JPS6049681B2 - Fe−Al−Si系合金製積層磁性部材の製造法 - Google Patents

Fe−Al−Si系合金製積層磁性部材の製造法

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JPS6049681B2
JPS6049681B2 JP54028359A JP2835979A JPS6049681B2 JP S6049681 B2 JPS6049681 B2 JP S6049681B2 JP 54028359 A JP54028359 A JP 54028359A JP 2835979 A JP2835979 A JP 2835979A JP S6049681 B2 JPS6049681 B2 JP S6049681B2
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laminated
alloy
sintering
slurry
thin plate
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JP54028359A
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JPS55122805A (en
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哲郎 山口
英和 土井
隆之 新行内
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Mitsubishi Metal Corp
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Mitsubishi Metal Corp
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Description

【発明の詳細な説明】 この発明は、磁性特性および耐摩耗性のすぐわたFe−
Al−Si系合金製積層磁性部材の成形加]容易に、か
つ材料歩留良く製造する方法に関するものである。
従来、一般に、Al:3〜8%、Si:5〜12%、F
e:残り(以上重量%)からなる基本組成を有しさらに
必要に応じてこれに別の合金成分を添加含有させた組成
を有するFe−Al−Si系合金は、すぐれた磁気特性
および耐摩耗性をもつことから、磁性部材、例えばテー
プレコーダ、カセットコータ、VTR)およびコンピュ
ータ端末機器などにおける磁気ヘッドコアなどの製造に
用いられている。
上記磁気ヘッドコアは、これが例えばオーディオ用の場
合、周波数特性の点から層厚を0.2Twt以下とした
所定形状のFe−Al−Si系合金製チップ丁を、渦電
流損失を少なくする目的で無機電気絶縁材層を層間に介
在させた状態て所定層数重ね合せたものからなつている
この磁気ヘッドコアは、粉末冶金法による場合、まず、
所定寸法および所定組成を有するFe0−Al−Si系
合金焼結インゴットよりラバーボンド砥石のマルチホイ
ルなどを使用して、例えば長さ100wL×幅8WIf
L×厚さ3.2wrmの寸法をもつたピースを切り出し
、ついでこのピースに総形研削を施してコイ形状に研削
した後、マルチホイルまたはマ!5ルチワイヤなどを使
用して厚さO、27m以下のチップを切り出し、このチ
ップを無機電気絶縁材層を介して所定層数重ね合せるこ
とによつて製造されているが、前記のようにその製造は
、きわめて加工性が悪くなつた状態のFe−Al−Si
系合金焼結インゴットよりの切断および研削工程をとる
ものであるため、成形加工が困難であるばかりでなく、
前記インゴットに欠陥があつた場合や、さらには加工時
におけるチッピングおよび削り代が多いなどの点から材
料歩留がきわめて悪いものとなつており、この結果コス
ト高とならざるを得ないものであつた。
この発明は、上述のような観点から、材料歩留よく、か
つ成形加工容易に、しかもコスト安くFe−A1−Si
系合金製積層磁性部材を製造する新規な方法を提供する
もので、焼結後の最終成分組成が所定のFe−A1−S
i系合金組成となるように配合した出発原料粉末に結合
剤を加えてスラリーとなし、このスラリーより薄板を成
形し、 ついで、この薄板を無機電気絶縁材層を介して重ね合せ
て所定層数の積層ブロック体を成形した2後、この積層
ブロック体より所定形状の積層素材を切り出すが、ある
いは前記薄板より所定形状のチップ素材を切り出した後
、このチップ素材を無機電気絶縁材層を介して重ね合せ
て所定層数の積層素材を成形するかし、
2,最終的に上記積層素材を仮焼結した後、熱
間静水圧焼結または加圧焼結することによつて、磁気特
性および耐摩耗性にすぐれたFe−N−Si系合金製積
層磁性部材を製造する方法に特徴を有するものである。
3(.なお、この発
明の方法を実施するに際して、出発原料粉末としては、
予め所定の最終成分組成に調製したFe−A1−Si系
合金粉末を使用してもよいし、焼結後に所定の最終成分
組成になるように金属粉末や母合金粉末を配合混合した
ものを使用3!してもよいが、いずれの場合も成形性、
焼結性、および焼結後の特性の点から数10μm以下の
粒径をもつた微粉末の使用が好ましい。また、結合剤と
しては、アルコールなどの溶剤に、エチルセルロース、
メチルセルロース、および酢酸セルロー4(,スなどの
セルロースや、ビニール系樹脂、ブチラール樹脂などを
溶かしたものを使用することができ、特にエチルセルロ
ースおよびブチラール樹脂の使用が好ましく、この場合
出発原料粉末に対して0.5〜5重量%の結合剤の配合
が望ましい。これは、結合剤の配合割合が0.5%未満
では、所望の結合力を確保することができず、この結果
所定強度の薄板成形が不可能となり、一方5%を越えた
配合割合にすると、熱間静水圧焼結または加圧焼結前の
仮焼結時に完全に結合剤を除去することができなくなる
ばかりでなく、積層素材密度も低下するという理由にも
とづくものである。さらに、スラリーよりの磁気特性に
必要な厚さの薄板の成形は、スラリーを平板状の型に流
し込むか、あるいはドクターブレード法によりスラリー
を薄く均一にのばすかした後、溶剤をとばすことによつ
て行なわれるが、この薄板より積層素材を成形するには
、主として、(a)上記薄板成形の場合と同様、アルミ
ナ、シリカ、およびリン酸系無機材料などのうちの1種
または2種以上からなる無機電気絶縁材料粉末に、結合
剤を加えてスラリーとなし、このスラ ソーよりフィル
ムを作り、このフィルムと上記薄板とを交互に積み重ね
て所定層数の積層ブロック体を成形した後、打抜きなど
により所定形状に切り出し、加圧して積層素材とする方
法、(b)上記薄板の表面に、上記無機電気絶縁材料粉
末を、粉末状態のまま、あるいは結合剤を加えてスラリ
ー状態として塗布した後、所定枚数積み重ねて積層ブロ
ック体とし、ついでこの積層ブロック体より打抜きなど
により所定形状に切り出し、加圧して積層素材とする方
法、c)上記薄板より所定形状のチップ素材を打抜きな
どにより切り出した後、その表面に、上記無機電気絶縁
材料を粉末状態のまま、あるいは結合剤を加えてスラリ
ー状態として塗布、所定枚数積み重ね加圧して積層素材
とする方法、−【どの方法を採用することができる。
なお、このC合、上記無機電気絶縁材料の層厚は、磁気
特性二、上記薄板の厚さの1110以下にするのが望ま
し また粒径が粗いと前記無機電気絶縁材層が不貢続と
なつて渦電硫損失をなくする効果が損われ.ようになる
ことから、この層厚では1μm以下; )粒径をもつ
た超微粉末の使用が好ましい。また、さらにこの発明の
方法を実施するに際し、仮焼結は、温度500〜120
0℃の真空中で行なのがよく、この仮焼結によつて結合
剤は完全に去されると共に、積層素材は予備焼結される
。また、前記仮焼結後の積層素材に対する熱間静水圧焼
結は、前記積層素材を、例えば封筒状ステンレス容器内
に挿入し、前記容器内を真空排気して密封した後、アル
ゴン雰囲気中、温度1000〜1300℃、圧力300
kg/Cl.以上の条件下で、30分〜2時.間保持す
ることによつて行なうのがよく、この場合前記条件をは
ずれると結晶粒が微細にして緻密な積層磁性部材が得ら
れない。また、同様に前記仮焼結後の積層素材に対する
加圧焼結は、真空中、温度1000〜1300℃、圧力
300k9/CTl以上の条,件で行なうのが好ましく
、この場合も前記条件をはずれると、所望の積層磁性部
材が得られない。つぎに、この発明の方法を実施例によ
り説明する。実施例1 通常の溶解炉によりA1:5.4%、Si:9.6%、
Fe:残り(以上重量%)からなる組成をもつたFe−
AI−Si合金を調製し、機械的粉砕を施すことによつ
て平均粒径15μmをもつたFe−N−Si合金粉末を
製造した。
ついで、出発原料粉末としての上記Fe−Al−Si合
金粉末に、エチルセルロースをメチルアルコールに溶か
したものからなる結合剤を前記粉末に対するエチルセル
ロースの割合で1.5重量%の量加えて混合し、スラリ
ーとなした。このスラリーを5C!TL×5C77!×
0.05cmの寸法をもつた型に流し込み、乾燥後取り
出すことによつて薄板を製造した。この薄板より打抜き
により外径2.5C7!、内径1.5C71の寸法をも
つたリング状チップ素材を切り出した後、その表面に、
無機電気絶縁材料としての平均粒径0.1μmをもつた
アルミナ粉末と、エチルセルロースと、メチルアルコー
ルとからなるスラリーを約10μmの厚さ塗布し、引続
いて、このリング状チップ素材を5枚重ね合わせ、1t
0n/Crf,の圧力でブレスすることによつてリング
状積層素材を成形した。ついで、このリング状積層素材
に、10−4wnHgの真空中、温度1000℃に1時
間保持の仮焼結を施すことによつて前記素材中の結合剤
を除去すると共に、これを予備焼結し、この仮焼結後の
積層素材を、5C77!×5d×0.5c1rLの寸法
をもつた封筒状ステンレス容器内に挿入し、容器内を真
空排気して密封した後、圧力媒体:アルゴン、温度:1
200℃、圧力ニ1000k9/Cltl保持時間:1
時間の条件で熱間静水圧焼結を施した。この結果得られ
たリング状積層磁性部材は、一層が約0.2T!Unの
厚さをもち、空孔のないほぼ100%に近い密度のFe
−A1−Si合金層と、一層が約3μmの厚さをもち、
連続した無機電気絶縁材層を形成したアルミナ層との交
互積層構造をもち、さらに各種周波数に対する実効透磁
率を測定したところ、高周波領域において、従来の方法
で製造されたFe−A1−Si合金製積層磁性部材とほ
ぼ同等のすぐれた実効透磁率を示した。また、このリン
グ状積層磁性部材について、磁気ヘッドコアの使用条件
と同一の条件、すなわち磁気テープ(γ−Fe2O3磁
粉使用)に50C$Ilf間接触における摩耗厚さを測
定したところ、0.1〜0。2μmの摩耗厚さしか示さ
ず、この結果より著しくすぐれた耐摩耗性をもつことが
明らかである。
実施例2 まず、実施例1における同一の条件で薄板を製造した。
また、これとは別に平均粒径0.1μmをもつた無機電
気絶縁材料としてのアルミナ粉末に、エチルセルロース
をメチルアルコールに溶かしたものからなる結合剤を、
前記アルミナ粉末に対するエチルセルロースの割合で1
.5重量%の量加え、混合してスラリーとなし、ついで
このスラリーを5C71×5arL×0.01cwtの
寸法をもつた型へ流し込み、乾燥後取り出すことによつ
てアルミナフ.イルムを成形した。つぎに、上記薄板と
このアルミナフィルムとを交互に重ね合わせ、前記薄板
:5枚、前記アルミナフイルムニ4枚からなる積層ブロ
ック体を成形した後、これより打抜きにより外径:2.
5C7TL1内径1.5cmの寸法をもつたリング状)
積層素材を切り出し、これに1t0n/CILの圧力で
ブレス成形を施した。この結果得られたリング状積層素
材を、実施例1におけるのと同一に条件で仮焼結した後
、圧力ニ10−4朗Hgの真空中、温度:1200℃、
圧力ニ500kg/Cltl保持時間:1時間の5条件
で加圧焼結することによつてリング状積層磁性部材を製
造した。この積層磁性部材は、密度:95%をもち、周
波数:1KHzにおいて実効透磁率:700μeを示し
、すぐれた磁気特性を有するものであつた。O 上述の
ように、この発明の方法によれば、磁気特性および耐摩
耗性にすぐれたFe−N−Si系合金製積層磁性部材を
、成形加工容易に、かつ材料歩留よく、したがつてコス
ト安く製造することができるのである。

Claims (1)

  1. 【特許請求の範囲】 1 焼結後の最終成分組成が所定のFe−Al−Si系
    合金組成となるように配合した出発原料粉末に結合剤を
    加えてスラリーとなし、このスラリーより薄板を成形し
    、 この薄板を無機電気絶縁材層を介して重ね合せて所定層
    数の積層ブロック体を成形し、この積層ブロック体より
    所定形状の積層素材を切り出し、この積層素材を仮焼結
    した後、熱間静水圧焼結または加圧焼結することを特徴
    とするFe−Al−Si系合金製積層磁性部材の製造法
    。 2 焼結後の最終成分組成が所定のFe−Al−Si系
    合金組成となるように配合した出発原料粉末に結合剤を
    加えてスラリーとなし、このスラリーより薄板を成形し
    、 この薄板より所定形状のチップ素材を切り出し、このチ
    ップ素材を無機電気絶縁材層を介して重ね合せて所定層
    数の積層素材を成形し、この積層素材を仮焼結した後、
    熱間静水圧焼結または加圧焼結することを特徴とするF
    e−Al−Si系合金製積層磁性部材の製造法。
JP54028359A 1979-03-12 1979-03-12 Fe−Al−Si系合金製積層磁性部材の製造法 Expired JPS6049681B2 (ja)

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JPS55122805A JPS55122805A (en) 1980-09-20
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GB8409047D0 (en) * 1984-04-07 1984-05-16 Mixalloy Ltd Production of metal strip
JPS62164801A (ja) * 1986-01-16 1987-07-21 Nippon Tungsten Co Ltd 金属薄肉焼結体の製造方法

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