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JPH06158110A - Fe−Co−V−P合金軟質磁性材料焼結体の製造方法 - Google Patents

Fe−Co−V−P合金軟質磁性材料焼結体の製造方法

Info

Publication number
JPH06158110A
JPH06158110A JP33949392A JP33949392A JPH06158110A JP H06158110 A JPH06158110 A JP H06158110A JP 33949392 A JP33949392 A JP 33949392A JP 33949392 A JP33949392 A JP 33949392A JP H06158110 A JPH06158110 A JP H06158110A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soft magnetic
weight
powder
binder
sintered body
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Pending
Application number
JP33949392A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihito Otsuka
昭仁 大塚
Masakazu Enboku
正和 遠北
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Original Assignee
Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Metal Mining Co Ltd filed Critical Sumitomo Metal Mining Co Ltd
Priority to JP33949392A priority Critical patent/JPH06158110A/ja
Publication of JPH06158110A publication Critical patent/JPH06158110A/ja
Pending legal-status Critical Current

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Abstract

(57)【要約】 【目的】 優れた軟磁気特性を有するFe−Co−V−
P合金材料焼結体を製造する方法を提供する。 【構成】 Coが40〜60重量%、Vが0.3〜3重
量%、Pが0.1〜1重量%、残部が実質的にFeから
なるように配合された平均粒径45μm以下の粉末、及
びバインダーからなる組成物を射出成型し、得られた成
型体を脱バインダー処理し、更に、1100〜1450
℃の温度範囲で焼結処理を行った後、該焼結体を2〜5
0℃/minの冷却速度で徐冷することを特徴とするF
e−Co−V−P合金軟質磁性材料焼結体の製造方法。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は、軟磁気特性に優れたF
e−Co−V−P合金軟質磁性材料焼結体の製造方法に
関する。
【0002】
【従来の技術】Fe−Co合金軟質磁性材料は、規則−
不規則変態をし、変態温度においてCsCl型規則格子
相を形成する合金材料であり、現在知られている合金の
中で最も大きい飽和磁束密度を示すので、パルスモータ
ー、プリンターヘッド等のヨーク用磁性材、受話器の振
動板として広く使用されている。しかし、Fe、Coの
みから成っている場合にはいかなる熱処理を施しても、
不規則格子から規則格子への変態を抑えることができ
ず、そのため冷間加工が不可能であった。
【0003】そこで、この様な事態の改善を図るため
に、Vを添加して加工性を改善したFe−Co−V合金
が、Fe−Co合金よりも実用的に使われている。しか
しそれでも規則格子への変態を抑えるのは十分といえ
ず、成型品、特に複雑形状の部品を得るためには、粉末
冶金法によって製造する試みがなされている。一方、通
常の粉末冶金法は、原料粉末を金型に挿入し、プレスに
よる圧縮成型を行うものであり、Co粉やFe−Co合
金粉が硬質であるために、圧縮成型時に大きな圧力をか
けても成型し難く、クラックが発生しやすい。またこの
場合、平均粒径が比較的大きい原料粉を用いており、更
にFeとCoは互いに拡散しづらいため磁気特性を得る
ための高密度化が難しく、密度を上げようとして高価な
微粉の使用、長時間焼結、HIP処理を行わなければな
い。また、焼結後は、必ず磁気特性向上のための熱処理
を行う必要がある。更に軟質磁性材料として交流で使用
される場合には、電気抵抗が大きく、鉄損失を少なくす
る必要がある。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】本発明の課題は、上記
のような従来の欠点を解消して、優れた軟磁気特性を有
するFe−Co−V−P合金材料焼結体を製造すること
ができる方法を提供することにある。
【0005】
【課題を解決するための手段】本発明者は、上記の課題
を解決すべく研究した結果、特定粒度の粉末を特定組成
になるように配合して射出成型し、得られた成型体を脱
バインダー処理し、更に、焼結処理を行った後、特定の
冷却速度で徐冷することにより、冷却時に発生する格子
歪の発生を制御し、製品の磁気特性を低下させることな
く上記の課題である磁気特性を得るための高密度化、電
気抵抗の向上を達成し得ることを見いだした。
【0006】即ち本発明のFe−Co−V−P合金軟質
磁性材料焼結体の製造方法は、Coが40〜60重量
%、Vが0.3〜3重量%、Pが0.1〜1重量%、残
部が実質的にFeからなるように配合された、平均粒径
45μm以下の粉末及びバインダーからなる組成物を射
出成型し、得られた成型体を脱バインダー処理し、更
に、1100〜1450℃の温度範囲で焼結処理を行っ
た後、該焼結体を2〜50℃/minの冷却速度で徐冷
する点に特徴がある。
【0007】
【作用】配合した粉末及び焼結後の焼結体のCo含有量
は40〜60重量%であることが必要である。Co含有
量が40重量%未満では磁束密度はそれほど低下しない
が、最大透磁率大きく減少し、軟磁性材料として使用で
きない。Co含有量が40重量%を超える場合において
も磁束密度はそれほど低下しないが、最大透磁率が大き
く減少し、軟磁性材料として使用できない。
【0008】またV含有量は0.3〜3重量%であるこ
とが必要である。V含有量が0.3重量%未満では電気
抵抗が向上しない。V含有量が3重量%を超えると磁束
密度が急激に低下し、軟磁性材料として使用できない。
【0009】更に、P含有量は0.1〜1重量%である
ことが必要である。P含有量が0.1重量%未満では焼
結後の最終相対密度はほとんど向上せず、その結果優れ
た軟磁気特性が発揮されないばかりでなく、電気抵抗が
向上しない。P含有量が1重量%を超えると磁束密度が
急激に低下し、軟磁性材料として使用できない。
【0010】Co、V、P及びFeは、それぞれの粉
末、或いはFe−Co−V合金粉、Fe−Co合金粉、
Fe−V合金粉、Fe−P合金粉などを適宜使用すれば
良い。なお、焼結体中にFe、Co、V、P以外の元素
は含まれないことが望ましいが、焼結体の軟磁気特性の
磁束密度がB35=19000 G 以下とならない範囲な
らば含まれていても差し支えない。
【0011】また、この粉末の平均粒径は45μm以下
であることが必要である。平均粒径が45μmを超える
粉末では、この粉末とバインダーからなる組成物の流動
性が低下し、射出成型がほとんど不可能となり、また、
射出成型ができたとしても、成型体を焼結させる工程の
進行が遅れてくる。そのため、焼結体の最終密度が上昇
しにくく、磁気特性も著しく低下する。
【0012】本発明におけるバインダーは、射出成型粉
末冶金法用としての公知のバインダー、例えばポリエチ
レン、ワックスなどを使用することができるが、バイン
ダー除去の時に残留カーボンが発生して、Fe−Co−
V−P合金中にカーボンが侵入すると磁気特性が低下す
るから、カーボンが残留しにくいバインダー、例えばワ
ックスを主体としたバインダーを使用することが好まし
い。
【0013】成型体からバインダーを除去する方法とし
ては、使用するバインダーの種類によって、加熱脱脂、
溶剤脱脂、その他公知の方法が使用できるが、加熱脱脂
装置は他の方法の装置と比較して簡便であるために、量
産時には窒素または水素雰囲気中、或いは真空中で行う
加熱脱脂が好ましい。脱バインダーされた成型体を焼結
処理する場合には、1100〜1450℃で水素雰囲気
中、或いは真空中で30〜300分保持して行う。この
とき、あらかじめ加熱してある炉に成型体を挿入しても
良いし、常温で成型体を炉に挿入してから適当な昇温速
度で昇温しても良い。
【0014】この様に焼結作業を終了した焼結品は、そ
の後、2〜50℃/minの冷却速度で徐冷することが
必要である。2℃/min未満の冷却速度で徐冷するこ
とは、格子歪の除去に対する本発明の効果を向上し得ぬ
ばかりでなく、生産性が著しく低下するため好ましくな
い。また、50℃/minを超える冷却速度では冷却時
に格子歪が生じ、これがそのまま室温で残留するため軟
磁気特性が低下する。
【0015】
【実施例】
実施例1〜8、比較例1〜10 原料粉として平均粒径9μmのFe−50重量%Co合
金粉、平均粒径40μmのFe−53重量%V合金粉、
平均粒径40μmのFe−27重量%P合金粉、必要に
応じて平均粒径5μmのカーボニルFe粉と、平均粒径
4.5μmの還元Co粉を用いて表1に示した配合比で
配合した後混合し、これにワックス系バインダーをバイ
ンダー含有率が40〜50容量%と成るように加え、1
50℃で混練後、ペレット状に造粒した。このペレット
を射出成型機を用いて射出圧力1200 kg/cm2
の条件で金型に射出成型した。得られた成型体を300
℃に保持してワックス系バインダーの除去を行った。そ
の後、1400℃の温度で2時間焼結し、表1に示した
冷却速度で冷却して常温とした。
【0016】
【表1】
【0017】この様にして得られた焼結体に、励磁コイ
ル及びサーチコイルを共に50ターン巻き、直流記録磁
束計によりBHヒステリシス曲線を描いて、外部磁場
35Oe にて磁束密度(B35)、保磁力(Hc)、最
大透磁率(μm)、を求めた。その結果を表2に示す。
【0018】
【表2】
【0019】比較例1〜10は実施例と同様の方法で製
造したが、組成、原料粉の粒径、冷却速度等を変えて製
造した例である。比較例1ではPの含有量が0.1重量
%未満であるため焼結密度が低く、磁束密度(B35)が
劣っている。比較例2ではPの含有量が1重量%を超え
ているため、最大透磁率(μm)が低下し、保磁力(H
c)も高くなっている。比較例3ではVの含有量が0.
3重量%未満であるため電気抵抗が劣っている。比較例
4はVの含有量が3重量%を超えているため最大透磁率
(μm)が低下し、保磁力も高くなっている。
【0020】比較例5ではCoの含有量が60重量%を
超えているため磁束密度(B35)が劣っている。比較例
6ではCoの含有量が40重量%未満であるため磁束密
度(B35)が劣っている。比較例7、比較例8、比較例
9では焼結後の冷却を、それぞれ湯冷、25℃の水によ
る水冷、0℃の水による水冷とし、冷却速度を50℃/
minを超えるものとしたため、いずれも磁気特性が大
きく劣っている。比較例10ではFe−50重量%Co
合金粉の平均粒径を 45 μm を超える粗いものとし
たため焼結密度が低く、磁気特性が劣っている。
【0021】なお、焼結体の焼結密度は93%以上、電
気抵抗は 30 μΩ 以上、磁束密度(B35)は 190
00 G 以上、保磁力(Hc)は 3 Oe 以下、最大
透磁率(μm)は 3000 G/Oe 以上であること
が望ましい。以上の結果から明らかなように、本発明の
方法によって製造した焼結体は、軟磁気特性において低
保磁力、高透磁率であり、電気抵抗も高い。
【0022】
【発明の効果】本発明は優れた軟磁気特性を有し、従来
のFe−Co合金、Fe−Co−V合金と比較して高密
度化され、電気抵抗も向上し、射出成型法を用いること
により複雑形状で高性能の軟磁気特性を有する軟磁性焼
結体を安定して供給し得るなど工業的に有利である顕著
な効果が認められる。
フロントページの続き (51)Int.Cl.5 識別記号 庁内整理番号 FI 技術表示箇所 C22C 38/00 303 S 304 38/12

Claims (3)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Coが40〜60重量%、Vが0.3〜
    3重量%、Pが0.1〜1重量%、残部が実質的にFe
    からなるように配合された粉末及びバインダーからなる
    組成物を射出成型し、得られた成型体を脱バインダー処
    理し、更に、焼結処理を行った後、該焼結体を徐冷する
    ことをすることを特徴とするFe−Co−V−P合金軟
    質磁性材料焼結体の製造方法。
  2. 【請求項2】 成型体徐冷の際の冷却速度を2〜50℃
    /minとすることを特徴とする請求項1記載のFe−
    Co−V−P合金軟質磁性材料焼結体の製造方法。
  3. 【請求項3】 粉末の平均粒径が45μm以下であるこ
    とを特徴とする請求項1もしくは請求項2に記載のFe
    −Co−V−P合金軟質磁性材料焼結体の製造方法。
JP33949392A 1992-11-27 1992-11-27 Fe−Co−V−P合金軟質磁性材料焼結体の製造方法 Pending JPH06158110A (ja)

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JP33949392A JPH06158110A (ja) 1992-11-27 1992-11-27 Fe−Co−V−P合金軟質磁性材料焼結体の製造方法

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2019173126A (ja) * 2018-03-29 2019-10-10 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末および焼結体の製造方法
US11450459B2 (en) 2018-03-29 2022-09-20 Seiko Epson Corporation Soft magnetic powder and method for producing sintered body

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