JPS6151402B2

JPS6151402B2 -

Info

Publication number: JPS6151402B2
Application number: JP53098854A
Authority: JP
Inventors: Masao Shigeta; Masaru Takayama
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1978-08-14
Filing date: 1978-08-14
Publication date: 1986-11-08
Also published as: JPS5526626A

Description

【発明の詳細な説明】

本発明は、磁気ヘツドとして用いたときに、書
込み時のひずみが小さく、摺動ノイズなどの雑音
が少なく、しかも耐摩毛性の優れた磁性材料及び
その製造方法に関するものである。最近の磁気記録技術においては、テープの記録
密度を高めるために、記録磁性体の保磁力を大き
くすることが要求され、その数値も当初の300oe
程度から次第に上昇し、1000oe程度まで達するよ
うになつてきている。ところで、このテープの信号の書込み特性を考
慮すると磁気ヘツド用磁性材料については飽和磁
化値Bsの高いことが要求され、従来この種の材
料としてはん用されているパーマロイ合金の飽和
磁化値よりも高い約9500G程度を示すものが必要
となつてきている。パーマロイ合金よりも高い飽
和磁化値をもつ磁気ヘツド用磁性材料としては、
これまでセンダストが知られている。しかし、こ
のセンダストは純粋な状態では、優れた磁気特性
を有するが、磁気ヘツド用とする場合、耐食性、
加工性を改善するために、種々の添加成分を配合
する結果、その飽和磁化値が8000〜10000G程度
に制限されるのを免れない。したがつて、テープ
自体の性質は向上しても、それに書き込む際の関
連技術の進歩が伴わず、その優れた性質を十分に
発揮させることが困難であつた。その上、前記の
センダスト系合金は、一般に展延性が低く、機械
加工がしにくいという欠点があり、工業的材料と
しては満足できるものとはいえない。このため、磁気記録関連技術分野においては、
高密度記録用磁気ヘツドに適した新規な材料の出
現が要望されていた。本発明者らは、大きい飽和磁化値Bs、小さい
磁歪定数λｓをもつ、換言すれば書込み時のひず
みが小さく、摺動ノイズなどの雑音が少ない、し
かも機械加工性の良好な磁気ヘツド用磁性材料を
開発するために鋭意研究を重ねた結果、いわゆる
高速急冷法により得られた鉄−ケイ素系合金に特
定の燃処理を施こしその結晶粒径を0.01〜0.1mm
に調整したものが、その目的に適合しうることを
見出し、本発明をなすに至つた。すなわち、本発明はFe92重量％−Si8重量％な
いしFe94重量％−Si6重量％の組成をもち、結晶
粒径が0.01〜0.1mmの範囲にある合金からなる磁
気ヘツド用材料を提供するものである。一般に、ケイ素鉄の軟磁気特性は、ケイ素の添
加量が多くなるとともに向上し、損失が減少する
傾向がある。そして、磁歪が零となるケイ素含量
6.5重量％付近で最も良好な磁気特性が得られる
ことが知られている。しかしながら、一方におい
てケイ素含量が４重量％を越すと急激な脆化を生
じ、圧延が困難になるという問題を伴うため、実
際には磁気特性をある程度ぎせいにして圧延の容
易なケイ素含量３〜４重量％のものが磁心、磁気
シールド材料として広く用いられていた。これに対し、本発明の材料では、結晶粒径を
0.01〜0.1mmと微細化することにより、ケイ素含
量が６〜８重量％と高いにもかかわらず、機械加
工性を良好に保つことに成功したのである。本発明の材料は、いわゆる高速急冷法に従い、
所定の組成の合金を少なくとも10³℃／秒という
冷却速度で超急冷することにより製造することが
できる。この際の冷却速度が10³℃／秒未満にな
ると結晶粒が大きくなり、ケイ素鉄合金本来の脆
性が現われ、加工が困難になる。10³℃／秒以上
という高速急冷は、例えば次のようにして行うこ
とができる。先ず石英、アルミナなどの耐熱性材料で作られ
た容器に所定の原料金属を所定の割合で仕込み、
高周波誘導加熱などの公知手段により、加熱溶融
させる。次にこのようにして溶融した金属を、例
えばアルゴンガスで加圧してノズルを通して噴出
させ、周速15〜40ｍ／秒好ましくは20〜30ｍ／秒
で回転している冷却用金属ロール対の間に供給
し、金属ロール面と接触させることにより、急冷
と薄板化とを行う。この際の薄板の厚さは、原料
金属の噴出速度、ロールの回転速度などによつ
て、0.02〜0.2mmの範囲内に制御する。このようにして得られた薄板は、高速で急冷さ
れたため、ひずみが残留し、熱的に必ずしも安定
ではないので、次に非酸化性雰囲気中、700〜
1200℃の温度において0.01〜20時間熱処理する。
この熱処理によつて、薄板の加工時に生じたひず
みが除かれるとともに、微細化された結晶粒が磁
気特性上好適な0.01〜0.1mmの粒径範囲内に調整
される。本発明の材料は、冷却速度及び熱処理条件の制
御によつて、その結晶粒の粒径を、前記したよう
に0.01〜0.1mmの範囲内に調整することが必要で
ある。添付図面は、ケイ素鉄における平均結晶粒
径と保磁力Hcとの関係を示すグラフであるが、
このグラフから明らかなように、粒径が0.01mm未
満では保磁力が大きくなつて好ましくないし、ま
た粒径が0.1mmを越えると保磁力は小さくなるが
脆化するので好ましくない。このグラフにおいて
は高速急冷領域、は本発明領域、は脆性領
域である。本発明の材料となる合金は、前記したように、
Fe92重量％−Si8重量％ないしFe94重量％−Si6
重量％からなる基本組成を有することが必要であ
るが、このケイ素含量は6.3〜6.7重量％にするの
が磁歪がより小さくなるので好ましい。また、こ
の合金には、前記の基本組成物100重量部当り、
Mo、Nb，Cr及びＢの少なくとも１種0.01〜５重
量部を添加し、さらにその特性を向上させること
ができる。このMo、Nb、Crの添加は結晶粒の微
細化を助長し、薄板の柔軟性を向上させる作用が
あるが、その量が前記の範囲を越えると飽和磁化
が著しく低下するので好ましくない。他方、Ｂの
添加は合金の融点を低下させる作用をもたらす
が、この量が前記の範囲を越えると飽和磁化の著
しい低下を伴うので好ましくない。本発明の材料は、飽和磁化が大きく、磁歪が小
さく、耐摩耗性が大きいという長所を有する上
に、電気抵抗が高く、板厚が0.01〜0.1mmと薄い
ので周波数特性に優れているので、電子計算機、
録画用、カードリーダー、オーデイオ用ヘツド等
の磁気ヘツド材料として好適である。次に実施例により本発明をさらに詳細に説明す
る。実施例ケイ素（純度99.999％）と電解鉄（純度99.9
％）とをSi6.5重量％−Fe93.5重量％の組成にな
るように秤量し、高周波誘導加熱により溶解し
た。次いでこの溶融合金を、周速30ｍ／秒で回転
する１対の銅製ロール（径100mm）の間に供給
し、冷却速度5.0×10³℃／秒で急冷することによ
り、厚さ40μ、幅５mmのリボン状薄板を製造し
た。この薄板を顕微鏡で観察し、その平均結晶粒
径を測定したところ、0.01mmであつた。この薄板を、次に水素雰囲気中、900℃におい
て３時間熱処理したところ、その平均結晶粒径は
0.03mmになつた。このようにして得た材料を、トロイダル状に巻
いて鉄心とし、その磁気特性を測定した。その結
果を市販のフエライト、高硬度パーマロイ、セン
ダストについて測定した結果とともに次表に示
す。

【表】次にこれらの各材料を用いてオーデイオカセツ
ト用磁気ヘツドを作製した。これらの試料につい
て、磁気テープとして保磁力（Hc）1000oeの合
金テープを用い、これに1KHzのサイン波を記録
させ、それぞれの記録ひずみを調べたところ、本
発明材料の場合は、３％ひずみ以内で完全に記録
することができたが、センダストは一部記録不
能、その他の材料は全く不可能であつた。以上のことから、本発明材料が磁気ヘツド用と
して従来のものよりも優れていることがわかる。

【図面の簡単な説明】

図は本発明における平均結晶粒径と保磁力との
関係を示すグラフである。

Claims

【特許請求の範囲】１ Fe92重量％−Si8重量％ないしFe94重量％−
Si6重量％の組成範囲を有し、平均結晶粒径が
0.01〜0.1mmの範囲内にある合金からなる磁気ヘ
ツド用材料。２少なくとも10³℃／秒の冷却速度で急冷して
得たFe92重量％−Si8重量％ないしFe94重量％−
Si6重量％の組成範囲をもつ、板厚0.02〜0.2mmの
合金薄板を、非酸化性雰囲気中、700〜1200℃に
おいて0.01〜20時間熱処理し、その平均結晶粒径
を0.01〜0.1mmの範囲に制御することを特徴とす
る磁気ヘツド用材料の製造方法。