JPS63121637A - Ｎｉ−Ｆｅ合金薄帯およびその製造方法 - 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】 （産業上の利用分野） この発明は、軟磁性合金であるＮｉ−Ｆｅ合金薄帯およ
びその製造方法に関し、とくに角形比を損うことなしに
初透磁率の有利な改善を図ろうとするものである。

（従来の技術） Ｎｉ含有量が３５〜９０−ｔ％（以下単に％で示す）の
Ｎｉ−Ｆｅ系合金は、通常パーマロイと称され、面心立
方格子の固溶体構造を呈し、高い透磁率を有する特長を
そなえている。この中でとくにＮｉ量が３５〜６０％の
範囲のものは、磁気異方性定数に＋が正となるので、け
い素鋼と同じ＜　＜００１＞軸方向が磁化容易方向とな
り、従って結晶粒の＜００１＞軸方向を揃えれば、その
方向の磁気特性は向上する。

また、面心立方晶金属では圧延により　（００１１＜２
１１＞　、　　（２１１１４１１＞方位等の加工集合組
織となるが、その後焼鈍を施すことによって（１００｝
＜００１＞方位の集合組織を得ることができる。

かかるＮｉ−Ｆｅ系合金特にＮｉｌが４５〜５５％の合
金では、圧下率９５％程度の強冷間圧延を施した後、１
０００℃以上の温度で焼鈍を施すと（１００）　＜００
１＞の再結晶集合組織が生じ、圧延方向およびその直角
方向で角形性の極めて良好なヒステリシスループを呈す
ることが知られている。そしてこの合金は、環状巻磁心
あるいはＵ形、Ｅ形に打抜いて積み重ねた積層鉄心とし
て、磁気増幅器、磁気移相器およびパルストランスなど
に使用されている。

（発明が解決しようとする問題点） 上述したようにＮｉ−Ｆｅ系合金において、（１００１
＜００１＞方位の集合組織を得て、角形比の大きいヒス
テリシスループを持つ材料を得るには、中間焼鈍後、圧
下率９０％以上好適には９５％以上の強冷延を施したの
ち、１０００〜１１００℃程度の焼鈍を行なう必要があ
った。しかしながらかくして得られた材料はヒステリシ
スループの角形性には優れているものの、他のパーマロ
イに比べて初透磁率μ４（以後初透磁率の定義として０
．４　Ａ／ｍの磁化力での礼遇磁率を用い、μ４と記す
）が５００〜１０００程度の低い値しか得られないとこ
ろに問題を残していた。

この発明は、上記の問題を有利に解決するもので、角形
性の劣化をほとんど招くことなしに初透磁率を効果的に
高めたＮｉ−Ｆｅ合金薄帯を、その有利な製造方法と共
に提案することを目的とする。

（問題点を解決するための手段） さて発明者らは、上記の問題を解決すべく鋭意研究を重
ねた結果、 ｉ）板材作製法として溶湯から直接薄板を得るいわゆる
液体急冷法を採用することによって所期した目的が有利
に達成されること、 １ｉ）Ｌかもかかる液体急冷法で作製した板材において
は、従来に比べ、圧下率および焼鈍温度が低域まで拡大
され得ること、 の知見を得た。

この発明は、上記の知見に立脚するものである。

すなわちこの発明は、Ｎｉ：３５〜６０−ｔ％を含有し
、残部実質的にＦｅよりなる薄帯であって、（１００｝
＜００１＞方位集積度が高い集合組織をそなえかつ角形
性および初透磁率に優れることを特徴とするＮｅ−Ｆｅ
合金薄帯（第１発明）である。

またこの発明は、Ｎｉ：３５〜６０ｗ　ｔ％を含有し、
残部実質的にＦｅの組成になる合金溶湯を、冷却面が高
速で更新移動する冷却体上に連続して供給し、１０３℃
八以上の冷却速度で急冷凝固させて薄帯化したのち、圧
下率＝７５％以上の異周速圧延または圧下率：８５％以
上の等周速圧延を施し、しかるのち８００〜１１００℃
の温度範囲で焼鈍を施すことから成るＮｉ−Ｆｅ合金薄
帯の製造方法（第２発明）である。

さらにこの発明は、Ｎｉ：３５〜６０ｗ　ｔ％を含有し
、残部実質的にＦｅの組成になる合金溶湯を、冷却面が
高速で更新移動する冷却体上に連続して供給し、１０３
℃／Ｓ以上の冷却速度で急冷凝固させて薄帯化したのち
、圧下率＝４０％以上の圧延処理後、６００〜９００℃
の温度範囲で焼鈍する中間処理を施し、ついで圧下率：
７５％以上の異周速圧延または圧下率：８５％以上の等
周速圧延を施し、しかるのち８００〜１１００℃の温度
範囲で焼鈍を施すことから成るＮｉ−Ｆｅ合金薄帯の製
造方法（第３発明）である。

以下この発明を具体的に説明する。

この発明における合金は、＜ＯＯＤ軸が磁化容易軸とな
ることが必要なことから、Ｎｉ含有量は３５〜６０％の
範囲に限定した。

さてこの発明では、まず上記の好適組成になるＮｉ−Ｆ
ｅ鋼を溶製したのち、その溶鋼をノズルから冷却面が高
速で更新移動する冷却体、たとえば高速回転する双ロー
ルのロール間隙、または単ロール上に連続的に供給し、
１０３℃／Ｓ以上の冷却速度で急冷凝固させて、板厚０
．０２〜０．８１の急冷薄板とする。なおかかる急冷薄
板は、その後に圧延に供することから板厚は厚い方が好
適であり、その意味では急冷薄板製造法としては双ロー
ル法がとりわけ有利に適合する。

次にこの３板に対して冷間圧延と焼鈍とを施して所定の
磁気特性を発現させるわけであるが、かような処理に当
っては、圧下率を異周速圧延の場合は７５％以上、等周
速圧延の場合は８５％以上にすると共に、８００〜１１
００℃の温度範囲で焼鈍を行なうことが肝要である。

この製造工程を具体的な実験データに基いて説明する。

Ｎｉ　５０％を含有し、残部実質的にＰｅよりなる溶鋼
から双ロール法により厚さ０．５ｍｍの薄板を作製した
。この薄板に対し７０〜９５％の圧下率範囲で異周速圧
延と等周速圧延を行ない、その後７００〜１１５０℃の
温度範囲で３ｈの焼鈍を施した。なお異周速圧延におい
ては、２つのワークロールの周速比を１＝２とした。

かくして得られた薄帯の（２００）極点図を観測しく１
００）　＜００１＞方位への集積度を測定した結果を第
１図に示す。ここで集積度は、（１００）　＜００１＞
方位のＸ線棒密度が、ランダム方位を１とした場合に７
以上のものを◎、５〜７のものを○、３〜５のものを△
、そして３以下のものを×で示した。

さらにこれらの試料のヒステリシスループの角形比と初
透磁率についても調査し、得られた結果を第２図および
第３図に示した。

第１図より、（１００）　＜００１＞方位への集積度が
高いものは、異周速圧延で圧下率７５％以上、等周速圧
延で圧下率８５％以上、そして焼鈍温度は８００〜１１
００℃の範囲で処理して得たものであることがわかる。

また第２図より明らかなように、上記の好適範囲ではヒ
ステリシスループの角形比（Ｂｒ／Ｂｓ）はいずれも０
．９１以上であり、従来材に劣らない大きな値を示して
いる。

さらに第３図より明らかなように、初透磁率μ４はすべ
て２２００以上であり、従来の約１０００に比べて２倍
以上にも向上している。

なお念のために申し添えるとこれらの値は軟磁性材料で
あるＭｎ　−Ｚｎフェライトの初透磁率に比べて同等以
上のものである。

従来Ｎｉ−Ｆｅ合金において圧延、焼鈍により、高い集
積度の（１００）　＜００１＞方位を得るには、９０％
以上の圧下率での強冷延と１０００℃以上での焼鈍とが
必要であったが、液体急冷法により得られたＮｉ−Ｆｅ
合金の場合、とくに異周速圧延を利用することにより必
要な圧下率を７５％まで下げられ、また焼鈍範囲も８０
０℃まで低減できる。

次に上述の実験と同様にして得た急冷薄板に圧下率＝８
０％での等周速圧延ついで９００’Ｃでの焼鈍を施す仕
上げ処理に先立って、中間処理として種々の圧下率およ
び温度で冷間圧延および焼鈍処理を施した場合における
（１００）’　＜００１＞方位への集積度、ヒステリシ
スループの角形比および初透磁率について調べた結果を
、第４図、第５図および第６図にそれぞれ示す。

第４〜６図より明らかなように、仕上げ処理に先立って
中間処理を施すことによって、磁気特性のより一層の改
善が達成されている。

（作　用） この発明に従い、薄板作製法として液体急冷法を活用す
ることによって、初透磁率の向上のみならず、仕上げ処
理における圧下率および焼鈍温度の低域化が達成される
理由は、また明確に解明されたわけではないが、次のと
おりと考えられる。

すなわち急冷凝固により、結晶粒が微細化しく１００）
面が板表面に平行な柱状晶ができるので、°圧延後の薄
帯内の歪エネルギーの状態が通常法の場合に比べ変化し
、従来より低い圧下率と焼鈍温度で（１００）　＜００
１＞方位が現われる。またとくに異周速圧延をした場合
は歪エネルギーはさらに大きくなるので、低圧下率側で
も（１００）　＜ＯＯＤ方位が現われる。さらには（１
００）　＜００１＞方位の結晶粒も従来に比べて大きく
なるので初透磁率が高（なる。

（実施例） 実施例Ｉ Ｎｉ　４Ｂ％を含有する溶鋼を双ロール法により急冷凝
固（冷却速度：３Ｘ１０３℃／ｓ）シて厚さ０．７ｍｍ
、幅３００ｍｍの薄板を作製した。この薄板を表１に示
す。種々の圧下率で圧延（異同速比１　：　１．５およ
び等周速）したのち、水素雰囲気中でｔｏｏｏ　”ｃ、
５時間の焼鈍を施した。

かくして得られた各薄帯をトロイダルに巻いてから、５
ＱＩＩｚでのヒステリシスループの角形比と初透磁率μ
４について測定した結果を表１に併記する。

なお同表には比較のため従来法に従い造塊−分塊−熱間
圧延法で薄板化したのち、９５％の圧下率での圧延つい
で１０００℃、５時間の焼鈍を施して得た薄帯について
の調査結果も併せて示す。

同表より明らかなように異周速圧延の場合は圧下率７５
％以上で、また等周速圧延の場合は８５％以上で、０，
９以上の角形比と２０００以上の初透磁率とが同時に得
られた。

実施例２ Ｎｉ　５５％を含有する溶鋼を双ロール法により急冷凝
固（冷却速度：１０４°Ｃ／ｓ）して厚さ０．５１、幅
２５０ｍｍの薄板を作製した。この薄板に圧下率９０％
の等周速圧延を施し、その後水素雰囲気中で７００〜１
２００℃、３ｈの焼鈍を施した。

か（して得られた薄帯をトロイダルに巻いてから、５０
１１ｚでのヒステリシスループの角形比と初透磁率μ４
について測定した結果を表２に示す。

なお同表には比較のため従来法に従い造塊−分塊−熱間
圧延法で薄板化したのち、９０％の圧下率での圧延つい
で１０００℃、３　ｈの焼鈍を施して得た薄帯について
の調査結果も併記した。

実施例３ Ｎｉ　４５％を含有する溶鋼を双ロール法により急冷凝
固（冷却速度：５Ｘ１０’℃／ｓ）シて厚さ０．７１１
１ＩＩｌ、幅３００ｍｍの薄板を作成した。この薄板を
５０％の圧下率で圧延し、６５０℃、３分の中間焼鈍を
施した後、表３に示す種々の圧下率で圧延（昇速比１　
：　１．６の異周速および等周速）し、ついで水素雰囲
気中で９００°Ｃ１５時間の仕上げ焼鈍を施した。

かくして得られた薄帯をトロイダルに巻いてから、５０
１１　ｚでのヒステリシスループの角形比と初透磁率に
ついて測定した結果を表３に併記した。なお同表には比
較のため従来法に従い鋳造、圧延によって薄板化したの
ち同様の中間処理ついで仕上げ処理を施して得た薄帯に
ついての調査結果も併せて示した。

表　　３ 実施例４ Ｎｉ　５５％を含有する溶鋼を双ロール法により急冷凝
固（冷却速度：１０４℃／ｓ）シて厚さ０．５ｍｍ、幅
２００ｍｍの薄板を作製した。この薄板を６０％の圧下
率で圧延し、７００°Ｃ，５分間と１０００℃、５分間
の２種類の中間焼鈍を施したのち、それぞれ昇速比１：
１．７、圧下率８０％の異周速圧延を施した。

ついで両者とも９００℃、４時間の仕上げ焼鈍を施した
。

かくして得られた各薄帯をトロイダルに巻いてから、５
０Ｈ２での角形比と初透磁率について測定した結果を表
４に示す。また同表には比較のため従来の鋳造、圧延に
より作製した薄板に上記と同じ条件下での中間処理およ
び仕上げ処理を施して得た薄帯についての調査結果も併
せて示した。

表　　４ （発明の効果） かくしてこの発明によれば、液体急冷法による急冷凝固
組織と圧延−焼鈍処理とを組み合わせることにより、Ｎ
ｉ−Ｆｅ合金につき、角形性を低下させることなしに初
透磁率の格段の向上が達成でき、しかも（１００１＜０
０１＞方位の得られる条件が低圧下率、低焼鈍温度側ま
で拡大されるのでコスト低減にも役立つ。

またとくに第２発明では、従来不可欠とされた中間処理
を省略できるので、省工程、低コストの点でより有利で
あり、さらに第３発明では、磁気特性のより一層の向上
を図り得る。

【図面の簡単な説明】

第１図は、（１００）　＜００１．＞方位の集積度に及
ぼす圧下率と焼鈍温度との関係を示した図、第２図は、
角形比に及ぼす圧下率と焼鈍温度との関係を示した図、 第３図は、初透磁率に及ぼす圧下率と焼鈍温度との関係
を示した図、 第４図は、（１００）　＜００１＞方位の集積度に及ぼ
す中間処理における圧下率と焼鈍温度との関係を示した
図、 第５図は、角形比に及ばず中間処理における圧下率と焼
鈍温度との関係を示した図、 第６図は、初透磁率に及ぼす中間処理における圧下率と
焼鈍温度との関係を示した図である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １、Ｎｉ：３５〜６０ｗｔ％を含有し、残部実質的にＦ
   ｅよりなる薄帯であって、｛１００｝＜００１＞方位集
   積度が高い集合組織をそなえかつ角形性および初透磁率
   に優れることを特徴とするＮｉ−Ｆｅ合金薄帯。 ２、Ｎｉ：３５〜６０ｗｔ％を含有し、残部実質的にＦ
   ｅの組成になる合金溶湯を、冷却面が高速で更新移動す
   る冷却体上に連続して供給し、１０＾３℃／ｓ以上の冷
   却速度で急冷凝固させて薄帯化したのち、圧下率：７５
   ％以上の異周速圧延または圧下率：８５％以上の等周速
   圧延を施し、しかるのち８００〜１１００℃の温度範囲
   で焼鈍を施すことを特徴とするＮｉ−Ｆｅ合金薄帯の製
   造方法。 ３、Ｎｉ：３５〜６０ｗｔ％を含有し、残部実質的にＦ
   ｅの組成になる合金溶湯を、冷却面が高速で更新移動す
   る冷却体上に連続して供給し、１０＾３℃／ｓ以上の冷
   却速度で急冷凝固させて薄帯化したのち、圧下率：４０
   ％以上の圧延処理後、６００〜９００℃の温度範囲で焼
   鈍する中間処理を施し、ついで圧下率：７５％以上の異
   周速圧延または圧下率：８５％以上の等周速圧延を施し
   、しかるのち８００〜１１００℃の温度範囲で焼鈍を施
   すことを特徴とするＮｉ−Ｆｅ合金薄帯の製造方法。