JPS6151024B2

JPS6151024B2 -

Info

Publication number: JPS6151024B2
Application number: JP59009425A
Authority: JP
Inventors: Tsutomu Nakamura
Original assignee: Tohoku Metal Industries Ltd
Current assignee: Tokin Corp
Priority date: 1984-01-24
Filing date: 1984-01-24
Publication date: 1986-11-07
Also published as: JPS60155651A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明はFe―Si―Al―Ni系磁性合金に関し、
特に酸性雰囲気における耐食性、すなわち耐酸性
に優れ、高磁束密度で高透磁率の合金に関する。磁性材料の一用途として、磁気記録再生用の磁
気ヘツドコアがあり、一般に磁気ヘツドコア用磁
性材料が具備すべき特性は、磁気記録媒体の摺動
に対する耐摩耗性が良く、記録媒体を完全に磁化
するために磁束密度が高く、磁気ヘツドの感度に
関係した透磁率が高く、記録媒体による帯磁を防
ぐために保磁力が低いこと、さらにはいかなる環
境においても使用が可能なように耐食性に優れて
いること等が挙げられる。従来、磁気ヘツドコア用磁性材料としては、
Fe―Ni合金（商標名パーマロイ）、Fe―Si―Al合
金（商標名センダスト）、ソフトフエライト等が
使用されているが、Fe―Ni合金は耐摩耗性が悪
く、Fe―Si―Al合金は加工性が悪い。またソフ
トフエライトは磁束密度が小さいという欠点を有
している。最近、オーデイオ分野およびVTR分野におい
て記録密度の高い磁気記録媒体としてメタルテー
プ、蒸着テープ等が普及しており、さらにVTR
分野においては狭トラツク化、狭ギヤツプ長化が
進んでいることから、高磁束密度、すなわち印加
磁場10エルステツドにおける磁束密度（以下
B₁₀）が10000ガウス以上を有し、耐摩耗性を兼ね
備えた磁気ヘツドコアが要求されている。そこでFe―Ni合金、Fe―Si―Al合金、ソフト
フエライトの欠点を補い、さらに前述要求を満足
する磁性材料として、Fe―Si―Al―Ni磁性合金
（特開昭50―74517）が挙げられる。Fe―Si―Al
―Ni磁性合金はヘツドコア材として優れた磁性
特性を有しているが、主体元素がFeであるため
に耐食性が十分でないという問題がある。ところで磁気記録媒体、特に磁気録音用テープ
を蒸留水（PH＝７）中に浸漬すると、磁気テープ
のバインダーが溶け出し、蒸留水はPH＝3.7程度
まで変化し酸性を呈するようになる。このため
Fe―Si―Al―Ni磁性合金をヘツドコア材として
使用した場合、コアは、磁気テープとの摺接によ
り常に酸性雰囲気にさらされるので、長時間の使
用による腐食が生じる。磁気テープ摺動面に腐食
が生じるとテープ走行が妨げられ、また、腐食摩
耗という現象により耐摩耗性が著しく劣化し、さ
らにスペーシング損失をもたらし出力低下の原因
になる。一般に鉄合金の耐食性は不働態化現象に基づい
ており、高い耐食性を得るためには強固な不働態
皮膜を形成させると良い。しかし不働態皮膜を形
成させても、孔食という局部腐食に弱いという大
きな欠点がある。このためこの欠点を克服するた
めには合金中に存在する炭素（Ｃ）、窒素（Ｎ）、
イオウ（Ｓ）、リン（Ｐ）等の不純物元素を低下
させる必要がある。この中でも特にＳが耐食性を
著しく劣化させることから、Ｓを極力低下させる
必要がある。本発明者はFe―Si―Al―Ni磁性合金の耐食性
においても前記の一般の鉄合金と同様であること
を見い出した。すなわちFe―Si―Al―Ni磁性合
金に不働態皮膜を形成させる合金元素を添加して
も、上記不純物元素に起因する孔食という局部腐
食を押えることが不可能であつた。本発明者は、
このようなFe―Si―Al―Ni磁性合金の孔食の原
因となる不純物は主としてＳであり、このＳ量を
30ppm以下にすると孔食によるFe―Si―Al―Ni
磁性合金の局部腐食を著しく改善できることを見
出した。本発明は、上述した新たな知見にもとづいてな
されたものである。すなわち本発明の第一の発明は重量％で、
Si3.0〜8.0％、Al2.0〜5.0％、Ni0.01〜6.0％、白
金族元素0.02〜2.5％、Cr0.1〜5.0％および残部が
実質的にFeからなる合金であつて、該合金中に
残存するＳ量が３〜30ppmであり、酸性雰囲気
における耐食性に優れ、かつB₁₀が10000ガウス以
上を有する耐食性高磁束密度高透磁率合金であ
る。また第二の発明は重量％で、Si3.0〜8.0％、
Al2.0〜5.0％、Ni0.01〜6.0％、白金族元素0.02〜
2.5％、Cr0.1〜5.0％およびFeを主成分とし、副
成分としてMo、Ｗ、Mn、Co、Geのそれぞれ
0.01〜3.0％、Ti、Ｖ、Cu、Ｙ、Zr、Nb、Hf、
Ta、ランタン系希土類元素のそれぞれ0.01〜1.5
％、Ag、Auのそれぞれ0.01〜0.5％、Be、Mg、
Caのそれぞれ0.001〜0.05％から選んだ少なくと
も１種を0.001〜3.0％含み、上記Feが残部を占る
合金であつて、該合金中に残存するＳ量が３〜
30ppmであり、酸性雰囲気における耐食性に優
れ、かつ、B₁₀が10000ガウス以上を有する耐食性
高磁束密度高透磁率合金である。本発明においてはSiは5.5〜7.5％が最適である
が、Al、Ni、白金族元素、Cr、Fe等の関係から
3.0〜8.0％の範囲においても十分良好な磁気特性
を有するので下限を3.0％、上限を8.0％とした。
またAl、Ni量は前述したSiと同様な理由から、
Alの場合、3.5〜4.5％が最適であるが2.0〜5.0％
の範囲においても十分良好な特性を有するので下
限を2.0％、上限を5.0％とし、Ni量の場合、2.0〜
4.0％が最適である0.01〜6.0％の範囲においても
十分な良好な特性を有するので下限を0.01％、上
限を6.0％とした。白金族元素は合金表面を不働態化させるのに有
効な元素であり特にルチニウム（Ru）は著し
い。Ru添加量が0.02％以下では添加効果が小さ
く、2.5％を越えて添加してもより一層の耐食性
の改善は認め難く、またB₁₀を低下させる。よつ
て白金族元素は0.02〜2.5％の添加で十分であ
る。Crは白金族元素と同様に、合金表面を不働
態化させるのに有効な元素である。Cr添加量が
0.1％以下では添加効果が小さく、2.0％以上の場
合、その効果は著しい。しかし、5.0％以上では
B₁₀が低下するために、Cr量は下限を0.1％、上限
を5.0％とした。 Fe―Si―Al―Ni合金の酸性雰囲気における腐
食形態は、合金中に残存するＳおよび硫化物が起
錆点となる孔食から始まり、長時間酸性雰囲気に
さらされると全面腐食へと進行する形態である。
そこで孔食を防止させるためには起錆点の原因と
なる合金中のＳおよび硫化物を低減させる必要が
ある。すなわち合金中に残存するＳ量を３〜
30ppmにすると孔食を防止できる。Ｓ量を3ppm
未満にすることは工業的には相当困難であり、
30ppmを越えると白金族元素、Cr等により合金
表面を不働態化させても孔食を防止することはで
きない。さらに副成分としてMo、Ｗ、Mn、Co、Ge、
Ti、Ｖ、Cu、Ｙ、Zr、Nb、Hf、Ta、ランタン
系希土類元素、Ag、Au、Be、Mg、Ca、の少な
くとも１種を所定量をもつて添加することにより
透磁率を高める効果を持ち、それぞれの所定量よ
り少ない場合には添加効果がなく、一方多い場合
には損われる。またMg、Caの添加は脱酸脱硫の
効果を与え、加工性を向上させる。そして上記元
素のうちMnは脱硫効果を、Coは磁束密度の改
善、Geは主成分のSiとほぼ同様の挙動を示す。
Ti、Nbは硬度を増大、Zrは結晶粒径の抑制とい
うそれぞれの効果がさらに加わる。次に本発明の実施例について述べる。第１表に種々の合金の組成、磁気特性および耐
酸試験の結果を示す。なお合金１〜５は比較例で
Ｓ量を30ppm以下に調整しなかつたものであり
合金６〜28が本発明の実施例である。試験片は圧
延加工、研削加工および放電加工により作製し、
所定の熱処理を施したのち、磁気特性の測定およ
び耐酸試験に供された。

【表】

【表】磁気特性測定用試験片は外径８mm、内径４mm、
厚さ１mm、耐酸試験用試験片は直径30mm、厚さ５
mmであつた。耐酸試験は、20％塩酸水溶液（30℃）を用い、
これに１分間浸漬する方法とし、評価方法は１mm²
あたり生じる孔食数（Ｎ）の比較とした。第１表より明らかな如く、Ｓ量が30ppmを越
えている場合には、白金族およびCr元素を添加
しても、１cm²あたりの孔食数（Ｎ）は著しく多い
が、Ｓ量を30ppm以下にすると１cm²あたりの孔
食数は10個以下と大幅に改善されている。さらに
合金番号１５，１７および２６は１cm²あたりの孔
食数は０個となり、本条件下では全く孔食が見ら
れなかつた。この結果、重量％で、Si3.0〜8.0％、Al2.0〜
5.0％、Ni0.01〜6.0％、白金族元素0.02〜2.5％、
Cr0.1〜5.0％および残部が実質的にFeからなる
合金であつて、該合金中に残存するＳ量が３〜
30ppmの範囲にあることが耐食性を改善するた
めに最適な値であることが明らかである。また本発明における副成分の添加量のさらに好
ましい量はMo、Ｗ、Mn、Co、Geのそれぞれ
0.01〜3.0％、Ti、Ｖ、Cu、Ｙ、Zr、Nb、Hf、
Ta、ランタン系希土類元素のそれぞれ0.01〜1.5
％、Ag、Auのそれぞれ0.01〜0.5％、Be、Mg、
Caのそれぞれ0.001〜0.05％から少なくとも１種
が0.001〜3.0％といえる。以上述べた如く、本発明によれば、耐酸性に優
れ、しかも高磁束密度を有し、透磁率の大きい合
金を得ることが可能である。従つて、本発明によ
る合金を磁性材料の一用途である磁気ヘツド材と
して使用し、好適である。

Claims

【特許請求の範囲】１重量％で、ケイ素（Si）3.0〜8.0％、アルミ
ニウム（Al）2.0〜5.0％、ニツケル（Ni）0.01〜
6.0％、白金族元素0.02〜2.5％、クロム（Cr）0.1
〜5.0％および残部が実質的に鉄（Fe）からなる
合金であつて、該合金中に残存するイオウ（Ｓ）
量が３〜30ppmであるこを特徴とする耐食性高
磁束密度高透磁率合金。２重量％で、ケイ素（Si）3.0〜8.0％、アルミ
ニウム（Al）2.0〜5.0％、ニツケル（Ni）0.01〜
6.0％、白金族元素0.02〜2.5％、クロム（Cr）0.1
〜5.0％および鉄（Fe）を主成分とし、副成分と
してモリブデン（Mo）、タングステン（Ｗ）、マ
ンガン（Mn）、コバルト（Co）、ゲルマニウム
（Ge）のそれぞれ0.01〜3.0％、チタン（Ti）、バ
ナジウム（Ｖ）、銅（Cu）、イツトリウム（Ｙ）、
ジルコニウム（Zr）、ニオブ（Nb）、ハフニウム
（Hf）、タンタル（Ta）、ランタン系希土類元素の
それぞれ0.01〜1.5％、銀（Ag）、金（Au）のそ
れぞれ0.01〜0.5％、ベリリウム（Be）、マグネシ
ウム（Mg）、カルシウム（Ca）の0.001〜0.05％
から選んだ少なくとも１種を0.001〜3.0％含み、
上記鉄（Fe）が残部を占める合金であつて、該
合金中に残存するイオウ（Ｓ）量が３〜30ppm
であることを特徴とする耐食性高磁束密度高透磁
率合金。