JPS61166902A - アモルフアス合金粉末製電磁部品及びその製造方法 - Google Patents

Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 明の分野 本発明は、アモルファス合金粉末製電磁部品及びその製
造方法に関するものであり、特には耐熱性有機材料をア
モルファス合金粉末の粒子表面被覆材として用いたこと
を特徴とするものである。

本発明は、チョークコイル、トランスコア、モータの回
転子／固定子セグメント、磁気ヘッド等の電磁部品に有
用に応用しうる。

発明の背景 磁性、強度、耐食性等の点でユニークな性質を有する新
素材の一つとして注目されてきたアモルファス合金はそ
の基礎研究の段階から実用化の段階に入りつつある。ア
モルファス合金がもつとも早く実用化されつつあるのは
、その磁性特性を生かしト電磁部品の分野である。大別
すると、アモルファス合金製電磁部品は、高磁束密度が
要求されるチョークコイル、トランスコア等の、分野と
高透磁率が要求される磁気ヘッド等の分野に分かれるが
、この合金を使用した応用製品が次々と提唱され、今後
益々多方面への進展が予想される。

７％Ａ／７７ス合金の製造法としては、薄帯形態のアモ
ルファスリボンを急冷法によって製造するのが現在のと
ころ主流を占めている。溶融金属をアモルファス化する
には、結晶化を妨げる半金属の作用と結晶配向を阻止す
るに充分の急冷速度が重要である。商品価値のあるアモ
ルファスリボンを製造するには、巾広の且つ寸法精度の
よい均質なものを連続的に生成する必要があり、これま
で、遠心法、双四−ル法及び単ロール法が提唱されてい
る。３者３様の得失があるが、巾広のリボンを蓋産しや
すい単ロール法に現在のところ特に大きな注目が寄せら
れている。アモルファス電磁部品は、アモルファスリボ
ンを打抜き加工し、必要ならそれらを複数孜積層して作
製されるが、アモルファスは他の材料に較べて相当に硬
いため、精度の良い打抜き技術の確立は仲々至難である
。仕上げ研削も非常に蝋しい。こうした機械的加工法の
困難さを回避するため、磁気ヘッドのような特定された
分野でスパッタ法による膜形成技術が開発されだが、応
用分野が限定され、電磁部品一般の製造への混層性に欠
ける。アモルファス合金を使用して多様な形状の部品を
製造しうるなら、アモルファス合金の新たな用途も開択
されるものと思われる。こうして、打抜き等の機械的加
工を使用せずまたは最小限として、様々の形態の電磁部
品を製造する技術の確立が所望される。

こうした要望に答えつる技術の一つは、アモルファス合
金粉末を所定の形状にプレスする粉末冶金技術の応用で
ある。アモルファス合金粉末は、アモルファスリボンの
粉砕、遠心アトマイジング、ガスまたは液体ジエンＦに
よる溶湯の噴霧化、回転翼等による溶湯の分断、刻み目
つきの冷却面への溶湯の噴射等の様々の方法で製造でき
る。こうしたアモルファス合金粉末を使用して電磁気装
置コアーを製造する方法が特開昭５９−１６３０６号に
開示されている。この方法は、強磁性ガラス　）質金属
粉末をガラス転移温度付近であって当該合金の結晶化温
度以下のプレス温度で６９〜６９０ＭＰａ　　（Ｉ　Ｍ
Ｐ　ａ：１０ｋｐ／ｚ冨）の圧力におイテ静圧により圧
縮することから成る。圧縮前に粉末を８１０．あるいは
ＭｇＯで被覆処理することも記載されている。具体的に
は、Ｆ・ｙｅ１３ｘｓｓｔｍの組成（原子％）を持つア
モルファス合金粉末をｓｉｏ、＋メタノールスラリー或
いはＭｇＯ＋メタノールスラリーと混和することにより
該粉末を被覆処理し、被覆処理された粉末を黒鉛型中で
４１０〜５１０℃の１＠囲の温度で６９　ＭＰａ（６９
０１ｑＰ／ｃｍ”　）　　の圧力下でプレスすることか
ら成る。４５０〜４６０℃の温度において３０分間プレ
スすることにより６７〜６．８ｇ／ｃｃの最大密度を有
する製品が得られることが報告されている。更には、樹
脂のような有機結合剤と混和した後常温プレスすること
ができることも付言されている。

しかしながら、上記特開昭５９−１６５０６号において
生成される製品について性能上改善の余地は多い。例え
ば次のような事項が挙げられる：ピ）　製品の密度の増
加 （ロ）初透磁率の増大 （ハ）　うず電流損失の減少 に）磁束密度の増大 （ホ）初透磁率の周波数特性の向上 発明の概要 こうした教養要求に答えるべく、本発明者はアモルファ
ス合金粉末電磁部品の製造について検討を重ねた。その
結果、アモルファス合金粉末粒子の被覆材として耐熱性
有機材料を使用し為しかもそれを溶液或いは分散液の形
で添加し、更に上述したよりも高い圧力で温間プレスす
ることにより改善が可能であることが判明した。耐熱性
有機材料を被覆材として用いることにより高密化が容易
となり、また絶縁体としては液状であるため、８１０、
あるいはＪＯなどの酸化物粉末に比べ、更には単に結合
剤樹脂を固体の形で添加するのに比べ、有機物質全体に
よく分散することを通して電磁特性が改善される。

斯くして、本発明は、アモルファス合金粉末の粒子表面
被覆材として耐熱性有機被覆材を１１〜５重量％全体に
均一に分布した状態で含有するアモルファス合金粉末プ
レス成形体から成るアそルファス合金粉末電磁部品を提
供し、更にはアモルファス合金粉末に粒子表面被覆材と
して耐熱性有機被覆材をα１〜５重１％溶液或いは分散
液の形で混合する段階と、得られる混合物を該アモルフ
ァス合金結晶化温度より低い温度で且つ耐熱性有機材料
の軟化或いは流動温度より高い温度においてそして１０
０ＭＰ〜２ＧＰの圧力において圧縮成形する段階とを包
含するアモルファス合金粉末製電磁部品の製造方法をも
提供する・耐熱性有機材料の代表例は、ポリイミド、テ
ア田ン、シランカップリング剤、チタンカップリング剤
及びシリコンオイルである。これらは溶液或いは分散液
の形で混合されることが重要である。こうすることによ
り、前記特開昭５９−１６５０６号に記載されたような
固体結合剤として添加されるのとは対照的に部品全体に
一様に分布され粒子相互間の絶縁化を好適ならしめる。

発明の詳細な説明 本発明は、以下の一絞式で表わされるアモルファス合金
を対象とする： （Ｆ＠ｔ−ａ−ｂ−ｅＣｏａＮｌｂＭｅ）　　　　（８
１１−４Ｂｄ）ｘ００−ｘ ’（ＭはＴＩ、Ｚ　ｒ、　Ｈｆｓ　ＶＳＮｂｓ　Ｔａ５
Ｃｒ、　Ｍｏｓ　Ｗ％Ｍｎ５ＲｕＳＣｔｌおよびＺｎの
中から選はれる一種または二種以上から成る。

０≦ａ≦ｔＯｓｏ≦ｂ≦α６．０≦Ｃ≦α１５１０≦Ｘ
≦５５なる関係を有する◎） もつとも一般的なものは７８　ａｔ％Ｆ・−９ａｔ襲５
ｌ−１５ａｔ％Ｂまたは４７ａｔ％Ｆｅ−７α５ａｔ％
Ｃｏ−１０ａｔ％５ｉ−１５ａｔ％Ｂ　の組成を有する
。電磁部品の用途に応じて最適のものを選択することが
好ましい。コア材料用には主にＦ・−５ｉ−ｎ系がそＬ
でヘッド材料にはＣｏ系が主として用いられる。“アモ
ルファス合金粉末の製造法としては、前述したように、
生成されたアモルファスリボンをボールミル等により粉
砕する方法、遠心アトマイジングした小滴を急冷する方
法、溶湯にガスまたは液体ジェットを吹付ける方法、回
転翼などにより溶湯を機械的に分断する方法、２つの耐
火ロール間に溶湯を噴出させ、溶湯に加わる力が正から
負に急激に変化するキャビチーシラン現象を利用する方
法等がある。更に、前記特開昭５９−１６５０６号にお
いては、凹凸の刻み目のある冷却円板を使用し、そこに
直接溶湯を噴射することにより粉末を製造する方法が開
示されている。本発明において使用するアモルファス合
金粉末は上記のいずれの方法によって製造されたもので
もよい。特に好ましい粉末形態はフレーク状である。こ
れは、本　。

発明で使用する耐熱性有機被覆材との組合せで高密度製
品の製造を可能ならしめる。粉末の大きさは、２０乃至
３０μｍ〜５００μｍの範囲をとりうる。

アモルファス合金粉末に添加混合される耐熱性有機被覆
材としては、ポリイミド、テア四ン、シランカップリン
グ剤、メタンカップリング剤、９リコーン樹脂（狭義の
シリコーン樹脂、シリコーンゴム、シリコーンオイルな
どの総称として使用）が代表的である。これらは溶液或
いは分散液の形で混合される。こうすることにより、前
記特開昭５９−１６０５６号のような固体樹脂の形で添
加するのとは異り、被覆材がアモルファス合金粉末粒子
間に浸透し、きわめて薄い皮膜として各粒子周囲を覆い
、良好な絶縁化作用を発揮しうる。溶液或いは分散液の
形で添加してこそ、その浸透効果及び希釈効果により所
期の目的を初めて達成しうるのである。

これら耐熱性有機被覆材は、被覆材の量に基いて全体の
０．１〜５．０重ｔ％添加されつる。０．１％より少な
いと所期の効果が出ない。５．０％を越えると、絶縁体
の占有容積が大きくなりすぎ、磁気特性に弊害が出る。

アモルファス合金粉末と耐熱性有機被覆材とは充分に混
和された後、所定の形状に圧縮成形される。圧縮成形は
、衝撃圧漕法、燭発圧着法、温間プレス法等が使用しう
るが、ここでは高圧に耐える超硬合金製金型を使用して
の温間プレス法の採用が好ましい。連層圧力は最大２０
００　ＭＰ（２０トン／ｃｔｒｌ’　）にも及びうる。

目標とする高密度製品を得るため、最小１０ＱＭＰ（１
）ン／３！　）の圧力の適用が望まれる。耐熱性有機材
料の潤滑効果と高圧の使用により、例えばＦ・ｙ＊　Ｂ
ｔｓ　８１１の場合リボン密度に近いｚ１〜ｚ２ｇ７ｃ
ｃの密度を有するプレス品を作製できる。プレス温度は
、アモルファス合金結晶化温度以下で且つ耐熱性有機材
料の軟化或いは流動温度より高い温度として選定される
。アモルファス合金の結晶化温度はアモルファス合金の
組成によって異なり、Ｆ・？ｌ　Ｂｌ＠　Ｓ　１１の場
合的５３０℃である。耐熱性有機材料がポリイミドの場
合その軟化温度は３００−３２０℃である。

テフロンの場合的３００℃で軟化する。プレス詩興は一
１適用圧力及び温度の下で充分の高密度物品を生成する
に充分の時間であり、一般に１〜６０分間である。

実施例１ 鉄心材料としてＦ・ｙａ　Ｓ　ｉｇ　Ｂ８．（結晶化温
度＝５１０°Ｃ）の組成のアモルファス合金を選定し、
その溶湯を２０，０００ｒｐｕ１で高速回転する７　０
　ｉ　ｍ／ｍのディスクの表面で遠心アトマイズし、ア
トマイズ化された溶融小滴を１．０００ｒｐｎｘ　で回
転する内径３００　ｙｉｍｌｍの円筒の内壁に衝突させ
、急冷凝固し、アモルファス粉末を製造した。得られた
粉末はフレーク状であり、その粒寸は４０〜１５０μｍ
であった。この粉末に耐熱性有機被覆材としてメチルセ
ｐンルプ糸溶剤で希釈した１０％ポリイミド溶液を樹脂
分に換算してＱ、８ｗｔ％添加し、充分に混合した。混
合物を乾燥後、金型に装入し、圧力８００　Ｍ　Ｐ　ｓ
温度４６０℃において３分間温間プレスした。こうして
、外径２５ｇｆｆ１、内径１０４□厚さ５　ｍｍの寸法
のトレイダルコアを製造し、そのトレイダルコアを４６
０℃で１時間焼鈍した。

その磁気特性を表に示す。

実施例２ 高透磁率材料としてＦ＠４０丁ＣＯａ、　ｓ　ｈ・Ｂｔ
ｓ（！ｉ！ｉ晶化温度＝４ａｏ℃）の組成のアモルファ
ス合金を選定し＼この溶湯から実施例１と同じ方法でア
モルファス合金粉末を作製した。得られた粉末はフレー
ク状であり、その粒寸は２０〜１００μｍであった。こ
の粉末に耐熱性有機被覆材として有機溶剤に分散させた
１０％テフロン溶液をα８％添加し、充分に混合した。

混合物を乾燥し金型に装入し、圧力８０　Ｇ　ＭＰ、温
度４３０℃において３分”！ｍ’厚さ３■の寸法のトロ
イダルコアを製造し、そのトロイダルコアを３９０℃−
５Ｏｍ１ｍ焼鈍熱処理した。その磁気特性は、Ｈｅ＝５
０ｍＯ・；初透磁率はＩＫＨｚで４９００．１０ＫＨＸ
で４８００．１００ＫＨｚで５．５００　；　Ｂｌｅ”
ＪＬ６ＫＧであり、磁気ヘッド用材料として十分な磁気
特性を有していた。

発明の効果 アモルファスリボンからの加工に依存することなく所望
の形状の電磁製品ご容易に製造することがでさる。得ら
れる一品はアモルファスリボンの密度に近い密度まで高
密化されており、被發材として使用した適愈の耐熱性有
機材料の部分全体での均一な存在と相俟って改善された
磁気特性を与える。本発明は、チョークコイル、トラン
スコア、モータの回転子／固定子セグメント、磁気ヘッ
ド等に有用である。

手続補正書 昭和６０年６月２１日

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １）アモルファス合金粉末の粒子表面被覆材として耐熱
   性有機被覆材を０．１〜５重量％全体に均一に分布した
   状態で含有するアモルファス合金粉末プレス成形体から
   成るアモルファス合金粉末電磁部品。 ２）アモルファス合金粉末に粒子表面被覆材として耐熱
   性有機被覆材を０．１〜５重量％溶液或いは分散液の形
   で混合する段階と、得られる混合物を該アモルファス合
   金結晶化温度より低い温度で且つ該耐熱性有機被覆材の
   軟化或いは流動温度より高い温度において、そして１０
   ０ＭＰ〜２ＧＰの圧力において圧縮成形する段階とを包
   含するアモルファス合金粉末電磁部品の製造方法。