃ以上の焼結湿度において露点が７５°Ｃを超える
と、鉄の酸化が進行して焼結、体中の酸化物量が急激に
増大し、このため軟磁気特性は劣化するのであるｄ なおこの発明において用いる粉末原料としては純鉄系の
鉄粉だけに限るものではなく、該鉄粉に焼結促進剤と、
して、Ｂ、ＰおよびＳｎ単味または化合物としての粉末
、′さらにはこれらの元素とＦｅとの合金粉末を、単独
あるいは複合添加したものを使用することもできる。し
かしながらかような焼結促進剤の添加量は１０％以下程
度に抑えることが好ましい。この場合は、水蒸気添加に
伴う鉄粉表面の活性化のため、焼結助剤の鉄粉表面なら
びに内部への拡散が容νｒになって焼結がより促進され
、従って密度が高くなりまた空孔性状の改善と相まって
軟磁気特性の一層の改善が達成される。
蒸気を添加した雰囲気下での、Ｆｅ−″０状態図につい
て調べた結果を示す。同図より明らかなように、１００
０°Ｃ以上の焼結湿度において露点が７５°Ｃを超える
と、鉄の酸化が進行して焼結、体中の酸化物量が急激に
増大し、このため軟磁気特性は劣化するのであるｄ なおこの発明において用いる粉末原料としては純鉄系の
鉄粉だけに限るものではなく、該鉄粉に焼結促進剤と、
して、Ｂ、ＰおよびＳｎ単味または化合物としての粉末
、′さらにはこれらの元素とＦｅとの合金粉末を、単独
あるいは複合添加したものを使用することもできる。し
かしながらかような焼結促進剤の添加量は１０％以下程
度に抑えることが好ましい。この場合は、水蒸気添加に
伴う鉄粉表面の活性化のため、焼結助剤の鉄粉表面なら
びに内部への拡散が容νｒになって焼結がより促進され
、従って密度が高くなりまた空孔性状の改善と相まって
軟磁気特性の一層の改善が達成される。
またこの発明法は、焼結後に再圧縮および／または再焼
純する場合、さらには何らかの加工処理、表面処理を施
す場合においても、同様の効果が得られるのはいうまで
もない。
純する場合、さらには何らかの加工処理、表面処理を施
す場合においても、同様の効果が得られるのはいうまで
もない。
以下この発明の実施例について説明する。
、実施例Ｉ
Ｃ含有量０．００５％で粒度ニー８０メツシユの高純一
度アトマイズ鉄粉に、成、膨潤滑剤として１％の割合で
ステアリン酸亜鉛を混合したのち、６．８トン／ ｃｍ
”の圧力で金型成形して、外径８８Ｗ１ｍ％内径２５酩
、厚み６．５酩のリング状で圧粉密度＝７．１８９７ｃ
ｍ８の圧粉体を複数側作成した。
度アトマイズ鉄粉に、成、膨潤滑剤として１％の割合で
ステアリン酸亜鉛を混合したのち、６．８トン／ ｃｍ
”の圧力で金型成形して、外径８８Ｗ１ｍ％内径２５酩
、厚み６．５酩のリング状で圧粉密度＝７．１８９７ｃ
ｍ８の圧粉体を複数側作成した。
ついで得られた圧粉体に、アンモニア分解ガス中で６０
０°Ｃ１８０分間の加熱処理を施して潤滑剤を追出した
のち、該アンモニア分解ガス中に水蒸気を添加して露点
をそれぞれ６７°Ｃ１５０°Ｃ９２０°Ｃおよび一８０
℃に調整したカス雰囲気中で１２００℃、６０分間の焼
結を行った。
０°Ｃ１８０分間の加熱処理を施して潤滑剤を追出した
のち、該アンモニア分解ガス中に水蒸気を添加して露点
をそれぞれ６７°Ｃ１５０°Ｃ９２０°Ｃおよび一８０
℃に調整したカス雰囲気中で１２００℃、６０分間の焼
結を行った。
得られた各焼結体の焼結密度ρ８、磁化力２５０ｅに対
する磁束密度Ｂ２５、最大透磁率μｍａｘおよび保磁力
Ｈ８について調べた結果を、第２図にまとめて示す。
する磁束密度Ｂ２５、最大透磁率μｍａｘおよび保磁力
Ｈ８について調べた結果を、第２図にまとめて示す。
イ
同図より明らかなように、露点が６７°Ｃ９５０°Ｃと
この発明の適正範囲を満足する条件下に焼結を行った場
合は、従来法に従い低露点で焼結を行つた場合に比べて
、磁束密度Ｂ０および最大透磁率μｍａｘが格段に向上
し、また保磁力ｓＨｃも改善される。
この発明の適正範囲を満足する条件下に焼結を行った場
合は、従来法に従い低露点で焼結を行つた場合に比べて
、磁束密度Ｂ０および最大透磁率μｍａｘが格段に向上
し、また保磁力ｓＨｃも改善される。
実施例２
止揚実施例１に示したのと同じ鉄粉に、焼結促進剤とし
て粒度ニー１５０メツシユの７エロりん粉（ｐ：２７％
）を、焼結体中の目標Ｐ値が０．６％となる割合で混合
し、さらに成形潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を１％添
加したのち、６．８トンＣ−の圧力で成形して実施例１
と同じ形状のリング圧粉体を複数個作成した。
て粒度ニー１５０メツシユの７エロりん粉（ｐ：２７％
）を、焼結体中の目標Ｐ値が０．６％となる割合で混合
し、さらに成形潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を１％添
加したのち、６．８トンＣ−の圧力で成形して実施例１
と同じ形状のリング圧粉体を複数個作成した。
ついで得られた圧粉体を、アンモニア分解ガス中で６０
０°Ｃ１δ０分間加熱して潤滑剤を追出したのち、該ガ
ス中に水蒸気を添加して露点をそれぞれ５０℃、−３０
℃に調整したガス雰囲気中で、１２００℃１８０分間の
焼結を施した。
０°Ｃ１δ０分間加熱して潤滑剤を追出したのち、該ガ
ス中に水蒸気を添加して露点をそれぞれ５０℃、−３０
℃に調整したガス雰囲気中で、１２００℃１８０分間の
焼結を施した。
各焼結体の焼結密度ρ６、磁束密度Ｂ□、最大透磁率μ
ｍａｘおよび保磁力Ｈ６について調べた結果を、表１に
比較して示す。
ｍａｘおよび保磁力Ｈ６について調べた結果を、表１に
比較して示す。
表 １
表１より明らかなように、この発明に従い得られた実施
例は、比較例に比べて焼結密度ならびに軟磁気時りいず
わにおいても勝っている。
例は、比較例に比べて焼結密度ならびに軟磁気時りいず
わにおいても勝っている。
かくしてこの発明によれば、焼結軟質磁性材料の製造に
おいて、焼結雰囲気中の露点を高めるという簡単な操作
で、従来品に比べ軟磁気特性を大幅に向上させることが
でき、有利である。
おいて、焼結雰囲気中の露点を高めるという簡単な操作
で、従来品に比べ軟磁気特性を大幅に向上させることが
でき、有利である。
第１図は水蒸気を含むアンモニア分解ガス中におけるＦ
ｅ −０状態図、 第２図は焼結ガスの露点と、焼結密度、磁束密度、最大
透磁率および保磁力との関係をそれぞれ示したグラフで
ある。 第１４図 ；Ａ度（０Ｃ） 第２図 木発明沃Ｏ範朋 露！、、（０Ｃ）
ｅ −０状態図、 第２図は焼結ガスの露点と、焼結密度、磁束密度、最大
透磁率および保磁力との関係をそれぞれ示したグラフで
ある。 第１４図 ；Ａ度（０Ｃ） 第２図 木発明沃Ｏ範朋 露！、、（０Ｃ）
Claims (1)
- １ 純鉄系の鉄粉を主体とする粉末原料を用いて焼結材
料を製造するに当り、該粉末を所定の形状に圧縮成形し
たのち、露点を３５〜７５°Ｃの範囲に調整した、還元
性でかつ非浸炭性の含水素ガス雰囲気中において、１０
００℃以上の温度で焼結を、施すことを特徴とする焼結
軟質磁性材料の製造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3444283A JPS59162202A (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | 焼結軟質磁性材料の製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3444283A JPS59162202A (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | 焼結軟質磁性材料の製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS59162202A true JPS59162202A (ja) | 1984-09-13 |
Family
ID=12414349
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3444283A Pending JPS59162202A (ja) | 1983-03-04 | 1983-03-04 | 焼結軟質磁性材料の製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPS59162202A (ja) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62185843A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Mitsubishi Metal Corp | タングステン合金の製造方法 |
| JPH06158116A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-07 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 多孔金属の製造方法 |
| CN103725951A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-16 | 西安理工大学 | 一种微波烧结制备纳米晶软磁材料的方法 |
-
1983
- 1983-03-04 JP JP3444283A patent/JPS59162202A/ja active Pending
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS62185843A (ja) * | 1986-02-12 | 1987-08-14 | Mitsubishi Metal Corp | タングステン合金の製造方法 |
| JPH06158116A (ja) * | 1992-11-27 | 1994-06-07 | Japan Metals & Chem Co Ltd | 多孔金属の製造方法 |
| CN103725951A (zh) * | 2013-12-23 | 2014-04-16 | 西安理工大学 | 一种微波烧结制备纳米晶软磁材料的方法 |
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