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    公开号:WO1989001533A1
    申请号:PCT/JP1988/000817
    申请日:1988-08-18
    公开日:1989-02-23
    发明作者:Saburo Wakita；Kiyoshi Yamaguchi；Norio Yanagisawa
    申请人:Mitsubishi Metal Corporation；
    IPC主号:H01F1-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] F e - C o基合金製高周波用磁芯材
    [0003] [技術分野]
    [0004] この発明は、 すぐれた高周波交流磁気特性を有し、 ドッ トプリ ンタのへッ ドコアやプラ ンジャ ヨーク材、 さ らにステ ッ ビングモータのステ一タゃロータなどに使用される F e — C o基合金製高周波用磁芯材に関するものである。
    [0005] [背景技術]
    [0006] —般に、 これらの高周波用磁芯材には、 電流印加時に誘 起される磁束の立ち上りの速いことが要求され、 このために は磁芯材のもつ電気抵抗率を大き く して、 渦電流による損失 を減少させることが必要である。 このことから、 磁芯材の多 く は、 比較的大きい電気抵抗率と、 高い磁気特性をもち、 か つ、
    [0007] S i ： 2〜 3 . 5重量％
    [0008] を含有し、 残りが F e と不可避不純物からなる組成 （以下％ は重量％を示す） を有する F e基铸造合金が用いられている。
    [0009] —方、 近年、 例えばワー ドプロセッサにおいては、 より 小型 · 高性能化が要望され、 これに伴って ドッ トプリ ンタの へッ ドコアと し :飽和磁束密度のより高い材料を使用してコ ンパク ト化をはかることが要請されている。 この要請に応え るために、 上記の F e — S i铸造合金に代つて、 例えばパー メ ンジュールと して知られる 5 0 % F e — 5 0 % C o铸造合 金などの磁束密度の高い合金を用いる試みもなされている (日本電子材料技術協会第 2 3回秋期大会予講集 （ 1 9 6 1 ) 第 2 6〜2 9頁参照） 。 しかし、 これらの磁束密度の高い合 金は、 電気抵抗が小さいこともあって、 高周波磁気特性が期 待するほど良く ない。 すなわちこの合金の磁芯材は、 渦電流 損失が多いために、 磁束の立ち上りの点で劣る。 そのためこ の合金の磁芯材では、 近年要求されているヮー ドプロセッサ の高速化並びに印字の鲜明化に十分応えることができないの が現状である。
    [0010] [発明の開示]
    [0011] そこで、 本発明者等は、 上述のような観点から、 すぐれ た高周波交流磁気特性を共有する高周波用磁芯材を開発すベ く研究を行なつた。 その結果、 本発明者等は、 F e — C o基 合金であって、 その組成が
    [0012] C o : 4 5〜 5 3 %、 C ： 0. 3〜3 %、 好ま しく は、 C ： 0. 5〜 1. 5 %、 M nおよび S i のうちの 1種また は 2種 ： 0 .1〜 2 %、 を含有し、 さらに必要に応じて、
    [0013] M g C a、 および C eのうちの 1種または 2種以上 ：
    [0014] 0. 0 1〜 0. 2 %、
    [0015] を含有し、 残りが F e と不可避不純物からなる組成、 並びに 合金組織がフ ライ トの素地に、 体積率で 1〜 2 0 %の黒鉛 が分散した組織を有する高周波用磁芯材を見出した。 さらに 本発明者等は、 この磁芯材は、 上記従来の F e - C o铸造合 金製高周波用磁芯材に比して、 一段とすぐれた高周波交流磁 気特性を有し、 したがって、 渦電流損失が著しく少なく 、 磁 束の立ち上がりが著しく速く 、 このことから、 この合金の磁 芯材は、 機器の高速化並びに小型 · 高性能化に十分対応する ことが可能であるという知見を得た。
    [0016] この発明は、 上記知見にもとづいてなされたものであつ て、 以下にこの発明の高周波用磁芯材を構成する F e— C ο 基合金の成分組成の含有理由、 含有範囲の限定理由および黒 鉛の割合を上記の通り に限定した理由を説明する。
    [0017] ( a ) C o
    [0018] C o成分を含有した理由は、 この成分は F e成分との共 存にて α相の全率固溶体を構成し、 著しく 高い磁束密度を示 す作用があるためである。 またその含有範囲を限定したのは、 その含有量が 4 5 %未満でも、 またその含有量が 5 3 %を越 えても所望の高い磁束密度を確保することはできないためで ある。 このことから、 本発明ではその含有量を 4 5〜 5 3 % と定めた。 ―
    [0019] ( b ) C ·
    [0020] C成分の含有理由は、 そのほとんどがフユライ 卜の素地 中に黒鉛と して分散することにより、 高周波交流磁気特性を —段と向上せしめる作用があるためである。 その含有範囲を 限定した理由は、 その含有量が 0 . 3 %未満では、 素地中に 分散含有する黒鉛の割合が体積率で 1 %未满となってしまい、 所望の高周波交流磁気特性向上効果を確保することができず、 一方その含有量が 3 %を越えると、 逆に黒鉛の割合が体積率 で 2 0 %を越えて多く なりすぎてしまい、 高周波交流磁気 特性が劣化するようになるためである。 このことから、 本発 明ではその含有量を 0 . 3〜： 3 %と定めた。 本発明では、 特 に 0 . 5〜 1 . 5 %が好ま しい„ ( c ) M nおよび S i
    [0021] これらの成分を含有する理由は、 脱酸作用があり、 この 脱酸によつて高周波交流磁気特性を向上せしめる作用がある ためである。 含有量を上記範囲に限定した理由は、 その含有 量が 0 . 1 %未满では所望の脱酸効果を確保することができ ず、 一方その含有量が 2 %を越えると、 高周波交流磁気特性 に劣化傾向が現われるようになるためである。 このことから、 本発明ではその含有量を 0 . 1〜2 %と定めた。
    [0022] ( d ) M g、 C a、 および C e
    [0023] これらの成分を含有する理由は、 フ ライ ト素地に固溶 して、 これの電気抵抗を高め、 もって高周波交流磁気特性を 向上させる作用があるほか、 これら成分のもつ脱ガス効果に よって合金中の酸素および窒素含有量を低減せしめ、 もって 高周波交流磁気特性を向上させる作用があるためで、 これら 成分は、 より一段とすぐれた高周波交流磁気特性が要求され る場合に必要に応じて含有される。 その含有量を上記範囲に 限定した理由は、 その含有量が 0 . 0 1 %未満では前記作用 に所望の向上効果が得られず、 一方その含有量が 0 . 2 %を 越えると、 黒鉛化が困難となる一方、 セメ ンタイ ト （Fe3 C) が晶出するようになって、 高周波交流磁気特性が劣化するよ うになるためである。 本発明ではその含有量を 0 . 0 1〜 0 . 2 %と定 た。
    [0024] ( e ) 黒鉛の体積率
    [0025] 上記のようにフユライ ト素地中に黒鉛を分散含有させる ことによつて高周波交流磁気特性が著しく 向上するようにな るが、 その割合が体積率で 1 %未満では所望の高周波交流磁 気特性の向上効果が得られず、 一方その割合が体積率で 2 0 %を越えると、 高周波交流磁気特性に低下傾向が現われるよ う になる。 このこ とから、 本発明ではその割合を 1 〜 2 0 % と定めた。
    [0026] なお、 黒鉛の形状は、 どんな形でも高周波交流磁気特性 向.上効果をもつが、 例えば球状黒鉛と片状黒鉛を比較した場 合、 同じ割合では球状黒鉛の方が高周波交流磁気特性のすぐ れたものになる。 その理由は、 球状黒鉛の方が渦電流の発生 を、 より効果的に抑える作用を有すると、 本発明者らは推定 している。 この高周波交流磁気特性を高めるという観点から、 球状黒鉛の金属組織の場合、 その平均粒径を 0 . 5〜 5 0 H m . 特に 2〜 4 mとするのが望ま しい。
    [0027] そして、 この発明の高周波用磁芯材は、 きわめてすぐれ た高周波交流磁気特性をもつので、 ドッ トプリ ンタのへッ ド コアやプラ ンジャ ヨーク材、 あるいはステツ ビングモータの ステ一夕やロータなどに使用すれば、 ドッ 卜プリ ンタゃステ ッ ピングモータなどの高速化並びに高性能化に十分対応して、 、 すぐれた性能を発揮する。 さ らにこの磁芯材は、 黒鉛が分 散している金属組織なので、 従来のこの種の用途に使用され る F e — C 0基合金に比べて加工性が一段と優れたものとな
    [0028] [図面の簡単な説明]
    [0029] 第 1図は本発明の 1例を示す F e — C o基合金製高周波 用磁芯材の金属組織 （ 5 0 % F e - 4 8 . 9 % C o - 1 . 1 % C ) を示す 5 0 0倍の微鏡写真である。
    [0030] 第 2図は従来の F e — C o基合金製高周波用磁芯材の金 属組織 （ 5 0 % F e— 5 0 % C o ) を示す 5 0 0倍の顕微镜 写真である。
    [0031] [発明を実施するための最良の形態]
    [0032] つぎに、 この発明の高周波用磁芯材を実施例により具体 的に説明する。
    [0033] 通常の高周波溶解炉を用い、 所定の成分組成をもった溶 湯を調整し、 ついで溶湯に、 合金成分としての M g、 C a、 C e、 および S i ( S i は F e— S i合金の形） の一部また は全部を接種した。 ただし、 球状黒鉛を形成する場合には、 M g、 C a、 および C eのうち 1種、 または 2種以上と、 F e - S i合金とを接種し、'また片状黒鉛を形成する場合に は、 F e — S i合金を接種した。 これら接種後、 溶湯を铸造 して、 高周波用磁芯材と しての ドッ トプリ ン夕の ドッ トコア
    [0034] ( 9 ピン） の形状の球状黒鉛铸物及び片状黒鉛铸物を得た。 引続いてこの球状黒鉛铸物に、 真空熱処理炉を用いて、 850 °Cに 3時間保持後、 炉冷の条件で焼鈍処理を施した。 また片 状黒鉛铸物に真空処理炉を用いて 7 5 0 °Cに 2時間保持後、 炉冷の条件で焼鈍処理を施した。 この結果、 各铸物はフユラ ィ ト素地に黒鉛が分散した組織となり、 これを最終形状に仕 上げ加工することによって、 それぞれ第 1表に示される成分 組成並びに黒鉛割合を有する F e — C o基合金で構成された 本発明 ドッ トコア 1〜 1 7が製造された。
    [0035] また、 比較の目的で、 同じく第 1表の比較ドッ 卜コア 1 〜 5に示される成分組成の溶湯を調製し、 直ちに铸造し、 最 終形状に仕上げ加工することによって、 構成成分のうちのい ずれかの成分含有量がこの発明の範囲から外れた比較 ドッ 卜 コア 1〜 5を製造した。 外れた成分の右肩に *印を付して表
    [0036] 1 'に ] 9
    [0037] ついで、 この結果得られた各種の ドッ トコアについて、 それぞれ 2個づっを用い、 ドッ 卜コアのピン同志を厚さ ： 0. 3誦の非磁性体を介して端面をきつちり と合せて接触さ せ、 一方の ドッ トコアのピンの周囲にコイルを巻き、
    [0038] 通電サイクル ： 50 H z、
    [0039] コィル端子間電圧 ： 30 V、
    [0040] 適電時間 ： 220 s、
    [0041] 超磁力 （N i ) ： 1 50アンペア · ターン （電流 X コィ ル巻数） 、
    [0042] の条件で、 コイル端子間に矩形波のパルス電圧をかけ、 この 時に ドッ トコアのピンに流れる磁束 Φを測定し、 高周波交流 磁気特性を評価した。
    [0043] なお、 ド ッ トコアのピンは、 長さ ： 9, 6翻 X有効断面 積 ： 0. 1 7crf x横幅 ： 2. 3翻の断面矩形形状を有する自 足 Φは、 サーチコイルによって測定し、 波形解析装置を用い、 計算式
    [0044] Φ = ( 1ノ N。 ） edt ( w b )
    [0045] ただし、 N„ ： サ一チコィル巻数 （ - 3 ) 、
    [0046] e ： サーチコイル間誘起電圧、 にて求めて、 これらの結果を第 1表に示した。 また、 第 1表 には素地に分散する黒鉛の体積率も示した。
    [0047] ΡΧ 分 組 成 (重量％) Wa 磁 束 別 F e + Φ
    [0048] 体積率
    [0049] C o C Μ η S ί M g C a C e 職 (wb) ヽ #5物 (X10"6)
    [0050] 1 45.5 1.00 0.65 ― t r ― 一 球状 5.5 14.7 本 2 49.2 0.93 0.74 ― t r 一 一 球状 5.2 16.4
    [0051] 3 52.7 1.11 0.72 一 t r 一 ― 職 5.8 14.3 発 4 49.4 0.34 0.76 一 一 t r ― 球状 1.3 13.8
    [0052] 5 49.0 0.65 0.80 ― 一 一 t r 職 3.7 16.6 明 6 48.6 1.04 0.75 一 一 一 一 片状 5.1 13.7
    [0053] 7 49.3 2.12 0.72 ― t r 一 一 球状 11.4 16.0 ド、 8 48.7 2.88 0.75 ― t r ― ― 残 球状 18.6 13.8
    [0054] 9 49.1 0.86 0.12 ― 一 一 一 片状 4.6 12.0
    [0055] 'ソ 10 49.2 0.93 1.88 ― ― 一 t r 残 球状 5.3 12.7
    [0056] 11 48.7 1.01 一 0.58 t r 一 ― 職 6.4 15.9 卜 12 49.0 1.12 0.70 0.32 t r ― ― 球状 6.5 1 6.8
    [0057] 13 48.4 0.97 0.78 ― 0.02 ― 一 残 球状 6.2 17.0
    [0058] 14 49.1 0.90 0.74 一 ― 0.08 ― 球状 5.0 17.3
    [0059] 15 48.3 0.92 0.75 ― ― ― 0.18 球状 5.3 16.1 ァ 16 48.6 0.96 ― 0.64 0.06 0.02 一 球状 5.8 16.8
    [0060] 17 49.0 1.01 0.60 0.55 0.04 0.02 0.03 残 球状 5.8 17.5 比 1 43.1* 0.95 0.73 t r ― 球状 5.4 8.9
    [0061] 2 53.8* 1.02 0.70 t r 職 5.8 7.2
    [0062] P
    [0063] ッ' 3 49.0 ― » 0.65 一 3ί 6.6 h
    [0064] コ 4 48.7 0.21¾ 0.50 片状 0.8* 7.4 了
    [0065] 5 49.4 3.81* 0.60 片状 22.5¾ 7.7
    [0066] (※印：本発明範囲から外れた成分） 第 1表に示される結果から、 フヱライ トの素地に球状黒 鉛または片状黒鉛が分散存在する組織を有する本発明 ドッ ト コア 1〜 1 7は、 いずれも一段とすぐれた高周波交流磁気特 性をもつのに対して、 比較ドッ トコァ 1〜 5に見られるよう に、 構成成分のうちのいずれかの成分含有量でもこの発明の 範囲から外れると （ C成分の場合は黒鉛の体積率もこの発明 の範囲から外れるようになる） 、 十分満足する高周波交流磁 気特性が得られないことが明らかである。
    [0067] 第 1図は本発明に係わる F e— C o基合金製高周波用磁芯 材の金属組織を示す顕微鏡写真で、 第 2図は従来の F e— C o基合金製高周波用磁芯材の金属組織を示す顕微鏡写真であ る。 両者を比較すると、 本発明合金は、 黒鉛が分散している 金属組織であるが、 従来合金は、 炭素成分がないため黒鉛が 分散していないことが判る。
    权利要求:
    Claims請 求 の 範 囲
    (1) F e — C o基合金であって、 その組成が
    C o : 4 5〜 5 3重量％、 C ： 0. 3〜 3重量％、
    M nおよび S i のうちの 1種または 2種 ： 0..1〜 2重量％ を含有し、 残りが F e と不可避不純物からなる組成、 並びに その組織がフヱライ 卜の素地に、 体積率で 1〜 2 0 %の黒鉛 が分散した組織を有する F e - C o基合金製高周波用磁芯材,
    (2) 請求の範囲第 1項記載の F e - C o基合金であって その組成が、 C : 0. 5〜 1. 5重量％である。
    (3) 請求の範囲第 1項記載の磁芯材において、 前記黒鉛 は、 平均粒径 0. 5〜 5 0 mの球状黒鉛である。
    (4) 請求の範囲第 1項記載の磁芯材において、 前記黒鉛 、 平均粒径 2〜 4 mの球状黒鉛である。
    (5) F e — C o基合金であって、 その組成が
    C o : 4 5〜 3重量％、 C ： 0. 3〜 3重量％、
    M nおよび S i の群から選択された少なく と も 1種の金属
    0. 1〜 2重量％、
    を含有し、 さ らに、
    M g、 C a、 および C eの群から選択された少なく とも 1 種の金属 ： 0. 0 1〜 p . 2重量％、
    を含有し、 残りが F e と不可避不純物からなる組成、 並びに その組織がフヱライ 卜の素地に、 体積率で 1〜 2 0 %の黒鉛 が分散した組織を有する F e - C o基合金製高周波用磁芯材。
    (6) 請求の範囲第 5項記載の F e - C o基合金であって、 その組成が、 C ： 0. 5〜 1. 5重量％である。
    (7) 請求の範囲第 5項記載の磁芯材において、 前記黒鉛 は、 平均粒径 0 . 5〜 5 0 mの球状黒鉛である。
    (8) 請求の範囲第 5項記載の磁芯材において、 前記黒鉛 は、 平均粒径 2〜4 ;z mの球状黒鉛である。
    类似技术:
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    EP0331740A1|1989-09-13|
    EP0331740B1|1993-11-10|
    EP0331740A4|1991-01-02|
    DE3885603D1|1993-12-16|
    KR960000910B1|1996-01-15|
    KR890004352A|1989-04-21|
    US5067993A|1991-11-26|
    JPS6452044A|1989-02-28|
    JPH0819508B2|1996-02-28|
    DE3885603T2|1994-05-19|
    引用文献:
    公开号 | 申请日 | 公开日 | 申请人 | 专利标题
    法律状态:
    1989-02-23| AK| Designated states|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): US |
    1989-02-23| AL| Designated countries for regional patents|Kind code of ref document: A1 Designated state(s): DE FR GB IT |
    1989-04-19| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1988907364 Country of ref document: EP |
    1989-09-13| WWP| Wipo information: published in national office|Ref document number: 1988907364 Country of ref document: EP |
    1993-11-10| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1988907364 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP62205940A|JPH0819508B2|1987-08-19|1987-08-19|Ｆｅ−Ｃｏ基合金製高周波用磁芯材|
    JP62/205940||1987-08-19||DE3885603T| DE3885603T2|1987-08-19|1988-08-18|Magnetisches kernmaterial für hochfrequenz, hergestellt aus fe-co-basislegierung.|
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