JPS61231136A

JPS61231136A - 鉄−珪素軟磁性焼結材料およびその製造法

Info

Publication number: JPS61231136A
Application number: JP7059685A
Authority: JP
Inventors: Taketate Fukaya; 深谷　剛干; Hideki Nakamura; 秀樹中村
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1985-04-03
Filing date: 1985-04-03
Publication date: 1986-10-15

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。

Description

【発明の詳細な説明】〔産業上の利用分野〕本発明は、モーターの鉄心やドツトプリンターヘッド用
コアなどの磁心材として用いられているＦｅ−（１〜１
０）％Ｓｌ軟磁性焼結材の磁気特性を向上させる製造法
に関する。

〔従来の技術〕

近忽、ＯＡやコンビ、−夕関連機器を中心として軟磁性
材料のＮｅａｒ　Ｎｅｔ　５ｈａｐｅ化（ＮＮＳ化）Ｋ
よるコストダウンのニーズが強く、各所で純鉄Ｆｅ　−
８ｉ系の焼結製造法が検討されている。

文献・特許等で開示されたＦｅ−８ｉ系焼結材料の磁気
特性の向上法の代表的なものとしては、以下のよう表方
法がある。

ａ）純鉄粉にＦｅ−８１合金粉を加え、仮焼結後、再圧
縮を施してから、本焼結する方法（例えば、特開昭５３
−７６１０７号公報）。ｂ）　Ｆｅ−（１３〜２４）ｔ
ｓ８１合金もしくはＦｓ　−（４６〜７２　）４８１合
金粉に低８１合金鉄を加え、混合・成形後液相焼結し、
Ｆｅ−（１〜１０１％Ｓｉとする方法（特開昭５７−１
９８２３９号公報）。Ｃ）カーゴニル鉄粉＋Ｆｅ−１７
％Ｓ１粉に少量のＢなどを加え、焼結時のＳｔの酸化を
防止する方法（例えば、特開昭５７−４３９５３号公報
）。

〔発明が解決しようとする問題点〕

以上、各々有効な手法が開発されたが、完全な磁気特性
向上の解決策はなく、溶製材と比較して特性的には劣っ
ているのが現実である。

さらに軟磁性焼結材の磁気特性と組織要因との関係では
、焼結材料の密度が高い程、結晶粒度が粗い程、介在物
が少ない程、Ｃや０２の含有量が低い程磁気特性が優れ
る等概念的には示されているが、実際にどの程度各々の
要因が磁気特性に影響するか、定量的に明確ではないと
いう問題点がある。工業的観点からは努力・改善すべき
目標値が不明確であった。

本発明は、従来法が原料粉末自体、もしくはその焼結自
体のもつ０□が比較的高いことに着目し、鉄−珪素軟磁
性焼結材料の組織要因と磁気特性の関係を明らかにし、
磁気特性の優れた鉄−珪素軟磁性焼結材料およびその製
造法の提供を目的とするものである。

〔問題を解決するための手段〕

本発明者らは種々検討を行なり友結果、Ｓｌ　　１〜１
０チを含有する鉄−珪素軟磁性焼結材料の０２含有敬を
０．０７％以下とすることにより磁気特性が向上するこ
とを知見した。また該焼結材料は粉末粒度３２５メツシ
ュ以下、０２含有量が重量比で０．０５１以下の鉄−珪
素合金アトマイズ粉を用い、これを成形、焼結すること
、更に焼結密度向上の九めに熱間静水圧プレス（Ｖ後Ｈ
ＩＰと記す）を施すことにより製造される本のである。

なお、合金アトマイズ粉は０２含有量が０．０５％以下
になっておれば本発明の目的は達成されるものでちゃ、
アトマイズ法は限定される本のではないが、アトマイズ
粉の製造上ガスアトマイズ法によることが容易であろう
。

粉末粒度は焼結密度を上げるために３２５メッシユ以下
の微粉末を用いるものである。

〔実施例〕

本発明を以下実施例により詳細に説明する・従来法によ
る実験として原料粉末にカーがニル鉄粉および純Ｓｉ粉
末（表１−Ａ、Ｂ）を用い最終組成がＦｅ−３％Ｓｉと
なる割合で、ぎ−ルミルで１０時間混合した。これにパ
ラフィン０．７　％をトルエンに溶解して添加し、この
粉末を２ｔ／ｃｍ”でプレス成形、φ２１×φｌ　２Ｘ
ｔ３なるリングを作った。

次にこのリングを５００℃で２Ｈｒ真空脱バインダーし
たのち、真空雰囲気（１０−’Ｔｏｒｒ）で１２００℃
で１時間焼結しその後Ｈ２中１０００℃で３Ｈ焼鈍した
後の磁気特性を表２の実験ム■として示す。

さらにこのリングを１１０００ａｔ下で１１００℃で３
時間（ＨＩＰ　’）処理を施して真密度化し、前述と同
様のＨ２焼鈍をして磁気特性を測定した結果を表２の実
施ム■として示す。

実施例１次に、低０２のアルゴンアトマイズプレアロイ粉末（表
１−〇）を原料として、これに・母ラフイン０．７％添
加、圧力ｌＯｔ／ｃＷ？でプレス成形し、前述の従来法
と同様のリングを作った。５００℃で２時間真空脱バイ
ンダーし、１４５０℃の高温で１時間真空焼結した。前
述と同様のＨ２焼鈍をして磁気特性を測定し友。（実験
扁■）さらに、前述の従来法と同様のＨＩＰ処理、Ｈ２
焼鈍を施した。

（実験Ａ■）また、アルコ９ンアトマイズプレアロイ粉
末をわず°かに酸化させ次粉末（表１−Ｄ）を用いて同
様に焼結テストを行なっ次。（実施黒■）表１　原料粉
末前述の従来法と本発明の実施例１の結果を見ると、従来
法では、保磁力（Ｈｅ）および最大透磁率（μｍａりが
悪く、このとき焼結材料の含有０２量が高いことがわか
る。一方、本発明となる低０□粉末（表１−Ｃ，Ｄ）を
用いた焼結材料ではこれらの磁気特性が大巾に向上して
いることがわかる。

従って、原料粉末の条件として、０２：　０．０５％以
下、粒度３２５メッシ、アンダーとした。

従来法および本発明製造法を用いたテストは実験ム■〜
■だけではなく、脱バインダー条件、焼結条件、成形圧
力を変化させるなどして、多数の試料について行なった
。これらの試料を大きく分けると、従来法による焼結体
、従来法による焼結＋ＨＩＰ体、本発明による焼結体、
本発明による焼結＋ＨＩＰ体となる。この４グループに
ついて組成要因と磁気特性との関係について検討し、同
一グラフ上に整理してみた。その結果、透磁率に対して
含有０２量の低下が顕著な効果を示すことが明らかとな
っ次。これを第１図に示す。本発明の低０２粉末を使用
した焼結材・ＨＩＰ材は共に０□：０．０７％　　　　
’以下でμｍａｘの増加が著るしく、反対に磁気特性の
悪い従来材はすべて０．０７％以上の０２含有量をもつ
ことが判明した。このことから、良好な磁気特性を得る
ためには、焼結体およびＨＩＰ体の０２＝０．０７％以
下であることが必要と考えられる。

実施例２Ｓｉ添加量の影響をみるためにＦａ　−６チＳｔについ
て前述の従来法および実施例１とほぼ同様の実験を行な
った。ただし、低０２　Ｆ　ｅ　−６（ｉ　Ｓ　１合金
粉末（表１−Ｅ）は成形性が悪いため、ノ４ラフイン添
加量を１％に増し、脱バインダーは真空中で８００℃ま
で上げると酸化が防ぎきれないためＨ２中で８００℃ま
で昇温し、仮焼結した。また、焼結温度は１３９０℃と
している。

表２の実験屋■、■に磁気特性の一例を、また第２図に
最大透磁率と含有０□量の関係を示す。Ｆｅ−３％Ｓｉ
とほぼ同様の傾向が見られることがわかる。

前述の実験はＦｅ−３チｓｉおよびＦｅ−６チＳ１に関
してのみであるが、本発明の製造条件はＦｅ−（１〜１
０）＊Ｓｉのどの組成にも適用可能である。また、焼結
体のＳｉの酸化量についても低Ｓ１域（１チ〜５ｔｓＳ
ｉ）ではＦａ−３１８１の結果より、また高８１域（５
％　〜１０％Ｓｉ）ではＦｅ−６％Ｓｉの結果より同様
の手法を用いて抑制できると考えられる。

〔発明の効果〕

以上説明したように本発明によると、ＮＮＳの鉄−珪素
軟磁性焼結材料において従来焼結材料に比べ磁気特性、
特には保磁力、最大透磁率が著しく向上し、工業上極め
て有意義である。

【図面の簡単な説明】

第１図は３％Ｓｉ鉄−珪素軟磁性焼結材料における保磁
力および最大透磁率と０２含有量の関係を示すグラフ、
第２図は６％Ｓｉ鉄−珪素軟磁性焼結材料における鐘大
透磁率と０２含有量の関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１、重量比でＳｉ１〜１０％、Ｏ＿２０．０７％以下残
部Ｆｅおよび不可避的不純物からなることを特徴とする
鉄−珪素軟磁性焼結材料。２、粉末粒度が３２５メッシユ以下で、Ｏ＿２含有量が
重量比で０．０５％以下の鉄−珪素合金アトマイズ粉を
用い、これを成形、焼結し、焼結材料のＯ＿２含有量を
０．０７％以下としたことを特徴とする鉄−珪素軟磁性
焼結材料の製造法。３、粉末粒度が３２５メッシユ以下で、Ｏ＿２含有量が
重量比で０．０５％以下の鉄−珪素合金アトマイズ粉を
用い、これを成形、焼結し、さらに焼結材料に熱間静水
圧プレスを施すことを特徴とする鉄−珪素軟磁性焼結材
料の製造法。４、鉄−珪素合金アトマイズ粉がガスアトマイズ粉であ
ることを特徴とする特許請求の範囲第２項又は第３項記
載の鉄−珪素軟磁性焼結材料の製造法。