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JPH11197708A - 軟磁性金属の薄箔とその製造方法 - Google Patents

軟磁性金属の薄箔とその製造方法

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Publication number
JPH11197708A
JPH11197708A JP807898A JP807898A JPH11197708A JP H11197708 A JPH11197708 A JP H11197708A JP 807898 A JP807898 A JP 807898A JP 807898 A JP807898 A JP 807898A JP H11197708 A JPH11197708 A JP H11197708A
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
foil
magnetic metal
soft magnetic
thickness
rolling
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
JP807898A
Other languages
English (en)
Inventor
Akihiko Saito
章彦 齋藤
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.)
Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel 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 Daido Steel Co Ltd filed Critical Daido Steel Co Ltd
Priority to JP807898A priority Critical patent/JPH11197708A/ja
Publication of JPH11197708A publication Critical patent/JPH11197708A/ja
Pending legal-status Critical Current

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    • B21MECHANICAL METAL-WORKING WITHOUT ESSENTIALLY REMOVING MATERIAL; PUNCHING METAL
    • B21BROLLING OF METAL
    • B21B1/00Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations
    • B21B1/40Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling foils which present special problems, e.g. because of thinness
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B21B1/24Metal-rolling methods or mills for making semi-finished products of solid or profiled cross-section; Sequence of operations in milling trains; Layout of rolling-mill plant, e.g. grouping of stands; Succession of passes or of sectional pass alternations for rolling plates, strips, bands or sheets of indefinite length in a continuous or semi-continuous process
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    • B21B13/02Metal-rolling stands, i.e. an assembly composed of a stand frame, rolls, and accessories with axes of rolls arranged horizontally
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    • B21B45/004Heating the product
    • B21B2045/006Heating the product in vacuum or in inert atmosphere
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    • B21B2201/18Vertical rolling pass lines
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    • B21B3/00Rolling materials of special alloys so far as the composition of the alloy requires or permits special rolling methods or sequences ; Rolling of aluminium, copper, zinc or other non-ferrous metals
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    • B21B3/02Rolling special iron alloys, e.g. stainless steel

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metal Rolling (AREA)

Abstract

(57)【要約】 【課題】 磁性材料とする軟磁性金属の薄箔において、
厚さが10μmを下回り3μm程度までであって、10
00MHz 〜1GHz の高周波領域で性能が低下しないもの
を、安定して製造する。 【解決手段】 圧延・焼鈍により20μm以下10μm
程度までの厚さにした軟磁性金属の箔を、垂直に下方に
移動させながら、つまり重力を超える張力を加えること
なく圧延し、所望の厚さにする。 これを軟磁性金属の
再結晶温度以上の温度に加熱して再結晶させる。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟磁性金属の薄い
箔、とくに厚さ10μm以下の薄箔と、それを製造する
方法に関する。 本発明の薄箔は、高周波領域の特性が
すぐれていて、1GHz における透磁率μの値が10以上
を確保している。
【0002】
【従来の技術】PCパーマロイや各種の電磁ステンレス
を代表とする軟磁性金属の箔は、電磁波シールド材やノ
イズフィルターのコア材料として有用である。 本発明
者も、共同研究者との研究を含めて、いくつかの発明を
開示している(たとえば、磁気遮蔽用シートとこれを用
いたケーブルに関する特願平8−247322)。
【0003】最近の研究成果としては、コモンモードノ
イズのフィルターであって、1GHz以上の高周波領域で
性能が低下しないものがあり(特願平9−16772
6)、これは、100MHz〜1GHzの透磁率が、周波数と
の関連において定めた特定の領域にある軟磁性金属の、
厚さ10μm以下の箔をコアとして使用することによっ
て、高周波領域の高性能を実現したものである。
【0004】上記の発明を実施するためには、軟磁性金
属の厚さ10μm以下の薄箔を必要とするが、このよう
な薄い箔を製造することは容易でない。 既知の圧延技
術により製造できるのは10μm以上の厚さのものであ
り、10μmを下回る厚さに圧延しようとすると、箔が
切れやすくなって安定な操業ができない。 磁気特性を
高めるために、圧延後に加熱して再結晶させる必要があ
るが、このとき箔が変形して平面性が失なわれることが
多い。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、軟磁
性金属の薄箔、とくに厚さ10μm以下のものを製造す
る上で障害となっていた上記の問題を解決し、薄くて平
面性が高く、かつ磁気特性が向上したものを提供するこ
とにある。 そのような薄箔を安定して製造できる方法
を提供することも、本発明の目的に含まれる。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明の軟磁性金属の薄
箔は、軟磁性金属の圧延および熱処理によって製造され
た厚さ10μm以下の薄箔であって、実質上すべての結
晶粒子が薄箔の厚さ方向に貫通した形で存在するが、こ
の条件を満たす限度において微細な粒子である軟磁性金
属の薄箔である。 この薄箔は、図1に模式的に示すよ
うな断面構造を有する。
【0007】上記した軟磁性金属の薄箔を製造する本発
明の方法は、軟磁性金属の箔を圧延および焼鈍の繰り返
しにより次第に薄くし、厚さが10〜20μmの領域に
至った後は、非酸化性雰囲気中で、箔を垂直に下方に移
動させながらさらに圧延を続けて10μmを下回る厚さ
とし、ついで軟磁性金属の再結晶温度以上の温度に加熱
して再結晶を起させたのち、直ちに冷却して結晶粒の粗
大化を防ぐことからなる。
【0008】
【発明の実施の形態】軟磁性金属としては種々の合金が
あるが、前述したシールド材やノイズフィルターのコア
材としたときに高周波領域で有用なものは、PCパーマ
ロイ、パーメンジュール合金、ならびにFe−Cr−A
l合金およびFe−Cr−Si合金のような電磁ステン
レスである。 ノイズフィルターに例をとると、100
MHz 〜1GHz の周波数において減衰量が少なくとも15
dBであって、共振周波数が1GHz 以上となる条件をみた
すノイズフィルターを制作するためには、透磁率μが周
波数との関係で特定の領域にあることが必要であり、上
記4種の合金はこの前提を充足している。
【0009】この種の軟磁性金属は、加工性があまりよ
くないが、厚さ100μm程度の箔は容易に製造できる
から、市場で入手可能である。 このような厚い箔から
出発して、既知の技術により圧延と焼鈍を繰り返して薄
くして行っても、20μmを超えて10μm程度までは
加工可能である。
【0010】10μm以下に圧延しようとすると箔が切
れるのは、この種の金属の強度が加工性の低いわりに大
きくないため、わずかな張力にも耐えないからである。
本発明では、厚さ10μm以下に至った箔を、図2に
示すように、垂直に下方に移動させながら、従って重力
を超える張力が箔に加わることのない条件下に圧延を行
なって、たとえば7μm以下5μm程度に薄くする。
この方法によるときは、少なくとも厚さ3μmまで薄く
できることが、発明者の経験から明らかになっている。
【0011】図2において、厚い箔たとえば前記した市
販の100μmの箔(1A)をコイルから繰り出し、厚
いうちは上下に置かれた圧延ロール(21a,21b;
22a,22b;…)の組を水平に通過させても圧延可
能であるが、10μmに近い厚さになった箔(1B)は
左右に置かれた圧延ロール(31a,31b;32a,
32b)により、上記したように重力を超える張力を加
えることを避けて圧延する。
【0012】所望の厚さに至った薄い箔(1C)は、管
状の加熱炉(4)内を連続的に通して、急速に加熱する
ことにより再結晶させる。 加熱手段は、誘導加熱、輻
射加熱など任意であるが、酸化による変質を防ぐため、
加熱雰囲気は非酸化性でなければならない。 この目的
のため、図2の例ではチャンバー(5)で加熱炉および
その下方を区画し、箔の出入口を除いて外気と遮断し
て、内部に非酸化性ガスを流通させるように構成してあ
る。 非酸化性雰囲気は、たとえばアンモニアの分解に
より生成したガスを利用することによって容易に形成す
ることができる。
【0013】加熱温度は、もちろん再結晶温度以上の温
度であり、具体的には、PCパーマロイおよびパーメン
ジュール合金では800℃以上、電磁ステンレスでは7
00℃以上である。 高温の方が短時間で再結晶化が進
むが、あまり高温となって融点に近づくと、加熱中に箔
が自重でクリープして切断してしまうから、適当な限度
内の温度とする。
【0014】必要な加熱時間は、合金組成、加工履歴、
箔の厚さなどの因子によっても影響されるが、通常2分
間程度である。 一方、再結晶が行われたならば、それ
以上に加熱することは結晶粒の粗大化を招き、磁気特性
がかえって低下する原因となるから、避けなければなら
ない。 通常、5分間を超える加熱は、無用または有害
である。
【0015】再結晶が行われた薄い箔は、結晶の粗大化
を防いで組織を固定させるため、直ちに冷却する必要が
ある。 冷却は、低い温度の非酸化性ガス(6)と接触
させることによって、容易に行なえる。 それに代え
て、またはそれとともに、低い温度に保たれた冷却ロー
ル(7)と接触させることも効果的である。 いずれに
しても箔は薄いから、冷却は速やかに進む。
【0016】
【実施例】PCパーマロイの100μmの箔から出発
し、図2に示した構成の装置で圧延および熱処理を行な
った。 ただし、箔の厚さ約10μmを境に工程を分
け、それまでは4段の圧延ロールを使用して各回の圧下
率が約50%となる圧延を行ない、間に約500℃に加
熱して放冷する焼鈍工程を加えた。 続く垂直方向に移
動させつつ行なう圧延は、2段のロールを使用して各回
の圧下率を約30%とすることによって、厚さ約5μm
の薄箔とした。
【0017】この厚さ約5μmの薄箔をそのまま立型管
状炉内に入れ、誘導加熱により800℃に加熱した。
炉内滞留時間は、2.5分間である。 雰囲気は、窒素
ガスを流通させて非酸化性に保った。
【0018】上記の熱処理を経て、再結晶は行なわれた
が組織が微細に保たれ、平面性の高いPCパーマロイ薄
箔が得られた。 このPCパーマロイの箔にエポキシ系
接着剤を塗布し、20枚積層したものを加熱加圧するこ
とにより、接着剤を硬化させて一体化した。 磁性材料
の厚さの合計は0.1mmであるが、各層間には5〜20
μmの厚さで接着剤の層がある。 積層板を切断し、幅
1mm×長さ15mmのコアを製作した。 このコアの周囲
に、#30エナメル被覆銅線を20ターン巻いて、ノイ
ズフィルター素子とした。
【0019】比較のため、上記の最終圧延工程で得られ
た、再結晶のための熱処理を経ていない厚さ5μmのP
Cパーマロイ薄箔を使用して、同じノイズフィルター素
子を製作した(比較例1とする)。 また、既知の技術
で厚さ20μmまで圧延したPCパーマロイ箔を5枚
(磁性材料の厚さが上記と同じ0.1mmになるよう)重
ね、同様にエポキシ系接着剤で一体化して、これもノイ
ズフィルター素子に加工した(比較例2とする)。
【0020】「ネットワークアナライザー」(HP社
製)を用いて、上記3種のノイズフィルター素子のノイ
ズ減衰性能を、100MHz〜1GHzの間で測定した。 結
果を、図3に示す。 図3のグラフから、本発明の薄箔
を使用してノイズフィルターを製作すると、100〜6
00MHz 台の間は15dBを超える減衰が実現すること、
700MHz付近から1GHzの間は減衰量が若干小さくなる
が、それでも10dBは確保できていることがわかる。
【0021】
【発明の効果】本発明により、軟磁性金属の箔であって
厚さ10μmを下回る薄箔の製造が可能になった。 こ
の薄箔は、はじめに記したように、そのまま、またはゴ
ムやプラスチックに練り込んでシートにして、電磁シー
ルド材としたり、上記実施例のように積層してノイズフ
ィルターのコア材としたりすることができる。 軟磁性
金属として、透磁率μが周波数との関係において特定の
範囲にあるものを使用した場合は、1GHz またはそれ以
上の高周波領域ですぐれた磁気特性を発揮する。
【図面の簡単な説明】
【図1】 本発明の軟磁性金属薄箔の結晶粒子を模式的
に示す、拡大した平面図および断面図。
【図2】 本発明の軟磁性金属薄箔の製造工程を示す概
念図。
【図3】 本発明の実施例および比較例の薄箔をコア材
とするノイズフィルターの、ノイズ減衰性能を、使用周
波数との関係において示した図。
【符号の説明】
1A 軟磁性金属の箔(市販の厚い箔) 1B 軟磁性金属の箔(10μm近くまで薄くした箔) 1C 軟磁性金属の箔(10μm以下に薄くした箔、熱
処理前) 1D 軟磁性金属の箔(10μm以下に薄くした箔、熱
処理後) 21a,21b;22a,22b;… 上下に置かれた
圧延ロール 31a,31b;32a,32b;… 左右に置かれた
圧延ロール 4 加熱炉 5 チャンバー 6 非酸化性ガス 7 冷却ロール

Claims (4)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軟磁性金属の圧延および熱処理によって
    製造された厚さ10μm以下の薄箔であって、実質上す
    べての結晶粒子が薄箔の厚さ方向に貫通した形で存在す
    るが、この条件を満たす限度において微細な粒子である
    軟磁性金属の薄箔。
  2. 【請求項2】 軟磁性金属が、PCパーマロイ、パーメ
    ンジュール合金(Fe−50Co−2V)、ならびにF
    e−Cr−Al合金およびFe−Cr−Si合金のいず
    れかである電磁ステンレスからえらんだものである請求
    項1の薄箔。
  3. 【請求項3】 軟磁性金属の箔を圧延および焼鈍の繰り
    返しにより次第に薄くし、厚さが10〜20μmの領域
    に至った後は、非酸化性雰囲気中で、箔を垂直に下方に
    移動させながらさらに圧延を続けて10μmを下回る厚
    さとし、ついで軟磁性金属の再結晶温度以上の温度に加
    熱して再結晶を起させたのち、直ちに冷却して結晶粒の
    粗大化を防ぐことからなる軟磁性金属の薄箔の製造方
    法。
  4. 【請求項4】 軟磁性金属の再結晶温度以上の温度への
    加熱を、厚さ10μm以下の箔を、非酸化性雰囲気に保
    った炉内を垂直に下方に移動させながら、軟磁性金属が
    PCパーマロイまたはパーメンジュール合金の場合は8
    00℃以上の温度に、電磁ステンレスの場合は700℃
    以上の温度に、2〜5分間加熱することによって実施
    し、それに続く冷却を、やはり非酸化性ガスに接触させ
    ることによって実施する請求項3の製造方法。
JP807898A 1998-01-19 1998-01-19 軟磁性金属の薄箔とその製造方法 Pending JPH11197708A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2003033182A3 (de) * 2001-10-11 2003-10-09 Wet Automotive Systems Ag Vorrichtung und verfahren zur herstellung von flach-metal
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CN113290053A (zh) * 2021-05-27 2021-08-24 江苏中基复合材料有限公司 一种柔性粘贴式陶瓷焊接衬垫铝箔的二次再轧退火装置

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