JPS6041141B2 - 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１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１５〜３既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およびＣｒを添加す
ると、耐食性、耐摩耗性、打抜性等が向上し、きわめて
良好な特性を示す。

一方、上記した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ＲＱとＣ
ｒ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Ｃｒとを複合添加して
、ＭｎとＲｕとＣｒとを含有する母合金の溶湯か高速急
冷法に従い薄板を得ようとすると、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落陽の噴射を行う
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、薄板の表面性や板厚精度が劣化
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−Ｃｒ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，ＲｕおよびＣｒに加え、さらにＺｒ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体ＣｒｚＭｎＹＺｒｖＸｕ ｛上記式中、Ｔは、Ｃｏ、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ＢおよびＳｉ
、またはＢもしくはＢおよびＳｊと他のガラス化元素の
１種以上との組合せを表わす。

ｘ十ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ＋ｕ＝１０瓜ｔ％であり、このうち
、ｙは鞘ｔ％以下、ｚは斑ｔ％以下、ｗは舷ｔ％以下、
ｖは０．松ｔ％以下、ｕは１６〜３母ｔ％である。さら
に、Ｔ中にＦｅが含まれる場合、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，ＣｒおよびＭｎに加え、Ｚｒを含有する
。

この場合、Ｚｒ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，Ｃｒおよび
Ｚｒ以外の他の遷移金属元素（Ｓｃ〜Ｚｎ；Ｙ〜Ｃｄ；
い〜Ｈｇ；Ａｃ以上）であり、例えばＮｉ，Ｈｆ，Ｖ，
Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｒｈ，Ｐｄ，０ｓ，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、Ｘは、Ｂ，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種以上との組合せであ
ることが好ましい。この場合、必要に応じ、Ｂ、または
Ｓｉ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１例としては、Ｐ，Ｃ，蛇，Ｓｎ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松ｔ％の条件下にて、Ｒｕ添加量ｙは、滋ｔ％以下で
ある。これは、鞘ｔ％をこえると、耐摩耗性や打抜性な
どが低下するからである。

この場合、ｙが０。

５〜総ｔ％、より好ましくは０．５〜弦ｔ％となると、
一層好ましい結果を得る。

また、ＣＧ添加量ｚは、鞘ｔ％以下である。これは鞘ｔ
％をこえると、耐食性が低下するからである。この場合
、Ｃｎ添加量ｚは、０．５〜鞘ｔ％、より好ましくは１
〜弦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ｗは、稗ｔ％以下で
ある。これは、舷ｔ％をこえると、飽和磁束密度茂を低
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ｗ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．＆ｔ％以上であることが好ましい。

そして、ｗ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、Ｚｎ添加量ｖは、０．鞘ｔ％以下である。

ｖが０．松ｔ％を超えると、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、
Ｚｒ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。また、飽和磁束密度が低下する。なお、ｖが
０．１ａｔ％未満では、噴射／ズルの先端のスラグ層形
成の解消効果は顕著ではないので、ｖは０．１〜０．鞘
ｔ％、より好ましくは０．１〜０．弦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ｕは１６〜３＄ｔ
％である。

ｕが１鰍ｔ％未満となると、非晶質化が困難となり、ま
たｕが３弦ｔ％をこえると、十分な飽和磁束密度が得ら
れない。

この場合、ｕが１８〜３瓜ｔ％となると、より好ましい
結果を得る。

なお、Ｔの含有量ｘは、１００一ｙ−ｚ−Ｗ−Ｖ−ｕで
あり、４２．２ｔ％以上、８傘ｔ％禾満であるが、４２
．２〜８２．４％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．食ｔ％以下と
される。

Ｆｅ含有量が５．鰍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、種種の応力に
より透磁率が減少してしまつ。なお、Ｔ中にはＦｅが含
まれ、Ｆｅ含有量が１．５〜５．鰍ｔ％、より好ましく
は２〜５．母ｔ％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位ｔ％以上となることが好まし
い。

Ｃｏ含有量が４瓜ｔ％未満となると、飽和磁束密度母が
減少してしまう。この場合、Ｃｏ含有量が、４０〜８舷
ｔ％、より好ましくは５０〜７瓜ｔ％となると、さらに
好ましい結果を得る。

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、Ｃｏ
あるいはＦｅおよびＣｏと上記した他の元素の１種以上
とからなってももし、。

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ＩＱｔ％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。Ｎｊ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、好ましくは雛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，Ｃｒ，Ｍｎ，Ｚｒ以外の
遷移金属元素であってよいが、これらの他の遷移金属元
素の１種以上は、総計１瓜ｔ％以下であることが好まし
い。

このとき、聡の低下は少なく、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、Ｔ
ａ，Ｗ，Ｍｏ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Ｘは、Ｂ、またはＳｉお
よびＢを必須成分とする。

この場合、Ｂ含有量が１６〜３＄ｔ％、Ｓｉ含有量が０
〜鰍ｔ％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．鞘ｔ％となると、Ｂｓがさらに高くなり、
表面両性もさらに向上し、さらに、Ｒｕ，Ｃｒ，Ｍｎ，
Ｚｒ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＋Ｂ〉比は０または０．
４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、さりこ好ましい結果を得る。
なお、ガラス化元素成分×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．弦ｔ％をこえると非晶質化し‘こ
くくなるので、その含有量は０．＆ｔ％以下であること
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、非晶質磁性合金簿板は、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び℃／
Ｓｅｃ以上、通常１ぴ〜１ぴ。０／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、競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、大気中で高速急袷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銭層して所望の形
状のコァ半体とされ、これを突き合わせて磁気ヘッド用
コァ、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
用コァ、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、オーディオ用磁気へッド‘こ適用
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がダミーブロック、４がシールド
ケース、５が支持部であり、これらから磁気ヘッド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、超急袷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
目的とする焼錨処理でもよく、又、結晶化温度およびキ
ュリー点禾満の温度で行う、歪取りと磁気特性の改良を
目的とする磁場中での競錨処理であってもよい。

そして、この後者の磁場中での焼鈍処理としては、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、その複数枚を絶縁性接着
剤により所定トラック中となるよう鰭層して、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。さらには、特に、ヴィデオ用磁
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、ギャップ突き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
半体同志を突き合せ、コアとなし、さらに、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。

このように作成される磁気ヘッド用コアは、オーディオ
用、ヴィデオ用、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ァとして、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、大気中での高速急冷法による薄板化に
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
ルの使用回教がふえ、ノズルの交換も少なくてすみ、さ
らに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。加えて、耐食性、耐摩耗性、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および表２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欄とした。

また、冷却ロールは、軟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。

同一のノズルを用いて、くりかえし何回かの製造を行い
、得られた薄板の板厚の精度が±３仏ｍ以内であったノ
ズル使用回数を下記表１および表２に示す。

なお、使用回数０であるとは、１回の製造に際して、土
３仏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および表２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髄が示され
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、それぞれの打抜体の複数枚を用し、打抜体の片面に
ェポキシ系接着剤を塗布し、０．６肋厚となるように穣
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、各簿板から
なるオーディオ用磁気ヘッド１を作製した。このように
して得た各オーディオ用ヘッドにつき、ｙ−Ｆｅ２０３
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、このテープを２５℃、相対湿度６０〜６５％
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粗さ計で測定した。

結果を１０畑時間あたりの値に換算して、下記表１およ
び表２に示す。また、これとは別に、各磁気ヘッドを、
７０ｏＣ、相対湿度９０〜９５％にて、１総時間放置し
た後、３１５日Ｚノ１巡ＨＺのｆ特劣化（ｄＢ）を測定
して、耐食性を評価した。

結果を下記表１および表２に示す。なお、表１および表
２中には、打抜性として、薄板それぞれにつき、同一の
金型を用い、それぞれ１１万枚の打抜きを行い、各薄板
につき、１０万枚目から計１の女の打抜体を選び、その
打抜端面におけるバリの高さを、電気マイクロメー外こ
よって計測した値の平均が示される。表 １ 表 ２ 表１および表２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、／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、しかも茂も高く、さらには
磁気ヘッドとして耐摩耗性、耐食性、打抜性が良好で、
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＿ｙＣｒ＿ｚＭｎ＿ｗＺｒ＿ｖＸ＿ｕ
   ｛上記式中、Ｔは、Ｃｏ、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、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
   の組合せを表わす。 ｘ＋ｙ＋ｚ＋ｗ＋ｖ＋ｕ＝１００ａｔ％であり、このう
   ち、ｙは８ａｔ％以下、ｚは８ａｔ％以下、ｗは６ａｔ
   ％以下、ｖは０．８ａｔ％以下、ｕは１６〜３５ａｔ％
   である。さらに、Ｔ中にＦｅが含まれる場合、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項に記載の磁気
   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／（Ｓｉ＋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０．５〜８ａｔ％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０．５〜６ａｔ％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。 ８ ｖが０．１〜０．８ａｔ％である特許請求の範囲第
   １項ないし第７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。