JPS62260031A - 耐摩耗性高透磁率合金 - Google Patents

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】 く技術分野〉 本発明はＮｉ　−Ｆｅ系高透磁率合金母相中に潤滑性固
体微粒子を分散させることにより耐摩耗性を著しく向上
させた合金に関し、特に磁気ヘッドに用いて好適な耐摩
耗性高透磁率合金に関するものである。

〈先行技術とその問題点〉 従来よシ磁気ヘッド用磁性合金としてはノＪ？−マロイ
、Ｆｅ−８ｉ−Ａｔ合金、フェライトが多用されておシ
、最近では一部アモルファス合金も使用されている。Ｆ
ｅ　−Ｓｔ　−Ａｔ合金は金属磁性材料の中では耐摩耗
性に優れ、　ＶＴＲ、オーディオ用磁気へラドコア材と
して用いられているが材質固有の脆さのために鍛造、圧
延等の加工が極めて困難であシ。

またコア片への加工においても難点があり量産性に劣る
。フェライトは電気抵抗が高＜、１ｌｉｉｔ摩耗性が優
れていることから、各種磁気ヘッドに用いられているが
、飽和磁束密度および透磁率が低く。

かつ機械的に脆弱であり加工性に劣ることから用途が限
定されている。さらにアモルファス合金については薄い
り？ン状の材料であるためヘッド化することが容易でな
く、また経年変化等の安定性についての実績に欠け、さ
らには耐摩耗性が開発当初の予想よシも必して良くなか
ったことからも実用化は今後の課題である。

これらに対して・ぐ−マロイは軟質磁性材料の中でも特
に優れた磁性材料であシ、シかも加工性が良好であり比
較的安価である等の理由から工業的には磁気ヘッド用と
してはパーマロイが広く用いられている。しかしノソー
マロイは磁気特性は優れているにもかかわらず、　Ｆｅ
　−５ｆ−Ａｔ合金、フェライト、アモルファス合金に
比べると耐摩耗性が若干劣るという欠点があった。

・ぐ−マロイの耐摩耗性を改良した先行技術としては特
公昭５５−４００９６号が知られており「いわゆる７８
・ぐ−マロイの母相中に微細でしかもひじように硬くて
耐摩耗性にすぐれ、かつ熱的にも安定なＭｇＯ＋　ｋｔ
２０ｓ　、ＢｅＯなどの酸化物粒子を分散させ、しかも
この粒子が母相と原子的な整合関係をもたないで母相中
に均一に分散した状態を保持した分散強化型合金」とあ
る。しかし７８ｉ４−マロイは機械的に軟らかく、こう
いった軟質の母相中に非常に硬い粒子を分散させた材料
を用いて磁気ヘッドを作製し磁気テープを走行させると
、磁気テープは傷つけられ、さらにヘッドは軟質の母相
が著しく摩耗し硬質の分散粒子がほとんど摩耗しないと
いう、いわゆる偏摩耗が生じ、スペーシングロスが大き
くなシ磁気ヘッドの君頼性が劣るという問題がある。

〈発明の目的〉 本発明は上記のような実状に鑑みなされたもので、　Ｎ
ｉ　−Ｆｅ系合金の母相中に潤滑性固体粒子を分散させ
た磁気ヘッド用耐摩耗性高透磁率合金の提供を目的とし
ている。

〈発明の構成〉 上記の目的を達成するための潤滑性固体微粒子を検討し
た結果、　ＭｏＳ２．　ＷＳ２．　ＢＮ　、　ｐｂｓが
有効であることを見いだした。これらをパーマロイ母相
中に分散させた材料を用いて磁気ヘッドを作製し磁気テ
ープを走行させるとヘッドとテープとの摺動界面に厚さ
１００Ｘ以下の潤滑層が形成されヘッドの耐摩耗性は無
分散合金よシも格段に優れておシ、また偏摩耗も生じな
い。これは後述する実施例から明らかである。

本発明は２重量％でＮｉ５８〜８５％、磁気特性改良元
素１〜２０％、残部が実質的にＦｅからなる組成の合金
粉末に対して潤滑性固体微粒子を添加し、粉末冶金法に
より該潤滑性固体微粒子を分散させることを特徴として
耐摩耗性を著しく改善する効果があるものである。（以
下重量係をｗｔ％で示す。） ここで、上記磁気特注改良元素としてＳ　ｒ　ｚ　Ｇ　
ｅ　ｐＴｉ　、Ｚｒ＋Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍｏ、Ｗ
、Ｃｕ、Ａｇ＋および白金族元素から選らばれた少なく
とも１種である。

また、上記潤滑性固体微粒子としてＭｏＳ２２ｗ５２゜
ＢＮ　、　ＰｂＳの少なくとも１種とし体積比にて０．
０１〜５％添加するものとする。（以下体積チをｖｏｔ
％で示す。） 決るものであるが、磁気ヘッド用磁性合金の場合では５
８〜８５ｗｔ％の範囲で高い透磁率が得られる。磁気特
性改良元素としては種々あるが、中でもＳｉ、Ｇｅ　、
Ｔｉ、Ｚｒ　、Ｖ、Ｎｂ　、Ｔａ　、　Ｃｒ　、Ｍｏ　
、Ｗ。

Ｃｕ　、　Ａｇ　、　　および白金族元素が特にその効
果が著しい。これらの元素の添加量は元素の種類により
異なるが総量で１〜２０　ｗｔ％の範囲が好ましい。

潤滑性固体微粒子の添加量は０．０１〜５　ｖｏｔ％の
範囲が好ましく　、　０．０１　ｖｏＬ％未満では耐摩
耗性改良に及ぼす効果が明らかでな（、５ｖ＋）ｔ％を
越える添加は加工性および透磁率の低下が大きくなる。

潤滑性固体微粒子のさらに好ましい添加量は０．１〜２
　ｖｏＬ％でありこの範囲で透磁率が最も高くなるとと
もに加工性も良好で耐摩耗性にも顕著な効果が認められ
る。

本発明合金を製造するには潤滑性固体微粒子を均一に分
散させる必要上、粉末冶金法を用いるのが最適である。

従来の溶解法では微粒子が凝集したシ、比重差のために
均一に分散させるこ七が僕、ｌＡ　ｆ　ＥＢ精でもスー
Ｎ下ｒ〉の劃−聾下町の−佐１１卆云す。まず＋　Ｎｉ
ｒ　Ｆｅおよび前記磁気特性改良元素の適当量を非酸化
性雰囲気中（真空中または大気中でも可）でマグネシア
ルツボを用いた高周波溶解炉で溶解したのち＋　Ｓｔ　
、　Ａｔ、Ｍｇ　ｒ　Ｃａ　、Ｍｎ　、　Ｃ等の脱酸材
、脱硫材を総量で１　ｗｔ％以下添加して不純物を取り
除き、均一組成の溶融合金を得る。次にこの溶融合金を
アトライス９法により粉化させ。

所定組成の合金粉末を得る。なお、アトマイズ法として
はガスアトマイズ法が好ましいが水または油によるアト
マイズ法でも良い。こうして得られた粉末を必要に応じ
てＨ２ガスによる加熱還元し。

ふるい分けを行い一１００メツシーに調整した。

次いでこの粉末に粒径３μｍ以下、好ましくは１μｍ以
下の潤滑性固体微粒子であるＭｏＳ２．　ＷＳ２．　Ｂ
Ｎ　。

ｐｂｓの少なくとも一種を０．０１〜Ｓ　ｖｏｔ係の適
当量を配合し、混合機により１〜１００時間混合し。

均一に微粒子を分散させた後、９００℃以下融点以下の
温度で加圧、焼結する。このとき、熱間静水圧プレスを
用いるのが効果的である。すなわち。

混合粉末を熱間静水圧プレス用容器に充填密封して１１
００℃＋　１５００気圧の高温高圧ガス雰囲気下で熱間
静水圧プレス処理して空孔のない健全な焼結体を形成す
る。続いて該焼結体を９００℃以上融点以下の温度９例
えば１０００℃で熱間圧延し、さらに冷間圧延と中間焼
鈍を繰シ替えして。

厚さ０．１　ｒｒｒｍＯ板を製造する。

〈実施例〉 以下２本発明の実施例について述べる。

試料作成の方法としては、ガスアトマイズ法および熱間
静水圧プレス法を用いた上記の方法とした。この方法に
より作成された厚さ０，１Ｂの板から磁気特性測定用試
料として外径１０　ｍｍ　＋内径６間のリングを、さら
に耐摩耗性試験のためにヘット９コアテツプを打抜き、
水素気流中で１１００℃。

３時間の熱処理を施し、各測定に供した。磁気特性の測
定は電子材料工業会規格ＥＭＡＳ　−２００３に準じて
樹脂モールド前について行った。耐摩耗試験としては、
磁気テープにはγ−Ｆｅ２０．テープを使用し、オート
リバース型カセットデツキにより１０００時間の連続走
行テストを行い、このときへ の／ラドの摩耗量を測定した。テープ走行速度４、７５
１ｓｅｃで１００時間毎にテープを交換させた。

これらの結果を表−１乃至表−３に示す。なお。

微粒子を分散させない試料については通常の溶解法で作
成した。

表−１には、まず母相合金としてＭｏパーマロイを選び
、潤滑性固体微粒子としてはＭｏ　Ｓ　２を選び。

ＭｏＳ２添加量と透磁率および摩耗量の関係を示した。

これよ’）　ＭｏＳ２添加量と共にμｚ　（０，３ｋＨ
ｚ　）は低下するが、逆にμＺ　（１００ｋＨｚ）は増
加している。これは微粒子分散による磁区の細分化によ
り高周波領域における透磁率が高くなっていると考えら
れる。さらに、摩耗量はＭｏ　Ｓ　２の添加量と共に小
さくなっており、　ＭｏＳ２添加により耐摩耗性が向上
していることがわかる。

次いで母相合金は同一として潤滑性固体微粒子の種類を
変えた場合の結果を表へ２に示す。このときの添加量は
全て１ｖｏ７％とし添加微粒子の違いによる効果を調べ
念ものである。ここではＢＮの添加の場合が池と比べて
若干優れていることがわかる。

表−３には潤滑性固体微粒子としてＭｏＳ２　ｐこの添
加量を１　ｖａｔ％一定という条件下で母相合金の種類
を変えた場合の結果を示している。この結果より母相合
金組成によらず、　ＭｏＳ２の添加により摩耗量はいず
れも小さくなっている。またμｚ（０，３ｋＨｚ　）は
添加により低くなっているが、μｚ（１００ｋＨｚ　）
は逆に高くなっている。

以上をまとめると、　ＯＬ　３　ｋＨｚにおける透磁率
は。

微粒子を分散させないものよシも劣っているか。

１００　ｋＨｚのそれは分散させた方がやや高くなって
いる。また、耐摩耗性は微粒子分散材の方が格段に優れ
ていた・ 白金族元素は、その−例としてＲｕを選んだが。

他の元素についても同様の効果が得られている。

ここでの実施例はへラドコアについて記載したが、ヘッ
ドケース材として用いても効果的である。

〈発明の効果〉 以上述べた如く９本発明によれば上述のように構成した
ので、耐摩耗性に優れた潤滑性固体微粒子を分散させた
耐摩耗性高透磁率合金を得ることが可能である。

表−１，ＭｏＳ２添加量と透磁率および摩耗量の関係（
母相合金組成一定） 表−２，透磁率、耐摩耗量におよぼす潤滑性固体微粒子
の種類の影響 （母相合金組成一定）

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）重量％でＮｉ５８〜８５％、磁気特性改良元素とし
   てＳｉ、Ｇｅ、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｖ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｃｒ、Ｍ
   ｏ、Ｗ、Ｃｕ、Ａｇ、および白金族元素から選らばれた
   少なくとも１種を１〜２０％、残部が実質的にＦｅから
   なる組成の合金粉末に対して潤滑性固体微粒子を添加し
   、粉末冶金法により該潤滑性固体微粒子を分散させたこ
   とを特徴とする耐摩耗性高透磁率合金。 ２）上記潤滑性固体微粒子としてＭ＿ｏＳ＿２、ＷＳ＿
   ２、ＢＮ、ＰｂＳの少なくとも１種を体積比にて０．０
   １〜５％添加したことを特徴とする特許請求範囲第１項
   記載の耐摩耗性高透磁率合金。