JPS63190140A - 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３５〜９０ｗ　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１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＜ＯＯＤ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　［００１）〔２
１１＞　、　　（２１１）　＜１１１＞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（１０
０）〔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Ｎｉ量が４５〜５５％の合
金（ＪＩＳパーマロイＰＥ）では、圧下率９５％程度以
上の強冷間圧延を施した後、１０００°Ｃ以上の温度で
焼鈍を施すと（１００）　＜００１）の１次再結晶集合
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、（１００）
〔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、仕上げ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＾
／ｖａの磁化力での比透磁率を用い、μ４と記す）が５
００〜１０００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。これは（１００）〔００１＞組織を有
しているものの、１次再結晶であるため、平均結晶粒径
が数μｍ以下と極めて小さいからである。したがって（
１００）　＜００１＞組織を有しつつ、結晶粒径が数ｍ
ｍ程度に粗大化すれば初透磁率をも高めることができる
のである。

とはいえ初透磁率を高めるべく、焼鈍条件を変えて結晶
粒を粗大化させると、μ４は１００００程度と大きくな
るものの、今度は（１００）　＜００１＞の集合組織が
得られず、ヒステリシスループの角形性は著しく劣化す
るという問題が生じていた。

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） 上記の問題を解決するには、結晶粒の＜１００＞軸をそ
ろえた集合組織とし、しかもその組織を保持したまま結
晶粒の粗大化を図ればよい。そこで発明者らは、従来報
告されていた面心立方晶金属の２次再結晶による（２１
０）　＜ＯＯｂ方位の集合組織に着目し、かかる集合組
織を得るために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％を含有し
、残部実質的にＦｅよりなる薄帯であって、（２１０）
〔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：３５〜６０％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、１０”Ｃ／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、７００〜１０００°Ｃ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１１００〜１３００°Ｃ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。

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、＜００１＞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〜　−６
０％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
．０２〜０．８ｍｎ＋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。

次にこの薄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：４０％以上の圧延後、中間熱処理とし
て７００〜１０００°Ｃの温度範囲で焼鈍したのち、圧
下率が異周速圧延の場合は７５％以上、等周速圧延の場
合は８５％以上の条件の下に圧延を施し、しかるのち１
１００〜１３００℃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　：　４９％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０．８ｍｍの薄板を作製
した。この薄板に対し圧下率：５０％の圧延後、８００
°Ｃ，５分間の中間焼鈍を施したのち、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
９００〜１３００°Ｃの温度範囲で４ｈ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（２１０）　＜００１＞方位を
もつ２次再結晶粒の割合を測定した結果を第１図に示す
。この割合は板表面での面積比率で示し、かかる方位粒
の割合が９０％以上のものを◎、７５〜９０％のものを
○、５０〜７５％のものを△、そして５０％以下のもの
を×で表した。

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、（２１０）　＜００ｂ方位の２次再結晶粒
の割合が高いものは、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１１
００〜１３００°Ｃの範囲で処理して得たものであるこ
とがわかる。なお１３００℃を超える温度での処理は工
業的な困難を伴うので上限温度は１３００°Ｃとした。

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
．９０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１００００以上であり、結晶粒を粗大化させた従来材
と同程度の高い値を示している。

従来Ｎｉ−Ｐｅ合金においては、９０％以上の圧下率で
の強冷延と焼鈍との組み合わせにより、初透磁率は大き
いがヒステリシスループの角形比は小さいもの、あるい
は角形比は大きいけれども初透磁率は小さい材料しか得
られていなかった。しかるにこの発明による液体急冷法
により得られたＮｉ　−Ｆｅ合金の場合、結晶粒の大き
な（２１０）　＜００１＞方位の２次再結晶粒組織を得
ることにより、初透磁率とヒステリシスループの角形性
に優れた材料が得られ、しかも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−で下げること
もできる。

次に上述の実験と同様にして得た急冷薄板に圧下率：８
５％での等周速圧延ついで１２００℃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
（２１０）　＜００ｂ方位の２次再結晶率、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、磁気特性の向上のみならず、仕上げ処
理における圧下率の低減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て変化し
、従来より低い圧下率と高温焼鈍とで（２１０）　＜０
０１＞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（２１０）　＜００１＞方位が現われる。さらに結
晶粒は２次再結晶によって成長し、＜００１＞軸が揃い
また粒径も大きくなるので高い初透磁率と角形比とが得
られる。

（実施例） 実施例Ｉ Ｎｆ　：　４７％を含有する溶鋼を双ロール法により急
冷凝固（冷却速度＝５×１０３°Ｃ／ｓ）して厚さ０．
８６ＩＩｍ、幅２００ｍｍの薄板を作製した。この薄板
を５０％の圧下率で圧延し、７００°Ｃ，５分間の中間
焼鈍を施したのち、表１に示す種々の圧下率で圧延（異
同速比１　：　１．８および等周速）し、ついで、水素
雰囲気中で１２００″Ｃ１５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−圧延
によって薄帯化したのち、同様の処理を施して得た薄帯
についての調査結果も併せて示す。

表　　１ 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１００００以上の初透磁率とが同時に
得られた。

実施例２ Ｎｉ：５６％を含有する溶鋼を双ロール法により急冷凝
固（冷却速度：　３　ＸＩＯ’°Ｃ／ｓ）して厚さ０．
６１０＋　。

幅Ｌ５０ｎ＋ｍの薄板を作製した。この薄板を６５％の
圧下率で圧延し、９００°Ｃ，３分間と１１００℃、３
分間の２種類の中間焼鈍を施したのち、それぞれ異同速
比１　：　１．５　、圧下率８３％の異周速圧延を施し
た。

ついで両者とも１１５０°Ｃ，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
０Ｈｚ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−圧延
によって薄帯化したのち、同様の処理を施して得た薄帯
についての調査結果も併記した。

表２ （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（２１０）　＜
００１＞方位の得られる条件が低圧下率まで拡大される
のでコスト低減にも役立つ。

【図面の簡単な説明】

第１図は、（２１０）　＜００１＞方位の２次再結晶率
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、（２１０）　＜００１＞方位の２次再結晶率
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６図は、初ｙ１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、（２１０）〔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：４０
   ％以上の圧延処理後、７００〜１０００℃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１１００〜１３００℃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
   。