KR20080027492A

KR20080027492A - 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재 및보이스 코일 모터 자기 회로용 요크

Info

Publication number: KR20080027492A
Application number: KR1020080023785A
Authority: KR
Inventors: 마사노부 시마오; 마사아끼 니시노; 다께히사 미노와
Original assignee: 신에쓰 가가꾸 고교 가부시끼가이샤
Priority date: 2001-08-07
Filing date: 2008-03-14
Publication date: 2008-03-27
Also published as: CN1405954A; CN100403627C; TWI264171B; JP2003049251A; DE60213333T2; KR20030014126A; DE60213333D1; US20030034091A1; JP3748055B2; KR100845071B1; KR100845072B1; EP1283276A1; EP1283276B1; US6942741B2

Abstract

본 발명은 보이스 코일 모터 자기 회로에 사용되고, 판 두께가 0.1 내지 5 mm, 자계 강도 변동이 0 내지 10 Hz이며, C: 0.0001 내지 0.02 ％, Si: 0.0001 내지 5 ％, Mn: 0.001 내지 0.2 ％, P: 0.0001 내지 0.05 ％, S: 0.0001 내지 0.05 ％, Al: 0.0001 내지 5 ％, O: 0.001 내지 0.1 ％, N: 0.0001 내지 0.03 ％, Co: 0 내지 10 ％, Cr: 0 내지 10 ％, Ti, Zr, Nb, Mo, V, Ni, W, Ta, B에서 선택되는 합금 원소 0.01 내지 5 ％를 함유하고, 잔부가 Fe로 이루어지는 철 합금으로서, 포화 자속 밀도가 1.7 내지 2.3 테슬라, 최대 비투자율이 1200 내지 22000, 보자력이 20 내지 380 A/m 인 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재에 관한 것이다.

본 발명에 따르면, 내식성 금속 피막의 형성을 필요로 하지 않는 염가인 자기 회로의 제공이 가능해진다.

보이스 코일 모터 자기 회로용 요크, 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재, 내식성-금속 피막, 자속 밀도, 최대 비투자율, 보자력

Description

보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재 및 보이스 코일 모터 자기 회로용 요크 {Iron Base Alloy Plate Material for Voice Coil Motor Magnetic Circuit Yoke and Yoke for Voice Coil Motor Magnetic Circuit}

본 발명은, 자기 기록 장치에 있어서의 보이스 코일 모터 등에 적합한 자기 회로를 제공하기 위한, 자기 회로를 구성하는 고자속 밀도, 고내식성의 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재 및 보이스 코일 모터 자기 회로용 요크에 관한 것이다.

하드 디스크에는, 자기 기록막을 성막한 미디어와 그 미디어를 필요한 회전수로 회전시키는 스핀들 모터, 기록 내용을 기록 및 판독하는 자기 헤드와 그것을 구동하는 보이스 코일 모터나 제어 장치 등이 배치된다. 보이스 코일 모터의 자기 회로는 자속을 발생시키는 영구 자석과 이들을 연결하는 요크로 구성되어 헤드 구동용 작동기로서 사용된다. 또한, CD, DVD 드라이브의 자기 회로에서는 픽업용 렌즈를 구동하는 작동기로서 자속을 발생시키는 영구 자석과 그것을 연결하는 요크가 사용된다. 최근, 메이커의 심한 가격 경쟁에 의해 보이스 코일 모터에도 한층 더 저비용이 요구되고 있다.

이들에 사용되는 부품에 있어서는, 첫째로 청정하여 발진성(發塵性)이 없는 것이 요구된다. 요크 등 철 부품으로 쉽게 녹슬어 버릴 우려가 있는 부품에 있어서는 발생한 녹이 파티클 콘터미네이션이 되어 하드 디스크, 픽업용의 헤드나 렌즈를 오염시키기 때문에, 각종의 내식성 표면 처리를 행하여 사용되는 것이 통상적이다. 또한, 부품 각각을 깨끗한 제조 공정으로 제작하여 고가의 비용이 드는 것은 불가피하지만, 자기 헤드와 미디어 사이의 크래시나 렌즈의 오염을 피하기 위해서 엄격한 청정도 관리가 행하여 지고 있다.

보이스 코일 모터를 구성하는 자기 회로의 요크재는, 저비용화의 요구로부터 SPCC, SPCD, SPCE 등 염가의 일반 압연 강판이 사용된다. 이들 일반 압연 강판은 펀칭, 굽힘 등의 가공성이 좋고 염가인 것이 특징이지만, 일반 압연 강판이기 때문에 녹의 발생을 억제할 수 없고, 상기한 문제를 해결하기 위해서 프레스 기계 등으로 가공한 후, 고가의 무전해 Ni-P 도금 등을 실시하여 녹의 발생을 억제하고 있는 것이 실상이다.

이와 같이, 자기 회로의 저비용화를 실현하기 위해서는 SPCC 등의 염가인 재료를 사용하고 있었지만, 일반 압연 강판의 내식성을 기대할 수 없기 때문에, Ni 도금 등의 고가인 내식성 피막을 형성할 필요가 있었다. 따라서, 비용이 많이 드는 것은 불가피하였다.

앞에서 말한 바와 같이, SPCC 등의 냉간 압연 강판은 펀칭, 템플레이팅, 천공이나 굽힘, 엠보싱 가공 등의 생산성이 우수하다는 것과 염가라는 점 때문에 가장 많이 사용되고 있다. 그러나, 이들 강재는 충분한 포화 자화나 내식성을 갖지 않기 때문에, 전술한 소형화, 박형화에 의해 부분적인 VCM 자기 회로에 있어서 자기 포화를 피하는 것이 곤란하고, 고자속 밀도를 갖는 영구 자석으로부터의 자속을 자기 회로에 충분히 유도할 수 없었다. 또한, 요크의 두께 치수도 장치 전체로부터의 제약에 의해 제한되고, 고성능 자석의 자속 전부를 유효하게 활용할 수 없으며, 자기 회로의 도중에서 부분적으로 포화하거나 자속의 누설이 발생하기도 한다.

이러한 자속의 누설은, 자기 회로의 갭 자속 밀도를 저하시킬 뿐만 아니라, 주변의 자기 기록 매체나 제어 기기에 영향을 미치게 된다. VCM 회로로부터의 누설 자속량에는 일정한 규정이 있고, 제품의 누설 자속량은 이 규정치 이하로 하지 않으면 안된다.

또한, 녹 등의 파티클 콘터미네이션 발생을 피하기 위해서, 표면 처리막의 성막이 필수적이므로 저비용화가 매우 곤란하였다.

이러한 누설 자속량을 없애고, 영구 자석이 갖는 고자속 밀도의 특성을 전부 활용하고, 또한 염가로 제조할 수 있는 요크용 자성 재료의 개발이 강하게 요망되고 있었다.

본 발명은, 상기 요망에 응하기 위해서 이루어진 것으로, 자속 밀도가 높고, 또한 내식성이 우수하여 내식성 금속 피막의 형성을 생략할 수 있고, 염가로 제조할 수 있는 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재 및 보이스 코일 모터 자기 회로용 요크를 제공하는 것을 목적으로 한다.

본 발명은, 상기 목적을 달성하기 위해서, 보이스 코일 모터 자기 회로에 사용되는 판 두께가 0.1 mm 이상 내지 5 mm 이하, 판 내부의 자계 강도 변동이 0 내지 10 Hz인 요크용 판재에 있어서, 상기 판재가 C: 0.0001 내지 0.02 중량％, Si: 0.0001 내지 5 중량％, Mn: 0.001 내지 0.2 중량％, P: 0.0001 내지 0.05 중량％, S: 0.0001 내지 0.05 중량％, Al: 0.0001 내지 5 중량％, O: 0.001 내지 0.1 중량％, N: 0.0001 내지 0.03 중량％, Co: O 내지 1O 중량％, Cr: O 내지 10 중량％의 각 원소를 함유하고, 또한 첨가 원소로서 Ti, Zr, Nb, Mo, V, Ni, W, Ta, B에서 선택되는 1종 이상의 합금 원소를 합계 0.01 내지 5 중량％ 함유하고, 기타 실용상 불가피한 불순물 이외에는 잔부가 Fe로 이루어지는 철 합금으로서, 그 포화 자속 밀도가 1.7 테슬라 이상 2.3 테슬라 이하, 최대　비투자율이 1200 이상 22000 이하, 보자력이 20 A/m 이상 380 A/m 이하인 것을 특징으로 하는 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재, 및 이 철 합금 판재를 사용한 보이스 코일 모터 자기 회로용 요크를 제공한다. 이 경우, 이 요크는 상기 철 합금 판재의 내식성이 양호하기 때문에 종래와 같이 표면에 내식성 금속 피막, 예를 들면 Ni, Cu, Sn, Au, Pt, Zn, Fe, Co, Al 등의 금속이나 이들 금속을 20 중량％ 이상 포함하는 합금으로 피막을 형성하는 것을 생략할 수 있다.

즉, 상기 철 합금 판재를 사용함으로써 고특성을 유지하면서 고내식성의 보이스 코일 모터를 제작할 수 있다. 특히, 종래 고가이기 때문에 그 사용이 억제되던 Co가 포화 자화의 향상에 유효하고, 판재의 고포화 자화에 의해 고성능 영구 자석으로부터 발생하는 자속을 효율적으로 자기 회로로 유도할 수 있으며, 또한 Cr을 첨가함으로써 고내식성을 부가하여 표면 처리막이 필요하지 않기 때문에 염가로 제조할 수 있다는 것이 특징이다. 또한，첨가 원소로서 가해진 Ti, Zr, Nb, Mo, V, Ni, W, Ta에서 선택되는 1종 이상의 합금 원소로 이루어지는 탄화물 및(또는) 산화물이 합금의 입계 및(또는) 입자 내에 미세하게 분산하여 석출되는 것이 바람직하다.

이상 상술한 것과 같이, 본 발명은 자기 인쇄 장치 보이스 코일 모터용 자기 회로 부재로서 사용되는 두께 0.5 mm에서 5 mm의 요크재의 자기 특성 및 내식성을향상시키므로써, 구성하는 자기 회로에 자석으로부터 투입되는 자속을 유효하게 이용하여 갭 사이의 자속 밀도를 유지하고, 모재의 내식성을 향상시키며, 트리밍, 목귀질 후의 마무리로 화학 연마, 전해 연마할 뿐 내식성 금속 피막의 형성을 필요로 하지 않는 염가인 자기 회로의 제공이 가능해진다.

이하, 본 발명에 대해서 더욱 자세히 설명한다.

본 발명의 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재는, 상술한 바와 같이 C, Si, Mn, P, S, Al, O, N을 특정량 함유함과 동시에, 바람직하게는 Co, Cr 도 특정량 함유하고, 또한 Ti, Zr, Nb, Mo, V, Ni, W, Ta, B의 1종 또는 2종 이상을 특정량 함유하는 철 합금으로 이루어진 것이다.

즉, 본 발명자들은 상기한 목적을 달성하고자 여러가지의 재료를 검토하여 내식성을 향상시키는 원소를 조사한 결과, SPCC 등의 철강은 공기 속에서 가열하면 스케일을 발생시켜 산화가 빨라진다는 것을 알게되었다. 이것은, FeO, Fe₃O₄가 금속 부족 n형 반도체로 Fe⁺⁺의 이동에 의해 성장하고, Fe₂O₃는 금속 과잉 p형의 반도체로 O의 이동에 의해서 성장하기 때문에, 산화물층을 통해서 산소가 침투하여 산화물층 밑의 철의 산화를 진행시킨다. 산화를 진행시키지 않기 위해서는 산화물층이 치밀하고, 깨짐 등이 생기지 않고, 잘 밀착되어 있어서 내부로의 산소 침투를 방해하는 작용을 갖는 것이 좋다. Al, Cr, Si는 Fe보다도 산화되기 쉽고, 더 안정된 산화물을 만드는 금속을 합금화하기 때문에 Fe보다 선택적으로 산화되고, Al₂O₃, Cr₂O₃, SiO₂의 얇고 친밀한 피막을 만들어 산화의 진행을 방해한다. 상세하게는, Al, Cr은 FeOㆍAl₂O₃, FeOㆍCr₂O₃의 복합 산화물을, Si는 2FeOㆍSiO₂의 복합 산화물을 생성한다. 생성된 산화물층이 용적이 작고, 표면을 완전히 덮지 않는 경우는 내산화성이 없고, 반대로 용적이 지나치게 크면 산화물층이 부풀거나 깨져서 마찬가지로 내산화성이 없다. 적당한 용적의 치밀한 산화물층이 표면을 완전히 덮는 경우가 가장 좋다.

또한, SPCC재 등의 성분으로부터 자속 밀도의 저하에 영향을 미치는 원소를 조사하였다. 철에 대해서는 C, Al, Si, P, S, Mn은 자기 모멘트를 갖지 않지만, 자기 모멘트가 철 모체와 다르기 때문에, 이들 원소의 존재에 의해서 주위 철의 자기 모멘트를 저하시키는 현상이 발생한다. 특히 P, S는 자속 밀도의 저하 이외에 내식성에 있어서도 악영향을 미치게 한다. 그러나, 이들 원소를 함부로 저감시키는 것은 원료의 제조 비용면에서 불리하며, 성능적으로도 소량의 범위 내이면 함유하고 있어도 만족할 수 있다.

이상의 관점에서, 본 발명의 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재는 C: 0.0001 내지 0.02 중량％, Si: 0.0001 내지 5 중량％, Mn: 0.001 내지 0.2 중량％, P: 0.0001 내지 0.05 중량％, S: 0.0001 내지 0.05 중량％, Al: 0.0001 내지 5 중량％, 잔부를 Fe의 범위로 하는 것으로, 보다 바람직하게는 C: 0.0005 내지 0.015 중량％, 특히 0.001 내지 0.01 중량％, Si: 0.0005 내지 5 중량％, 특히 0.001 내지 5 중량％, Mn: 0.001 내지 0.2 중량％, 특히 0.01 내지 0.2 중량％, P: 0.0001 내지 0.05 중량％, 특히 0.001 내지 0.05 중량％, S: 0.0001 내지 0.05 중량％, 특히 0.001 내지 0.05 중량％, Al: 0.0005 내지 5 중량％, 특히 0.001 내지 5 중량％로 한다.

또한, O 및 N은 마찬가지로 자기 특성에 영향을 주며, O:0.001 내지 0.1 중량％ 및 N: 0.0001 내지 0.03 중량％로 하는 것이 바람직하고, 이 범위이면 포화 자속 밀도를 크게 열화시키지 않는다. 보다 바람직하게는 O:0.005 내지 0.09 중량％, 특히 0.005 내지 0.08 중량％, N: 0.0005 내지 0.03 중량％, 특히 0.0005 내지 0.02 중량％이다.

Co, Cr은 각각 0 내지 10 중량％로 한다. 특히 Fe-Cr 합금은 거의 직선적으로 자발 자기 모멘트를 저하시키는 것으로 알려져 있으며, 다량의 첨가는 자속의 저하로 연결된다. 또한, 이 합금의 10 내지 80 중량％의 조성의 것은 설담금에 의해 물리적 성질이 현저히 변화한다. 예를 들면 475 ℃에서의 설담금에 의해 기계적으로 단단해지거나, 물러지고, 절삭이나 펀칭 가공 등의 소성 가공능이 현저히 저하되고, 취성과 함께 내식성도 열화된다. 또한, 700 ℃ 전후에서 장시간 가열되면 입계에 σ상이 석출되고, 내입계 부식성이나 기계 강도가 저하된다. 따라서, Cr의 범위는 10 중량％ 이하로 한다. 본 발명의 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재 및 보이스 코일 모터 자기 회로용 요크는 그 사용되는 환경이 스테인레스강이면 염해 환경이나 약품 등이 존재하는 환경과는 다르기 때문에 Cr량은 적어도 된다. 보다 바람직하게는 Cr: 0.02 내지 10 중량％이고, 내식성의 관점에서 4 내지 10 중량％ 함유하는 것이 바람직하다.

한편, 철 원자보다도 외각 전자수가 많은 Co는 자속 밀도를 증대시킨다는 점에서 본 발명에 있어서 중요한 원소이다. Co량은 최대 1O 중량％까지 첨가하여 합금의 포화 자속 밀도를 증가시킬 수 있지만, 그 이상은 합금의 강도가 커지고 지나치게 딱딱해지기 때문에 압연 가공이 어렵고, 동시에 고가의 금속이기 때문에 비용면에서 불리하다. 따라서, Co량은 O.1 내지 1O 중량％, 특히 4 내지 10 중량％의 범위로 하는 것이 바람직하다. 또한, 자속 밀도를 저하시키는 원소의 첨가와 알맞는 양의 Co를 첨가시키므로써 종래의 SPCC 등의 재료에 떨어지지 않는 자속 밀도를 발현하는 것이 가능하다.

첨가 원소로서 첨가되는 Ti, Zr, Nb, Mo, Cr, V, Ni, W, Ta에서 선택되는 1종 이상의 원소는, 재료 중의 페라이트상 내에 고체 용융한 경우, 자속 밀도의 저하를 일으키지만, 불가피하게 혼입되는 C, O, N의 사이에서 금속간 화합물을 생성하여 탄화물, 산화물, 질화물을 만든다. 그 결과, 이들 석출물은 합금 조직 중에서 미세하고 균일하게 석출되어 소성 가공 중의 전이의 이동을 저해할 수 있다. 이 때문에 합금의 과잉 연성이 적어지게 되고, 판재의 펀칭 시에 전단면의 돌출부 발생을 억제할 수 있다. 또한, 이들 C, O, N을 고정화하는 원소를 함유하면 설담금 온도로부터 급냉하여도 예민화되는 일이 없고, 내입계 부식성이 좋으며, 또한 결정 입자의 조대화도 발생되기 어렵다.

Mo, V, Ni는 스테인레스 등의 예에서 나타나는 바와 같이, 철 합금 판재의 내식성을 향상시키는 효과가 있다. 저탄소인 경우, 440 내지 540 ℃의 템퍼링으로 현저히 약해졌다가 다시 2차 경화가 발생하는데, 이때 템퍼링 취성은 Cr과의 탄화물에 의한 것으로 이들 원소의 첨가에 의한 탄소 트랩보다 템퍼링 연화 저항성이 개선된다. W, Ta, B는 판재의 압연 가공성을 향상시키는 효과가 있고, 가공비의 저감에 공헌할 수 있다. 그러나, 이들 원소는 모두 포화 자화를 감소시키기 때문에 합계 5 중량％를 초과하여 첨가하는 것은 바람직하지 않다. 따라서, 이들 첨가 원소는 O.01 내지 5 중량％의 비율로 첨가된다.

Fe는 잔부이지만, 철 합금 중 50 중량％ 이상, 특히 75 중량％ 이상 함유하는 것이 바람직하다.

또한 본 발명에서는, 포화 자속 밀도를 1.7 내지 2.3 테슬라로 하는 것이 특 징이고, 포화 자속 밀도가 높아도 최대 비투자율이 작거나 또는 보자력이 지나치게 커져버리면 자기 회로의 자기 저항이 증대되어 갭 자속 밀도가 낮아진다. 이 때문에 최대 비투자율은 1200 이상 22000 이하의 범위로 하고, 보자력은 20 A/m 이상 380 A/m 이하의 범위로 한다. 보다 바람직하게는, 포화 자속 밀도는 1.8 내지 2.3테슬라, 특히 2.0 내지 2.3 테슬라이고, 최대 비투자율은 1500 내지 22000, 특히 2000 내지 22000이고, 보자력은 20 내지 350 A/m, 특히 20 내지 300 A/m이다.

또한 요크재의 경도가 커지면 펀칭이나 굽힘 등의 가공에 필요한 힘이 커지기 때문에 프레스기 등의 능력이 부족할 경우가 있고, 또한 금형에 가해지는 부담이 커지기 때문에 금형의 수명이 저하되므로 경도 (로크웰)를 HRB90 이하, 바람직하게는 85 이하로 하는 것이 좋다.

합금 성분은 원료 재료나 제강 방법에 따라 목적으로 하는 범위로 조정되지만, 생산성, 품질 면에서는 연속 주조법이 바람직하고, 또한 작은 로트 생산에는 진공 용해법 등이 적합하다. 주조 후, 소정 판 두께의 강재를 얻기 위해서, 열간 압연, 냉간 압연 등이 실시된다. 이렇게 하여 얻어진 철 합금 판재는 기계식 프레스나 유압식 프레스 또는 파인 블랭킹 프레스 등으로 펀칭, 템플레이팅, 천공, 굽힘, 엠보싱 등의 소성 가공에 의해 소정의 요크 형상으로 가공 처리하고, 트리밍, 목귀질, 기계 연마, 화학 연마, 전해 연마 등을 한 후, 보이스 코일 모터에 사용하는 판 두께가 0.1 mm 이상 5 mm 이하, 바람직하게는 0.5 내지 4.5 mm, 판 내부의 자계 강도 변동이 0 내지 10 Hz, 바람직하게는 0 내지 5 Hz인 요크재로서 제조할 수 있다.

요크재의 판 두께가 O.1 mm 미만인 경우는, 지나치게 얇아 판재의 포화 자화를 다소 향상시켜도 자기 회로의 특성 향상 효과를 볼 수 없고, 또한 5 mm를 초과할 경우는 반대로 충분히 두께가 있기 때문에 본 발명에 의하지 않아도 자기 회로가 포화하는 문제는 생기지 않는다. 요크재 판내부의 자계 강도의 변동이 10 Hz를 초과할 경우는, 주파수의 제곱에 비례하는 와전류가 발생하고, 요크재가 가열됨으로써 산화가 가속되기 때문에 충분한 내식성을 얻을 수 없다.

여기에서, 요크재에 발생하는 돌출부 제거법으로는 폭발 연소식, 바렐 연마 등이 사용된다. 마무리로는 기계 연마인 버프 연마, 화학 연마, 전해 연마가 채용된다. 특히, 기계 연마를 행한 표면은 무정형인 극미립자 집합체의 베일비층, 금속 결정이 미세화된 파쇄 결정, 가공에 의해 변형된 소성 변형의 영역으로 이루어지는 수마이크론 정도 이하의 가공 변질층이 존재하고, 버프 연마에 의한 경면 가공만으로는 가공 변질층이 잔존하기 때문에 소정의 성능이 얻어지지 않으므로, 화학 연마, 바람직하게는 전해 연마가 필요해 진다. 전해 연마는 표면의 돌기를 우선하여 용해하고, 또한 전체에 걸쳐 용해하기 때문에 가공 변질층을 완전히 제거할 수 있다. 이에 따라 평활한 면이 얻어지므로, 이러한 방법은 기록 정보를 파괴하여 버리는 파티클 발생을 저감하기 위해서는 최적의 처리이다. 전해 연마액으로는 과염소산, 황산, 염산, 질산, 아세트산, 인산, 타르타르산, 시트르산, 수산화나트륨, 아세트산나트륨, 로단소다, 요소, 질산코발트, 질산 제2철 등에, 에탄올, 프로판올 등의 알코올류, 부틸셀로솔브, 글리세린, 순수한 물 등을 적절하게 조합한다.

이상의 공정에서 제조된 보이스 코일 모터 자기 회로용 요크는 그 내식성이 우수하기 때문에, 요크 표면에 내식성 피막을 코팅할 필요가 없다. 역으로, 이 요크에 금속 또는 각종 합금으로 이루어지는 내식성 피막을 전기 도금, 무전해 도금, 이온 플레이팅 등의 각종 방법으로 코팅하는 것은 요크의 비용 상승을 초래하기 때문에 바람직하지 않다. 즉, 본 발명의 철 합금에 있어서는, 상기 판재 합금의 표면에 Ni, Cu, Sn, Au, Pt, Zn, Fe, Co, Al 등의 금속 피막 또는 이들 금속의 1종 이상의 금속을 20 중량％ 이상 포함하는 합금 피막을 존재시키지 않기 때문에 제품의 비용 상승을 방지할 수 있다.

<실시예>

이하, 실시예와 비교예를 예시하여 본 발명을 구체적으로 설명하지만, 본 발명은 하기의 실시예로 제한되는 것은 아니다.

<실시예 1 내지 14>

표 1에서의 실시예 1 내지 8에 나타낸 성분 조성의 강철 합금 덩어리를 용해ㆍ연속 주조하여 폭 200 mm, 길이 500 mm, 판 두께 50 mm의 합금 덩어리를 얻었다.

그 합금 덩어리를 대기 분위기에서 1200 ℃로 가열하여 열간 압연을 개시하고, 950 ℃ 이하에서 60 ％의 누적 압하율로 하여, 850 ℃에서 열간 압연을 종료하였다. 열간 압연 종료 후에는, 실온까지 공기 중에서 냉각시켰다. 그 후, 냉간 압연한 후, 900 ℃에서 마무리 소둔, 산 세정을 실시하여 두께 1 mm의 강판으로 만들었다.

얻어진 강판을 기계식 펀칭 프레스기에 의해 요크 형상으로 펀칭 가공하고, 상하 요크 2종의 요크재를 얻었다.

얻어진 요크에 바렐 목귀질, 전해 연마를 실시하였다. 이들 상하 요크의 내측에, 최대 에너지곱 40O kJ/m³의 영구 자석을 요크의 중앙 위치에 접착하여 자기 회로를 제작하였다.

제작한 요크재를 약 4 mm의 사각 모양으로 절단하고, 최대 자계 1.9 MA/m의 진동 시료형 자력계로 포화 자속 밀도를 측정하였다.

또한, 요크 형상으로 펀칭하고 남은 판재로부터, 외경 45 mm, 내경 33 mm의 링 시료를 제작하고, JIS C 2531 (1999)에 기재된 방법에 준하여 전술한 링 시료를 사이에 종이를 끼워 2매 중첩하여 절연 테이프를 감은 후, 여자(勵磁)용 코일, 자화 검출용 코일로서 각각 50 턴씩 0.26 mmφ의 동선을 감고, 최대 자계 ±1.6 kA/m의 직류 자화 특성 자동 인쇄 장치로써 자기 히스테리시스 곡선을 그려 최대 비투자율 및 보자력을 측정하였다.

또한, 제작한 보이스 코일 모터용 자기 회로의 성능을 조사하기 위해서, 실제의 자기 인쇄 장치에 사용되는 평면 코일을 사용하고, 자속계 (Lakeshore 제조 480 Fluxmeter)를 사용하여 그 자기 회로 갭 사이의 총자속량을 측정하였다. 또한, 경도에 대해서도 JIS Z 2245에 준하여 측정하였다.

내식성을 평가하기 위해서, 온도 80 ℃, 상대 습도 90 ％의 환경하에서 200 시간 시험하여 녹의 발생 없음을 ◎, 변색을 ○, 녹의 발생이 있으면 ×로 하여 판정하였다.

<비교예 1 내지 6>

비교예로서, 일반적인 시판품 SPCC-SD의 판 두께 1 mm의 재료 (비교예 1) 및 표 2에서의 비교예 2 내지 6에 나타낸 성분 조성의 강철 합금 덩어리를 실시예 1과 동일하게 하여 얻은 두께 1 mm의 강판에 대해서 실시예 1과 마찬가지로 자기 특성을 측정하였다.

결과를 표 1에 나타낸다. 또한, 표 1에 있어서 SPCC에 대한 ％는, 비교예 1의 자속량에 대한 증감율을 나타낸다.

<실시예 15 내지 30>

마찬가지로 표 2에 나타낸 실시예 15 내지 30의 성분 조성의 강철 덩어리를 전로, 전로-탈 가스, 연속 주조 공정을 거쳐 용해ㆍ주조하고, 두께 200 mm의 슬라브를 얻었다. 용선은 RH 탈 가스 및 VOD 법 (진공-산소 탈탄법)에 의해 정제하였다.

얻어진 200 mm 판 두께의 슬라브를 1100 내지 1200 ℃로 가열ㆍ균열하고, 열간 압연기로 압연하고, 마무리 온도 850 내지 950 ℃에서 판 두께 약 10 mm으로 만들었다. 재결정 소둔 (850 내지 900 ℃) 후, 산 세정, 냉간 압연에 의해 약 4 mm의 판 두께로 만들었다. 그 후 약 850 ℃에서 마무리 소둔 후 산 세정하여 공시용 강판을 얻었다.

얻어진 강판을 기계식 펀칭 프레스기에 의해 요크 형상으로 펀칭 가공하여 상하 요크 2종을 얻었다. 얻어진 요크는 폭발 연소식 트리밍을 하고, 화학 연마를 실시하였다.

이들 상하 요크의 내측에, 최대 에너지곱 40O kJ/m³의 영구 자석을 요크의 중앙 위치에 접착하여 자기 회로를 제작하였다.

제작한 요크 판재의 자기 특성을 상기와 동일하게 측정하였다.

이상의 실험 결과를 표 2에 표시한다.

또한, 표 2에 있어서의 SPCC에 대한 ％도, 비교예 1의 자속량에 대한 각각의 증가율을 ％로 나타내었다.

표 1, 2에서 실시예의 조성의 강판은 모두 비교예에 대하여 비투자율은 상승하고, 보자력은 감소하며, 자기 회로 갭에 있어서의 총 자속량도 SPCC에 대하여 손색이 없다는 것을 알 수 있다. 또한, 녹이 눈에 띄게 발생하지 않았으며, 파티클 콘터미네이션도 없는 것으로 나타났다.

Claims

보이스 코일 모터 자기 회로에 사용되는 판 두께가 O.1 mm 이상 5 mm 이하, 판 내부의 자계 강도 변동이 0 내지 10 Hz인 요크용 판재에 있어서, 상기 판재가 C: 0.0001 내지 0.02 중량％, Si: 0.0001 내지 5 중량％, Mn: 0.001 내지 0.2 중량％, P: 0.0001 내지 0.05 중량％, S: 0.0001 내지 0.05 중량％, Al: 0.0001 내지 5 중량％, O: 0.001 내지 0.1 중량％, N: 0.0001 내지 0.03 중량％의 각 원소를 함유하며, Co 및 Cr은 함유하지 않거나 실용상 불가피한 불순물로서 함유하고, 또한 첨가 원소로서 Ti, Zr, Nb, Mo, V, Ni, W, Ta, B에서 선택되는 1종 이상의 합금 원소를 합계로 0.01 내지 5 중량％ 함유하고, 기타 실용상 불가피한 불순물 이외에는 잔부가 Fe로 이루어지는 철 합금으로서, 그 포화 자속 밀도가 1.7 테슬라 이상 2.3 테슬라 이하, 최대 비투자율이 1200 이상 22000 이하, 보자력이 20 A/m 이상 380 A/m 이하인 것을 특징으로 하는 보이스 코일 모터 자기 회로 요크용 철 합금 판재.
제1항에 기재된 철 합금 판재를 사용한 보이스 코일 모터 자기 회로용 요크.
제2항에 있어서, 표면에 내식성 금속 피막을 갖지 않는 요크.