JPS63203734A - 高力磁性ａ１またはａ１合金の製造方法 - 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］ 本発明は調性並びに磁気特性の優れた高力磁性Ａｌまた
はＡｌ合金の製造法に関するものである。

［従来の技術］ Ａｌ又はＡｌ合金については、軽量性の他、電気伝導性
、熱伝導性、成形加工性等が優れており、さらに合金化
によって強度面の改善も達成し得るというところから工
業材料として鉄鋼材料に次いで多量に使用されている。

一方電機製品の分野では軽量化並びに小型化が急速に推
し進められており、特にモータ類の軽量化が強く要請さ
れているが、これに対応するには軽量で且つ磁性を有す
る材料が必要とされている。こうした要請を受け、Ａｌ
の軽量性を保持しつつ更に磁性を付与した磁性Ａｌ合金
の開発が進められており、具体的な手段としてはＡｌま
たはＡｌ合金（以下単にＡｌと言うこともある）溶湯に
磁性材料粉を混合して磁性Ａｌ合金を製造する方法が提
案されている。しかるにこの方法においては高温のＡｔ
溶湯中に磁性材料粉を添加混合する為Ａｌと磁性材料粉
が反応して金属間化合物を生成したり、また磁性材料粉
の一部がＡｌマトリックス中に拡散溶失することなどが
原因して、得られた磁性Ａｌ合金の磁気特性は満足でき
るものではなかった。また該磁性Ａｌ合金については剛
性が低いというＡｌ特有の欠点があり、この点において
も改善の余地が残されていた。

このような問題点に鑑み本発明者ら社先に特開昭６１−
１０４０４０号においてＡｌ粒粉末繊維状の強磁性体を
３〜６０重量％添加した混合物を、２５０〜６５０℃に
加熱し更に圧縮して磁性Ａｌ合金を得る方法を提案して
いる。この方法においては剛性並びに磁気特性に優れた
Ａｌ合金が得られるが、磁性体とＡｌまたはＡｌ合金の
混合時、両者の比重差に基づく重量偏析が生じゃすく均
一分散性に難を有し、その結果磁性体のからみ或は団塊
状態が生じ材料特性において充分なものが得られなかっ
た。

［発明が解決しようとする問題点］ 本発明はこうした事情に着目してなされたものであって
、剛性並びに磁気特性により優れた磁性ＡｌまたはＡｌ
合金を製造する方法を提供することを目的とするもので
ある。

［問題を解決するための手段］ 上記問題点を解決することのできた本発明とはＡｌまた
はＡｌ合金の微小体１０〜９７１ｉ量部、強磁性体の微
小体９０〜３重量部、並びに有機バインダからなる混合
物を圧縮成形して予備成形体を得た後、減圧下３００〜
６５０℃に加熱して有機バインダを除去し、次いで２５
０〜６５０℃で圧縮成形することを構成要旨とするもの
である。

［作用］ 本発明は基本的にはＡｌまたはＡｌ合金微小体と強磁性
体の微小体とを混合して加熱し加圧成形するいわゆる粉
末冶金成形法を用いるものであるが、本発明においては
有機バインダも併せて添加混合することにより、原材料
の比重差による重量偏析が低減し均一分散が達成される
。尚本発明における微小体とは、粉末、粒体、偏平体、
繊維状等の如何を問うものではなく、目的に合わせて任
意の形状が選択される。またＡｌ合金としては例えばＡ
　ｌ−Ｍｎ合金、Ａｌ−Ｃｕ−Ｍｇ合金等が挙げられ、
強磁性体としては純Ｆｅ、５１５Ｃ。

５４５Ｃ，パーマロイ、センダスト、珪素鋼などが挙げ
られる。また混合に際してＡｌまたはＡｌ合金と強磁性
体とをそれぞれ１種以上併用することも可能である０粒
径は混合性の点から主に１００μ程度以下にするのが望
ましい。

上記のようにして均一混合分散状態が得られた後は、一
定の形状に成形し、次いで減圧下に加熱して有機バイン
ダを除去する。そして２５０〜６５０℃の比較的低温で
熱処理すれば容易に合金化する。上記手順を採用してい
るので強磁性体同士のからみや団塊状態がなくなり、Ａ
ｌまたはＡｌ合金と強磁性体が一体化した十分な金属結
合がなされ最終的に強磁性で且つ機械的特性の良好なも
のが得られる。

上記ＡｌまたはＡｌ合金と強磁性体の配合はＡｌまたは
Ａｌ合金が１０〜９７重量部、強磁性体が９０〜３重量
部（合わせてｉｏｏ重量部）とする。強磁性体が９０重
量部を超えるとマトリックスとなるＡｌまたはＡｌ合金
の量が相対的に少なくなり、ＡｌまたはＡｌ合金同士の
結合が不足してマトリックスとしての延性が発揮されな
いし、また磁性体同士の接触部が多くなり、そこではＡ
ｌまたはＡｌ合金と磁性体との金属結合が生じないため
一体性の良い合金が得られず機械的特性が不十分となる
。−力強磁性体が３１ｉ量部未満では強磁性体の添加量
が不足するため磁気特性の良いものが得られない、尚先
願の特開昭６１−１０４０４０号においては強磁性体添
加量の上限を６０１ｉ量部としていたが、本発明では９
０重量部までに増すことができる。これは有機バインダ
を加えて混合するので均一分散が可能となり、また合金
化に際してＡｌまたはＡｌ合金と強磁性体との十分な金
属結合が達成されるためと考えられる。

また強磁性体としては前述の如く粉末状１粒状、偏平状
、繊維状等が使用できる。この点前記特開昭６１−１０
４０４０号においては繊維状の強磁性体を使用すること
としていためでその相違について説明すると、繊維状強
磁性体は細径で且つ長尺である為塊状物はどには不均一
分布とはならず、又細径であるので全長にわたってＡｌ
粒粉末十分に接触し、金属的結合を形成して一体化する
為嵩密度が大きくなり、またその結果強度及び剛性の優
れたものが得られるためであったが、本発明においては
有機バインダを添加して混合するのでＡｌまたはＡｌ合
金と強磁性体との均一分散を可能とし、その結果合金化
に際しても一体化した金属結合を形成することが可能と
なるので強磁性体としての形状選択幅が前記の様に広範
になったのである。混合に際して加えられる有機バイン
ダとしては粘性を有し、ＡｌまたはＡｌ合金および強磁
性体と反応しない有機物であればいずれでも良いが、数
千〜致方ｃｐｓ程度の粘性を有するものが好都合である
０代表例を示すとたとえばポリアクリル系樹脂、ポリビ
ニルアルコール樹脂およびワックス等をアルコール等の
溶媒に溶解したものが挙げられ、これらをＡｌまたはＡ
ｌ合金粉末および強磁性体に対して１〜２重量部配合し
てＡｌまたはＡｌ合金粉末１強磁性体および有機バイン
ダの混合物を得る。具体的な有機バインダとしてはＮ　
ｏｐｃｏｗａｘ（Ｎｏｐｃｏ　Ｃｈｅ＋＊４ｃａｌ　Ｇ
ｏ、社製）　、　Ａｃｒａｗａｘ　（Ｇｌｙｃｏ　Ｃｈ
ｅｓ＋１ｃａｌｓ　Ｉｎｃ社製）、Ｓ　ｔｅｒｏｔｅｘ
　　（Ｃａｐｉｔａｌ　Ｃ１ｔｙ　Ｐｒｏｄｕｃｔｓ　
Ｃｏ、社製）がある。この際注意しなくてはならないの
はＡｌまたはＡｌ合金は水との反応性に冨んでいること
であり、水系のバインダを使用することは避けることが
推奨される。

有機バインダが有機溶媒を含有するものであれば予めこ
れを揮発除去した後減圧用の脱気管を有する容器に充填
し圧縮成形して予備成形体を得る。この予備成形体を得
る予備圧縮成形工程を設けるのは、バインダを含有する
混合物は嵩比重が小さく、単に成形するだけでは後の熱
間圧縮によって得られる製品が非常に小さなものになっ
てしまうからである。そこで予め９０％程度の充填密度
となるように予備圧縮成形工程が必要である。なお予備
圧縮成形は、有機バインダ除去するための減圧の際に粉
末が飛散するのを防止する効果もある。

ついで該予備成形体を減圧下で３００〜６５０℃に加熱
して有機バインダを除去する。これは３００℃以上の温
度で有機バインダを揮発または分解気化させこれを減圧
して減圧用脱気管より完全に除去するためである。また
同時に気孔も除かれるので最終的製品にボイドやポロシ
ティなどの空孔がなくなり磁気特性、材料的特性の良い
製品が得られる。

さらに有機バインダを除去した予備成形体を２５０〜６
５０℃で加圧成形して目的とする高力磁性Ａｌ合金を得
る。尚上記加熱温度が２５０℃未満の場合には温度が低
い為にＡｌの変形抵抗が高く保磁力が低下するだけでな
く、嵩密度（充填密度）も向上せずＡｌと強磁性体の金
属結合は不十分となる。一方加熱温度が６５０℃を超え
るとＡｌが溶融し強磁性体と反応して金属間化合物を生
成する為磁気特性が低下する。従って加熱温度は２５０
〜６５０℃とする必要がある。有機バインダ除去時の加
熱温度上限を６５０℃としたのも同じ理由による。

成形手段については一切制限されないが、Ａｌ自身は自
己焼結性が少ないためプレス、押出しあるいはＨＩＰ等
により成形する。成形用容器は予備成形用と加圧成形用
を兼ねるものを使用するのが一般的であるが、夫々専用
容器を用いても良い、前記容器の材質については特に制
限はないが、例えばＡｌ、Ｆｅ、Ｃｕあるいは耐熱ゴム
等が挙げられる。又加熱圧縮に際しても予備成形体を容
器に充填後脱気処理を行なうことが望ましい、更に圧縮
手段についても制限がある訳ではないが、静水圧による
圧縮が推奨され、また圧縮圧力は５０〜８０　ｋｇｆ／
＊ｍ’に設定することが望まれる。

［実施例］ 平均粒径７０μｍの純Ａｌ粉末２強磁性体および有機バ
インダ（ポリアクリル系樹脂）を２重量％混合し、１０
０℃で加熱乾燥後、脱気管を有するＡｌ缶に充填し、脱
気処理を行いつつ５℃／ｗｉｎで５００℃まで昇温し該
温度に一時間保った後、５００℃にてホットプレスによ
る固化成形を行い磁性Ａｌ合金を得た。第１表には、該
磁性Ａｌ合金の引張強度、ヤング率および磁気特性を混
合磁性体の種類、配合量と共に示す、また有機バインダ
を添加しないものおよび本発明規制外のものを同様に処
理し比較例として第１表に併記する、尚第１表における
配合量重量部は有機バインダ除去後の強磁性体の重量部
である。

第１表から明らかなように本発明例であるＮｏ、２．３
，５，６．８は良好な磁気特性を示すとともに、ヤング
率はやや低いものがあるが引張強度は高い値を示してい
る。これに反してＮｏ。

１．４は磁性体量を２％としたため十分な引張強度およ
び磁気特性が得られなかった。Ｎｏ、７は磁性体量を９
５％としたため磁気特性としては良好なものが得られた
が引張強度の低下が著しい。

Ｎｏ、９．１０．１１は有機バインダ無添加で磁気特性
は良好であるが引張強度は低い、これは磁性体配合量が
比較的多くまた有機バインダ無添加であるため磁性体が
系内に偏在し磁性体とＡｌとの金属結合による一体化が
十分進行しなかったためと考えられる。

［発明の効果］ 本発明は以上のように構成されておりＡｌまたはＡｌ合
金粉末と磁性体との混合時有機バインダを添加して混合
するので両者を均一に分散することができ、また２５０
〜６５０℃という比較的低温で加圧成形するので磁気特
性の改善に寄与しない金属間化合物の生成を防止しつつ
、ＡｌまたはＡｌ合金と磁性体の結合状態を満足し得る
ものとすることができる。かくして剛性並びに磁気特性
の優れた磁性Ａｌ合金を得ることができる。

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. ＡｌまたはＡｌ合金の微小体１０〜９７重量部、強磁性
   体の微小体９０〜３重量部、並びに有機バインダからな
   る混合物を圧縮成形して予備成形体を得た後、減圧下３
   ００〜６５０℃に加熱して有機バインダを除去し、次い
   で２５０〜６５０℃で圧縮成形することを特徴とする高
   力磁性ＡｌまたはＡｌ合金の製造方法。