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    公开号:WO1990008201A1
    申请号:PCT/JP1990/000067
    申请日:1990-01-20
    公开日:1990-07-26
    发明作者:Tadashi Inoue；Masayuki Kinoshita；Tomoyoshi Ohkita
    申请人:Nkk Corporation；
    IPC主号:C22C19-00
    专利说明:
    [0001] 明 細 書
    [0002] N i - F e系 高 透 磁 率 磁 性 合 金
    [0003] 技術分野
    [0004] 本発明は、 Ni- Fe系高透磁率磁性合金に係り、 その磁気特性を改良し、 特に直流及び低周波域での透磁率などの磁気特性及びシールド性能の優れ た該磁性合金に関するものである。
    [0005] 北，
    [0006] 冃景技術
    [0007] JIS PC相当の Ni— Fe系磁性合金は、 現在磁気へッ ドケースおよび各種コ ァ、 変成磁心、 各種磁気シールド材などのようにその利用範囲が極めて広 い磁性材料である。 即ちこのような P Cパーマロイは高透磁率で、 低保磁 力であることが特徴であり、 今日実用化されているものは、 80%Ni— 5 % Mo-Fe (スーパ—マロイ） や、 77%Ni— 5 %Cu- 4 %Mo— Fe (Mo. Cuパ— マロイ） などであり、 それら合金で通常得られる透磁率のレベルは、 初透 磁率 （以下 i という） 力 150,000 、 最大透磁率 （以下 という） が 300,000 程度である。
    [0008] ところが昨今におけるエレク トロニクスの発達から各種機器の小型高性 能化が進み、 上記したような磁性合金の特性についてもより一層の向上が 望まれている。 即ちこのような要求に対して上記成分系の磁性合金におけ る磁気特性を不純物元素の低減および Crの添加により向上させた特開昭 62 -227053号公報および特開昭 62-227054号公報の技術が開発されている。 又特開昭 63-149361号公報では上記成分系の合金に製造時の熱間加工性 を改善するため Bを添加した材料において、 磁性焼鈍時に脱 Bを行い磁性 特性を改善することが発表されている。
    [0009] 一方、 上記成分系では Niが約 80wt%程度含まれていて高価なため、 成分 系を根本的に見直し、 Niを低滅し、 代りに Niより安価な 、 Mnを添加して 高い初透磁率を達成した特公昭 62- 13420号公報、 更にはこの特公昭 62- 13420号公報の技術に加えて適量の A 添加を行い酸化物系介在物を狻少し 磁気特性を高めるという特開昭 63- 247336号公報および特開昭 63-247339号 公報の技術も開発されている- 特にこれら特開昭 6'3 - 247336号公報および 特開昭 63- 247339号公報の提案による合金の μ iは最高で 426, 000という高 いレベルである。
    [0010] 上述のような磁気特性向上の要望に加え、 最近では所要の特性をより低 コス トで製造することも求められており、 この観点からは、 特開平 1- 100: 5 232号公報の技術も提案されている。 すなわち、 この技術は通常の Moス— パーマロイに Siを 1 〜 4 wt%添加し、 磁気焼鈍温度を約 1030で以下という ような比較的低い温度によっても充分に満足する透磁率を得ることを特徴 としている。
    [0011] 前記した特開昭 62- 227053号公報および同 227054号公報で特徴としてい t o る不純物低減、 Cr添加によっても最終の水素雰囲気での熱処理 （1100 'c x
    [0012] 3時間） 後の直流磁気特性は、 例えば で高々 100, 000 であり、 それ以 上の磁気特性が要求される用途に対しては不適とならざるを得ない。
    [0013] また特開昭 62-227054号公報の瑋案では、 通常の M— Fe— Mo系または 一 Fe— Mo— Cu系の成分に新たに Crを添加するためコスト高となる。 一方特 i s 開昭 62-227053号公報の提案ではこの Cr添加によりコスト高に加え、 Mnを 通常レベルより高くする （1. 2 〜 1 0 ％とする） ため熱間加工性が極め て悪くなるという製造上の問題も有している。
    [0014] なお上記した 2つの提案では何れも Bの'添加が行われて 、るが、 この場 合の B添加は熱簡加工性および打抜き性を改善するためのもので、 これら z o の提案で意図する Bの添加だけでば磁気特性の明かな向上は見られず、 逆 に劣化するケースも認められる。
    [0015] 更に、 特開昭 63- 149361号公報でば磁気特性を脱 B処理により改善する ものであるが、 この処理の後で得られる磁気特性は i で高々175, 000であ り、 このレベルは通常の Ni— Fe— Mo— Cu系合金で得られるレベルである c Z 5 従ってこの技術ではそれ以上の磁気特性が要求される用途に対しては不適 とならざるを得ない。
    [0016] 一方特公昭 62- 13420号公報、特開昭 63- 247336号公報および同 247339号 公報の技術によっては高 <" iのパーマロイを提供し得るが、 Mn, Cuを高め るため製造時の熱間加工性が本質的に低くなるという製造上の問題点を有 している。 又この提案で得られる合金の飽和磁束密度は、 例えば B ,。 (10 ェルステツ ドでの磁束密度） で見ると、 高々 5000ガウスであり、 スーパ— マロイや Mo、 Cuパーマ口ィにおける B，。の 7000〜8000ガウスに比較すると 低い。 このことは、 この合金がスーパーマロイや Mo、 Cuパーマロイに比し 5 低い外部磁場で材料内の磁束が飽和してしまうことを意味し、 シールド材 料として用いる場合は外部磁場が比較的高い場所での使用は不適とならざ るを得ない。 - また、 特開平 1-100232号公報の技術では、 Siを多く添加するため、 加工 性が劣化し、 製造性が悪くなるという問題を有している。 また、 この技術 ,ο では 50Hzのシールド性能は、 所要のレベルを有してはいる力、 直流でのシ —ルド性能がやや劣るという欠点を有していた。
    [0017] 発明の開示
    [0018] 直流及び低周波域での透磁率などの磁気特性及びシールド性能を本質的 に向上せしめ、 さらには、 従来と同じレベルの要求特性を得るのに磁気焼 ！ s 鈍を従来よりも 100で程度低温化することも可能とすることを目的として、 磁気特性に対する Ni、 Mo、 Cu、 Feなどの主要成分による影響を更に検討し、 そこで得られた特性と成分の閩係を B添加系にまで拡大して実験、 研究を 行った結果、 本発明を完成した。
    [0019] 即ち、 Ni ： 77.5〜79*5wt%、 Mo ： 3.8〜4.6 wt%、 Cu ： 1.8〜 2.5 wt%、 0 Mn ： 0. 1 〜1.10wt%、 P ： 0.010 wt%以下、 S ： 0,0020wt%以下、 0 ：
    [0020] 0.0030wt%以下、 N ： 0.0010wt%以下、 C ： 0.020 wt 以下を舍を含有し、 かつ Bを、
    [0021] 10.8
    [0022] 0.0005wt%≤ 〔B〕 〔N〕 ≤0.0070wt¾
    [0023] 14
    [0024] の範囲内で含有し、 残部は基本的に Feからなり、 しかも Ni、 Mo、 Cu、 Mn、
    [0025] 5 Fe力'；、
    [0026] 2.02 x CNi) - 11.13 x (Mo) -1.25x [Cu] 一 5.03x 〔Mn〕
    [0027] 3.3έ ≤ 3.8
    [0028] 2.13 x CFe] を滴たす範囲でそれぞれ舍有されたことを特徴とする Ni— Fe系高透磁率磁 性合金により、 不純物元素の適正制御のもとで、 N i， Mo, Cu, Mn, Feおよ び Bの各添加量を適正化し、 かつ各量の成分バランスを特定範囲内に制御 することにより従来の同系統による Mo、 Cuパーマロイやスーパーマロイで 見られなかった高い透磁率及びシールド性を達成し、 かつ従来と同じレべ ルの要求特性を得るのに磁気焼鈍温度を従来よりも 100 "C程度低温化する ことも可能とするものである。
    [0029] 図面の簡単な説明
    [0030] 10.8
    [0031] 第 1図は初透磁率 i とパラメータ X、 〔B〕 ( N ) の閬
    [0032] 14
    [0033] 係を示した図表；
    [0034] 10. 8
    [0035] 第 2図は遮蔽度とパラメータ X、 〔B〕 C N■ の関係を示
    [0036] 14
    [0037] した図表；
    [0038] 10. 8
    [0039] 第 3図は交流の実効透磁率とパラメータ X、 〔B〕 C N )
    [0040] 14
    [0041] の関係を示した図表；
    [0042] 10.8
    [0043] 第 4図は 50Hzでの角型性とパラメータ X、 〔B〕 〔N〕 の
    [0044] 14
    [0045] 閬係を示した図表；
    [0046] 第 5図は初透磁率 iとオーステナイ ト粒界およびその近傍での B量 の関係を示した図表である e
    [0047] 発明を実施するための最良の形態
    [0048] 先ず本発明で意図する磁気特性の向上は合金中不純物レベルの制御のも とで達成され、 P、 S、 0、 N、 Cの限度理由は wt% (以下単に％という） で以下の如くである。
    [0049] Pは、 本発明の対象とする高 N i - Fe合金の熱間加工性に有害であり、 か つ最終の素焼鈍時における立方体集合組織の形成傾向を弱める元素であつ て、 この Pが 0. 010 %を越えると透磁率が劣化し、 又熱簡加工性も悪くな るため、 上限を 0. 010%とした。 なお下限は溶製上の柽済性から好ましく は 0.0010 %である。
    [0050] Sは、 熱間加工性に有害であり、 かつ硫化物の形成を通じて最終の水素 焼鈍時における粒成長を阻害し、 焼鈍後の粒径が小さくなるため透磁率が δ
    [0051] 向上しないという理由から磁気特性に対しては極めて有害な元素で.ある。 この S量が 0.0020%を超えると、 以下に示すような Ni, Mo, Cu, Fe, B量 の適正化を計つても本発明で目的とするような磁気特性の向上が計れず、 又熱間加工性が著しく悪くなるため 0.0020%を上限とすることが必要であ る。 なお直流及び交流での透磁率の更なる向上のためには 0.0005%以下が より望ましい。
    [0052] ◦は、 本発明で対象とする合金の中では酸化物系介在物として存在し、 その量が多いと最終の水素焼鈍時における粒成長を阻害し、 焼鈍後の粒径 が小さいため透磁率が向上しないことから磁気特性に対し極めて有害な元 素である。 即ちこの 0量が 0.0030%を超えると上記同様に Ni, Mo, Cu: Fe, B量の適正化を図っても本発明で意図する磁気特性向上が計れないため 0.0030%を上限と定めた。 なお、 直流での透磁率の更なる向上のためには 0.0010%以下がより好ましい。
    [0053] Nは、 B添加を基本とした合金においては、 Bと容易に結合し B Nを形 成するため有効 B量が低下する。 また形成された B Nにより磁気特性が著 しく劣化せしめられるなどの理由より合金中に多く含有されると悪影響を 及ぼす。 即ちこの Nが 0.0010%を越えると上記のような理由から磁気特性 劣化が著しくなるので 0.0010%を上限とした。 なお、 交流での透磁率の更 なる向上のためには、 0.0005%以下がより好ましい。
    [0054] Cは、 本発明の対象合金の中では侵入型元素として存在し、 その量が多 いと透磁率が低下するので磁気特性に対して有害な元素であり、 0.020% を越えるとこのような理由により磁気特性劣化が著しくなるため、 0.020% を上限と定めた。
    [0055] さて、 本発明では上記のような不純物元素の制御下において、 N' Mo, CUj Feおよび Bの各添加量を適正化し、 又各量の成分バランスを特定範囲 内として始めてその目的が達成され-、 これらについては以下の如くである。
    [0056] Niは、 7 7.5〜 7 9.5 %の範囲では本発明の意図するような高い磁気特 性及び高いシールド特性を得しめる。 この Niが 7 7.5 %未満または 7 9.5 %を越えると何れの場合においても透磁率が低下するので 7 7.5 %を下限 とし、 7 9.5 %を上限とした。
    [0057] Moは、 3.8〜4.6 %の範囲内のときに本発明の目的とする高い磁気特性 及び高いシールド特性を達成し得る。 即ち Moが 3.8 %未満または 4.6 %を 越えると透磁率向上が達成されないので、 3.8〜 4.6 %とすることが必要 でめ 。 '
    [0058] Cuは、 本発明の規定内にある合金において、 後述する Bの存在のもとで 直流磁気特性を飛躍的に向上させ、 かつ、 交流の実効透磁率も向上させ、 かつ交流 （50Hz) での角型性 （Br/Bm)も向上させる効果を有する。 このよ うな Cuの効果は Ni 7 7.5〜 7 9.5 %、 Mo： 3.8〜 4.6 %の時あらわれ、 最 適の Cu量は、 1.8〜 2.5 %である。 なお、 Cuが ί.8 %未満ではこのような Cuによる特性向上が計れず、 一方 Cuが 2.5 %を超えると逆に特性が劣化す るため、 Cuの範囲は 1.8〜2.5 %と定めた。
    [0059] nは、 上記した Mo、 Cuと同様に本発明対象合金の磁性に影響を及ぼす元 素であり、 この Mnが 1.10%以下でも本発明で目的とする高透磁率を逢成し 得るが、 1.10%を超えると斯うした透磁率向上が達成されないので 1.10% を上限とする 一方 Mnが 0.1 0 %未満では熱間加工性が劣化し、 好ましく ないので 0. 1 0 %を下跟とした。
    [0060] Bは、 本発明で意図する高い透磁率を達成するため'には必須の元素であ
    [0061] 10.8
    [0062] る。 〔B〕 [N} ( 〔B〕 -. C ) はそれぞれ ·Β、 Νの合金中
    [0063] 14
    [0064] 添加量、 ％) が、 0.0005〜0.0070%の範囲では本発明の目的を有効に達成 し得るが、 0.0005%未潢では透磁率が向上せず、 一方 0.0070%を超えると
    [0065] 10.8
    [0066] 透磁率が低くなるので、 〔Β〕 CK) の下限および上限をそれ
    [0067] 14
    [0068] ぞれ 0.0005%、 0.0070%と定めた e
    [0069] 次に、 上記した各成分の添加量の適正化のもとで Ni, Mo, Cu, Feおよび Bの成分パランスの適正化を図ることが本発明で意図する特性向上のため には必要で、 第 1図から第 4図はそれぞれこれらの成分バランスを規定す るパラメ一タ （このパラメータを Xとし、 2.02 x 〔Ni〕 -11.13 x 〔Mo〕 -1.25x 〔Cu〕 一 5.03x 〔Mn〕
    [0070] 3.3≤ ≤ 3.8
    [0071] 2.13 x 〔Fe〕
    [0072] とする） を横軸、 B添加量を縦軸とした場合の各供試材で得られる初透磁 率、 遮蔽度、 1 kHz での実効透磁率、 5 0 Hzでの角型性を示しているが、 この第 1図から第 4図の中の供試材はすべて Ni, Mo, Cu «η, Β , Ρ , S , 5 Ο, Ν, C量が本発明範囲内のものであって、 熱間加工後、 冷延、 焼鈍を
    [0073] 橾返して作成した板厚 0.5™の薄板サンプルより外径 4 5 «m、 内径 3 3 M の J I Sリ ングを打抜いて試料とし、 それらをパラジウム膜透過させ精製 した高純度水素気流中雰囲気下で、 1100'c X 3時間の熱処理を行い、 1100 から 650 までの間を 100 °c Zhrで冷却し、 その後は炉冷したものである。
    [0074] ,ο 遮蔽度は上記と同じ製造履歴を経た、 板厚 0.5 «、 直径 50∞、 長さ 200
    [0075] の円筒にヘルムホルツコイルにて外部磁場 （H。） 500ミ リガウスを円 筒の軸方向に対して直角方向にかけた場合の円筒内側中央部での内部磁場 H ,を測定することにより求めた。 図中の数字 （遮蔽度） は H。 の値 'である。 なお、 測定に際しては、 地磁気の影響が十分無視できるレベルま
    [0076] , 5 で磁気シ一ルドしたボックス内にて行った。 1 K Hzの実効透磁率は上記と
    [0077] 同じ磁気焼鈍を経た板厚 0.35 のリ ングサンプルを用い、 5 ミリエルステ ッ ドでのインダクタンス透磁率を測定することにより求め、 50H2での角型 性は実効透磁率を測定したのと同じリ ングサンプルを用いて、 磁場 0. 1ェ ルステッ ドでの B rと B mの比から求めた。 なお、 B mは 0. 1ェルステツ o ドの外部磁場を加えたときの材料の中の磁束密度であり、 B rは 0.1 エル
    [0078] ステツ ドの外部磁界を加えた状態から外部磁場を取りまった時の磁束密度 のことであり、 以下単に B r , Bmと記す。
    [0079] 10.8
    [0080] パラメ一タ Xが 3.3 3.8の範囲内で、 かつ 〔B〕 〔N〕 が
    [0081] 14 ― が0.0005 0.0070%の範囲内で初透磁率 £ が 350,000 以上と商い値を示
    [0082] 5 しているのに対し、 Xが 3.3未満または 3.8を超える場合では μ iが 200 , 000 未滴と低いレベルにある。 また Xが 3.3 3.8の範囲でも、
    [0083] 10.8
    [0084] 〔B〕 [N) が 0.0005未満では i が 200, 000m未満と向上が見ら
    [0085] 14 10.8
    [0086] れず、 一方この 〔B〕 〔N〕 が 0.0070%を超える場合には逆に '；
    [0087] 14 は低下している。 また第 2図より遮蔽度も本発明範囲にて 300以上の高い 値を示し、 本発明範囲以外の材料での遮蔽度より高い値を示している。 第 3図は実効透磁率についてのものであるが、 本発明範囲にて 6500以上 と高い値を示し、 本発明以外の材料より高い値を示している。 又第 4図は 5 50Hzでの角型性においても本発明範囲にて 0.90以上と高い値を示し、 本発 明以外の材料より高い値を示している。 これらのことより本発明では高い i及び高い遮蔽度、 高い実効透磁率、高い角型性が得られる成分バラン スとして N i , Mo, Cu, Mn, Bを上記のような本発明範囲とし、 しかもパラ メータ Xを 3. 3〜 3. 8の範囲内と規定した。
    [0088] 1 0 ところで本発明者等は上記のような本発明合金を用いて磁気特性を更に 高めるための検討を重ねた結果、 最終の磁性を高めるための熱処理後で合 金のオーステナイ ト結晶粒界およびその近傍での B量が特定範囲のときに 初透磁率 ' i 及び遮蔽度が更に向上する事実を確認した。 即ち第 5図 )〜 (d)ばそれぞれ本発明成分範囲の合金 （後逮する実施例 1の発明合金 3 ) の
    [0089] I S i遮蔽度、 実効透磁率、 角型性とオーステナイ ト粒界およびその近傍で の B量の閬係を示すもので、 は上記合金と熱間加工後、 冷延、 焼鈍を 操返して作製した板厚 0.5™の薄板サンプルより外径 45m 内径 33™の JIS リ ングを打抜き、 これを試料としてパラジウム膜を透過させ精製した高純 度水素気流中雰囲気下で 110(TCで 3時間の熱処理を行い、 1100 'cから 650
    [0090] 2 0 'Cまでの簡を 50〜400 °c Zhrの範囲内における一定冷却速度で冷却し、 そ の後は炉冷したサンプルにより <« iを測定した結果をォーステナイ ト粒界 およびその近傍での B量との関係で整理して示す。 即ちオーステナイ ト粒 异ぉよびその近傍での B量は " iを測定した薄扳サンプルと同じ熱加工履 歴を柽たサンプルよりォージェ観察用ステージに取付け可能なノッチ入り z 試験片を切出し力ソード電解法により電解水素を添加し、 粒界脆化処理を 施して粒界破壊を真空中で行い、 顕われた粒界破面の成分分析をォージェ 分光法により異なる 10点について実施し、 平均したものを求めたのもので、 単位は atm%である。 遮蔽度は上記と同じ製造履歴を径た扳厚 0.5∞ 直径 50«、 長さ 200個の円筒にヘルムホルツコイルにて外部磁場 （H。）、 500 ミリガウスを円筒軸方向に対して直角方向にかけた場合の円筒内側中央部 での内部磁場 を測定することにより求めた。 遮蔽度 （-H Q/H!) の 測定に際しては、 地磁気の影響が十分無視できるレベルまで磁気シールド したボックス内にて行った。 Ι ΚΗζ の実効透磁率は上記と同じ磁気焼鈍を 経た板厚 0.35miaのリングサンプルを用い、 5 ミリェルステツ ドでのィンダ クタンス透磁率を測定することにより求め、 50Hzでの角型性は実効透磁率 を測定したと同じリングサンプルを用いて磁場 0.1ェルステツ ドでの B r と B mの比から求めた,
    [0091] 第 5図 (a)の は、 オーステナイ ト粒界およびその近傍での Β量が 10〜 50atm%の範囲内で向上していることは明かであり、 特に 15〜40atm%の範 囲内では 480, 000以上である。' このような ' iの向上原因は明かでないが-. 粒界およびその近傍で適量の Bが存在することにより粒界部分の性状を変 え、 この変化が磁気特性、 特に初透磁率といった磁壁の移動のしゃすさ、 又は回転磁化のしゃすさが求められる特性値に対して良い影響を与えてい るものと推察される。 このような結果から本発明成分範囲の合金で、 より 高い ' i及び高い遮蔽度と比較的高い実効透磁率、 比較的高い角型性を合 わせ持つ条件として磁気焼鈍後のォ—ステナイ ト粒界およびその近傍での B量を 1ひ〜 50atm %とすることを定めた。
    [0092] なお本発明で対象とする Ni-Fe合金では、 熱間加工性が劣っている。 こ の加工性を改良する方法としては微量の B添加と微量の Ca添加を組合わせ ることがしばしば行われるが、 斯うした微量 Ca添加を行つても上述したよ うな本発明の構成要件を満せば本発明の目的とする初透磁率の向上は達成 される。 又本発明においては上記したような成分組成の他、 鉄合金とする 場合に不可避的に含まれる Si、 Α についても、 詳しく言及しないが、 例 えば Si ： 0.3 %以下、 A ： 0.0 3 %以下の範囲内での含有が許容される。 実施例』
    [0093] 本発明によるものの具体的な実施例について説明すると、 以下の如くで あ 0 (実施例 1 )
    [0094] 次の第 1表に示すような化学成分を有する高 Ni - Fe合金の本発明合金お よび比較合金を真空溶解にて溶製し、 これを熱間加工、 脱スケールを施し、 冷延素材を準備した。 Si含有量はいずれの供試材でも 0. 05〜0. 15%範囲内 5 である。 又これらの素材は次いで冷延加工、 焼鈍して 0. 5™の薄板サンプ ルとし、 これらより外径が 45»»で内径 33waの J I Sリングを打抜き試料と した。 又磁気特性をこれらの試料について、 パラジウム膜を透過させ精製 した高純度水素気流中雰囲気下において 1100'cで 3時間の熱処理を行い、 1100〜650 °cの間は 400 'c /hrにて冷却し、 その後は炉冷させて測定し、 μ i i o を 0. 005ェルステツ ドでの透磁率として求めた結果及び遮蔽度、 実効透磁 率、 50Hzでの角型性、 保磁力、 磁束密度の結果を併せて第 1表に示した。 遮蔽度は上記と同じ製造履歴を経た板厚ひ.5«u 直径 50n 、 長さ 200»mの 円筒にヘルムホルツコイルにて外部磁場 （H。） 、 500ミリガウスを円筒の 軸方向に対して直角方向にかけた場合の円筒内側中央部での内部磁場 1^
    [0095] 1 5 を測定することにより求めた。 遮蔽度 （== H。Z H L) の測定に際しては、 地磁気の影響が十分無視できるレベルまで磁気シールドしたボックス内に て行った。
    [0096] 1 kHz の実効透磁率は上記と同じ磁気焼鈍を経た板厚 0.35™のリングサ ンプルを用い、 5 ミリェルステツ ドでのィ ンダクタンス透磁率を測定する 2 0 ことにより求め、 50 Hzでの角型性は実効透磁率を測定したと同じサンプル リ ングを用いて磁場 0. 1ェルステツ ドでの B rと B mの比から求めた。
    [0097] なお、 磁束密度及び保磁力は、 初透磁率を求めたと同じサンプルリング にて測定した。 磁束密度は B ,。。。は 1000 Aノ mの外部磁界を加えた時の磁 束密度であり、 保磁力は 1000 A / mの外部磁場を加え次に反転し、 磁束密 25 度を 0とする磁界の強さである。 第 表 （続き）
    [0098]
    [0099] 即ち合金 No.1と No.2の各材は、 C, Ρ,' S, O, N, B, Ni, Mo, Cuお よび Mn量が何れも本発明成分範囲内のもので、 iは 350, 000以上の高い透 磁率を示しており、 遮蔽度も約 300 以上と高い値を示している。 又、 実効 透磁率、 50Hzでの角型性、 保磁力も比較例に比べて優れたレベルとなって
    [0100] 5 いる。
    [0101] 又、 合金 No.3と No.4は C , P, S , 0, N, B, Ni, Mo, Cuおよび Mn量 が本発明範囲内の合金であって、 かつ熱間加工性の向上を意図して微量の Ca添加を行つた合金であるが、 この場合においても各特性値は上記した合 金 No.1および No.2と略同じレベルにある。 即ちこのように微量 Ca添加が行 1 0 われた合金においても本発明の効果は十分に発揮されることが確認された。
    [0102] また、 合金 No.5材では C, S, 0, Nがより好ましいレベルまで低減さ れており、 各特性値は No.1〜No. の各材ょりさらに高くなつている。 なお、 これら No.1〜！o.5の発明合金では面圧 4 kgf /mm2付加時の初透磁率の劣化 も、 後述の比較合金 No.6〜 No.22, Νο.14〜Νο.22に比較して小さくなつており、 15 歪に対する特性の劣化も小さいことがわかる。
    [0103] これに対し、 '合金 No.6および No.7の各材は Ni量がそれぞれ上限を越え、 あるいは下限未満のものであり、 又合金 No.8および No.9の各材は Mo量が上 限を越えたもの、 あるいは下限未満のものであって、 合金 No.10および No.ll は Cu量がそれぞれ上限を越え、 あるいは下限未満のものである。 更に合金 z o No.12は Mn量が上限を越えたものであり、 No.13はそれぞれが下限未満のもの であり、 合金 Να14と ).15のものはそれぞれ B量が上限を越え、 あるいは下 限未満のものであって、 更に合金 Νο.16〜Νο.20の各材はそれぞれ C, Ρ, S , 0, Νの何れかが本堯明成分範囲を超えるもの、 又合金 Νο.21, Να22はそれ ぞれパラメータ Xが本発明で規定した上限を超えるものと、 下限未満のも 5 のであるが、 これらの供試材 No.6〜Νο.21は Να13以外が何れも本発明に比べ て低いレベルにある。 なお合金 Ν'α13は Mn量が本発明で規定した下限未満で あることは上記の如くで、 各特性値レベルは本発明と同じレベルで高い値 を示しているカ^ サンプル作製時の熱間加工性は著しく悪いものであった。 即ち本発明によるものは、 C, P. S, 0. Nの不純物元素低減のもと • で、 Ni , Mo, Cu, Mn, B , Feをそれらの単独量およびバランスが厳密に規 定された範囲とすることにより優れた初透磁率、 遮蔽度、 実効透磁率、 50 Hzでの角型性、 保磁力及び歪に対する特性の劣化を小さくすることを初め て達成することができる。 なお本発明において所要の特性を得るためには 5 熱処理に使用するガスは、 この実施例で示したような高純度の H zガスで 可能であるが、 同様な特性は J I Sに規定されているような通常の H 2雰 囲気、 すなわち露点一 40 'C以下の H zガス気流中で熱処理を行うことによ つても得られる。
    [0104] (実施例 2 )
    [0105] . 0 前記した実施例 1の本発明合金 o. 1〜 o. について冷延、 焼鈍を柽た 0.5 «mの薄板サンプルより外径 45«m、 内径 33™の J I Sリ ングを打抜きによつ て作製し、 試料とした。 またォージェ観察用ステージに取付け可能なノ.ッ チ入り試験片も同様のサンプルより切出した。
    [0106] 上記のようにして得られたサンプルは、 次の第 2表に示すような種々の i s 雰囲気下で、 1100 'c X 3時間の熱処理を行い、 1100で〜 650'cの間をそれ ぞれ異つた冷却速度で冷却し、 その後は炉冷したサンプルにより磁気特性 及び遮蔽度を測定した。 またオーステナイ ト粒界およびその近傍での B量 は、 上記熱処理の後に、 カソード電解法により電解水素を添加して粒界脆 化処理を施し、 粒界破壊を真空中で行い、 顕われた粒界破面の成分分折を
    [0107] 2 0 ォージェ分光法により異る 10点について行い平均して求めた。 これら結果 は第 2表に併せて示す如くである。
    [0108] 第 2 表
    [0109] ¾明 ift!S材 HOOr 3hr 1100で~650 "C 1100~650 *c 初翻率 オーステナイトネ ± ¾¾¾ 錄繩率 50Hzでの 度 初 透 磁 率 界及びその近傍で fie 角 ι'
    [0110] Να Να 鹏中の! !*&¾ΙΒ$の ΓΛ©？ feSfiiS の Bg(atra%) (Ηο Η,) (ΙΘ¾).35Μ) (Br/Bm) Hc(0e) Bi ooo(G) 账 392kPa ί¾]Β#)
    [0111] 1 KHz C4kgf/cm2i
    [0112] 1 Η2 «5点— 50· 真空 (lXlO-5Torr) 50 t hr 411, 100 35 360 6800 0.91 0.007 7,800 343,000
    [0113] 2 " {" - 100-c) Hz SI点 -50"C) 100 "C/hr 425,000 18 375 6800 0.94 0.006 7,800 348,200
    [0114] 3 真空 (lxlO-'Torr) 真空 (1X10- 'Torr) 100 -C/hr 387,000 17 340 6700 0.94 0.007 7,800 327,400
    [0115] 1
    [0116] 4 Hz SS点— 40でf r） Ar 200 "C/hr 400,000 11 350 6700 0.91 0.007 7,800 332.000
    [0117] 5 " (" 一 30'c) Hz 81点一 40"c) 400 "C/hr 135,600 3 75 4800 0.85 0.012 7,700 89,000
    [0118] 6 " (" -50-C) Hz @5点—50'c) 800 "G/hr 364,000 1 310 6500 0.90 0.008 7,800 307,000
    [0119] 7 H2 GS点—50'c) 真空 (lxlO-5Torr) 20 TC/hr 365,000 69 310 6400 0.90 0.008 7,800 312,500
    [0120] 8 " ("一 100*0 Hz (15点一 50で） 50 *C/hr 505,600 25 450 7100 0.92 0.007 7,800 413,600
    [0121] 9 " (" -40*0 Hz 8S点—40で） 100 ΐ hr 470,000 14 420 7000 0.93 0.007 7,800 400,200
    [0122] 2
    [0123] 10 真空 (lxlO-'Torr) 真空 (lxlO-'Torr) 100 ¾ ¾r 410,000 12 360 6500 0.91 0.008 7,800 350,000
    [0124] 11 Hz 点一 40'C) Hz S5点 - 50ΐ) 200 -C/hr 432,400 10 375 6500 0.91 0.007 7,800 363,200
    [0125] 12 " {." -60*0 Ηζ SI点一 50で） 400 "G hr 393,400 2 340 6400 0.90 0.008 7,800 334,500
    [0126] 13 Hz @S点— 50で） Hz St点- 50 ) 50 *C/hr 365,700 65 310 7000 0.90 0.008 7,900 301,300
    [0127] 14 " (" -50*c) Ηζ 85点— 40*c) 100 "C/hr 542, 100 20 490 6800 0.93 0.006 7,900 453,600
    [0128] 15 " (" -100 -c) 真空 (lXlO-5Torr) 100 "C/hr 562,000 15 500 6900 0.93 0.006 7,900 467,400
    [0129] 3
    [0130] 16 " (" 一 arc) H2 (S点一 60で） 200 "C/hr 484,900 13 430 6600 0.92 0.007 7,900 412,000
    [0131] 17 " (" 一 ¾rc) Hz 点一 50で） 400 "C/hr 213,000 3 150 4800 0.88 0.011 7,800 154,100
    [0132] 18 " (" — 60'c) Ar 800 "C/hr 338,200 5 330 6400 0.90 0.008 7,900 325.000
    [0133] 19 H2 (" —arc) HZ 点ー50で） 100 ΐ hr 523,000 25 470 6800 0.92 0.006 7,800 442,300
    [0134] 20 " (" -60t) 真空 axlO-5Torr) 100 500,900 22 450 6700 0.92 0.006 7,800 411,300
    [0135] 21 " (" -20¾) Ar 100 ΐ hr 198,500 23 140 4900 0.88 0.012 7,700 143,200
    [0136] 4
    [0137] 22 真空 (lXlO-6Torr) 真空 (lxlO-&Torr) 100 "C/hr 455,000 19 390 6900 0.93 0.007 7,800 399,800
    [0138] 23 Hz OS点一 100 -C) Ar 200 "C/hr 433, 100 11 375 6800 0.91 0.008 7,800 386,500
    [0139] 24 Hz (B点- 50で） 400 "C/hr 397,600 5 340 6500 0.90 0.008 7,800 346,700
    [0140] 即ち本発明合金 Να 1を用いたものにおいて供試材 No.1〜 4は、 そのォ— ステナイ ト粒界およびその近傍での B量が本発明規定内であり、 i及び 遮蔽度はオーステナイ ト粒界およびその近傍での B量が本発明規定外の供 試材 No.6のものより高くなつている。 又本発明合金 2を用いた場合では、 5 供試材 No.8〜 o.llの各材におけるオーステナイ ト粒界およびその近傍での Β量は本発明規定内であり、 その i及び遮蔽度はオーステナイ ト粒界お よびその近傍での B量が本発明の規定外である供試材 No.7、 Nb.12の各材の ものより高くなつている。
    [0141] 本発明合金 No.3を用いたものでは、 供試材 α14〜 α16の各材におけるォ
    [0142] 1 0 ーステナイ ト粒界およびその近傍での Β量は本発明規定内であって、 その i及び遮蔽度はォ—ステナイ ト粒界およびその近傍の B量が本発明規定 外の供試材 Να13および α18のものより高くなっている。
    [0143] 更に本発明合金 o.4を用いた場合にあっては、 供試材 Νο.19, 20, 22, お よび 23の各材におけるオーステナイ ト粒界およびその近傍での Β暈は本発 i s 明規定内であり、 それらの i及び遮蔽度はそれが規定外である供試材 24 のものより高くなつている。 なお、 オーステナィ ト粒界及びその近傍での Β量が本発明規定内の供試材 o.1〜 No.4 , No.8〜 ο.11， ο.14〜 ο.16, No.19, Νο.20-. NQ.22: Να23では優れた初透磁率及び遮蔽度を有し且つ比較的高い実 効透磁率及び 50Ήζでの角型性をも合わせ持つている。
    [0144] 20 また、 供試材 Να 2 : Να14: No.15, Να18, ffel9ではより高い初透磁率を有 しており、 これらの材料ではより低い保磁力を有している。 またこれらの 供試体では、 面圧 4 kgf/隱 2付加の時の初透磁率の劣化も実施例 1の比較 合金に較べて小さく、 歪による特性劣化が小さいこともわかる。 なお、 第 2表における供試材 Να 5 , 17および 21の各材は 1100'c x 3 hrの雰囲気保
    [0145] 25 持中における H2の露点が— 40 'Cより高い場合であり、 このような条件で 熱処理されたサンプルの iは 200, 000 程度と明かに低く遮蔽度も 100前後 と他の発明例に比べて低い。 即ち本発明の効果は J I Sで規定されている 露点 - 40'c以下の Hzで熱処理を行うことにより適切に発攆される。 また 1 1 0 "5Torr というような高真空下の熱処理でも本発明の効果ば発揮 し得る。
    [0146] (実施例 3 )
    [0147] 前記した実施例 1の本発明合金 No. 4及び表 3に示すような成分を有する 比較合金 No.23について実施例 2と同様の製作条件にてサンプルを作成しそ れぞれ、 表 4に示すような磁気焼鈍条件にて熱処理を行い、 磁気特性及び 遮蔽度を実施例 2と同様の方法にて行った。 結果を表 4に示す。
    [0148] なお、 この比較合金 o.23は、 Ni , Cuが本発明規定外であり、 その他の成 分は本発明規定内のものである。
    [0149] 発明合金 No. 4を用いて、 lOOO 'c x 1時間の磁気焼鈍後で得られる磁気性 質とほぼ同じレベルかやや高い値を示している。 即ち、 本発明によれば、 比較合金と同じ特性を得るのに磁気焼鈍温度を約 100 'C低温化することが 出来ることがわかる。
    [0150] 第 表
    [0151] 10,8
    [0152] Να Ni Ho Cu Mn B Fe C P S 0 N その他 (B〕 （N〕 X
    [0153] 14
    [0154] 発明合金 4
    [0155] 78.88 4.12 2.27 0.51 0.0045 14.07 0.0039 0.001 0.0011 0.0012 0.0004 0.0042 3.6 比較合金 23
    [0156] 76.91 4.32 4.91 0,51 0.0020 13.24 0.0065 0.001 0.0010 0.0010 0.0002 0.0018 3.5 第 4 表 の 1 合 金 磁 気 焼 鈍 条 件
    [0157] 発明例 発明合金 4 1000"C X l時間 （Ηζ, 3 点 40で） →1000で〜 650 ¾ (200で /時冷却， Ar) →炉冷
    [0158] 比較例 1 同 上
    [0159] 比較合金 23
    [0160] 比較例 2 1000Ϊ Χ 1時閽 (Ηζ, 露点一 40'C) —1100で〜 650 ΐ (200で/時冷却， Ar) —垆冷 第 4 表 の 2 初透磁率 遮蔽度 実効透磁率 50Hzでの角型性 最大透磁率 保磁力 磁束密度
    [0161] μα 扳厚 0.35«
    [0162] μ i (Ηο/Η,) 1 kHz (Br/Bw) η Hc(Oe) B (u)
    [0163] 発明例 100,000 50 6800 0.90 247,000 0.012 7,800
    [0164] 比較例 1 42,400 15 5500 0.75 102,200 0.022 7,400
    [0165] 比較例 2 97,000 45 5200 0.80 183,000 0,012 7,400
    [0166] o
    [0167] o
    [0168] * <— 本発明は、 実施例の製造方法のみでなく、 溶解 *溶製し、 薄铸板に铸造 し、 铸造のまま又は熱間加工後および又は脱スケールし、 冷延加工、 焼鈍 しても良い。
    [0169] 熱間加工に代えて又は冷延加工の高能率化のために温間加工を施しても 良い。
    [0170] 但し表面性状、 板厚形状、 寸法精度が要求される場合は、 最終溶製の前 に冷延加工を施した方が良い。
    [0171] 更に、 1回の冷延加工に代えて冷延加工、 再結晶焼鈍 （例えば 800 'c以 上） 、 冷延加工を繰りかえしても良い。
    [0172] 以上のような製造方法であっても、 本発明の範囲内であればほぼ同等の ものが得られる。
    [0173] 産業上の利用可能性
    [0174] 以上説明したような本発明によるときは、 Mi - Fe系の高透磁率磁性合金 における磁気特性を適切に改善し、 特に直流及び低周波域での透磁率など の磁気特性、 及びシールド性能が従来の P Cパーマロイの如きに比し飛躍 的に優れた高透磁率磁性合金を提供せしめ、 従来におけるより更にシール ド特性の要求される各種磁器シールド材ゃ磁気ヘッ ドケース、 コア、 さら には磁気増幅器、 パルス変圧器などの非線形応用に用いる材料類などに広 く採用せしめ得、 さらには従来と同じレベルの要求特性を得るのに磁気焼 鈍温度を従来よりも 100 °C程度低減化することも可能とし、 かつ歪みによ る特性劣化も小さく、 シールドルームのような構造部品とした際でも所要 の磁気特性を発揮することができ、 近時におけるエレク トロニクス産業の 要請に対して適切に即応し得るものである。
    权利要求:
    Claims 請 求 の 範 囲
    1. Ni： T7.5〜79.5wt%, Mo： 3.8〜4.6 vit%, Cu： 1.8〜 2.5 wt%,
    Mn： 0.1〜： L10wt%, P ： 0.010 wt%以下， S ： 0.0020wt%以下，
    O ： 0.0030wt%以下， N ： 0.0010wt%以下， C ： 0.020 wt%以下
    5 を舍有し、 かつ Bを、
    10.8
    0.0005wt¾≤ 〔B〕 〔N〕 ≤0.0070»t¾
    14
    の範囲内で含有し、 残部は基本的に Feからなり、 しかも Ni, Mo, Cu,
    Mn, Feか、
    2.02 x [Ni) -11.13 x 〔Mo〕 一 1.25x CCu) -5.03x (Mnj
    3.3≤ ≤ 3.8
    2.13 x (Fe)
    I 0 を満たす範囲でそれぞれ含有されたことを特徴とする Ni—Fe系高透磁率
    磁性合金。
    2. 請求の範囲第 1項に記載の成分組成を有し、 かつ磁気焼鈍後でオース テナイ ト粒界およびその近傍での B量が 1 0〜 5 0 atm%であることを特 徴とする - Fe系高透磁率磁性合金。
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    1990-09-18| WWE| Wipo information: entry into national phase|Ref document number: 1990901881 Country of ref document: EP |
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    1994-06-01| WWG| Wipo information: grant in national office|Ref document number: 1990901881 Country of ref document: EP |
    优先权:
    申请号 | 申请日 | 专利标题
    JP1157589||1989-01-20||
    JP1/011575||1989-01-20||
    JP1/256383||1989-09-30||
    JP1256383A|JPH0653903B2|1989-01-20|1989-09-30|Ｎｉ―Ｆｅ系高透磁率磁性合金|DE1990609317| DE69009317T2|1989-01-20|1990-01-20|Magnetische nickel-eisen legierung mit hoher permeabilität.|
    EP19900901881| EP0407608B1|1989-01-20|1990-01-20|Nickel-iron base magnetic alloy having high permeability|
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