JPS63111103A

JPS63111103A - 磁性合金粉末

Info

Publication number: JPS63111103A
Application number: JP61257280A
Authority: JP
Inventors: Masakazu Ito; 正和伊藤
Original assignee: Hitachi Metals Ltd
Current assignee: Proterial Ltd
Priority date: 1986-10-29
Filing date: 1986-10-29
Publication date: 1988-05-16

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、耐食性・耐摩耗性・耐酸化性に優れた磁性粉
末に関するものであり、磁性粉末を伝動部材間の空隙内
に装填し、この磁性粉末を磁化させることによって磁性
粉末粒子同志および磁性粉末と伝動部材間に生ずる磁気
的吸引力を利用して伝動部材間（駆動部材と被駆動部材
）に回転力の伝達または制動力を付与するようにしたパ
ウダークラッチやブレーキ用磁性粉末として最適なもの
である。〔従来の技術〕磁性粉末を機械的構造体の要素として使用する場合、装
置としての信頼性の点から長期間にわたって性能変化や
劣化が少ないことが必須である。特に粉末が駆動体に使用される場合は、粉末の特性劣化
が装置の性能に与える影響は大きい。粉末の磁気特性は
合金成分によって決定されるが、使用中に酸化、腐食、
摩耗により劣化する。粉末の磁気特性や粉末の特性の劣
化を極力少なくすることが装置を製造する上で最も重要
な問題である。例えば電磁クラッチにおいては、磁気特性上、センダス
トの使用が考えられるが、耐酸化性が磁性ステンレスよ
り劣るため使用されていない。使用条件の過酷化にとも
ない、さらに耐酸化性、耐摩耗性の優れた粉末が要求さ
れている。〔発明が解決しようとする問題点〕従来より粉末の耐食性・耐摩耗性・耐酸化性を向上させ
るために、粉末の表面を保護被膜で覆うことが行なわれ
ている。すなわち、粉末表面をＭｏＳ、でコーティング
する方法、あるいはＣｏ、Ｎｉ等の無電解メッキを施す
等の方法である。しかしながら、Ｍ　ｏ　Ｓ　２では全
粉末粒子表面を均一に被覆することは困難であり、かつ
被膜が使用中に剥離し、被覆効果がなくなる。また、無電解メッキ法ではメッキできる金属が限定され
、必ずしも耐食性・耐摩耗性・耐酸化性の向上にはなら
ない。さらにメッキ液は高価であること、および工程が
複雑化しコストが高くなる。耐摩耗性、耐食性のある被膜として、ＴｉＣやＴｉＮの
ような炭化物や窒化物の被膜を種々の金属材料にコーテ
ィングする手法がある。しかし、これらの手法はＰＶＤ
（物理蒸着）やＣＶＤ（化学蒸着）と呼ばれるものであ
るが、コスト的に粉末を処理するには高価であり、工業
的手法としては成立し難い。本発明は以上のような問題点を解決し、安価で耐酸化性
、耐摩耗性、耐食性に優れたパウダークラッチやブレー
キ用に最適な磁性合金粉末の提供を目的とするものであ
る。〔問題点を解決するための手段〕本発明は重量％でＣ０．１％を越え１．０％以下、Ｃｒ
１２．５〜２０．０％および窒化物形成元素として、Ｔ
ｉ０．５〜１５．０％、Ｚｒ　０．５〜１５．０％、　
Ｈｆ　０．５〜１５，０％、　Ｎｂ０．５〜１０，０％
、　Ｖ　０．５〜１５，０％、Ｔａ　０．５〜１５，０
％、Ａ１０．５〜１５．０％の１種または２種以上を含
有する鉄基磁性材料の磁性粉末であり、該磁性粉末粒子
表面に前記窒化物形成元素からなる窒化物被膜を有する
ことを特徴とする磁性合金粉末である。なお。脱酸剤としてＳｉ、Ｍｎをそれぞれ０．６０％以下、０
．５０％以下含有しても良い。〔作用〕本発明において用いる鉄基磁性合金としてＣを０．１％
を越え１．０％以下に限定するのは、Ｃが０．１％以下
では粒子の硬さが低く、使用中に窒化物層が剥離する。また、１．０％を越えると磁気特性が著しく劣化するた
めに０．１〜１．０％とした。またＣｒは、γループを狭くし、フェライトを安定化す
る元素である。しかし、　１２．５％未満ではその効果
がなく、２０．０％を越えて添加してもその効果が添加
量に見合わない。したがって、その範囲を１２．５〜２
０．０％とした。次に窒化物形成元素であるＴｉ、　Ａ１．　Ｎｂ、　Ｔ
ａ。Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆについて説明する。窒化物を生成する元素は多く存在するが、Ｃｒ窒化物は
、約８５０℃以上でマトリックスと反応して分解される
。パウダークラッチやブレーキの使用時における温度は
約５００℃程度以上であるため。本条件下で耐酸化性、耐食性、および耐摩耗性を保つた
めには、Ｃｒ窒化物よりも安定なものでなければならな
い。さらに、フェライト形成元素であることが磁気特性
上好ましい。これらの点を考慮し、種々の元素について
検討した結果、添加すべき元素として、Ｔｉ、Ｚｒ、Ｈ
ｆ、Ｎｂ、Ｖ、Ｔａ、Ａ１が望ましいことを究明した。本発明磁性合金粉末は、以上の組成を有する母合金、ま
たはこの合金組成となるように配合した材料を溶解、Ｎ
２ガスアトマイズにより製造されるものであるが、Ｔｉ
、　ＡＩ、Ｎｂ、Ｔａ、Ｖ、Ｚｒ、Ｈｆの添加の下限値
は、アトマイズによって形成される窒化物被膜厚さによ
って決めた。すなわち、０．５％未満では、窒化物被膜
厚みが５００〜６００人とうすく、被膜効果が少ない。また、添加の上限値は磁気特性の劣化によってそれぞれ
決定された。すなわち、Ｔｉ０．５〜１５．０％、　Ｚ
ｒ　０．５〜１５，０％、　Ｈｆ　０．５〜１５，０％
、Ｎｂ０．５〜１０，０％、Ｖ　０．５〜１５，０％、
　Ｔａ　０．５〜１５，０％、Ａ１０．５〜１５．０％
とした。本発明の磁性粉末には、ＴｉＮ、ＺｒＮ、ＨｆＮ、Ｎｂ
Ｎ、ＶＮ等の被膜が粒子側々の表面に均一に形成されて
おり、これら窒化物被膜により、パウダークラッチやブ
レーキ用磁性粉末の磁気特性を損なうことなく、耐摩耗
性、耐熱性、耐酸化性を付与することが可能となった。さらに、本発明の磁性粉末はガスアトマイズという大量
生産できる設備で安価に製造できるため、粉末のコスト
が大幅に引き下げられ、かつ、流動性の良い磁性粉末が
得られる。〔実施例〕以下本発明を実施例に基づき説明する。実施例１以下の第１表に示す４種の合金（■〜■）を用い、窒化
物形成元素としてＴｉを第２表に示す重量％を添加した
。第　　１　　表これらを、高周波溶解炉で溶解、次いでＮ２ガス圧力８
０ｋｇｆ／ｆｆｌでアトマイズを行ない、粉末を製造し
た。ＴｉＮ被膜厚みは、オージェ分析により測定した。粉末特性と磁気特性を第２表にまとめる。次に、これら粉末を９８０℃Ｘ１５分保持後空冷する熱
処理を施した。この際の粉末特性と磁気特性を第３表に
まとめる。これらの粉末を用いて応用の一例である電磁パウダーク
ラッチ用粉末として使用した結果を第４表にまとめる。本用途の粉末特性としては、耐摩耗性、耐酸化性に優れ
ることが要求される。評価は、第１図に示す装置を用い
、モーターの回転数１５０Ｏｒｐｍ、トルク１０　ｋｇ
　ｍで３０分間行なった。第４表耐酸化性は

〔０〕量の増加で評価し、耐摩耗性は粉末の
平均粒径の変化として評価した。実施例２実施例１で用いた。■〜■のベースの合金系にＡ１、Ｚ
ｒ、Ｈｆ、Ｖそれぞれを０．５％、７．０％、　１５．
０％添加した組成をもつマスター合金を溶解し、Ｎ２ガ
ス圧力８０ｋｇｆ／ｃＪでアトマイズした。またＮｂ、
Ｔａについては、■〜■のベースの合金への添加量をそ
れぞれ０．５％、５．０％、１０．０％とした。アトマ
イズ条件は、Ｎ２ガス圧力８０ｋｇｆ／ａＪとした。粒
子表面に生成したそれぞれの窒化物被膜厚みを第５表に
まとめる。Ｈｅは１．６〜５．０種度であった。第　　５　　表窒化処理は、　１１００℃Ｘ　ＩＨｒ、　ＰＮ２＝０．
６ａｔ＋ｎで行なった。被膜の厚みは、４０００〜８０
００人程度になっていた。これらの窒化物被膜は、Ｔｉ
Ｎと同じ効果をもっことは窒化物の安定性から明らかで
ある。〔発明の効果〕以上説明のように、本発明によれば耐食性、耐摩耗性、
耐酸化性に優れた磁性合金粉末を大量にかつ安価に得る
ことが可能で工業上非常に有益である。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明磁性合金粉末の耐摩耗性、耐酸化性を評
価するための装置の概略を示す図である。第１図

Claims

【特許請求の範囲】

重量％でＣ０．１％を越え１．０％以下、Ｃｒ１２．５
〜２０．０％および窒化物形成元素として、Ｔｉ０．５
〜１５．０％、Ｚｒ０．５〜１５．０％、Ｈｆ０．５〜
１５．０％、Ｎｂ０．５〜１０．０％、Ｖ０．５〜１５
．０％、Ｔａ０．５〜１５．０％、Ａｌ０．５〜１５．
０％の１種または２種以上を含有する鉄基磁性材料の磁
性粉末であり、該磁性粉末粒子表面に前記窒化物形成元
素からなる窒化物被膜を有することを特徴とする磁性合
金粉末。