JPS61284546A - 磁気ヘツド用非晶質合金 - Google Patents

磁気ヘツド用非晶質合金

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JPS61284546A
JPS61284546A JP60124161A JP12416185A JPS61284546A JP S61284546 A JPS61284546 A JP S61284546A JP 60124161 A JP60124161 A JP 60124161A JP 12416185 A JP12416185 A JP 12416185A JP S61284546 A JPS61284546 A JP S61284546A
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彰宏 牧野
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中嶌 幹雄
Tadashi Sasaki
正 佐々木
Koichi Mukasa
幸一 武笠
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    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147Alloys characterised by their composition
    • H01F1/153Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
    • H01F1/15316Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals based on Co
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    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
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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。

Description

【発明の詳細な説明】 (発明の技術分野) 本発明は磁気ヘッド用磁性合金に関し、COを主成分と
する磁気ヘッド用非晶質合金に関するものである。
現用磁気ヘッド材料では、パーマロイ、センダストなど
の結晶質金属材料及びM u −Z nフェライト−、
N1−Znフェライトなどの酸化物材料が主として使用
されている。結晶質金属材料は、酸化物材料であるフェ
ライトと比較して飽和磁束密度が高いという利点を有す
るが、比抵抗が100μΩ・j以下と低いため、ビデオ
テープレコーダ等、で使用される周波数帯域(MHz程
度)では透磁率が著しく低下してしまう。
一方、フェライトは比抵抗が大きく高周波帯域において
も優れた電磁変換特性を示し、さらに高い耐摩耗性を示
すためMn−Zn系がビデオ用映像ヘッドを中心に使用
されている。しかしフェライトは飽和磁化が小さいため
、記録歪を生じ、雑音が多い。
一般に高密度記録は、高い周波数を使用帯域とする、従
って高密度磁気ヘッド用のコア材は、渦電流損失による
透磁率の劣下を防止するため、薄板化にするか、または
比抵抗ρを大きくする必要がある。センダストは、飽和
磁化が大きく比抵抗もパーマロイと比較して高いが脆弱
であるため、薄板化できない。
近年、結晶構造をもたない非晶π合金において、優れた
磁気的性質及び機械的性質が見い出された。
すなわち、非晶質合金は結晶構造をもたないことに起因
して、比抵抗ρが結晶質の金属合金に比較して約数倍高
く、結晶磁気異方性が無いため保磁力が小さく、透磁率
も高い、さらにヴイツカース硬度も1000程度であり
結晶質の金属より高い。
また磁気歪を零にする組成も基本的にはほぼ解明され磁
気ヘッド用コア材として検討が進められている。
しかし、より高密度記録用の磁気へラドコアとして非晶
質合金を用いるには低い周波数域ばかりでなく、IMH
z以上の高周波数帯域で高い透磁率をもつことが必要で
ある。そのためには■ 高い比抵抗をもつこと、 ■ 高い初透磁率をもつこと、 ■ 高い耐摩耗性をもつこと、 ■ 高い熱的安定性をもつこと、 ■ 高い耐食性をもつこと、 を満足する必要がある。
■■■■■のいずれも満足する非晶質合金は非常に狭い
組成領域でのみでしか得られないことを我々は見い出し
た。
(発明の目的) 本発明は、Co、Fe、Sl、Bの4元素の非晶π合金
において上記■〜■のいずれも満足する組成領域を開示
し、更に、耐食性を付加するためにCr、また、より耐
摩耗性を向上するためにRuを添加し、そして、この合
金マトリックス中に第2相粒子を分散したものである。
すなわち、本発明は初透磁率が高く、また比抵抗が高い
ためIMHz以上の帯域においてもフェライト以上の1
m率を示すとともに、優れた耐摩耗性及び高い熱的安定
性を示す非晶質合金を提出するものである。
(発明の実施例) 本発明の主合金は(Fe+−a +Coa)too−b
(Sic。
B4)、なる式により表現され、特にc、d、bが限定
される。そして、本発明の合金は該主合金に更にCrを
1.0〜2.0原子%、Ru @ O〜4.0原子%添
加した合金マトリックス中に、第2相粒子を3次元的に
均一に分散したものである。なお式中C+ d −1+
  aは通常磁歪を零にするため、0.93〜0.95
であることが知られている。
前記主合金における組成の限定理由は以下の如きである
。まずbの値は半金1(Sl、B)の濃度を示すが、b
が27原子%を超えると飽和磁束密度が低下し、磁気ヘ
ッド用コア材として好ましくない、一方、半金属濃度が
20原子%以下では、透磁率が低下し、均一な非晶質合
金の形成が困難となる。また、40μm以上の厚さの非
晶1を薄板帯を安定して得るには、半金属濃度が23原
子%以上であることが必要である。
以下、本発明の主合金の実施例について詳細に説明する
(主合金の実施例) 表に示す組成の非晶質合金薄板帯は片ロール液体急冷法
に従い作成された。即ち1つの回転している銅製ロール
上におかれた石英ノズルより熔融金属をアルゴンガスの
圧力により噴出させる。
ロール回転数は500〜2000rp−1噴出ガスEは
0.1〜1−/dであった0作成された薄板は巾約25
m、厚さ32〜49.cam、長さ約20〜30mであ
った0作成されたすべての薄板はX線回折により、非晶
賀相であることが確認され、磁歪10−hオーダーでほ
ぼ零であった。結晶化温度はDSC(示差走査型熱量計
)にて決定した。
厚さはマイクロメーターにより測定した。透磁率は薄帯
より打抜きにして作成された外径10fi、内径6fi
のリングを10枚バラ積みしたものに巻線(1次、2次
側それぞれ20ターン)を処し、インダクタンス法によ
り測定した。なお、透磁率は液体急冷された薄帯より得
られたリングの状態、及び一部のサンプルを除いて、そ
のリングを焼鈍(100℃〜500℃で10分像保持後
焼入れ、保持温度は10℃間隔)した状態について室温
にて測定された。
初iS磁率としては3 m Oe % I K Hzに
おけるその実効透磁率を採用した。飽和磁化(σ、)は
VSMにて1OKOeの磁界で測定した。比抵抗は四端
子法により測定した。
表 第1図に比抵抗ρとc / c + dとの関係を示す
b−23〜27原子%の範囲でρはc / c + d
が大きい方が高い。
第2図は結晶化温度に及ぼすb及びc / c + d
の影響を示す、この関係については、すでに種々の報告
がなされているが、我々の実験ではc / c+dが約
0.65付近で結晶温度の急激な変化が見い出された。
すなわちc / c + d > 0.65では結晶化
温度が低くなってしまう、この事実はすでに報告されて
いるものと異なっている。
第3図には、100hrあたりの摩耗量とc / c+
dの関係が示しである。摩耗量の測定は液体急冷したア
モルファスより通常のオーディオタイプの磁気ヘッドを
作成し、市販のカセットタイプのデツキに装着した後、
市販のノーマルチーブを用いて行なった。また摩耗量は
c / c + dが0.2〜0.4でほぼ一定であり
、0.4より大きくなるとしだいに小さくなり、0.5
5以上でほぼ一定となる。
c / e + dが0.55以上で良好な耐摩耗性を
示すことがわかる。
第4図に液体急冷されたままの種々の組成をもつアモル
ファスの初透磁率μlとc / c + dの関係を示
す、いずれの場合もbが異なるとμmの値も異なってく
るが、c / c + dが0.4以下では一定値をと
り、0.4〜0.6で急激に増加し、しだいに高い一定
値に近づく、すなわち液体急冷のままでばc / c 
+ dが大きい方がμmが高い、より好ましくはc /
 c + dが0.55以上が望ましい。
一般にアモルファス磁性合金の透磁率は適当な条件での
焼純により改善されることが知られている。そこで、1
3M1率に及ぼす焼鈍の効果について調べた。
第5図は、b=24で種々のc / c + dの組成
をもつアモルファス合金(Ilh17〜20)を種々の
温度で10分間焼鈍した後、水焼入れを行ない、その状
態で測定された初透磁率と焼鈍温度の関係を示す0種々
の組成をもつアモルファス合金における初i3磁率に及
ぼす焼鈍温度の影響は頬僚しており、c / c + 
dが0.5,0.63において高いμmが得られ、焼鈍
による初透磁率の改善がこれらの組成で大きいことが確
認された。各サンプルにおける種々の焼鈍後のμlの最
大値を比較し、μlの高い順にc / c + dをな
らべると、0.63゜0.50. 0.67.  O,
l 8であった。
第6図はb−25場合について第5図と同様にμlに及
ぼす熱処理効果を調べた結果である。各サンプルにおけ
る種々の焼鈍後のμlの最大値を比較し、μlの高い順
にc / c + dをならべると0.64. 0.6
0. 0.50. 0.40. 0.68. 0.20
となる。
第7図は、b−27の場合について第5図と同様に、μ
lに及ぼす熱処理効果を調べた結果である。各サンプル
における種々の焼鈍後のμlの最大値を比較し、μlの
高い順にc / c + dをならべると、0.63.
 0.50. 0.40. 0.20. 0.76であ
った。
第8図は種々の組成について焼鈍後得られたμlの最大
値とc / c + dとの関係を示す。b−24゜2
5.27のいずれの場合においてもμlはC/c+dは
約0.6付近で最も大きい値となる。
また、実用材料としての観点から特性のばらつきを考慮
する必要があり、たとえば熱処理の操作を考えると広い
熱処理温度範囲で高い透磁率が得られることは作業性、
量産性あるいは材料の信鯨性を増す。
第9図はμl>IQ’なる値が得られる焼鈍温度の範囲
(八T)を示す、μ1−10’なる値はへラドコア材と
して必要な値と近いと考えられる。
現在、ヘッド用コア材として使用されているパーマロイ
、センダストのμlはほぼこの程度の値である。bが大
きいほどΔTも大きくなるが飽和磁束密度が小さくなる
。c+d=24.25.27の場合いずれも曲線は類似
しており、c / c + dが0.5〜0.65付近
でそれぞれのbについてΔTは大きな値をとる。
さらに(1)〜(24)の合金を高湿度の空気中に放置
し、表面状態を観察し、耐食性を調べた。耐食性はbの
大小にかかわらずc / c 十dが大きいほど良好で
あった。
以上述べてきたことをまとめると、以下に示すようにな
る。
比抵抗ρ    c / c + d−大結晶化温度 
  c / c + ti < 0.65耐摩耗性  
  0.55 < c / c + dμl (AsQ
)  0.55<c/c+dμm (熱処理後)0.5
0<c/c+d<0.65μi (ΔT)   0.5
<c/c+d<0.65耐食性     c / c 
+ d−大いずれの条件をも満足するには、 0、55 < c / c + d < 0.65であ
る必要がある。
次に、前記主合金にCr及びRu元素を添加した。これ
らの元素を添加した合金の製法については前述の主合金
と同様に片ロール液体急冷法に従い作成した。
Crを添加する理由は耐食性を向上するためで、前記主
合金に対して1.0〜2.0原子%添加した。
添加した合金について塩水噴霧試験(40℃、48時間
)を行い、外部観察した結果、充分な耐食性が得られた
。なお、添加量が1.0原子%より少ないと効果がなく
、2.0原子%を超えると飽和磁束密度が低下してしま
う、また、C「添加により熱処理後において合金が脆く
ならないという効果も奏した。
Ruについては、添加量が多ければ多い程、より耐摩耗
性を向上することができるが、4.0原子%を超えると
合金が非晶質状態になりにくく、また、打抜き加工性も
悪くなる。
第10図は、前記表に示した主合金組成サンプル(F&
t19及び23)にそれぞれ予め1.5原子%のCrを
添加し、更に、Ruを1.0原子%、又は3.0原子%
添加したものについての、走行時間(hr)に対する摩
耗量(μm)をグラフに表わしたものである。同図にお
いて、19aは主合金組成サンプル(N119)にCr
のみを1.5原子%添加したもの、19bは同サンプル
(隨19)にCrを1.5原子%、Ruを1.0原子%
加えたもの、19Cは同サンプル(m19)にCrを1
.5原子%、Ruを3.0原子%加えたものをそれぞれ
示している。また、同様に、23aは主合金組成サンプ
ル(lk23)にCrのみを1.5原子%添加したもの
、23bはCrを1.5原子%及びRuを1.0原子%
、23cはCrを1.5原子%及びRuを3.0原子%
加えたものである。図から明らかなように、19a〜C
と23a−cとの間で耐摩耗の差はなく、何れの主合金
組成においてもRuの添加量が増大するに従って、摩耗
量が大幅に減少している。
なお、比抵抗ρ、μi等の特性向上に関して、前記主合
金のSi、Bの量が0.55 < c / c + d
< 0.65の条件を満足すれば良いことは、Cr。
Ru元素を添加しても変わらない。
次に、本発明の非晶質合金は、前記主合金にCr及びR
u元素を添加し、更に、この合金マトリックス中に第2
相粒子を分散したものである。
合金マトリックス中に第2相粒子を均一に分散してなる
非晶質合金の製造方法について説明すると、先ず、前記
合金マトリックスを構成する合金母材を加熱溶融したの
ち、その合金母材が凝固する前に、アルゴンガスなどの
不活性ガスからなる噴射媒体と共に前記第2相粒子を前
記合金母材に対して噴射分散せしめ、その後冷却して第
2相粒子を含有したインゴットをつくり、このインゴッ
トを第2相粒子が溶解しない程度に再溶融したのち、片
ロール液体急冷法に従い超急冷凝固させて、前記合金マ
トリックス中に第2相粒子を3次元的に均一に分散する
ことができる。
本発明の実施例として、合金マトリックスにA j! 
t Osを2体積%分散した下記(a1組成の非晶質合
金を作成した。また、その比較例としてA 1 tOl
を分散していない下記(b1組成の非晶質合金を作成し
た。
(alco**、s Fe、I SI+a、s Bv、
o Cr+、s Ru+、。
+2vo1% A j! t O5 (blco&w、s Feb、s Si+a、s Bv
、o Cr+、S Ru1.*(alにおいて、A I
t t Os粒子は非晶質合金マトリックス中に三次元
的に分散していることは、走査型電子顕微鏡にて確認し
た。
第11図は、上記+a1. (b1合金の周波数に対す
る実効透磁率μeの変化を示したものである0図から明
らかなように、AJgOsを分散したTa1合金が分散
していない伽)合金に比較して、特に高周波数帯域にお
ける実効透磁率の低下が少ないことが判かる。
なお、第2相粒子としては、Altos以外に、合金マ
トリックスと相溶性のないFears 、5tOzなど
の酸化物、C,WC,Tic、NbCなどの炭素又はそ
の化合物、TI、Mo、Wなどの金属又は合金、又はこ
れらの複合物が適用されつる。
また、第2相粒子の添加量については、3.0体積%よ
り多くは非晶質合金中に分散しにくく、また、0.5体
積%より少ないと余り効果が見られない。
【図面の簡単な説明】
第1図は非晶質合金の比抵抗ρとSt/Sl+B(=c
/c+d)との関係を示す図、第2図は結晶化温度とb
(−3l+Hの温度)とc / c +dとの関係を示
す図、第3図は100時間当たりの摩耗量とc / c
 + dとの関係を示す図、第4図は非晶質合金の初透
磁率μi (!: c / c + dとの関係を示す
図、第5図ないし第7図は、それぞれのbと初透磁率と
焼鈍温度との関係を示す図、第8図は、μmとc / 
c + dとの関係を示す図、第9図はμm>IQ’な
る値が得られる焼鈍温度の範囲とc / c + dと
の関係を示す図、第10図はRuの添加量と時間当たり
の摩耗量との関係を示す図、第11図はAltosの添
加の有無による非晶質合金の実効透磁率μeと周波数と
の関係を示す図である。 代理人  弁理士   弐  顕次部 第1図 SL/Sj十日=C/c十d 第3図 C/C十d 児5図 苓6図 ★克鈍温度 (0C) 第7図 第8図 clc+d 第9図 C/C+d 走行時間(hr)

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)組成式(Fe_1_−_a、Co_a)_1_0
    _0_−_b(Si_c、B_d)_bから成る合金に
    Crを1.0〜2.0原子%、及びRuを0〜4.0原
    子%添加した合金マトリックス中に、該合金マトリック
    スと第2相粒子を分散したことを特徴とする磁気ヘッド
    用非晶質合金。 ただし、a=0.93〜0.95 c+d=1 b=23〜27原子% c/c+d=0.55〜0.65
  2. (2)第2相粒子を0.5〜3.0体積%の範囲で添加
    したことを特徴とする特許請求の範囲第1項記載の磁気
    ヘッド用非晶質合金。
  3. (3)第2相粒子がAl_2O_3粒子から成ることを
    特徴とする特許請求の範囲第1項又は第2項記載の磁気
    ヘッド用非晶質合金。
JP60124161A 1984-11-12 1985-06-10 磁気ヘツド用非晶質合金 Granted JPS61284546A (ja)

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GB08527730A GB2167087B (en) 1984-11-12 1985-11-11 Amorphous magnetic alloys
US06/797,238 US4743313A (en) 1984-11-12 1985-11-12 Amorphous alloy for use in magnetic heads

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Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104087877A (zh) * 2014-07-29 2014-10-08 上海理工大学 一种Co-Fe-Si-B-Cr非晶合金及其制备方法

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Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN104087877A (zh) * 2014-07-29 2014-10-08 上海理工大学 一种Co-Fe-Si-B-Cr非晶合金及其制备方法

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