JPS6312936B2 - - Google Patents

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JPS6312936B2
JPS6312936B2 JP54088341A JP8834179A JPS6312936B2 JP S6312936 B2 JPS6312936 B2 JP S6312936B2 JP 54088341 A JP54088341 A JP 54088341A JP 8834179 A JP8834179 A JP 8834179A JP S6312936 B2 JPS6312936 B2 JP S6312936B2
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JP
Japan
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alloy
weight
temperature
treatment
carried out
Prior art date
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Application number
JP54088341A
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Japanese (ja)
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JPS5541987A (en
Inventor
Jin Sangoo
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AT&T Corp
Original Assignee
AT&T Technologies Inc
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Filing date
Publication date
Application filed by AT&T Technologies Inc filed Critical AT&T Technologies Inc
Publication of JPS5541987A publication Critical patent/JPS5541987A/en
Publication of JPS6312936B2 publication Critical patent/JPS6312936B2/ja
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    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/18Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
    • C22C38/30Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with cobalt
    • CCHEMISTRY; METALLURGY
    • C22METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22CALLOYS
    • C22C38/00Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/10Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing cobalt
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/032Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
    • H01F1/04Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys

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  • Metallurgy (AREA)
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はFe−Cr−Coの磁性材料に関するもの
である。 リレー、信号器及び電気−音響変換器例えば拡
声器及び電話受話器に使用するのに適している磁
性材料は特に高い保磁力、残留磁気及びエネルギ
積の値を示すものである。 コバルトCoは高価な物質である。従つて高い
Co成分のFe−Cr−Co合金のそれを比肩し得る高
い磁気特性と成形性(微粒子構造)を有する低い
Co成分のFe−Cr−Co合金の開発が望まれてい
た。しかし、従来の低Co成分合金は決つて少な
くとも1つの第4の成分、時にはそれは比較的高
い量のものを含んでいた。そのような添加物は例
えば溶体化処理温度の低下等の種々の理由のため
に用いられたのであるが、一方これは合金の磁気
特性を劣化又は加工性の低下をもたらし従つてこ
れ等を補償するため加熱、熱及び/又は冷間加
工、時効処理等に種々の複雑な工夫を要求してい
た。 適当な磁気的性質を持つ既定の合金の中には
Al−Ni−Co−Fe及びCu−Ni−Fe合金があり、
これらは微少な2相の微視的構造をもたらすスピ
ノダル分解をするように考えられる合金群の一つ
である。近時、Fe、Cr及びCoを含有する合金は
永久磁石の製造における適合性に関して研究がな
されている。具体的には、ある3元のFe−Cr−
Co合金がH.Kaneko他の「新しいFe−Cr−Co系
延性永久磁石」、AIPコンフエレンス・プロシー
デイングスNo.5、1972年1088頁、および米国特許
第3806336号「磁性合金」中に開示されている。
Fe、Cr及びCoに加えてフエライト形成元素例え
ばTi、Al、Si、Nb又はTaなどを含有する4元
合金は米国特許第3954519号「ニオブ及び/又は
タンタルを含む鉄−クロム−コバルト・スピノダ
ル分解型磁性合金」、米国特許第3989556号「半硬
磁性合金とその製造方法」、米国特許第3982972号
「半硬磁性合金とその製造方法」および米国特許
第4075437号「磁性合金を含む組成、加工及び装
置」に示される。 4元合金中における例えばTi、Al、Si、Nb、
又はTaのようなフエライト形成元素の使用は特
に高いCo量又は例えばC、N又はOのような不
純物の存在下で、低温徐冷による予備的細粒化の
アルフア相構造の生成を容易にすると言われてい
る。 本発明は、 (a) 極く微量の意図しない不純物(望ましくはな
い事)の偶発的存在以外は添加物を含まない低
Co成分Fe−Cr−Co合金であつて、 (b) 高Co成分で得られるものと比肩し得る高い
磁気特性を有し、そして (c) 著しい断面面積の減少及び/又は方向におけ
る少なくとも30゜の曲げのできる冷間加工性を
与える微粒子構造を有する合金の製造方法を当
業者に提供するものである。 本発明は実質上3元のFe−Cr−Coの磁性合金
であり、その粒度が少なくとも3000粒/mm3をも
たらすに十分な細かさであり、そして保磁力300
−600エールステツド、残留磁気8000−13000ガウ
ス、最大磁気エネルギ積1−6MG0eを有するも
のである。本合金は実質上25−29重量パーセント
のCr、7−12重量パーセントのCo及び残部量の
Feからなり、例えば温度650−1000℃で溶体化処
理(Solution annealing)して細粒の実質上単相
のアルフア構造を形成し次いで冷間成形しそして
時効処理することを含む工程によつて便宜に製造
することが可能である。この様な合金から作られ
た磁石は例えば拡声器及び電話受話器の様な電気
−音響変換器、リレー及び信号器に使用すること
が可能である。 本発明によれば、Crを好ましくは25−29重量
パーセント、Coを好ましくは7−12重量パーセ
ントそして残部として実質上Feを含有している
Fe−Cr−Co合金を最大エネルギ積1−6MG0e及
び少なくとも3000粒/mm3に対応する粒度を同時
に有するように作ることが可能である。なお、こ
の様な粒構造は合金が冷間成形される場合特に有
益である。より狭い範囲のCr含量は好まれるか
もしれないしそして特に合金の成形能力を最適に
することに関しては上限28重量パーセント及び磁
気的性質を最適にすることに関しては下限26重量
パーセントのCrが好ましいと考えられる。 本発明の合金は例えば構成元素Fe、Cr及びCo
の融体又はルツボ又は例えば誘導炉のような炉中
のそれらの合金から鋳造することによつて製造す
ることができる。一方、特定の範囲内の組成を有
する金属体は粉末冶金によつて製造することがで
きる。合金の製造、特に融体からの鋳造による製
造においては原料、炉または融体上の雰囲気に原
因がある過剰量の不純物の含有を防ぐように注意
する必要がある。若しこの様な注意がなされれ
ば、特に十分な注意が例えば窒素のような不純物
の存在を最小にするためになされれば、フエライ
ト形成元素の添加は省くことができる。酸化と窒
素の過剰の混入を最小にするためには真空中、又
は例えばアルゴン雰囲気のような不活性雰囲気中
で融体にスラグ保護を与えるのが望ましい。固有
的な不純物量は好ましくはC0.05重量パーセント、
N0.05重量パーセント、Si0.2重量パーセント、
Mg0.5重量パーセント、Ti0.1重量パーセント、
Ca0.5重量パーセント、Al0.1重量パーセント、
Mn0.5重量パーセント、S0.05重量パーセント、
O(酸素)0.05重量パーセント以下に保持される。 鋳造後の典型例の処理は次の通りである。合金
はこれが2相のアルフア+ガンマ状態にある温度
に1−10時間置かれるが、1100−1300度の温度が
一般にこの目的のために適当である。それぞれ9
重量パーセントのCo及び11重量パーセントのCo
を含有する合金に対応するこの様な温度に関する
更に固有的な好ましい限界は第1図から得ること
ができる。合金は次いでこの様な2相状態で鋳造
時の構造をこわすために熱間圧延、鋳造又は押出
しによつて熱間加工されそして若し望むならば合
金は冷間加工によつて成形することも可能であ
る。均一な細かい粒子構造を発現するために、こ
の合金は次いでこれが実質上単相のアルフア状態
にありそして一般に650−1000℃である温度で溶
体化処理される。特定の合金に対する徐冷温度の
好ましい上限は次の値、即ち25重量パーセントの
Cr及び7重量パーセントのCoを含有する合金に
ついては950℃、25重量パーセントのCr及び12重
量パーセントのCoを含有する合金については875
℃、29重量パーセントのCr及び7重量パーセン
トのCoを含有する合金については1100℃そして
29重量パーセントのCr及び12重量パーセントの
Coを含有する合金については975℃、の間のほぼ
線形の補間によつて便宜に得ることが可能であ
り、そして粒子成長を最小にするため1000℃を越
えることは更には必要ではない。改善された動力
学に関連して、下限800℃が好まれ、そしてガン
マ相を最小にすることに関連して好ましい上限は
各値925℃、850℃、1075℃及び950℃の間のほぼ
線形の補間によりそして又徐冷温度が1000℃を越
えないその上の仮定の下で得られる。 若し合金が冷間加工されれば、合金を実質上再
結晶させそして均一にするための溶体化処理は徐
冷温度及びインゴツト寸法に依存して10分間〜2
時間から採用することができる。更に典型的には
必要時間は30−90分である。溶体化処理は空気中
で、又は表面酸化を最小にするためには酸素を脱
気して、実施することができる。 溶体化処理は例えば水又はブラインのクエンチ
ングにより、又は薄い帯の場合は空気クエンチン
グ好ましくは合金を通して冷却速度少なくとも
1000℃/分をもたらすようにしてする急冷によつ
て終了する。この点において合金は室温又はその
近く即ち100℃を越えない温度にあり、(少なくと
も3000粒/mm3に相当する)70ミクロンを越えな
い実質上均一な細かい粒度を有する。70ミクロン
という平均粒子径は合金が容易にクラツク又はお
れてしまうことなく冷間加工できる限界である。
この様な粒構造は第2図に示されそして第3図に
示されるような高温での徐冷によつて得られる粗
大構造と対照することができる。 100℃を越えない温度で、この合金は次ぎに例
えば曲げること、線引きすること、深絞りするこ
と、型曲げすることによつて冷間成形することが
できる。合金が伸線加工、深絞り又は曲げによつ
て即ち少なくとも局部的な張力変形を生じさせる
方法によつて冷間成形される場合には特定の利益
がこの細粒化構造から誘導される。徐冷され急冷
された合金の均一な細粒構造に関しては絞りは少
なくとも50パーセントの実質上の断面積の減少に
相当する量まで可能である。同様に、曲げは少な
くとも30゜の方向の変化をもたらすことが可能で
あり、この得られた曲率半径は方向の変化に比例
する値を越えないようなものであり、そしてこれ
は30゜の方向の変化については曲げられる部分の
厚みに等しく、そして90゜の方向の変化について
は曲げられる部分の厚みの4倍に等しい。 上述のような処理は特に本質的に単相のアルフ
ア状態に相当する温度に合金を保持する段階を含
んでなる。この様に特徴づけられる代りの処理は
例えば本質的に単相のアルフア範囲の仕上げ温度
を有する熱間加工、冷却及び成形によつてなるこ
とが可能である。更に、成形は中間の付加的な溶
体化処理及び急冷を有する段階で実施することが
可能である。例えば成形前後の孔あけ、旋盤加
工、又はフライス加工による機械加工のような付
加的が処理段階は妨げられない。 成形された合金は最後に磁気硬化を発現させる
ために、時効処理にかけられる。この様な時効処
理は例えば米国特許第4075437号に開示されてい
るようないずれかの各種の計画に従がうことが可
能であり、この特許は残留磁気8000−13000ガウ
ス、保磁力300−600エールステツド、磁気エネル
ギー積1000000−6000000ガウス−エールステツド
を有する磁石の生産を与えるものである。したが
つて、この様な合金は磁界中の磁化に関し、リレ
ー、信号器及び拡声器及び電話受話器などの電気
−音響変換器の磁石として機能することができ
る。 次の実施例で、金相組織及び粒度は溶体化処理
及び急冷の後、しかし冷間成形の前のX線回折分
析、硬度測定、及び顕微鏡組織の金属顕微鏡分析
によつて決定された。平均粒度は第表に示すよ
うに25−40ミクロンであつた。また、第表に合
金の時効処理の後に決定された残留磁気Br、保
磁力Hc及びエネルギー積(BH)maxを示す。 実施例 1 26.8重量パーセントのCr、9.4重量パーセント
のCo及び残部量の実質上のFeを含有する合金の
インゴツトを融体から鋳造した。インゴツト寸法
は厚さ1.25インチ(31.8mm)、幅5インチ(127
mm)、長さ12インチ(304.8mm)であつた。この鋳
造インゴツトを温度1250℃に熱し1/4インチ(6.4
mm)の板に冷間圧延し、そして水冷した。この板
の部分片を室温で厚さ0.1インチ(2.5mm)及び幅
0.625インチ(15.9mm)を有するストリツプに冷
間加工した。このストリツプを900℃で30分間焼
なまし処理しそして水冷した。このストリツプを
630℃に再加熱し、この温度に1時間保持し、実
質上一定の速度15℃/hで温度555℃に冷却し、
540℃に3時間保持し、そして525℃に4時間保持
した。 実施例 2 27.7重量パーセントのCr、10.9重量パーセント
のCo及び残部量としての実質上のFeを含有する
合金のストリツプを実施例1に述べた様な鋳造、
熱間加工、急冷、溶体化処理、冷却及び圧延によ
つて作つた。このストリツプを635℃に再加熱し、
この温度に3分間保持し、実質上一定の速度15
℃/hで555℃に冷却し、540℃に3時間保持しそ
して525℃に4時間保持した。 実施例 3 27.3重量パーセントのCr、7.2重量パーセント
のCo、及び残部量の実質上のFeを含有する合金
のストリツプを実施例1に述べたようにして作つ
た。このストリツプを620℃に再加熱し、この温
度に1時間保持し、実質上一定な速度15℃/kで
555℃に冷却し、555℃で2時間、540℃で3時間、
525℃で16時間保持した。 実施例 4 26.8重量パーセントのCr、10.6重量パーセント
のCo及び残部量の実質上のFeを含有する合金の
ストリツプを実施例1に述べたようにして作つ
た。このストリツプは軟質で延性でありそして容
易に曲率半径1/32インチ(0.08mm)を有する鋭角
端で90゜までの各方向に曲げることができ、或い
は99パーセントの面積減少をもたらすように延伸
することができた。各ストリツプは合金を温度
680℃に30分間保持し急速に第1速度140℃/hで
615℃に冷却し次いで20〜2℃/hの指数減少速
度で温度525℃に冷却することによつて時効処理
した。 実施例 5 27.9重量パーセントのCr、10.7重量パーセント
のCo及び残部量のFeを含有する合金の直径0.7イ
ンチ(17.8mm)のロツドを鋳造、熱間加工、溶体
化処理及び急冷によつて作つた。このロツドを直
径0.07インチ(1.78mm)のワイヤ(99パーセント
の減少断面積を持つ)に冷間延伸し、930℃で30
分間溶体化処理を行ない、そして室温に冷却し
た。この延伸ワイヤを30分間700℃に保持し、磁
界1000エールステツド中で速度30℃/hで615℃
に冷却し、そして20〜2℃/hの指数減少速度で
温度480℃に冷却して、時効加熱処理を実施した。
The present invention relates to a Fe-Cr-Co magnetic material. Magnetic materials suitable for use in relays, signal generators and electro-acoustic transducers such as loudspeakers and telephone handsets are those which exhibit particularly high coercivity, remanence and energy product values. Cobalt Co is an expensive substance. therefore expensive
It has high magnetic properties and formability (fine grain structure) comparable to that of Co-based Fe-Cr-Co alloys.
It has been desired to develop a Fe-Cr-Co alloy containing Co. However, conventional low Co content alloys have always contained at least one fourth component, sometimes in relatively high amounts. Such additives have been used for a variety of reasons, such as lowering the solution treatment temperature, but on the other hand they can degrade the magnetic properties of the alloy or reduce its workability and therefore have to be compensated for. In order to achieve this, various complicated measures were required for heating, heat and/or cold working, aging treatment, etc. Some of the predetermined alloys with suitable magnetic properties include
There are Al-Ni-Co-Fe and Cu-Ni-Fe alloys.
These are among a group of alloys that are thought to undergo spinodal decomposition resulting in a fine two-phase microscopic structure. Recently, alloys containing Fe, Cr and Co have been investigated for their suitability in the production of permanent magnets. Specifically, a certain ternary Fe−Cr−
Co alloys are disclosed in H. Kaneko et al., "New Fe-Cr-Co Ductile Permanent Magnets," AIP Conference Proceedings No. 5, 1972, p. 1088, and U.S. Pat. No. 3,806,336, "Magnetic Alloys." ing.
Quaternary alloys containing ferrite-forming elements such as Ti, Al, Si, Nb or Ta in addition to Fe, Cr and Co are disclosed in US Pat. "Type Magnetic Alloy", U.S. Patent No. 3989556 "Semi-Hard Magnetic Alloy and Method for Producing the Same", U.S. Patent No. 3982972 "Semi-hard Magnetic Alloy and Method for Producing the Same" and U.S. Patent No. 4075437 "Composition and Processing Including Magnetic Alloy" and equipment”. In quaternary alloys, for example, Ti, Al, Si, Nb,
Alternatively, the use of ferrite-forming elements such as Ta may facilitate the formation of an alpha phase structure of preliminary grain refinement by low-temperature slow cooling, especially in the presence of high Co contents or impurities such as C, N or O. It is said. The present invention provides: (a) low-containing products containing no additives other than the incidental presence of very small amounts of unintended impurities (undesirables);
Co-component Fe-Cr-Co alloy, (b) having high magnetic properties comparable to those obtained with high Co content, and (c) having a significant reduction in cross-sectional area and/or at least 30° in the direction. The present invention provides those skilled in the art with a method for producing an alloy having a fine grained structure that provides bendable cold workability. The present invention is a substantially ternary Fe-Cr-Co magnetic alloy whose grain size is sufficiently fine to yield at least 3000 grains/mm 3 and whose coercivity is 300
-600 Oersted, residual magnetism 8000-13000 Gauss, and maximum magnetic energy product 1-6 MG0e. The alloy consists essentially of 25-29 weight percent Cr, 7-12 weight percent Co and the balance
expediently by a process comprising solution annealing at a temperature of 650-1000°C to form a fine-grained, substantially single-phase alpha structure, followed by cold forming and aging. It is possible to manufacture Magnets made from such alloys can be used, for example, in electro-acoustic transducers, such as loudspeakers and telephone handsets, relays and signal devices. According to the invention, it contains preferably 25-29 weight percent Cr, preferably 7-12 weight percent Co and the balance substantially Fe.
It is possible to make Fe-Cr-Co alloys having at the same time a maximum energy product of 1-6 MG0e and a grain size corresponding to at least 3000 grains/ mm3 . It should be noted that such a grain structure is particularly beneficial when the alloy is cold formed. A narrower range of Cr content may be preferred and an upper limit of 28 weight percent Cr is preferred, particularly with respect to optimizing the alloy's formability and a lower limit of 26 weight percent Cr with regard to optimizing magnetic properties. It will be done. The alloy of the present invention may contain, for example, constituent elements Fe, Cr and Co.
or their alloys in a crucible or furnace, such as an induction furnace. On the other hand, metal bodies having a composition within a certain range can be produced by powder metallurgy. In the production of alloys, particularly by casting from a melt, care must be taken to avoid the inclusion of excessive amounts of impurities originating from the raw materials, the furnace, or the atmosphere above the melt. If such care is taken, the addition of ferrite-forming elements can be omitted, especially if sufficient care is taken to minimize the presence of impurities such as nitrogen. It is desirable to provide slag protection to the melt in vacuum or in an inert atmosphere, such as an argon atmosphere, to minimize oxidation and excess nitrogen contamination. The amount of inherent impurities is preferably C0.05 weight percent,
N0.05 weight percent, Si0.2 weight percent,
Mg0.5 weight percent, Ti0.1 weight percent,
Ca0.5 weight percent, Al0.1 weight percent,
Mn0.5 weight percent, S0.05 weight percent,
O (oxygen) is maintained below 0.05 weight percent. Typical processing after casting is as follows. The alloy is placed at a temperature at which it is in the two-phase alpha+gamma state for 1-10 hours; temperatures of 1100-1300 degrees are generally suitable for this purpose. 9 each
Weight percent Co and 11 weight percent Co
More specific preferred limits for such temperatures corresponding to alloys containing . The alloy is then hot worked in such a two-phase state by hot rolling, casting or extrusion to destroy the as-cast structure, and if desired the alloy can be formed by cold working. It is possible. In order to develop a uniform fine grain structure, the alloy is then solution annealed so that it is in a substantially single phase alpha state and at a temperature generally between 650 and 1000C. The preferred upper limit for the annealing temperature for a particular alloy is the following value: 25% by weight
950°C for alloys containing Cr and 7% by weight Co; 875°C for alloys containing 25% by weight Cr and 12% by weight Co
°C, 1100 °C for alloys containing 29 weight percent Cr and 7 weight percent Co, and
29 wt% Cr and 12 wt%
975° C. for Co-containing alloys, which can be conveniently obtained by approximately linear interpolation between 975° C. and even above 1000° C. is not necessary to minimize grain growth. In connection with improved kinetics, a lower limit of 800°C is preferred, and in connection with minimizing the gamma phase, a preferred upper limit is approximately linear between the respective values 925°C, 850°C, 1075°C and 950°C. is obtained by interpolation of and also under the above assumption that the annealing temperature does not exceed 1000°C. If the alloy is cold worked, the solution treatment to substantially recrystallize and homogenize the alloy may take between 10 and 2 minutes depending on the annealing temperature and ingot size.
Can be adopted from time to time. More typically the time required is 30-90 minutes. Solution treatment can be carried out in air or with oxygen removed to minimize surface oxidation. Solution treatment can be carried out, for example, by water or brine quenching or, in the case of thin strips, by air quenching. Preferably, the cooling rate through the alloy is at least
It is terminated by rapid cooling in such a way as to bring about 1000° C./min. In this respect, the alloy is at or near room temperature, ie at a temperature not exceeding 100° C., and has a substantially uniform fine grain size not exceeding 70 microns (corresponding to at least 3000 grains/mm 3 ). The average particle size of 70 microns is the limit at which the alloy can be cold worked without easily cracking or crumbling.
Such a grain structure is shown in FIG. 2 and can be contrasted with the coarse structure obtained by slow cooling at high temperatures as shown in FIG. At temperatures not exceeding 100° C., the alloy can then be cold-formed, for example by bending, drawing, deep drawing or mold bending. Particular benefits derive from this fine-grained structure when the alloy is cold-formed by wire drawing, deep drawing or bending, ie by methods that produce at least local tension deformations. For uniform fine-grained structures of slow-cooled and quenched alloys, reduction is possible to an amount corresponding to a substantial cross-sectional area reduction of at least 50 percent. Similarly, bending can result in a change in direction of at least 30°, and this resulting radius of curvature is such that it does not exceed a value proportional to the change in direction, and this For a change in direction, it is equal to the thickness of the part to be bent, and for a change in direction of 90°, it is equal to four times the thickness of the part to be bent. The treatment as described above particularly comprises the step of maintaining the alloy at a temperature corresponding to an essentially single-phase alpha state. Alternative treatments characterized in this way can consist, for example, by essentially single-phase hot working, cooling and forming with finishing temperatures in the alpha range. Furthermore, shaping can be carried out in stages with intermediate additional solution treatment and quenching. Additional processing steps, such as machining, for example by drilling, lathing or milling, before and after forming are not disturbed. The formed alloy is finally subjected to an aging treatment to develop magnetic hardening. Such aging can follow any of a variety of schemes, such as those disclosed in U.S. Pat. Oersted, giving rise to the production of magnets with a magnetic energy product of 1,000,000-6,000,000 Gauss-Eersted. Such alloys can therefore function as magnets in electro-acoustic transducers such as relays, signal and loudspeaker and telephone handsets, with respect to magnetization in a magnetic field. In the following examples, the metal phase structure and grain size were determined by X-ray diffraction analysis, hardness measurements, and metallurgical microscopic analysis of the microstructure after solution treatment and quenching, but before cold forming. The average particle size was 25-40 microns as shown in the table. Table 1 also shows the residual magnetism Br, coercive force Hc, and energy product (BH) max determined after the aging treatment of the alloy. Example 1 An alloy ingot containing 26.8 weight percent Cr, 9.4 weight percent Co, and the balance substantially Fe was cast from a melt. Ingot dimensions are 1.25 inches (31.8 mm) thick and 5 inches (127 mm) wide.
mm) and 12 inches (304.8 mm) long. This cast ingot was heated to a temperature of 1250°C and 1/4 inch (6.4
mm) and water-cooled. Cut a piece of this board 0.1 inch (2.5 mm) thick and wide at room temperature.
Cold worked into strips having a diameter of 0.625 inches (15.9 mm). The strip was annealed at 900°C for 30 minutes and water cooled. this strip
reheating to 630°C, holding at this temperature for 1 hour and cooling at a substantially constant rate of 15°C/h to a temperature of 555°C;
Hold at 540°C for 3 hours and at 525°C for 4 hours. Example 2 A strip of alloy containing 27.7 weight percent Cr, 10.9 weight percent Co and the balance substantially Fe was cast as described in Example 1.
It was made by hot working, quenching, solution treatment, cooling and rolling. Reheat this strip to 635°C and
Hold at this temperature for 3 minutes, at a virtually constant rate of 15
Cooled to 555° C./h, held at 540° C. for 3 hours and held at 525° C. for 4 hours. Example 3 A strip of alloy containing 27.3 weight percent Cr, 7.2 weight percent Co, and the balance substantially Fe was prepared as described in Example 1. The strip was reheated to 620°C and held at this temperature for 1 hour, at a virtually constant rate of 15°C/k.
Cool to 555℃, 2 hours at 555℃, 3 hours at 540℃,
It was held at 525°C for 16 hours. Example 4 A strip of alloy containing 26.8 weight percent Cr, 10.6 weight percent Co, and the balance substantially Fe was prepared as described in Example 1. The strip is soft and ductile and can be easily bent in each direction up to 90° at an acute end with a radius of curvature of 1/32 inch (0.08 mm) or stretched to provide a 99 percent area reduction. I was able to do that. Each strip has an alloy temperature
Hold at 680℃ for 30 minutes and then rapidly at the first speed of 140℃/h.
It was aged by cooling to 615°C and then cooling to a temperature of 525°C with an exponential reduction rate of 20-2°C/h. Example 5 A 0.7 inch (17.8 mm) diameter rod of an alloy containing 27.9 weight percent Cr, 10.7 weight percent Co, and the balance Fe was made by casting, hot working, solution treating, and quenching. . This rod was cold drawn into a 0.07 inch (1.78 mm) diameter wire (with a 99 percent reduced cross-sectional area) and
Solution treatment was carried out for a minute and cooled to room temperature. This drawn wire was held at 700°C for 30 minutes and then 615°C at a speed of 30°C/h in a magnetic field of 1000 Oersted.
The aging heat treatment was carried out by cooling to a temperature of 480°C with an exponential decreasing rate of 20-2°C/h.

【表】 実施例 6 Fe−28Cr−15Co−1Al−0.25Zrの成分を有する
318Kg(700ポンド)のインゴツト5本を鋳造し、
熱延し、冷延して2.54mm(0.1インチ)厚さのス
トリツプとし、30分間約950℃の温度で溶体化処
理し、水冷し、そして670℃から610℃までの温度
に200℃/時の速さで連続的に冷却して適当な磁
性を得るため時効処理し、更に15℃/時の速さで
525℃まで連続的に冷却し、525℃で3時間維持し
た。 次にFe−28Cr−10.5Coの本発明の3成分合金
からなる同じサイズのインゴツト5本鋳造し、前
記の条件で熱延、冷延、溶体化処理、水冷した後
670℃から615℃までの温度に100℃/時の速さで
連続的に冷却し、更に15℃/時の速さで570℃ま
で連続的に冷却し、最終的に7.5℃/時の速さで
510℃まで連続して冷却した。 2種類のインゴツトについて機械的性質(硬
度)とストリツプの加工性を溶体化処理状態で試
験し、且つ熱処理完了後残留磁気Br、保磁力Hc
及びエネルギー積(BH)maxを測定した。結果
を第表および第表に示す。第表および第
表に示した成形性は6本のストリツプ試験片をス
トリツプ厚さの約1/2の曲率半径を有する心棒上
で曲げたときのクラツクの発生の結果を示したも
ので、下記の採点結果の6個のサンプルについて
の合計点として示したものである。 即ち全くクラツクなし ……3点 ヘヤラインクラツク発生 ……2点 顕著なクラツク発生 ……1点 従つて18として示されたものが曲げについては
最高点となる。
[Table] Example 6 Contains the following components: Fe-28Cr-15Co-1Al-0.25Zr
Five ingots weighing 318Kg (700 pounds) were cast.
Hot rolled, cold rolled into a 2.54 mm (0.1 inch) thick strip, solution treated for 30 minutes at a temperature of approximately 950°C, water cooled, and then heated to a temperature of 670°C to 610°C at 200°C/hour. Aging treatment is performed by continuously cooling at a rapid rate to obtain appropriate magnetism, and then at a rate of 15℃/hour.
It was continuously cooled to 525°C and maintained at 525°C for 3 hours. Next, five ingots of the same size made of the ternary alloy of the present invention of Fe-28Cr-10.5Co were cast, and after hot rolling, cold rolling, solution treatment, and water cooling under the above conditions.
Continuously cooled from 670℃ to 615℃ at a rate of 100℃/hour, further cooled continuously at a rate of 15℃/hour to 570℃, and finally at a rate of 7.5℃/hour. Sade
It was continuously cooled to 510°C. The mechanical properties (hardness) and strip workability of two types of ingots were tested in the solution treatment state, and after the heat treatment was completed, the residual magnetism Br and coercive force Hc were tested.
and energy product (BH)max were measured. The results are shown in Tables 1 and 2. The formability shown in Tables 1 and 2 shows the results of crack occurrence when six strip test pieces were bent on a mandrel with a radius of curvature approximately 1/2 of the strip thickness. This is the total score for six samples of the scoring results. That is, no cracks at all...3 points Hairline cracks...2 points Significant cracks...1 point Therefore, what is shown as 18 is the highest score for bending.

【表】【table】

【表】 実施例 7 Fe−27Cr−9Coからなる本発明の方法で製造
した三成分合金を従来公知のFe−27Cr−9Co−
1SiおよびFe−27Cr−9Co−1Tiとの比較を以下
に示す。サンプルは930℃で30分間溶体化処理し、
水冷した後等方性磁気特性、ならびに異方性磁気
特性用時効処理を行つた。 等方性磁気特性を有するサンプルは、670℃か
ら610℃までは60℃/時の速さで冷却し、615℃の
温度に30分保持し、更に15℃/時の速さで570℃
まで連続的に冷却し、最終的に4℃/時の速さで
510℃まで冷却することからなる時効処理により
作つた。 同様に異方性磁気特性を有するサンプルを650
℃から540℃まで900エルステツドの磁界中で、7
℃/時の速さで冷却し、更に510℃まで磁界をは
ずして4℃/時の速さで冷却することよりなる時
効処理により作つた。夫々の場合の残留磁気Br、
保磁力Hc、及びエネルギー積(BH)maxを第
表および第表に示す。
[Table] Example 7 A ternary alloy made of Fe-27Cr-9Co produced by the method of the present invention was mixed with a conventionally known Fe-27Cr-9Co-
A comparison with 1Si and Fe-27Cr-9Co-1Ti is shown below. Samples were solution treated at 930°C for 30 min.
After water cooling, aging treatment for isotropic magnetic properties and anisotropic magnetic properties was performed. Samples with isotropic magnetic properties were cooled from 670°C to 610°C at a rate of 60°C/hour, held at a temperature of 615°C for 30 minutes, and then cooled to 570°C at a rate of 15°C/hour.
and finally at a rate of 4℃/hour.
It was made by aging treatment consisting of cooling to 510℃. 650 samples with similarly anisotropic magnetic properties
7°C to 540°C in a magnetic field of 900 oersteds.
It was produced by an aging treatment consisting of cooling at a rate of 4°C/hour to 510°C, and then removing the magnetic field and cooling at a rate of 4°C/hour. The residual magnetism Br in each case,
Coercive force Hc and energy product (BH) max are shown in Tables 1 and 2.

【表】【table】

【表】【table】 【図面の簡単な説明】[Brief explanation of the drawing]

第1図はCoを含有する2種のFe−Cr−Co合金
の状態図を示す。第2図はCoを含有する2種の
Fe−Cr−Coの磁性合金の100倍の顕微鏡写真で
ある。第3図はCoを含有する2種のFe−Cr−Co
の磁性合金の別の処理の100倍の顕微鏡写真であ
る。
FIG. 1 shows phase diagrams of two Co-containing Fe-Cr-Co alloys. Figure 2 shows two types of Co-containing
This is a 100x micrograph of a Fe-Cr-Co magnetic alloy. Figure 3 shows two types of Fe-Cr-Co containing Co.
100x micrograph of different treatments of magnetic alloys.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 25〜29重量%のCr、7〜12重量%のCoおよ
び残部が少量の偶然的不純物以外Feを含むFe−
Cr−Co磁性合金体からなる磁性物品の製造方法
であり、合金の熱処理と時効を含むステツプによ
るFe−Cr−Co合金体の処理を含む磁性物品の製
造方法において、 (1) 70ミクロンをこえない平均粒子径を合金中に
与えるように選択された焼なまし温度にかけ、
そしてここで焼なまし温度は1000℃をこえない
もので、且つ(a)前記合金が25重量%のCrおよ
び7重量%のCoを含む場合650〜950℃、(b)前
記合金が25重量%のCrおよび12重量%のCoを
含む場合650〜875℃、(c)前記合金が29重量%の
Crおよび7重量%のCoを含む650〜1100℃、(d)
前記合金が29重量%のCrおよび12重量%のCo
を含む場合650°〜975℃の範囲に、そして(e)そ
の限界はCrおよびCoの中間レベルでは、近似
直線補間法によつて得られる範囲となし、 (2) 所望の形状に100℃をこえない温度で少なく
とも50%の横断面積減少に相当する量の伸線加
工または深絞りをするかまたは少なくとも30゜
の方向変化をもたらすように深絞りをするかま
たは曲げることによつて成形し、その際得られ
た曲率半径が方向変化に比例した値をこえない
ようにし30゜の方向変化には曲げ部分の厚さに
等しい値をこえないようにしそして90゜の方向
変化には曲げ部分の厚さの4倍に等しい値をこ
えないようなものとし、そして (3) 該合金を時効処理する ことを特徴とする前記方法。 2 特許請求の範囲第1項の方法において、前記
焼なまし温度が各(a)・(b)・(c)および(d)の合金組成
に対してそれぞれ好ましくは800〜925℃、800〜
850℃、800〜1075℃および800〜950℃であること
を特徴とする前記方法。 3 特許請求の範囲第1項または第2項の方法に
おいて、工程(1)を少なくとも次の方法、すなわち (a) 溶体化処理、または (b) 前記溶体化処理温度で終了する熱間加工の一
つで実施することを特徴とする前記方法。 4 特許請求の範囲第1項、第2項または第3項
の方法において、前記合金を工程(1)の前に少なく
とも次の方法、すなわち (a) その合金の1100〜1300℃の温度での浸漬処
理;または、 (b) 前記浸漬処理後の温度1100〜1300℃の合金の
付加的な熱間加工;または (c) 前記熱間加工後の付加的な物体の冷間加工 の一つで付加的に処理することを特徴とする前記
方法。 5 特許請求の範囲第1項、第2項、第3項また
は第4項の方法において、前記成形を付加的な中
間の溶体化処理および急冷を有する段階で実施す
ることを特徴とする前記方法。 6 特許請求の範囲第1項〜第5項のいずれかの
方法において、前記時効処理を、 (a) 本質的定速度で冷却するか、または (b) 第1の高速の平均速度で冷却し次いで第2の
低速の平均で冷却する ことによつて実施することを特徴とする前記方
法。 7 特許請求の範囲第1項〜第6項のいずれかの
方法において、前記時効処理を磁界の存在下で実
施することを特徴とする前記方法。 8 特許請求の範囲第1項〜第7項のいずれかの
方法において、付加的に前記物体を(a)工程(1)の後
そして工程(2)の前、および/または(b)工程(2)の後
そして工程(3)の前に機械加工することを特徴とす
る前記方法。 9 特許請求の範囲第1項〜第8項のいずれかの
方法において、偶然的な不純物を少なくとも下記
の量、すなわち0.05重量%のC、0.05重量%の
N、0.2重量%のSi、0.5重量%のMg、0.1重量%
のTi、0.5重量%のCa、0.1重量%のAl、0.5重量
%のMn、0.05重量%のS、0.05重量%のOより
小さい値に制限することを特徴とする前記方法。
[Claims] 1. Fe containing 25-29% by weight of Cr, 7-12% by weight of Co and the balance Fe other than small amounts of incidental impurities.
A method for manufacturing a magnetic article made of a Cr-Co magnetic alloy, the method comprising processing the Fe-Cr-Co alloy through steps including heat treatment and aging of the alloy, comprising: subjected to an annealing temperature selected to provide an average particle size in the alloy of
and where the annealing temperature does not exceed 1000°C, and (a) 650 to 950°C if said alloy contains 25% Cr and 7% Co by weight; (b) said alloy contains 25% by weight 650-875°C when said alloy contains 29 wt% Cr and 12 wt% Co;
650-1100℃ with Cr and 7 wt% Co, (d)
The alloy contains 29 wt% Cr and 12 wt% Co
(e) its limits are the range obtained by approximate linear interpolation at intermediate levels of Cr and Co; (2) 100°C to the desired shape; formed by wire drawing or deep drawing in an amount corresponding to a reduction in cross-sectional area of at least 50% at a temperature not exceeding The resulting radius of curvature should not exceed a value proportional to the change in direction, a value equal to the thickness of the bent part for a change in direction of 30°, and a value proportional to the thickness of the bent part for a change in direction of 90°. and (3) aging the alloy. 2. In the method according to claim 1, the annealing temperature is preferably 800 to 925°C and 800 to 925°C for each of the alloy compositions (a), (b), (c), and (d), respectively.
The above method, characterized in that the temperature is 850°C, 800-1075°C and 800-950°C. 3. In the method according to claim 1 or 2, step (1) is performed by at least the following method, namely (a) solution treatment, or (b) hot working that ends at the solution treatment temperature. The above method, characterized in that it is carried out in one go. 4. In the method of claim 1, 2 or 3, the alloy is subjected to at least the following process before step (1): (a) the alloy is heated at a temperature of 1100 to 1300°C; immersion treatment; or (b) additional hot working of the alloy at a temperature of 1100 to 1300°C after said immersion treatment; or (c) one of the additional cold working of the object after said hot working. Said method, characterized in that it additionally processes. 5. A method according to claim 1, 2, 3 or 4, characterized in that the shaping is carried out in a step with an additional intermediate solution treatment and quenching. . 6. The method of any one of claims 1 to 5, wherein the aging treatment comprises: (a) cooling at an essentially constant rate; or (b) cooling at a first high average rate. A method as described above, characterized in that it is carried out by subsequently cooling at a second slow average. 7. The method according to any one of claims 1 to 6, characterized in that the aging treatment is carried out in the presence of a magnetic field. 8. In the method of any of claims 1 to 7, the object is additionally treated (a) after step (1) and before step (2), and/or (b) after step (2). Said method, characterized in that machining is carried out after step 2) and before step (3). 9. In the method of any of claims 1 to 8, incidental impurities are contained in at least the following amounts: 0.05% by weight C, 0.05% by weight N, 0.2% by weight Si, 0.5% by weight %Mg, 0.1% by weight
of Ti, 0.5% by weight of Ca, 0.1% by weight of Al, 0.5% by weight of Mn, 0.05% by weight of S, and 0.05% by weight of O.
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