JPS6041139B2 - 磁気ヘッド用非晶質磁性合金薄板 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 １ 発明の背景 技術分野 本発明は、磁気ヘッド用非晶質磁性合金薄板に関する。

先行技術とその問題点磁気ヘッド形成材料の一つとして
、鉄族遷移金属元素としてＣｏを主体として含み、さら
に２０〜３瓜ｔ％程度のガラス化元素を含む非晶質磁性
合金薄板が知られている。

このような非晶質磁性合金に、Ｒｕを添加すると、耐食
性等が向上し、きわめて良好な特性を示す。

一方、このような非晶質磁性合金に、Ｍｎを添加すると
、飽和磁束密度には影響を与えることなくキュリー温度
Ｔｃを減少させることができ、結晶化温度Ｔｘとの差（
Ｔｘ−Ｔｃ）が大きくなり、熱処理が容易となり、透磁
率が向上し、しかも高い飽和磁束密度が得られることも
知られている。

従って、上記のような非晶質磁性合金にＭｎとＲｕとを
複合添加すれば、きわめて良好な特性を示すことが期待
される。しかし、このようにＭｎとＲｕとを複合添加す
ると、、ＭｍとＲｕとを含有する母合金を溶融して、高
速急冷法に従い薄板化しようとする際に、以下のような
不都合を生じる。

すなわち、噴射ノズルから冷却体への溶湯の噴射を行う
雰囲気として、真空ないし不活性ガス雰囲気を用いずに
、大気中で高速急冷を行うと、噴射ノズルの先端にスラ
グ層が形成され、これにより得られる薄板の表面に連続
的な溝状の欠陥が生じ、薄板の表面性が劣化する。

また、このスラグ層のため溶湯の噴出が停止してしまい
製造不能となることもある。このため、大量の薄板を一
挙に製造できなかったり、たびたびノズルを交換すると
いう不都合も生じる。０ 発明の目的 本発明はこのような実状に鑑みなされたものであって、
その主たる目的は、高速急冷法による薄板化の際に、噴
射ノズルの先端にスラグ層が形成されて、薄板の表面性
が劣化したり、製造が不能となったりする不都合が解消
されたＭｎ−Ｒｕ複合添加型の磁気ヘッド用非晶質磁性
合金薄板を提供せんとするものである。

本発明者らは、このような目的につき鋭意研究を行った
ところ、ＭｎおよびＲｕに加え、さらにＴｉを添加した
とき、このような目的が達成されることを見出し本発明
をなすに至った。

すなわち本発明は、下記式で示される組成をもつことを
特徴とする磁気ヘッド用非晶質磁性合金薄板である。

式ＴｘＲらＭｎｚＴｉＷＸｖ ｛上記式中、Ｔは、Ｃｏ、もしくはＣｏおよびＦｅ、ま
たはＣｏもしくはＣｏおよびＦｅと他の遷移金属元素の
１種以上との組合せを表わし、×は、Ｂ、もしくはＳｉ
およびＢ、またはＢもしくはＳｊおよびＢと他のガラス
化元素の１種以上との組合せを表わす。

ｘ＋ｙ＋ｚ十ｗ＋ｖ＝１０のｔ％であり、このうち、ｙ
は滋ｔ％以下、ｚは鰍ｔ％以下、ｗは０．松ｔ％以下、
ｖは１８〜３皮ｔ％である。さらに、Ｔ中にＦｅを含む
とき、Ｆｅ量は５．＄ｔ％以下である。｝ｍ 発明の具
体的構成 以下、本発明の具体的構成について詳細に説明する。

本発明の非晶質磁性合金薄板は、上記式で示される組成
をもち、ＲｕおよびＭｎに加え、Ｔｉを含有する。

この場合、Ｔｉ以外の他の元素では、本発明所定の効果
は実現しない。上記式において、Ｔ中にて、必要に応じ
ＦｅおよびＣｏとともに組合せ添加される他の添加元素
は、ＦｅおよびＣｏならびにＭｎ，ＲｕおよびＴｉ以外
の他の遷移金属元素（Ｓｃ〜Ｚｎ；Ｙ〜Ｃｄ：Ｌａ〜Ｈ
ｇ；Ａｃ以上）であり、例えばＮｉ，Ｚｒ，世，Ｖ，Ｎ
ｂ，ｒａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｐｄ，○ｓ，ｌｒ，Ｐｔ等
の１種以上をその具体例として挙げることができる。

一方、×は、Ｂ，ＳｉおよびＢ、またはＢもしくはＳｉ
およびＢと他のガラス化元素の１種以上との組合せであ
ることが好ましい。この場合、必要に応じ、ＢまたはＳ
ｉおよびＢとともに組合せ添加される他のガラス化元素
の例としては、Ｐ，Ｃ，＆，Ｓｎ，ＡＩ等の１種以上を
挙げることができる。

これに対し、上記式において、ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ＝１
０瓜ｔ％の条件下にて、Ｒｕ添加量ｙは、松ｔ％以下で
ある。

これは鞘ｔ％をこえると、飽和磁束密度、耐食性、耐摩
耗性が低下し、また薄板の表面性や打抜き加工性も低下
するからである。この場合、Ｒｕ添加量ｙは、０．５〜
滋ｔ％となると、一層好ましい結果を得る。他方、上記
式において、Ｍｎ添加量ｚは、筋ｔ％である。

これは、錨ｔ％をこえると、飽和磁化を低下させずにキ
ュリー点を低下させるという効果が生じなくなってしま
うからである。この場合、Ｍｎ添加量ｚが低すぎるとき
には、その添加効果が顕著ではなくなるので、ｚは０．
弦ｔ％以上であることが好ましい。

そして、ｚが１〜傘ｔ％となると、より一層好ましい結
果を得る。これに対し、Ｔｉ添加量ｗは、０．鞘ｔ％以
下である。

ｗが０．稗ｔ％をこえると、逆に噴射ノズル先端にスラ
グ層が形成されて前記同様の不都合を生じる。これは、
Ｔｉの酸素に対する親和力が強いためのものであると考
えられる。なお、ｗが０．１ａｔ％未満では、噴射ノズ
ルの先端のスラグ層形成の解消は顕著ではないので、ｗ
は、０．１〜０．鞘ｔ％、より好ましくは０．１〜０．
斡ｔ％であることが好ましい。

さらに、ガラス化元素成分Ｘの添加量ｖは１８〜３弦ｔ
％である。

ｖが１鞘ｔ％禾満となると、非晶質化が困難となり、ま
たｖが３＆ｔ％をこえると、飽和磁束密度が低下すると
ともに、非晶質化が困難になる。

なお、Ｔの含有量ｘは、１００一ｙ−Ｚ−Ｗ一Ｖであり
、５０．２ｔ％以上、８２ｔ％禾満であるが、５０．２
〜８０．単ｔ％であることが好ましい。この場合、Ｔは
、Ｃｏ、あるいはＣｏおよびＦｅを含む。Ｔ中における
元素組成比は、磁歪を零に近くするように選択する。

すなわち、Ｆｅの含有量は、０または５．扮ｔ％以下と
される。

Ｆｅ含有量が５．舷ｔ％をこえると、磁歪が大きくなっ
てしまい、磁気ヘッド作製工程において、種々の応力に
より透磁率が減少してしまつｏなお、Ｔ中にはＦｅが含
まれ、Ｆｅ含有量が、１．５〜５．飴ｔ％より好ましく
は２〜５．９ｔ％であると、磁歪の点でより好ましい結
果を得る。

他方、Ｃｏ含有量は、４瓜ｔ％以上となることが好まし
い。

Ｃｏ含有量が４舷ｔ％未満となると、飽和磁束密度聡が
減少してしまう。この場合、Ｃｏ含有量が、４０〜８瓜
％、より好ましくは５０〜７＄ｔ％となるとさらに好ま
しい結果をう‐る。

さらに、上記したように、Ｔは、上記含有量範囲内にて
、Ｃｏ、あるいはＦｅおよびＣｏのみからなっても、Ｃ
ｏあるいはＦｅおよびＣｏと上記した他の元素の１種以
上とからなってもよい。

Ｔが、Ｃｏ、あるいはＦｅとＣｏに加え、他の元素の１
種以上を含む場合、他の遷移金属元素の１種以上は、通
常、総計最大１位ｔ％まで含有することができる。

これ以上の含有量となると、Ｂｓが低下し、表面性が悪
くなる等の不都合が生じる。このような元素の１例とし
てはＮｉがある。Ｎｉ添加は、Ｃｏを置換して、材料コ
ストを低減する等の効果があるが、Ｎｉ量が増大すると
Ｂｓが減少するので、Ｎｉ含有量は、好ましくは稗ｔ％
以下である。一方、他の元素の１種以上としては、鉄族
（Ｆｅ，Ｃｏ，Ｎｉ），Ｒｕ，Ｍｈ，Ｔｉ以外の遷移金
属元素であってよいが、これら他の遷移金属元素の１種
以上は、総計１蛇ｔ％以下であることが好ましい。

このとき、Ｂｓの低下は少なく、各添加元素特有のすぐ
れた効果が実現する。このような元素としては、特に、
Ｔａ，Ｗ，Ｍｏ，Ｚ雀等の１種以上を挙げることができ
る。

これに対し、ガラス化元素成分×は、ＢまたはＳｊおよ
びＢを必須成分とする。この場合、Ｂ含有量が１８〜３
＆ｔ％、Ｓｉ含有量が０〜７ａｔ％となると、Ｂｓが高
くなり、薄板の表面性が向上し、好ましい結果を得る。

そして、Ｂ含有量が１５．２〜２傘ｔ％、Ｓｉ含有量が
０．１〜４．８ｔ％となると、Ｂｓがさらに、高くなり
、表面性もさらに向上し、さらに、Ｒｕ，Ｍｎ，Ｔｉ等
の添加元素の添加効果も顕著となり、より好ましい結果
を得る。

加えて、Ｘ中でのＳｉ／（Ｓｉ十Ｂ）比は０または０．
仏〆下であることが好ましい。

そして、特に、０．０１〜０．３、より好ましくは０．
０５〜０．２となると、さらに好ましい結果を得る。な
お、ガラス化元素成分Ｘ中には、必要に応じ、Ｓｉおよ
びＢ以外の他の元素の１種以上が含まれていてもよい。

ただ、その総計が０．母ｔ％を超えると非晶質化し１こ
くくなるので、その含有量は０．母ｔ％であることが好
ましい。以上詳述したような組成をもつ薄板は、実質的
に長範囲規則性をもたない非晶質体である。

又、板厚は、概ね、１０〜２００仏程度である。このよ
うな、非晶質磁性合金薄板は、通常以下のようにして製
造される。すなわち、対応する組成の合金を、気相また
は液相から超急冷する。

この場合、通常は合金を融液となし、液相から１ぴ。○
／ｓｅｃ以上、通常１び〜１Ｑｑｏ／ｓｅｃの冷却速度
で超急冷し、固化させることによって非晶質磁性合金薄
板を得る。溶融状態の合金を超急冷するには、溶融合金
をノズルから噴射させ、双ロール法、片ロール法、遠心
急冷法等公知の種々の方式、就中片ロール法に従い急冷
すればよい。なお、製造の際の雰囲気は問わない。

すなわち、大気中で高速急冷を行い薄板化しても、噴射
ノズル先端でのスラグ層の形成はほとんどない。Ｎ 発
明の具体的作用このような非晶質磁性合金薄板は、それ
を好ましくは絶縁性接着剤層を介して鰭層して、所望の
形状のコア半体とされ、これを突き合わせて磁気ヘッド
用コア、特にオーディオ用等の磁気ヘッド用コアとされ
る。

あるいは、薄板を積層せず、薄板自体を所望の形状のコ
ア半体となし、このコア半体を突き合わせて磁気ヘッド
用コア、特にヴィデオ用等の磁気ヘッド用コアとされる
。なお、第１図には、オーディオ用磁気ヘッドに適用し
たときの例が示される。

図中、２，２が非晶質磁性合金を積層して形成される磁
気ヘッド用コア、３がダミーフロツク、４がシールドケ
ース、５が支持部であり、これから磁気ヘッド１が形成
されている。磁気ヘッドの作製は、通常以下のように行
えばよい。

まず、好ましくは、超急冷法によって得られた薄板に対
し、所定の熱処理を施す。

この熱処理としては、例えば、結晶化温度未満、キュリ
ー点以上の温度で施す無磁場中での、特に内部歪取りを
目的とする焼鈍処理でもよく、又、結晶化温度およびキ
ュリー点未満の温度で行う、歪取りと磁気特性の改良を
目的とする磁場中での焼錨処理であってもよい。そして
、この後者の磁場中での暁鈍処理としては、静磁場、回
転磁場等のいずれを用いてもよい。これら焼鈍熱処理お
よびその条件は、非晶質磁性合金の組成と所望の磁気特
性とから、適宜選択して行えばよい。次いで、通常は、
このような非晶質磁性合金薄板を金型により打抜き、所
定の形状となし、一般に、その後数枚を絶縁性接着剤に
より所定トラック中となるよう積層して、コア半体を作
製する。

なお、上記熱処理は、この打抜き後に施してもよい。又
、場合によっては、必要に応じ、打抜きにかえホトェッ
チングを用いたり、あるいは、積層コアとするときには
、積層後の薄板から研削加工によりコア半体を得ること
もできる。更には、特に、ヴイデオ用磁気ヘッド等とし
て用いるときには、通常、薄板を積層する必要がない。
この後、通常はコア半体に巻線を施し、これをコアホル
ダー中に挿入し、ギャップ突合せ面を研摩した後、ギャ
ップ内にギャップ形成材料を所定間隙だけ設け、コア半
体同志を突合せ、コアとなし、更に、シールドケース内
に収納し、樹脂モールドして磁気ヘッドが作製される。

このように作製される磁気ヘッド用コアは、オーディオ
用、ヴイデオ用、電子計算機用、カードリーダー用等の
特に接触形ヘッド用のコアとして、いずれの用途におい
てもきわめて有用である。Ｖ 発明の具体的効果 本発明によれば、大気中での高速急袷法による薄板化に
際しても、噴射ノズル先端におけるスラグ層の形成がき
わめて少なくなる。

このため、薄板の表面に欠陥が生じたり、製造不能とな
るようなことが少なく、一挙に大量の製造ができ、ノズ
ルの交換も少なくてすみ、あるいは薄板の再研摩を必要
としたりせず、製造上きわめて有利である。

しかも、薄板は、熱処理が容易である上、飽和磁束密度
も高い。

さらには耐摩耗性、耐食性、あるし、は打抜性等もきわ
めて良好な特性を示し、磁気ヘッド用材料としてきわめ
て有用である。

Ｗ 発明の具体的実施例 以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明をさらに詳
細に説明する。

実施例 下記表１に示される組成の、４５仏ｍ厚の非晶質磁性合
金薄板を得た。

薄板化は、片ロール法の高速急冷法に従い、噴射ノズル
のスリット長は５帆、スリット幅は０．１肌とした。

また、冷却ロールは、欧鋼製のロールを用い、回転数は
３００仇ｐｍとした。１回あたり、５０夕の対応する母
合金を溶融し、これを大気中にて、５夕／ｍｉｎの噴射
速度で冷却ロールに噴射して薄板を得た。

１回の高速急冷の実施に際しての、薄板の表面の欠陥に
基づく表面性を、平均表面粗さ計で測定した。

結果を表１に示す。さらに、同一ノズルを用いて、くり
かえし何回かの製造を行い、得られた薄板の表面の欠陥
に起因する板厚の精度が土３仏ｍ以内であったノズル使
用回数を下記表１に示す。

なお、使用回数０であるとは、１回の製造に際して、表
面の欠陥が多く、±３ムｍ以上の板厚精度が得られなか
ったことを意味する。また、表１には、得られた薄板の
キュリー点Ｔｃ、結晶化温度Ｔｘおよび飽和磁束密度が
示される。

これに対し、各薄板を用い、第１図に示されるような各
種オーディオ用磁気ヘッドを作製した。

すなわち、各薄板をＴｃとＴｘ間の温度で熱処理した後
、超硬合金の金型を用い、ほぼＣ字状に打抜いた。次い
で、それぞれの打抜本の複数枚を用い、打抜体の片面に
ヱポキシ系接着剤を塗布し、０．６側厚となるよう積層
し、これを加温硬化して、コア半体を得た。

この後、この各コア半体に捲線を施し、コアホルダー中
に収納し、コア半体のギャップ突き合わせ面を、研摩お
よびポリシングして鏡面仕上げした。

そして、コア半体を、常法に従い、所定のギャップをも
って突き合わせ、磁気ヘッド用コァ２とし、各薄板から
なるオーディオ用磁気ヘッド１を作製したｏこのように
して得た各オーディオ用へッド‘こつき、ｙ−Ｆｅ２０
３を磁性粉とする塗布型テープによる摩耗量を測定した
。

すなわち、このテ−プを２５℃、相対湿度０〜６５％に
て、４．７５弧／ｓｅｃの走行速度で１００餌時間走行
させ、走行後の摩耗深さを表面祖さ計で測定した。

結果を１０岬時間当りの値に換算して、下記表１に示す
。また、これとは別に、各磁気ヘッドを、７ぴ○、相対
湿度９０〜９５％にて、１総時間放置した後、３１５Ｈ
Ｚ／１巡ＨＺのｆ簿劣化（ｄＢ）を測定して、耐食性を
評価した。

結果を下記表１に示す。表 １ 表１に示される結果から、本発明の薄板は、ノズル先端
のスラグ層の形成が少なく、薄板の表面性が良好で、ノ
ズル使用回数が高く、同時にＴｃ，Ｔｘの差が大きく、
、 熱処理が容易で、しかもＢｓも高く、さらには磁気
ヘッドとして耐摩耗性および耐食性が良好で、総合的に
みて、きわめて良好な特性を示すことがわかる。

【図面の簡単な説明】

第１図は、本発明の非晶質磁性合金薄板を、磁気ヘッド
に適用したときの例を示す斜視図である。 １・・・・・・磁気ヘッド、２・・・・・・磁気ヘッド
用コア。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ 下記式で示される組成をもつことを特徴とする磁気
   ヘツド用非晶質磁性合金薄板。 式Ｔ＿ｘＲｕ＿ｙＭｎ＿ｚＴｉ＿ｗＸ＿ｖ ｛上記式
   中、Ｔは、Ｃｏ、もしくはＣｏおよびＦｅ、またはＣｏ
   もしくはＣｏおよびＦｅと他の遷移金属元素の１種以上
   との組合せを表わし、Ｘは、Ｂ、もしくはＳｉおよびＢ
   、またはＢもしくはＳｉおよびＢと他のガラス化元素の
   １種以上との組合せを表わす。 ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ＝１００ａｔ％であり、このうち、
   ｙは８ａｔ％以下、ｚは６ａｔ％以下、ｗは０．８ａｔ
   ％以下、ｖは１８〜３５ａｔ％である。さらに、Ｔ中に
   Ｆｅを含むとき、Ｆｅ量は５．６ａｔ％以下である。｝
   ２ Ｆｅ含有量が１．５〜５．６ａｔ％である特許請求
   の範囲第１項記載の磁気ヘツド用非晶質磁性合金薄板。 ３ Ｘが、Ｂ、もしくはＢおよびＳｉ、またはＢもしく
   はＢおよびＳｉと他のガラス化元素の１種以上との組合
   せであり、Ｘ中のＳｉ／（Ｓｉ＋Ｂ）比が、０または０
   ．４以下である特許請求の範囲第１項または第２項に記
   載の磁気ヘツド用非晶質磁性合金薄板。４ Ｓｉ／（Ｓ
   ｉ＋Ｂ）比が、０．０１〜０．３である特許請求の範囲
   第３項に記載の磁気ヘツド用非晶質磁性合金薄板。 ５ ｙが０．５〜８ａｔ％である特許請求の範囲第１項
   ないし第４項のいずれかに記載の磁気ヘツド用非晶質磁
   性合金薄板。 ６ ｚが０．５〜６ａｔ％である特許請求の範囲第１項
   ないし第５項のいずれかに記載の磁気ヘツド用非晶質磁
   性合金薄板。 ７ ｗが０．１〜０．８ａｔ％である特許請求の範囲第
   １項ないし第６項のいずれかに記載の磁気ヘツド用非晶
   質磁性合金薄板。