JP7645127B2 - Magnetic material, its manufacturing method and iron core - Google Patents
Magnetic material, its manufacturing method and iron core Download PDFInfo
- Publication number
- JP7645127B2 JP7645127B2 JP2021074458A JP2021074458A JP7645127B2 JP 7645127 B2 JP7645127 B2 JP 7645127B2 JP 2021074458 A JP2021074458 A JP 2021074458A JP 2021074458 A JP2021074458 A JP 2021074458A JP 7645127 B2 JP7645127 B2 JP 7645127B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- mass
- magnetic material
- concentration
- cobalt
- concentration region
- 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.)
- Active
Links
Images
Landscapes
- Heat Treatment Of Articles (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Description
本発明は、鉄-コバルト系合金にコバルトの濃度勾配を形成した磁性体材料、その製造方法および鉄心に関する。 The present invention relates to a magnetic material in which a cobalt concentration gradient is formed in an iron-cobalt alloy, its manufacturing method, and an iron core.
バルクの合金中で最も飽和磁束密度Bsが高い材料は、鉄-コバルト系合金である。例えば、Fe-49Co-2Vのパーメンジュールは、バルクのBsが2.3Tであり、高Bsを示す軟磁性体材料としてモータの鉄心等に広く用いられている。しかし、鉄-コバルト系合金は、鉄と比較して高価なコバルトを含むため、量産性やコスト性に課題を抱えている。 The material with the highest saturation magnetic flux density Bs among bulk alloys is an iron-cobalt alloy. For example, Fe-49Co-2V permendur has a bulk Bs of 2.3 T and is widely used in motor cores and other applications as a soft magnetic material with a high Bs. However, iron-cobalt alloys have issues with mass production and cost because they contain cobalt, which is more expensive than iron.
近年、鉄-コバルト系合金よりも安価であり、薄膜の状態で鉄-コバルト系合金と同等の高い飽和磁束密度Bsを示す磁性体材料として、窒化鉄α″-Fe16N2が注目されている。α″-Fe16N2は、体心正方晶(bct)の鉄系マルテンサイトであり、α-FeにNが侵入して格子間隔がc軸方向に拡張した結晶構造を有する。α″-Fe16N2の薄膜のBsは、2.4Tを超えることが知られている。 In recent years, iron nitride α″-Fe 16 N 2 has attracted attention as a magnetic material that is less expensive than iron-cobalt alloys and that, in the form of a thin film, exhibits a high saturation magnetic flux density Bs equivalent to that of iron-cobalt alloys. α″-Fe 16 N 2 is a body-centered tetragonal (bct) iron-based martensite, and has a crystal structure in which N penetrates α-Fe and the lattice spacing is expanded in the c-axis direction. The Bs of a thin film of α″-Fe 16 N 2 is known to exceed 2.4 T.
窒化鉄α″-Fe16N2は、準安定相であり、熱的な安定性が低く、結晶成長させるのが難しいことが知られている。従来、α″-Fe16N2について、製造方法をはじめとして、種々の研究開発が行われている。特許文献1には、炭素および窒素を含有するマルテンサイトを含む軟磁性材料や、その製造方法が記載されている。 Iron nitride α″-Fe 16 N 2 is a metastable phase, has low thermal stability, and is known to be difficult to grow. Conventionally, various research and development efforts have been conducted on α″-Fe 16 N 2 , including manufacturing methods. Patent Document 1 describes a soft magnetic material containing martensite containing carbon and nitrogen, and a manufacturing method thereof.
回転電機、変圧器等の種々の用途で、安価でありながら、高い飽和磁束密度Bsを示す軟磁性材料が求められている。従来のパーメンジュール等の鉄-コバルト系合金には、50原子%に近いCoが含まれるため、Co量の低減が望まれている。しかし、Coの一部を他の元素に置換すると、飽和磁束密度Bsが低くなると共に、透磁率μが低下して鉄損Piが増大する。 In various applications such as rotating electrical machines and transformers, there is a demand for soft magnetic materials that are inexpensive yet have a high saturation magnetic flux density Bs. Conventional iron-cobalt alloys such as permendur contain nearly 50 atomic % Co, so it is desirable to reduce the amount of Co. However, when part of the Co is replaced with another element, the saturation magnetic flux density Bs decreases, the magnetic permeability μ decreases, and the iron loss Pi increases.
安価で高い飽和磁束密度Bsを示す磁性体材料としては、窒化鉄α″-Fe16N2もあるが、熱的な安定性の低さから、工業的な製造が妨げられている。窒化鉄α″-Fe16N2のように、高Bsの鉄-コバルト系合金に窒素原子を置換型固溶させると、Bsが更に向上することが期待される。 Iron nitride α″-Fe 16 N 2 is also an inexpensive magnetic material that exhibits a high saturation magnetic flux density Bs, but its low thermal stability prevents its industrial production. It is expected that Bs will be further improved if nitrogen atoms are substituted into an iron-cobalt alloy with a high Bs, such as iron nitride α″-Fe 16 N 2 .
しかし、鉄-コバルト系合金の合金相内は窒素原子が拡散し難く、窒素置換されたマルテンサイトを形成するのは容易でないという問題がある。鉄-コバルト系合金に対し、窒素と共にAl、Cr、Mo、Nb、V等を添加することも考えられるが、FeやCoが減少するため、飽和磁束密度Bsが低くなると共に、透磁率μが低下して鉄損Piが増大してしまう。 However, nitrogen atoms have difficulty diffusing within the alloy phase of iron-cobalt alloys, and it is not easy to form nitrogen-substituted martensite. It is possible to add Al, Cr, Mo, Nb, V, etc. to iron-cobalt alloys along with nitrogen, but this reduces Fe and Co, lowering the saturation magnetic flux density Bs and the magnetic permeability μ, which increases the iron loss Pi.
また、鉄心をはじめとする軟磁性材料の用途では、鉄損Piを抑制するだけでなく、強度、靭性等の機械的特性も求められる。機械的特性は、適切な磁気特性が得られる材料形態において得られなければならない。窒素置換を導入するか否かにかかわらず、安価で材料コストが低減されていながら、高い飽和磁束密度Bsと低い鉄損Piを実現可能であり、窒素置換の導入や機械的特性の向上も図れる基本的な組成・構造を持つ軟磁性材料が望まれている。 In addition, in applications of soft magnetic materials such as iron cores, not only is it necessary to suppress iron loss Pi, but mechanical properties such as strength and toughness are also required. Mechanical properties must be obtained in a material form that provides appropriate magnetic properties. Regardless of whether or not nitrogen substitution is introduced, there is a demand for soft magnetic materials that are inexpensive and reduce material costs, yet can achieve high saturation magnetic flux density Bs and low iron loss Pi, and that have a basic composition and structure that allows for the introduction of nitrogen substitution and improved mechanical properties.
そこで、本発明は、材料コストを抑制して高い飽和磁束密度と低い鉄損を両立できる磁性体材料、その製造方法、および、これを用いた鉄心を提供することを目的とする。 The present invention aims to provide a magnetic material that can achieve both high saturation magnetic flux density and low iron loss while reducing material costs, a manufacturing method for the same, and an iron core using the same.
前記課題を解決するために本発明に係る磁性体材料は、FeとCoを合計で90質量%以上含む磁性体材料であって、前記磁性体材料は、箔または板であり、5質量%以上40質量%以下のCo、および、0.1質量%以上4.0質量%以下のNを含み、前記Nが固溶した規則相α″-Fe 16 N 2 および不規則相α′-Fe 8 Nのうちの少なくとも一方を含み、前記箔または前記板の厚さ方向において、20質量%以上のコバルト濃度を有する高濃度領域と、0質量%を超え10質量%以下のコバルト濃度を有する低濃度領域と、前記高濃度領域のコバルト濃度と前記低濃度領域のコバルト濃度とをつなぐ濃度遷移領域と、を有する。また、本発明に係る鉄心は、軟磁性鋼板が積層された鉄心であって、前記軟磁性鋼板の一部または全部が、前記の磁性体材料で形成されている。また、本発明に係る磁性体材料の製造方法は、FeとCoを含む磁性体材料の製造方法であって、前記磁性体材料は、箔または板であり、20質量%以上のコバルト濃度を有する鉄系材料で形成された前駆体と、0質量%を超え10質量%以下のコバルト濃度を有する鉄系材料またはコバルト系材料で形成された前駆体とを積層し、互いに積層された前記前駆体を熱処理して原子を拡散させて、前記箔または前記板の厚さ方向において、20質量%以上のコバルト濃度を有する高濃度領域と、0質量%を超え10質量%以下のコバルト濃度を有する低濃度領域と、前記高濃度領域のコバルト濃度と前記低濃度領域のコバルト濃度とをつなぐ濃度遷移領域と、を形成して磁性体材料を取得し、前記前駆体または前記磁性体材料を熱処理下に浸窒素性ガスを接触させて窒素を侵入および拡散させる浸窒素熱処理、および、前記浸窒素熱処理された前記前駆体または前記磁性体材料を急冷してマルテンサイト組織に相変態させる冷却に供して、5質量%以上40質量%以下のCo、および、0.1質量%以上4.0質量%以下のNを含み、前記Nが固溶した規則相α″-Fe 16 N 2 および不規則相α′-Fe 8 Nのうちの少なくとも一方を含む磁性体材料を製造する。 In order to solve the above problems, the magnetic material according to the present invention is a magnetic material containing Fe and Co in a total amount of 90 mass % or more, the magnetic material being in the form of a foil or plate, containing 5 mass % or more and 40 mass % or less of Co and 0.1 mass % or more and 4.0 mass % or less of N , and containing an ordered phase α″-Fe 16 N 2 and an irregular phase α′-Fe 8 N 2 in which the N is dissolved. The core according to the present invention includes at least one of N and a high concentration region having a cobalt concentration of 20 mass% or more in the thickness direction of the foil or plate, a low concentration region having a cobalt concentration of more than 0 mass% and not more than 10 mass%, and a concentration transition region connecting the cobalt concentration of the high concentration region and the cobalt concentration of the low concentration region. The iron core according to the present invention is an iron core in which soft magnetic steel plates are laminated, and a part or all of the soft magnetic steel plates are formed from the magnetic material. The manufacturing method of the magnetic material according to the present invention is a manufacturing method of a magnetic material containing Fe and Co, the magnetic material is a foil or plate, and includes a precursor formed from an iron-based material having a cobalt concentration of 20 mass% or more, and an iron-based material or cobalt-based material having a cobalt concentration of more than 0 mass% and not more than 10 mass%. and a precursor having a cobalt concentration of 20% by mass or more, a low concentration region having a cobalt concentration of more than 0% by mass and not more than 10% by mass, and a concentration transition region connecting the cobalt concentrations of the high concentration region and the low concentration region, in the thickness direction of the foil or plate, to obtain a magnetic material, and then the precursor or the magnetic material is subjected to a nitrous heat treatment in which a nitrous gas is brought into contact with the precursor or the magnetic material under heat treatment to allow nitrogen to penetrate and diffuse, and the precursor or the magnetic material that has been nitrous heat treated is subjected to a cooling step in which the precursor or the magnetic material is quenched to transform the precursor or the magnetic material into a martensite structure, thereby producing a magnetic material containing 5% by mass or more and 40% by mass or less of Co and 0.1% by mass or more and 4.0% by mass or less of N, and containing at least one of an ordered phase α″-Fe 16 N 2 and an irregular phase α′-Fe 8 N in which the N is dissolved.
本発明によると、材料コストを抑制して高い飽和磁束密度と低い鉄損を両立できる磁性体材料、その製造方法、および、これを用いた鉄心を提供することができる。 The present invention provides a magnetic material that can achieve both high saturation magnetic flux density and low iron loss while reducing material costs, a manufacturing method for the same, and an iron core using the same.
以下、本発明の一実施形態に係る磁性体材料、その製造方法、および、これを用いた鉄心および回転電機について、図を参照しながら説明する。なお、以下の各図において、共通する構成については同一の符号を付して重複した説明を省略する。 The following describes a magnetic material according to one embodiment of the present invention, its manufacturing method, and an iron core and a rotating electric machine using the same, with reference to the drawings. Note that in the following drawings, common configurations are given the same reference numerals and duplicated descriptions are omitted.
<磁性体材料>
本実施形態に係る磁性体材料は、常温で強磁性を示し、箔または板の形態で提供される。この磁性体材料は、材料100質量%に対して、鉄(Fe)とコバルト(Co)を合計で90質量%以上含み、且つ、材料100質量%に対して、5質量%以上40質量%以下のCoを少なくとも含み、軟磁性を示す磁性体材料である。
<Magnetic materials>
The magnetic material according to the present embodiment is ferromagnetic at room temperature and is provided in the form of a foil or plate. This magnetic material contains a total of 90% by mass or more of iron (Fe) and cobalt (Co) relative to 100% by mass of the material, and contains at least 5% by mass or more and 40% by mass or less of Co relative to 100% by mass of the material, and is a magnetic material that exhibits soft magnetism.
本実施形態に係る磁性体材料は、特に、箔または板の主面に垂直な厚さ方向において、コバルトの濃度勾配が形成されたものである。箔または板の厚さ方向に沿って、コバルトの濃度が互いに異なる領域が形成され、これらの領域間でコバルト原子が拡散されることにより、これらの領域間をつなぐコバルト濃度の濃度勾配が形成される。 The magnetic material according to this embodiment has a cobalt concentration gradient formed in the thickness direction perpendicular to the main surface of the foil or plate. Along the thickness direction of the foil or plate, regions with different cobalt concentrations are formed, and cobalt atoms are diffused between these regions, forming a cobalt concentration gradient connecting these regions.
具体的には、本実施形態に係る磁性体材料は、箔または板の厚さ方向において、コバルトの濃度が相対的に高い高濃度領域と、コバルトの濃度が相対的に低い低濃度領域と、これらの領域間に介在する濃度遷移領域と、を有する。濃度遷移領域は、高濃度領域のコバルト濃度と低濃度領域のコバルト濃度とをつなぐ濃度勾配を形成し、高濃度領域のコバルト濃度と低濃度領域のコバルト濃度との中間のコバルト濃度を示す領域である。 Specifically, the magnetic material according to this embodiment has, in the thickness direction of the foil or plate, a high concentration region where the cobalt concentration is relatively high, a low concentration region where the cobalt concentration is relatively low, and a concentration transition region interposed between these regions. The concentration transition region forms a concentration gradient connecting the cobalt concentration of the high concentration region and the cobalt concentration of the low concentration region, and is a region that exhibits a cobalt concentration intermediate between the cobalt concentration of the high concentration region and the cobalt concentration of the low concentration region.
従来、モータ等の電動機には、電磁鋼板をはじめ、軟磁性材料の箔または板を積層した鉄心が用いられている。箔ないし板の厚さは、10μm~1mm程度とされている。従来のパーメンジュール等の鉄-コバルト系合金は、高い飽和磁束密度Bsを示す軟磁性材料であるが、高価なコバルトを含むため、低コスト性と磁気特性との両立が望まれている。 Conventionally, electric motors such as motors use cores made of laminated foils or plates of soft magnetic materials, including electromagnetic steel sheets. The thickness of the foils or plates is about 10 μm to 1 mm. Conventional iron-cobalt alloys such as permendur are soft magnetic materials that exhibit high saturation magnetic flux density Bs, but because they contain expensive cobalt, it is desirable to achieve both low cost and good magnetic properties.
鉄心に用いられる磁性体材料には、軟磁性を示すこと、純鉄よりも高い飽和磁束密度Bsを示すこと、電磁鋼板と同等以下の鉄損Piを示すこと、高い機械的強度を示すこと、靭性が良好であり加工・積層が可能であること等が求められる。純鉄のBsは、20℃で2.14Tであり、これを上回るBsを低コストで実現できることが望まれる。 The magnetic material used in the core is required to exhibit soft magnetism, a saturation magnetic flux density Bs higher than that of pure iron, an iron loss Pi equal to or lower than that of electromagnetic steel sheet, high mechanical strength, good toughness, and the ability to be processed and laminated. Pure iron has a Bs of 2.14 T at 20°C, and it is desirable to be able to achieve a higher Bs at low cost.
パーメンジュール等の鉄-コバルト系合金を、低Co量にすると、Feと比較して高価なCoが減るため、量産性やコスト性が良好な軟磁性材料が得られる可能性がある。しかし、低Co量にすると、飽和磁束密度Bsが低くなると共に、透磁率μが低下して鉄損Piが増大する。Ni等の他の合金元素を増やすと、透磁率μの向上や、鉄損Piの低減等がもたらされる場合があるが、Bsの低下や材料コストの増大を招く問題がある。 When the amount of Co in an iron-cobalt alloy such as permendur is reduced, the amount of Co, which is expensive compared to Fe, is reduced, and it is possible to obtain a soft magnetic material that is suitable for mass production and cost-effective. However, when the amount of Co is reduced, the saturation magnetic flux density Bs decreases, and the magnetic permeability μ decreases and the iron loss Pi increases. Increasing the amount of other alloying elements such as Ni can improve the magnetic permeability μ and reduce the iron loss Pi, but this has the problem of lowering Bs and increasing material costs.
また、安価で高い飽和磁束密度Bsを示す磁性体材料としては、窒化鉄α″-Fe16N2が知られている。α″-Fe16N2は、2.1~2.8Tの高Bsが得られる可能性が見出されている。窒化鉄α″-Fe16N2のように、鉄-コバルト系合金に窒素を添加し、窒素原子を置換型固溶させると、窒化鉄と同様にBsが向上する可能性がある。 Additionally, iron nitride α″-Fe 16 N 2 is known as an inexpensive magnetic material that exhibits a high saturation magnetic flux density Bs. It has been discovered that α″-Fe 16 N 2 has the potential to achieve a high Bs of 2.1 to 2.8 T. When nitrogen is added to an iron-cobalt alloy, as in the case of iron nitride α″-Fe 16 N 2 , and the nitrogen atoms are made into a substitutional solid solution, there is a possibility that the Bs can be improved in the same way as with iron nitride.
しかし、鉄-コバルト系合金の合金相内は、純鉄と比較して、窒素原子が拡散し難く、窒素原子を置換型固溶させるのが容易ではない。窒素と共にAl、Cr、Mo、Nb、V等を添加することも考えられるが、添加元素が多いと、Fe量やCo量が少なくなる。飽和磁束密度Bsが低くなると共に、透磁率μが低下して鉄損Piが増大してしまう。窒素原子を置換型固溶させると、結晶歪が増加して、Piが増大する問題もある。 However, compared to pure iron, nitrogen atoms are less likely to diffuse within the alloy phase of an iron-cobalt alloy, and it is not easy to dissolve the nitrogen atoms in a substitutional solid solution. It is possible to add Al, Cr, Mo, Nb, V, etc. along with nitrogen, but adding many elements reduces the amount of Fe and Co. As the saturation magnetic flux density Bs decreases, the magnetic permeability μ decreases and the iron loss Pi increases. If nitrogen atoms are dissolved in a substitutional solid solution, crystal distortion increases, which is also a problem as does Pi.
このような状況下、本発明者らは、鉄-コバルト系合金に基づく磁性体材料について、コバルトの濃度分布の形態、熱処理の時間、磁気特性等の種々の因子の相互関係を調査・検討し、コバルトの濃度勾配の有効性を見出し、本発明を完成させた。コバルトの濃度勾配を形成し、高濃度領域、低濃度領域および濃度遷移領域を設けると、純鉄の利点と、高Bs・低Piであるパーメンジュールの利点が得られ、材料コストを抑制して高い飽和磁束密度Bsと低い鉄損Piを両立できることを見出した。 Under these circumstances, the inventors investigated and examined the interrelationships between various factors such as the form of cobalt concentration distribution, heat treatment time, and magnetic properties of magnetic materials based on iron-cobalt alloys, discovered the effectiveness of a cobalt concentration gradient, and completed the present invention. They discovered that by forming a cobalt concentration gradient and providing a high concentration region, a low concentration region, and a concentration transition region, it is possible to obtain the advantages of pure iron and permendur, which has a high Bs and low Pi, and to achieve both a high saturation magnetic flux density Bs and low iron loss Pi while suppressing material costs.
図1、図2および図3は、本発明の実施形態に係る磁性体材料の一例を模式的に示す図である。
図1、図2および図3において、各図の上側は、コバルトの濃度勾配を形成した磁性体材料の層構造の例を示す。各図の下側は、磁性体材料の厚さ方向に沿ったコバルトの概略濃度分布を示す。
1, 2 and 3 are diagrams each showing a schematic diagram of an example of a magnetic material according to an embodiment of the present invention.
1, 2 and 3, the upper part of each figure shows an example of a layer structure of a magnetic material having a cobalt concentration gradient, and the lower part of each figure shows a rough concentration distribution of cobalt along the thickness direction of the magnetic material.
各図において、符号1、2、3は、コバルトの濃度勾配を形成した磁性体材料を示す。符号100は、コバルトの濃度が相対的に高い高濃度領域を示す。符号200は、コバルトの濃度が相対的に低い低濃度領域を示す。符号300は、高濃度領域と低濃度領域との間に介在する濃度遷移領域を示す。
In each figure, the
図1に示すように、本実施形態に係る磁性体材料は、例えば、高濃度領域100/(濃度遷移領域300)/低濃度領域200が、この順に積層された2層構造に設けることができる。高濃度領域100と低濃度領域200は、互いに磁気特性が異なる。しかし、箔または板の磁性体材料を積層して用いる用途では、このような2層構造であっても、形状的な磁気異方性を小さくすることができる。
As shown in FIG. 1, the magnetic material according to this embodiment can be provided in a two-layer structure in which, for example, a
図2に示すように、本実施形態に係る磁性体材料は、低濃度領域200/(濃度遷移領域300)/高濃度領域100/(濃度遷移領域300)/低濃度領域200が、この順に積層された3層構造に設けることもできる。また、図3に示すように、高濃度領域100/(濃度遷移領域300)/低濃度領域200/(濃度遷移領域300)/高濃度領域100が、この順に積層された3層構造に設けることもできる。
As shown in FIG. 2, the magnetic material according to this embodiment can be provided in a three-layer structure in which
高濃度領域100、低濃度領域200および濃度遷移領域300は、各領域の厚さや磁性体材料当たりの体積率が、特に限定されるものではない。各領域の厚さは、要求性能や材料コスト等に応じて、任意の厚さに設けることができる。高濃度領域100および低濃度領域200の厚さは、それぞれ、製造性の観点等からは、0.1μm以上0.5mm以下程度であることが好ましい。
The
また、高濃度領域100、低濃度領域200および濃度遷移領域300は、各領域内のコバルトの濃度が、特に限定されるものではない。高濃度領域100および低濃度領域200のコバルトの濃度は、要求性能や材料コスト等に応じて、所定の範囲内で任意の濃度に設けることができる。高濃度領域100や低濃度領域200のコバルトの濃度は、各領域内の厚さ方向に沿って、実質的に均一であってもよいし、濃度勾配を形成していてもよい。
The cobalt concentration in each of the
なお、図1、図2および図3において、濃度遷移領域300は、独立的な層として図示されているが、濃度遷移領域300は、高濃度領域100や低濃度領域200に対し、明確な境界を持たなくてもよい。濃度遷移領域300は、元素分析上で、高濃度領域100と低濃度領域200との中間のコバルト濃度を示す限り、直線的に変化する濃度分布を示さなくてもよく、曲線的または段階的に変化する濃度分布を示してもよい。
In addition, in Figures 1, 2, and 3, the
また、図1、図2および図3には、2層構造や3層構造を示しているが、高濃度領域100および低濃度領域200は、領域間に濃度遷移領域300が介在する限り、4層以上の層構造に設けてもよい。磁性体材料の箔または板の両主面には、高濃度領域100および低濃度領域200のうち、いずれが位置してもよい。
Although two-layer and three-layer structures are shown in Figures 1, 2, and 3, the
高濃度領域(100)は、磁性体材料100質量%に対し、20質量%以上のコバルト濃度を有する領域である。コバルトの濃度が相対的に高い高濃度領域を形成すると、磁性体材料の飽和磁束密度Bsを、純鉄の場合と比較して向上させることができる。また、高い透磁率μが得られるため、磁性体材料の鉄損Piを低減することができる。 The high concentration region (100) is a region having a cobalt concentration of 20 mass% or more relative to 100 mass% of the magnetic material. By forming a high concentration region with a relatively high cobalt concentration, the saturation magnetic flux density Bs of the magnetic material can be improved compared to that of pure iron. In addition, since a high magnetic permeability μ can be obtained, the iron loss Pi of the magnetic material can be reduced.
高濃度領域は、Co:20質量%以上であり、窒素(N)、炭素(C)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、ケイ素(Si)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニオブ(Nb)およびバナジウム(V)のうちの一種以上を任意に含有し、残部が鉄(Fe)および不可避的不純物からなる構成とすることができる。高濃度領域の好ましい形態は、これらの任意の元素を含まない組成や、これらの任意の元素のうち、Nのみを含む組成、または、NとCを含む組成である。 The high concentration region can be configured to have a Co content of 20 mass% or more and optionally contain one or more of nitrogen (N), carbon (C), nickel (Ni), manganese (Mn), silicon (Si), chromium (Cr), titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V), with the balance being iron (Fe) and unavoidable impurities. A preferred form of the high concentration region is a composition that does not contain any of these elements, a composition that contains only N among these elements, or a composition that contains N and C.
高濃度領域のCo量は、25質量%以上、30質量%以上、35質量%以上、40質量%以上等であってもよい。Co量が多いと、高い飽和磁束密度Bsが得られる。また、高い透磁率μが得られるため、鉄損Piが低減する。高濃度領域のCo量は、好ましくは40質量%以下、より好ましくは35質量%以下、更に好ましくは30質量%以下、更に好ましくは25質量%以下である。Co量が少ないほど、安価な磁性体材料が得られる。 The amount of Co in the high concentration region may be 25 mass% or more, 30 mass% or more, 35 mass% or more, 40 mass% or more, etc. With a large amount of Co, a high saturation magnetic flux density Bs is obtained. In addition, a high magnetic permeability μ is obtained, and therefore the iron loss Pi is reduced. The amount of Co in the high concentration region is preferably 40 mass% or less, more preferably 35 mass% or less, even more preferably 30 mass% or less, and even more preferably 25 mass% or less. The smaller the amount of Co, the cheaper the magnetic material is obtained.
低濃度領域(200)は、磁性体材料100質量%に対し、0質量%を超え10質量%以下のコバルト濃度を有する領域である。コバルトの濃度が相対的に低い低濃度領域を形成すると、磁性体材料に含まれるコバルトが少なくなるため、安価で工業生産に適した磁性体材料を得ることができる。 The low concentration region (200) is a region having a cobalt concentration of more than 0% and not more than 10% by mass relative to 100% by mass of the magnetic material. By forming a low concentration region with a relatively low cobalt concentration, the magnetic material contains less cobalt, making it possible to obtain a magnetic material that is inexpensive and suitable for industrial production.
低濃度領域は、Co:0質量%を超え10質量%以下であり、窒素(N)、炭素(C)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、ケイ素(Si)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニオブ(Nb)およびバナジウム(V)のうちの一種以上を任意に含有し、残部が鉄(Fe)および不可避的不純物からなる構成とすることができる。低濃度領域の好ましい形態は、これらの任意の元素を含まない組成や、これらの任意の元素のうち、Nのみを含む組成、または、NとCを含む組成である。 The low concentration region can be configured to have a Co content of more than 0 mass% and not more than 10 mass%, and optionally contain one or more of nitrogen (N), carbon (C), nickel (Ni), manganese (Mn), silicon (Si), chromium (Cr), titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V), with the balance being iron (Fe) and unavoidable impurities. A preferred form of the low concentration region is a composition that does not contain any of these elements, a composition that contains only N among these elements, or a composition that contains N and C.
低濃度領域のCo量は、8質量%以下、6質量%以下、4質量%以下、2質量%以下等であってもよい。Co量が少ないほど、安価な磁性体材料が得られる。低濃度領域のCo量は、1質量%以上、3質量%以上、5質量%以上、7質量%以上等であってもよい。Co量が多いと、高い飽和磁束密度Bsが得られる。また、高い透磁率μが得られるため、鉄損Piが低減する。 The amount of Co in the low concentration region may be 8 mass% or less, 6 mass% or less, 4 mass% or less, 2 mass% or less, etc. The smaller the amount of Co, the cheaper the magnetic material will be. The amount of Co in the low concentration region may be 1 mass% or more, 3 mass% or more, 5 mass% or more, 7 mass% or more, etc. A large amount of Co will result in a high saturation magnetic flux density Bs. In addition, a high magnetic permeability μ will be obtained, thereby reducing iron loss Pi.
濃度遷移領域(300)は、高濃度領域のコバルト濃度と低濃度領域のコバルト濃度とをつなぐ領域である。すなわち、高濃度領域のコバルト濃度と低濃度領域のコバルト濃度との中間のコバルト濃度を有する領域である。濃度遷移領域は、コバルトの濃度が互いに異なる高濃度領域の前駆体と低濃度領域の前駆体との間で、コバルト原子が拡散されることによって形成される。濃度遷移領域が形成されると、高濃度領域と低濃度領域との間で磁壁等の磁化状態が伝搬し易くなる。 The concentration transition region (300) is a region that connects the cobalt concentration of the high concentration region and the cobalt concentration of the low concentration region. In other words, it is a region that has a cobalt concentration intermediate between the cobalt concentration of the high concentration region and the cobalt concentration of the low concentration region. The concentration transition region is formed by diffusing cobalt atoms between the precursor of the high concentration region and the precursor of the low concentration region, which have different cobalt concentrations. When the concentration transition region is formed, it becomes easier for magnetization states such as domain walls to propagate between the high concentration region and the low concentration region.
濃度遷移領域は、高濃度領域と低濃度領域との間の中間的な化学組成を有する。濃度遷移領域は、高濃度領域や低濃度領域の化学組成に応じた量のCoを含み、高濃度領域や低濃度領域と同様に、窒素(N)、炭素(C)、ニッケル(Ni)、マンガン(Mn)、ケイ素(Si)、クロム(Cr)、チタン(Ti)、ニオブ(Nb)およびバナジウム(V)のうちの一種以上を任意に含有し、残部が鉄(Fe)および不可避的不純物からなる。 The concentration transition region has an intermediate chemical composition between the high concentration region and the low concentration region. The concentration transition region contains an amount of Co according to the chemical composition of the high concentration region and the low concentration region, and like the high concentration region and the low concentration region, optionally contains one or more of nitrogen (N), carbon (C), nickel (Ni), manganese (Mn), silicon (Si), chromium (Cr), titanium (Ti), niobium (Nb) and vanadium (V), with the remainder being iron (Fe) and unavoidable impurities.
このようなコバルトの濃度勾配が形成された磁性体材料によると、高濃度領域、低濃度領域および濃度遷移領域が形成されており、純鉄の利点とパーメンジュールの利点が得られるため、材料コストを抑制して高い飽和磁束密度Bsと低い鉄損Piを両立することができる。高い透磁率μが確保されるため、軟磁性材料として有用である。また、コバルトの濃度が相対的に低い低濃度領域が形成されるため、低濃度領域側を窒素原子が拡散し易くなる。そのため、窒素原子を置換型固溶させる場合に、窒素と親和的な添加元素を削減・省略しても、Bsを適切に向上させることができる。 With a magnetic material in which such a cobalt concentration gradient is formed, high concentration regions, low concentration regions, and concentration transition regions are formed, and the advantages of both pure iron and permendur are obtained, making it possible to suppress material costs and achieve both high saturation magnetic flux density Bs and low iron loss Pi. Since high magnetic permeability μ is ensured, it is useful as a soft magnetic material. In addition, since a low concentration region in which the cobalt concentration is relatively low is formed, nitrogen atoms are more likely to diffuse in the low concentration region. Therefore, when nitrogen atoms are made into a substitutional solid solution, Bs can be appropriately improved even if the added element that has an affinity for nitrogen is reduced or omitted.
濃度遷移領域におけるコバルトの濃度の濃度勾配は、0.1質量%/μm以上10質量%/μm以下であることが好ましい。濃度勾配が0.1質量%/μm未満であると、高濃度領域と低濃度領域とのコバルトの濃度差が小さいため、材料コストを十分に抑制できなくなる。一方、濃度勾配が10質量%/μmを超えると、濃度勾配が急峻すぎて高濃度領域と低濃度領域との磁気的結合が生じ難くなる。 The concentration gradient of the cobalt concentration in the concentration transition region is preferably 0.1 mass%/μm or more and 10 mass%/μm or less. If the concentration gradient is less than 0.1 mass%/μm, the difference in cobalt concentration between the high concentration region and the low concentration region is small, and material costs cannot be sufficiently reduced. On the other hand, if the concentration gradient exceeds 10 mass%/μm, the concentration gradient is too steep, making it difficult for magnetic coupling to occur between the high concentration region and the low concentration region.
ここで、コバルトの濃度勾配が形成された磁性体材料について、材料全体における化学組成を具体的に説明する。以下の説明において、「%」は、質量%を意味する。 Here, we will specifically explain the chemical composition of the entire material for the magnetic material in which a cobalt concentration gradient is formed. In the following explanation, "%" means mass %.
(Fe,Co:90%以上)
FeおよびCoは、本実施形態に係る磁性体材料の主要な成分であり、磁気特性の向上に寄与する。Fe量およびCo量の合計が90%未満であると、高い飽和磁束密度Bs、高い透磁率μ、小さい保磁力Hc等の磁気特性が得られない。一方、90%以上であると、軟磁性材料に必要とされる良好な磁気特性を得ることができる。そのため、Fe量およびCo量の合計は、磁性体材料の全体において、90%以上とする。
(Fe, Co: 90% or more)
Fe and Co are the main components of the magnetic material according to this embodiment, and contribute to improving the magnetic properties. If the total amount of Fe and Co is less than 90%, magnetic properties such as high saturation magnetic flux density Bs, high magnetic permeability μ, and small coercive force Hc cannot be obtained. On the other hand, if it is 90% or more, good magnetic properties required for soft magnetic materials can be obtained. Therefore, the total amount of Fe and Co is set to 90% or more in the entire magnetic material.
(Co:5%以上40%以下)
Coは、本実施形態に係る磁性体材料の主要な成分であり、濃度勾配を形成して磁気特性の向上に寄与する。Co量が5%未満であると、Coの添加による効果が得られない。Co量が5%以上であれば、高い飽和磁束密度Bsを得ることができる。また、高い透磁率μが得られるため、鉄損Piを低減できる。一方、Co量が40%を超えると、従来のパーメンジュールに近い化学組成となるため、材料コストが高くなる。Co量が40%以下であれば、従来よりも材料コストを低減できる。そのため、Co量は、磁性体材料の全体において、5%以上40%以下とする。Co量は、好ましくは10%以上である。また、Co量は、好ましくは35%以下である。
(Co: 5% or more and 40% or less)
Co is a main component of the magnetic material according to this embodiment, and forms a concentration gradient to contribute to improving the magnetic properties. If the amount of Co is less than 5%, the effect of adding Co cannot be obtained. If the amount of Co is 5% or more, a high saturation magnetic flux density Bs can be obtained. In addition, since a high magnetic permeability μ can be obtained, the iron loss Pi can be reduced. On the other hand, if the amount of Co exceeds 40%, the chemical composition becomes close to that of conventional permendur, so the material cost becomes high. If the amount of Co is 40% or less, the material cost can be reduced more than before. Therefore, the amount of Co is 5% or more and 40% or less in the entire magnetic material. The amount of Co is preferably 10% or more. In addition, the amount of Co is preferably 35% or less.
(N:0%以上4.0%以下)
Nは、機械的特性や磁気特性、特に飽和磁束密度Bsの向上に寄与する。窒化鉄相としては、規則相α″-Fe16N2ないし不規則相α′-Fe8Nと、γ′-Fe4Nがある。前者はBsが高いが、後者はBsが低い。前者を形成すると、高Bsを示す磁性体材料が得られる。N量が4.0%を超えると、低磁性のγ′-Fe4N等が生成し易くなるため、良好な磁気特性が得られない。N量が4.0以下であれば、α″-Fe16N2によって、良好な磁気特性と機械的特性を得ることができる。そのため、N量は、磁性体材料の全体において、0%以上4.0%以下とする。N量は、好ましくは0.1%以上である。また、N量は、好ましくは1.0%以下である。
(N: 0% or more and 4.0% or less)
N contributes to improving mechanical and magnetic properties, especially saturation magnetic flux density Bs. The iron nitride phase includes ordered phase α″-Fe 16 N 2 or irregular phase α′-Fe 8 N, and γ′-Fe 4 N. The former has a high Bs, while the latter has a low Bs. When the former is formed, a magnetic material exhibiting a high Bs is obtained. When the N content exceeds 4.0%, low magnetic γ′-Fe 4 N and the like are easily formed, and good magnetic properties cannot be obtained. When the N content is 4.0 or less, good magnetic properties and mechanical properties can be obtained by α″-Fe 16 N 2. Therefore, the N content is set to 0% or more and 4.0% or less in the whole magnetic material. The N content is preferably 0.1% or more. The N content is preferably 1.0% or less.
(C:0%以上1.0%以下)
Cは、機械的特性や磁気特性の向上に寄与する。Cは、Nと組み合わされると、Fe-C-N系の鉄窒化物を形成して、Nと同様にBsを向上させる作用を示す。C量が1.0%を超えると、低磁性の炭化物等が生成し易くなるため、良好な磁気特性が得られない。C量が1.0以下であれば、Cが固溶した鉄窒化物等によって、良好な磁気特性を得ることができる。そのため、C量は、磁性体材料の全体において、0%以上1.0%以下とする。C量は、好ましくは0.5%以下である。
(C: 0% or more and 1.0% or less)
C contributes to improving mechanical and magnetic properties. When combined with N, C forms Fe-C-N iron nitrides, and acts to improve Bs in the same way as N. If the C content exceeds 1.0%, low magnetic carbides and the like are easily generated, and good magnetic properties cannot be obtained. If the C content is 1.0 or less, good magnetic properties can be obtained due to iron nitrides and the like in which C is dissolved. Therefore, the C content is set to 0% or more and 1.0% or less in the entire magnetic material. The C content is preferably 0.5% or less.
(Ni:0%以上2.0%以下)
Niは、耐食性、機械的特性、温度特性等の向上に寄与する。Niは、比較的高い透磁率μや磁気モーメントを示すが、磁気特性がFeやCoに劣る。また、比較的高価であり、Nを置換型固溶させる場合に、Nの固溶量を低下させる。そのため、Ni量は、磁性体材料の全体において、0%以上2.0%以下とする。
(Ni: 0% or more and 2.0% or less)
Ni contributes to improving corrosion resistance, mechanical properties, temperature properties, etc. Ni exhibits relatively high magnetic permeability μ and magnetic moment, but its magnetic properties are inferior to Fe and Co. In addition, Ni is relatively expensive, and when N is substituted into a solid solution, it reduces the amount of N in solid solution. Therefore, the amount of Ni is set to 0% or more and 2.0% or less in the entire magnetic material.
(Mn、Si、Cr、Ti、Nb、V:0%以上0.2%以下)
Mn、Si、Cr、Ti、Nb、Vは、機械的特性等の向上に寄与する。これらの元素は、析出物を生成して、強度や靭性を向上させたり、鉄損Piを低減したりする。しかし、添加量が多いと、主要な成分であるFeやCoの量を減少させる。また、NやCと組み合わされると、低磁性の窒化物や炭化物を生成する。そのため、これらの量は、磁性体材料の全体において、0%以上0.2%以下とする。
(Mn, Si, Cr, Ti, Nb, V: 0% or more and 0.2% or less)
Mn, Si, Cr, Ti, Nb, and V contribute to improving mechanical properties. These elements form precipitates to improve strength and toughness and reduce iron loss Pi. However, if added in large amounts, they reduce the amounts of Fe and Co, which are the main components. In addition, when combined with N and C, they form low-magnetic nitrides and carbides. Therefore, the amount of these elements is set to 0% or more and 0.2% or less in the entire magnetic material.
(不可避的不純物)
不可避的不純物としては、例えば、水素(H)、リン(P)、硫黄(S)、酸素(O)、マグネシウム(Mg)、カルシウム(Ca)、銅(Cu)、亜鉛(Zn)、錫(Sn)等が挙げられる。不可避的不純物は、元素毎に、0.01質量%以下であることが好ましく、0.001質量%以下であることがより好ましい。
(Inevitable impurities)
Examples of the unavoidable impurities include hydrogen (H), phosphorus (P), sulfur (S), oxygen (O), magnesium (Mg), calcium (Ca), copper (Cu), zinc (Zn), tin (Sn), etc. The unavoidable impurities are preferably 0.01% by mass or less, and more preferably 0.001% by mass or less, for each element.
磁性体材料の化学組成は、走査型電子顕微鏡(Scanning Electron Microscope:SEM)-エネルギ分散型X線分析(Energy dispersive X-ray spectroscopy:EDX)や、電子線マイクロアナライザ(Electron Probe Micro Analyzer:EPMA)等によって確認することができる。磁性体材料の結晶構造は、X線回折(X‐ray diffraction:XRD)測定によって確認することができる。 The chemical composition of magnetic materials can be confirmed using a scanning electron microscope (SEM)-energy dispersive X-ray spectroscopy (EDX) or an electron probe micro analyzer (EPMA). The crystal structure of magnetic materials can be confirmed by X-ray diffraction (XRD) measurements.
<磁性体材料の製造方法>
本実施形態に係る磁性体材料は、高濃度領域の前駆体と低濃度領域の前駆体とを積層し、前駆体間でコバルト原子を拡散させる方法によって製造することができる。各領域の前駆体としては、箔または板を用いることができる。また、箔または板の表面に成膜した薄膜も前駆体として用いることができる。
<Method of manufacturing magnetic material>
The magnetic material according to this embodiment can be manufactured by stacking a precursor of a high concentration region and a precursor of a low concentration region, and diffusing cobalt atoms between the precursors. A foil or a plate can be used as the precursor for each region. A thin film formed on the surface of a foil or a plate can also be used as the precursor.
図4は、本発明の実施形態に係る磁性体材料の製造方法の一例を示す図である。
図4に示すように、コバルトの濃度勾配を有する前記の磁性体材料は、原料混合溶解工程S1と、鋳造工程S2と、焼鈍工程S3と、1次圧延工程S4と、1次焼鈍工程S5と、2次圧延工程S6と、2次焼鈍工程S7と、積層工程S8と、拡散層形成工程S9と、を含む製造方法によって製造できる。
FIG. 4 is a diagram showing an example of a method for manufacturing a magnetic material according to an embodiment of the present invention.
As shown in FIG. 4, the magnetic material having a cobalt concentration gradient can be produced by a production method including a raw material mixing and melting step S1, a casting step S2, an annealing step S3, a first rolling step S4, a first annealing step S5, a second rolling step S6, a second annealing step S7, a lamination step S8, and a diffusion layer forming step S9.
図1において、原料混合溶解工程S1は、原料合金塊形成素工程S1aと、再溶解素工程S1bと、を含んでいる。積層工程S8は、クラッド加工工程S8a、または、物理化学的積層工程S8bから選択することができる。 In FIG. 1, the raw material mixing and melting process S1 includes a raw alloy block forming element process S1a and a remelting element process S1b. The lamination process S8 can be selected from a cladding processing process S8a or a physicochemical lamination process S8b.
なお、原料混合溶解工程S1から2次焼鈍工程S7までは、箔または板の前駆体を作製するために実施することができる。これらの工程によって、高濃度領域の前駆体、低濃度領域の前駆体や、これらの両方を作製できる。但し、これらの工程は一例を示すものであり、これらの工程の全てが必須ではなく、一部の工程の省略や、複数の工程を合わせた連続工程化等も可能である。 The steps from raw material mixing and melting step S1 to secondary annealing step S7 can be carried out to produce a foil or plate precursor. These steps can produce a high-concentration region precursor, a low-concentration region precursor, or both. However, these steps are merely examples, and not all of these steps are essential. It is also possible to omit some steps or combine multiple steps into a continuous process.
(原料混合溶解工程)
原料混合溶解工程S1は、磁性体材料の原料を混合して溶解する工程である。磁性体材料の原料である地金等を目的の化学組成となるように溶解炉に投入し、加熱・混合して溶湯30とする。原料を溶解する方法は、特に限定されるものではない。原料を溶解する溶解炉としては、誘導炉、アーク式電気炉、抵抗炉等の適宜の炉を用いることができる。
(Raw material mixing and dissolving process)
The raw material mixing and melting step S1 is a step of mixing and melting the raw materials of the magnetic material. The raw materials of the magnetic material, such as metals, are charged into a melting furnace so as to have a desired chemical composition, and are heated and mixed to form a
原料としては、高濃度領域の前駆体を作製する場合、Co:20質量%以上であり、低炭素且つ低合金元素である合金鋼、鉄-コバルト系合金等の鉄系材料や、純コバルト等のコバルト系材料を用いることができる。また、低濃度領域の前駆体を作製する場合、Co:10質量%以下である純鉄や、低炭素且つ低合金元素である鉄鋼、合金鋼、電磁鋼、鉄-コバルト系合金等の鉄系材料を用いることができる。溶解時には、化学組成に応じて、溶融精錬、炉外精錬等の精錬を行ってもよい。 When preparing a precursor for the high concentration region, the raw material can be an iron-based material such as alloy steel, iron-cobalt alloy, etc., which is low carbon and has a low alloying element and contains 20 mass% Co or more, or a cobalt-based material such as pure cobalt. When preparing a precursor for the low concentration region, the raw material can be an iron-based material such as pure iron, which contains 10 mass% Co or less, or an iron-based material such as steel, alloy steel, electromagnetic steel, iron-cobalt alloy, etc., which is low carbon and has a low alloying element. When melting, refining such as melt refining or extra-furnace refining can be performed depending on the chemical composition.
原料混合溶解工程S1は、原料合金塊形成素工程S1aと、再溶解素工程S1bと、を含むことが好ましい。原料合金塊形成素工程S1aは、磁性体材料の原料を混合して溶解し、溶湯10を凝固させて合金塊11を溶製する工程である。再溶解素工程S1bは、合金塊31を再溶解する工程である。
The raw material mixing and melting process S1 preferably includes a raw material alloy ingot forming elemental process S1a and a re-melting elemental process S1b. The raw material alloy ingot forming elemental process S1a is a process in which the raw materials of the magnetic material are mixed and melted, and the
原料合金塊形成素工程S1aおよび再溶解素工程S1bを行うと、一旦溶製された合金塊11を再溶解させるため、再溶解時に浮上した介在物の除去が可能であり、凝固時に生じるマクロ偏析も低減される。そのため、O、P、S等の不可避的不純物やマクロ偏析が低減されており、清浄度が高い清浄化溶湯32を得ることができる。
By carrying out the raw alloy ingot formation elemental process S1a and the remelting elemental process S1b, the
合金塊31を再溶解する方法は、特に限定されるものではない。合金塊31の再溶解は、コストを削減する観点や、必要とされる精錬作用を得る観点等からは、真空アーク再溶解(Vacuum Arc Remelting:VAR)法や、エレクトロスラグ再溶解(Electro Slag Remelting:ESR)法によって行うことが好ましい。
The method for remelting the
(鋳造工程)
鋳造工程S2は、原料を溶解した溶湯を凝固させて圧延加工の素材を鋳造する工程である。溶湯30を注型してスラブ状の鋳造成形体50とする。再溶解素工程S1bを行う場合は、清浄化溶湯32を注型して清浄度が高い鋳造成形体50とする。
(Casting process)
The casting step S2 is a step in which the molten metal obtained by melting the raw materials is solidified to cast a material for rolling processing. The
鋳造成形体50の厚さや、鋳造の方法は、特に限定されるものではない。鋳造成形体50の厚さは、例えば、1~3mmとすることができる。鋳造は、連続鋳造、精密鋳造、砂型鋳造、金型鋳造等の適宜の方法で行うことができる。連続鋳造は、以降の工程と一体的に連続して行うことができる。精密鋳造は、最終製品の形状に近い板状ないし箔状の鋳造成形体50を形成する限り、ワックスを使用しない鋳造であってもよい。
The thickness of the
精密鋳造等の鋳造時には、大型の合金塊を一旦鋳造し、得られた合金塊を適切な大きさに分割し、分割された合金片を再溶解して本鋳造を行うことがある。このような鋳造法を用いる場合、結晶粒の粗大化を抑制する観点から、一般的な鋼板等の場合と比較して、凝固速度を速くすることが好ましい。本鋳造時の冷却方法としては、接触伝導冷却、水冷、強制空冷等を用いることができる。 When casting, such as precision casting, a large alloy ingot may be cast first, the resulting alloy ingot may be divided into pieces of appropriate size, and the divided alloy pieces may be remelted and cast. When using such a casting method, it is preferable to have a faster solidification rate than in the case of general steel plates, etc., in order to prevent the crystal grains from becoming coarse. Cooling methods that can be used during the casting process include contact conduction cooling, water cooling, forced air cooling, etc.
(焼鈍工程)
焼鈍工程S3は、鋳造された成形体を完全焼鈍する工程である。鋳造された鋳造成形体50を、鉄-コバルト系の共析温度(A1変態点)よりも高温で熱処理して鋳造組織を均質化する。熱処理の温度は、1000℃以上が好ましい。
(Annealing process)
The annealing step S3 is a step of fully annealing the cast compact. The
(1次圧延工程)
1次圧延工程S4は、鋳造された成形体を1次圧延する工程である。1次圧延では、鋳造された鋳造成形体50を、所定の中間的な圧延率(圧下率)まで圧延する。一次圧延は、冷間圧延とすることができる。例えば、1~3mmの成形体を、0.2mmまで冷間圧延できる。1次圧延の圧延荷重は、例えば、1~10kNとすることができる。
(First rolling process)
The first rolling step S4 is a step of first rolling the cast compact. In the first rolling, the
(1次焼鈍工程)
1次焼鈍工程S5は、1次圧延された1次圧延材を中間焼鈍する工程である。1次圧延材60を熱処理して歪み取り焼鈍を行い、1次圧延後に残留している残留応力を緩和する。加工歪みを除去すると、磁性体材料の磁気特性、特に鉄損Piを低減できる。熱処理の温度は、1000℃以上が好ましい。
(First annealing process)
The primary annealing step S5 is a step of intermediate annealing the primary rolled material. The primary rolled
(2次圧延工程)
2次圧延工程S6は、1次圧延材を2次圧延する工程である。2次圧延では、一次圧延材60を、高濃度領域の前駆体や低濃度領域の前駆体に求められる厚さまで圧延する。例えば、0.2mmの1次圧延材60を、0.1mmまで冷間圧延できる。2次圧延の圧延荷重は、例えば、4~6kNとすることができる。
(Secondary rolling process)
The secondary rolling step S6 is a step of secondary rolling the primary rolled material. In the secondary rolling, the primary rolled
(2次焼鈍工程)
2次焼鈍工程S7は、2次圧延された2次圧延材を中間焼鈍する工程である。2次圧延材を熱処理して歪み取り焼鈍を行い、2次圧延後に残留している残留応力を緩和する。加工歪みを除去すると、磁性体材料の磁気特性、特に鉄損Piを低減できる。熱処理の温度は、1000℃以上が好ましい。
(Secondary annealing process)
The secondary annealing step S7 is a step of intermediate annealing the secondary rolled material. The secondary rolled material is heat treated to perform stress relief annealing, and the residual stress remaining after the secondary rolling is relaxed. By removing the processing strain, the magnetic properties of the magnetic material, particularly the iron loss Pi, can be reduced. The heat treatment temperature is preferably 1000°C or higher.
(積層工程)
積層工程S8は、高濃度領域の前駆体と低濃度領域の前駆体とを積層する工程である。積層工程S8では、所定の厚さまで圧延された圧延材を、高濃度領域の前駆体や低濃度領域の前駆体として用いることができる。積層工程S8では、前駆体同士を積層する方法に応じて、クラッド加工工程S8aまたは化学的積層工程S8bを行う。
(Lamination process)
The lamination step S8 is a step of laminating a precursor of a high concentration region and a precursor of a low concentration region. In the lamination step S8, a rolled material rolled to a predetermined thickness can be used as the precursor of the high concentration region or the precursor of the low concentration region. In the lamination step S8, a cladding process step S8a or a chemical lamination step S8b is performed depending on the method of laminating the precursors.
クラッド加工工程S8aは、高濃度領域の前駆体と低濃度領域の前駆体とを機械的加工によって接合する工程である。製造しようとする磁性体材料の層構成に応じて、高濃度領域の前駆体と、低濃度領域の前駆体とを重ね合わせ、互いに圧着ないし溶着させる。高濃度領域および低濃度領域のうちの少なくとも一方を複数領域含む層構成とする場合、高濃度領域の前駆体と低濃度領域の前駆体とを交互に積層する。 The cladding process S8a is a process in which the precursor of the high concentration region and the precursor of the low concentration region are joined by mechanical processing. Depending on the layer structure of the magnetic material to be manufactured, the precursor of the high concentration region and the precursor of the low concentration region are overlapped and pressed or welded together. When the layer structure includes multiple regions of at least one of the high concentration region and the low concentration region, the precursor of the high concentration region and the precursor of the low concentration region are stacked alternately.
クラッド加工工程S8aでは、高濃度領域の前駆体としては、Co:20質量%以上である鉄系材料または純コバルト等のコバルト系材料で形成された箔または板を用いることができる。低濃度領域の前駆体としては、Co:0質量%を超え10質量%以下である鉄系材料で形成された箔または板を用いることができる。 In the cladding process S8a, the precursor for the high concentration region can be a foil or plate made of an iron-based material with Co: 20% by mass or more or a cobalt-based material such as pure cobalt. The precursor for the low concentration region can be a foil or plate made of an iron-based material with Co: more than 0% by mass and 10% by mass or less.
前駆体同士を接合させる方法としては、熱間圧接(圧延)法、冷間圧接(圧延)法、摩擦圧接法、超音波接合法等の適宜の方法を用いることができる。前駆体同士を接合させる装置としては、圧延ロール、プレス機、摩擦圧接機、超音波金属接合機等を用いることができる。 As a method for joining the precursors together, an appropriate method such as hot welding (rolling), cold welding (rolling), friction welding, ultrasonic welding, etc. can be used. As a device for joining the precursors together, a rolling roll, a press machine, a friction welding machine, an ultrasonic metal welding machine, etc. can be used.
前駆体同士の接合は、前駆体同士を互いに仮止めできる限り、コバルト原子の拡散を伴わなくてよい。圧着または溶着で接合させなくとも、前駆体同士が互いに固定される場合には、クラッド加工工程S8aを省略することも可能である。 The bonding of the precursors does not need to involve diffusion of cobalt atoms as long as the precursors can be temporarily fixed to each other. If the precursors can be fixed to each other without being bonded by compression or welding, it is possible to omit the cladding process S8a.
物理化学的積層工程S8bは、高濃度領域の前駆体と低濃度領域の前駆体とを物理的成膜法または化学的成膜法によって積層する工程である。製造しようとする磁性体材料の層構成に応じて、高濃度領域の前駆体および低濃度領域の前駆体のうち、いずれか一方の前駆体の片面または両面に、他方の前駆体としての薄膜を成膜する。 The physicochemical lamination process S8b is a process in which the precursor of the high concentration region and the precursor of the low concentration region are laminated by a physical film formation method or a chemical film formation method. Depending on the layer structure of the magnetic material to be manufactured, a thin film is formed on one or both sides of either the precursor of the high concentration region or the precursor of the low concentration region as the precursor of the other.
物理化学的積層工程S8bでは、高濃度領域の前駆体としては、Co:20質量%以上である鉄系材料で形成された箔または板を用いるか、或いは、Co:20質量%以上である鉄系材料で形成された薄膜または純コバルト等のコバルト系材料で形成された薄膜を成膜することができる。低濃度領域の前駆体としては、Co:0質量%を超え10質量%以下である鉄系材料で形成された箔または板を用いるか、或いは、Co:0質量%を超え10質量%以下である鉄系材料で形成された薄膜を成膜することができる。 In the physicochemical lamination step S8b, a foil or plate made of an iron-based material with Co: 20% by mass or more can be used as the precursor for the high concentration region, or a thin film made of an iron-based material with Co: 20% by mass or more or a thin film made of a cobalt-based material such as pure cobalt can be formed. A foil or plate made of an iron-based material with Co: more than 0% by mass and 10% by mass or less can be used as the precursor for the low concentration region, or a thin film made of an iron-based material with Co: more than 0% by mass and 10% by mass or less can be formed.
成膜法としては、真空蒸着法、スパッタリング法、イオンプレーティング法等の物理的成膜法や、電気めっき法、電解めっき法等の化学的成膜法を用いることができる。化学的成膜法を用いる場合は、低濃度領域の前駆体として、箔または板を用いると共に、高濃度領域の前駆体として、薄膜を成膜することが好ましい。また、高濃度領域の前駆体として、純コバルト膜を成膜することが好ましい。 As the film formation method, physical film formation methods such as vacuum deposition, sputtering, and ion plating, and chemical film formation methods such as electroplating and electrolytic plating can be used. When using a chemical film formation method, it is preferable to use a foil or plate as the precursor for the low concentration region and to form a thin film as the precursor for the high concentration region. It is also preferable to form a pure cobalt film as the precursor for the high concentration region.
積層工程S8では、製造しようとする磁性体材料の層構成に応じて、クラッド加工工程S8aおよび化学的積層工程S8bのいずれか一方を行ってもよいが、これらの両方を組み合わせて行ってもよい。高濃度領域の前駆体や低濃度領域の前駆体としては、磁性体材料を構成する各領域の目標厚さに応じて、適宜の厚さの箔または板を用いたり、適宜の厚さの薄膜を形成したりすることができる。 In the lamination step S8, either the cladding step S8a or the chemical lamination step S8b may be performed depending on the layer structure of the magnetic material to be manufactured, or a combination of both may be performed. As the precursor for the high concentration region and the precursor for the low concentration region, a foil or plate of an appropriate thickness may be used, or a thin film of an appropriate thickness may be formed, depending on the target thickness of each region that constitutes the magnetic material.
拡散層形成工程S9は、高濃度領域の前駆体および低濃度領域の前駆体を熱処理して原子を拡散させる工程である。互いに積層された高濃度領域の前駆体および低濃度領域の前駆体を熱処理して、前駆体同士の間でコバルト原子等を拡散させる。コバルト原子の拡散後に冷却すると、高濃度領域の前駆体と低濃度領域の前駆体との界面近傍に濃度遷移領域が形成されており、コバルトの濃度勾配が形成された磁性体材料が得られる。 The diffusion layer formation process S9 is a process in which the precursors of the high concentration region and the precursors of the low concentration region are heat-treated to diffuse the atoms. The precursors of the high concentration region and the precursors of the low concentration region that are stacked on top of each other are heat-treated to diffuse cobalt atoms and the like between the precursors. When the precursors are cooled after the diffusion of the cobalt atoms, a concentration transition region is formed near the interface between the precursors of the high concentration region and the precursors of the low concentration region, and a magnetic material in which a concentration gradient of cobalt is formed is obtained.
原子を拡散させる熱処理の温度は、800℃以上1200℃以下が好ましい。800℃以上であると、原子の拡散速度が十分に大きいため、コバルトの濃度勾配を短時間で形成できる。また、1200℃以下であると、不純物が混入し難くなり、前駆体が溶融せず、結晶粒の粗大化も抑制できる。熱処理の時間は、0.1時間以上12時間以下が好ましい。原子を拡散させる熱処理は、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。 The temperature of the heat treatment to diffuse the atoms is preferably 800°C or more and 1200°C or less. At 800°C or more, the atomic diffusion speed is sufficiently high, so that the concentration gradient of cobalt can be formed in a short time. At 1200°C or less, impurities are less likely to be mixed in, the precursor does not melt, and coarsening of crystal grains can be suppressed. The heat treatment time is preferably 0.1 hours or more and 12 hours or less. The heat treatment to diffuse the atoms is preferably performed in an inert gas atmosphere such as argon gas.
拡散層形成工程S9では、熱処理で原子を拡散させるため、高濃度領域の前駆体と低濃度領域の前駆体との界面近傍に濃度遷移領域が形成される。そのため、領域間で磁化状態が伝搬し易くなる。また、コバルト原子等を拡散させるため、磁性体材料の機械的特性を向上させることができる。また、クラッド加工等で生じた加工歪みを除去できるため、磁性体材料の磁気特性、特に鉄損Piを低減できる。 In the diffusion layer formation process S9, atoms are diffused by heat treatment, so that a concentration transition region is formed near the interface between the precursor of the high concentration region and the precursor of the low concentration region. This makes it easier for the magnetization state to propagate between the regions. In addition, the mechanical properties of the magnetic material can be improved by diffusing cobalt atoms, etc. In addition, the processing distortion caused by cladding processing, etc. can be removed, so the magnetic properties of the magnetic material, especially the iron loss Pi, can be reduced.
なお、以上の工程では、鋳造された成形体に対して、多段の冷間圧延や中間焼鈍を施しているが、高濃度領域の前駆体や低濃度領域の前駆体を作製する方法は、これらの方法に限定されるものではない。高濃度領域の前駆体や低濃度領域の前駆体は、熱間圧延や、熱間圧延と冷間圧延の組み合わせ等を用いて作製してもよい。また、原料混合溶解工程S1から以降の工程までを、多層化させるロールキャストによって一体的に連続して行ってもよい。 In the above steps, the cast body is subjected to multiple cold rolling and intermediate annealing, but the methods for producing the high-concentration region precursor and the low-concentration region precursor are not limited to these methods. The high-concentration region precursor and the low-concentration region precursor may be produced using hot rolling or a combination of hot rolling and cold rolling. In addition, the raw material mixing and dissolving step S1 and the subsequent steps may be performed continuously and integrally by roll casting to form multiple layers.
<磁性体材料の元素置換>
本実施形態に係る磁性体材料は、材料の全体において、N:0質量%を超え4.0質量%以下の化学組成として、窒素原子を置換型固溶させてもよい。すなわち、本実施形態に係る磁性体材料は、0質量%を超え4.0質量%以下の窒素(N)を含み、規則相α″-Fe16N2および不規則相α′-Fe8Nのうちの少なくとも一方を含む磁性体材料としてもよい。
<Elemental substitution in magnetic materials>
The magnetic material according to this embodiment may have a chemical composition of more than 0 mass % and not more than 4.0 mass % N in the entire material, and nitrogen atoms may be substitutionally dissolved. That is, the magnetic material according to this embodiment may be a magnetic material containing more than 0 mass % and not more than 4.0 mass % nitrogen (N) and containing at least one of an ordered phase α″-Fe 16 N 2 and an irregular phase α′-Fe 8 N.
規則相α″-Fe16N2は、α-FeにNが侵入して格子間隔がc軸方向に拡張した結晶構造を有し、体心正方晶(bct)であり、高い飽和磁束密度Bsを示す。規則相α″-Fe16N2と不規則相α′-Fe8Nは、必ずしも明確に区別できない場合があるが、これらの窒化鉄相を含むと、高Bsが得られる傾向がある。 The ordered phase α″-Fe 16 N 2 has a crystal structure in which N penetrates α-Fe and the lattice spacing is expanded in the c-axis direction, is a body-centered tetragonal (bct) system, and exhibits a high saturation magnetic flux density Bs. The ordered phase α″-Fe 16 N 2 and the disordered phase α'-Fe 8 N cannot always be clearly distinguished, but when these iron nitride phases are contained, a high Bs tends to be obtained.
本実施形態に係る磁性体材料は、0質量%を超え4.0質量%以下の窒素(N)を含み、規則相α″-Fe16N2および不規則相α′-Fe8Nのうちの少なくとも一方に含まれる鉄(Fe)の一部または全部がコバルト(Co)に置換された磁性体材料としてもよい。 The magnetic material according to this embodiment may be a magnetic material containing more than 0 mass % and not more than 4.0 mass % nitrogen (N), and in which part or all of the iron (Fe) contained in at least one of the ordered phase α″-Fe 16 N 2 and the disordered phase α′-Fe 8 N is replaced with cobalt (Co).
規則相α″-Fe16N2ないし不規則相α′-Fe8Nは、高濃度領域、低濃度領域および濃度遷移領域のうち、いずれの領域に含まれてもよいが、低濃度領域に少なくとも含まれることが好ましい。これらの窒化鉄相は、原子の拡散性から、低濃度領域に安定的に形成されるため、コバルトの濃度勾配が形成された磁性体材料の磁気特性を向上させることができる。 The ordered phase α″-Fe 16 N 2 or the disordered phase α′-Fe 8 N may be contained in any of the high concentration region, low concentration region, and concentration transition region, but it is preferable that they are contained at least in the low concentration region. These iron nitride phases are stably formed in the low concentration region due to atomic diffusivity, and therefore can improve the magnetic properties of a magnetic material in which a cobalt concentration gradient is formed.
窒化鉄相を合成する方法としては、高濃度領域の前駆体や低濃度領域の前駆体を被処理材として、拡散層形成工程S9よりも前に、浸窒素熱処理を施す方法を用いることができる。また、コバルトの濃度勾配が形成された磁性体材料を被処理材として、拡散層形成工程S9よりも後に、浸窒素熱処理を施す方法を用いることができる。 As a method for synthesizing the iron nitride phase, a method can be used in which a precursor of a high concentration region or a precursor of a low concentration region is used as the treated material and a nitrogen immersion heat treatment is performed before the diffusion layer formation process S9. Also, a method can be used in which a magnetic material in which a cobalt concentration gradient has been formed is used as the treated material and a nitrogen immersion heat treatment is performed after the diffusion layer formation process S9.
具体的には、窒化鉄相を合成する場合、高濃度領域の前駆体や低濃度領域の前駆体、または、コバルトの濃度勾配が形成された磁性体材料を、浸窒素熱処理工程と、冷却工程と、に供することができる。被処理材の厚さは、例えば、0.01mm以上1mm以下であることが好ましい。被処理材としては、原子の拡散性から、高濃度領域の前駆体および低濃度領域の前駆体のうち、少なくとも低濃度領域の前駆体を処理することが好ましい。 Specifically, when synthesizing an iron nitride phase, a precursor of a high concentration region, a precursor of a low concentration region, or a magnetic material in which a cobalt concentration gradient is formed can be subjected to a nitrogen immersion heat treatment process and a cooling process. The thickness of the material to be treated is preferably, for example, 0.01 mm or more and 1 mm or less. In view of the diffusivity of atoms, it is preferable to process at least the precursor of the low concentration region out of the precursor of the high concentration region and the precursor of the low concentration region.
高濃度領域の前駆体や低濃度領域の前駆体を被処理材とする場合、予め均質化熱処理工程に供することが好ましい。均質化熱処理工程は、被処理材をオーステナイト形成温度(Ac3変態点)以上に加熱して均質化する工程である。均質化熱処理は、アルゴンガス等の不活性ガス雰囲気下で行う。例えば、被処理材を900℃以上に加熱して、材料中の化学成分を均一性高い状態に拡散させる。 When a precursor of a high concentration region or a precursor of a low concentration region is used as the material to be treated, it is preferable to subject it to a homogenization heat treatment process in advance. The homogenization heat treatment process is a process in which the material to be treated is heated to the austenite formation temperature (Ac3 transformation point) or higher to homogenize it. The homogenization heat treatment is carried out in an inert gas atmosphere such as argon gas. For example, the material to be treated is heated to 900°C or higher to diffuse the chemical components in the material into a highly uniform state.
浸窒素熱処理工程は、熱処理下の被処理材に浸窒素性ガスを接触させて、被処理材中に窒素を侵入・拡散させる工程である。浸窒素熱処理は、共析温度(A1変態点)よりも高温で行うことが好ましい。窒素は、γ相等には固溶し易いためである。例えば、ガス冷却した材料を700~900℃に加熱して、不活性ガス雰囲気下、1×105Pa前後に調整した浸窒素性ガスを供給する。浸窒素性ガスとしては、アンモニア等を用いることができる。 The nitrous heat treatment process is a process in which a nitrous gas is brought into contact with the material being treated during heat treatment, and nitrogen penetrates and diffuses into the material being treated. The nitrous heat treatment is preferably carried out at a temperature higher than the eutectoid temperature (A1 transformation point). This is because nitrogen is easily dissolved in the γ phase and the like. For example, the gas-cooled material is heated to 700-900°C, and nitrous gas adjusted to about 1 x 10 5 Pa is supplied under an inert gas atmosphere. Ammonia or the like can be used as the nitrous gas.
浸窒素熱処理工程は、拡散層形成工程S9中に行うこともできる。不活性ガス雰囲気下、コバルト原子等を拡散させている間に、浸窒素性ガスを供給すると、磁性体材料の母相中に窒素を侵入・拡散させて、置換型固溶させることができる。 The nitrous heat treatment process can also be performed during the diffusion layer formation process S9. If a nitrous gas is supplied while cobalt atoms, etc. are being diffused in an inert gas atmosphere, nitrogen can penetrate and diffuse into the parent phase of the magnetic material, forming a substitutional solid solution.
冷却工程は、被処理材をマルテンサイト変態温度(Ms変態点)以下に急冷して、体心正方晶(bct)のマルテンサイト組織に相変態させる工程である。急冷は、油、水等の冷却材で100℃未満まで冷却する処理、好ましくはドライアイス、液体窒素等の冷却材で0℃以下まで冷却するサブゼロ処理とすることができる。 The cooling process is a process in which the material to be treated is rapidly cooled to below the martensite transformation temperature (Ms transformation point) to cause a phase transformation to a body-centered tetragonal (bct) martensite structure. Rapid cooling can be a process in which the material is cooled to below 100°C using a coolant such as oil or water, or preferably a sub-zero process in which the material is cooled to below 0°C using a coolant such as dry ice or liquid nitrogen.
浸窒素熱処理された被処理材を急冷すると、母相中に窒素原子が固溶しており、規則相α″-Fe16N2ないし不規則相α′-Fe8Nが形成された磁性体材料が得られる。窒素原子は、合金相よりもFe相に拡散し易いため、特に、低濃度領域側に高い体積率で窒化鉄相を形成することができる。 When the material to be treated is quenched after the nitrous heat treatment, a magnetic material is obtained in which nitrogen atoms are dissolved in the matrix and an ordered phase of α″-Fe 16 N 2 or an irregular phase of α′-Fe 8 N is formed. Nitrogen atoms diffuse more easily into the Fe phase than into the alloy phase, so that an iron nitride phase can be formed with a high volume fraction, particularly on the low concentration region side.
本実施形態に係る磁性体材料は、0質量%を超え4.0質量%以下の窒素(N)、および、0質量%を超え1.0質量%以下の炭素(C)を含み、規則相α″-Fe16N2および不規則相α′-Fe8Nのうちの少なくとも一方に含まれる窒素(N)の一部が炭素(C)に置換された磁性体材料としてもよい。 The magnetic material according to this embodiment may be a magnetic material containing more than 0 mass % and not more than 4.0 mass % nitrogen (N) and more than 0 mass % and not more than 1.0 mass % carbon (C), in which a part of the nitrogen (N) contained in at least one of the ordered phase α″-Fe 16 N 2 and the disordered phase α′-Fe 8 N is substituted with carbon (C).
窒素の一部を炭素で置換する場合、冷却工程よりも前、且つ、浸窒素熱処理工程の前または後に、被処理材に共析温度(A1変態点)よりも高温で浸炭処理を施す。浸炭処理は、例えば、ガス浸炭等で行うことができる。浸炭性ガスとしては、アセチレン、メタン、プロパン、ブタン等を用いることができる。浸炭性ガスは、不活性ガス雰囲気下、連続的または間欠的に供給することができる。 When replacing part of the nitrogen with carbon, the material is subjected to a carburizing treatment at a temperature higher than the eutectoid temperature (A1 transformation point) before the cooling process and before or after the nitrous heat treatment process. The carburizing treatment can be performed, for example, by gas carburizing. Examples of the carburizing gas that can be used include acetylene, methane, propane, butane, etc. The carburizing gas can be supplied continuously or intermittently under an inert gas atmosphere.
窒素の一部を炭素で置換する場合、被処理材に共析温度(A1変態点)よりも高温で浸炭処理を施した後、200℃付近まで冷却して炭化物を生成させることが好ましい。続いて、炭化物を生成させた後、被処理材を共析温度(A1変態点)付近まで加熱して保持した後、オーステナイト形成温度(Ac3変態点)以上に急速加熱してから急冷することが好ましい。 When replacing part of the nitrogen with carbon, it is preferable to carburize the material to be treated at a temperature higher than the eutectoid temperature (A1 transformation point) and then cool to around 200°C to generate carbides. Next, after generating the carbides, it is preferable to heat the material to around the eutectoid temperature (A1 transformation point) and hold it there, then rapidly heat it to or above the austenite formation temperature (Ac3 transformation point) and rapidly cool it.
例えば、浸炭処理後に冷却して炭化物を生成させた被処理材を、700~900℃に加熱して保持した後、900℃以上に急速加熱する。急速加熱の加熱速度は、100℃/秒以上であることが好ましい。急速加熱は、950℃付近で1秒程度保持する処理であることが好ましい。 For example, the material to be treated, which has been cooled after carburizing to generate carbides, is heated to and held at 700-900°C, and then rapidly heated to 900°C or higher. The heating rate of the rapid heating is preferably 100°C/sec or higher. The rapid heating is preferably a process in which the material is held at around 950°C for about 1 second.
このように、被処理材を共析温度付近まで加熱すると、γ相よりも炭素の固溶限界が低い相に炭化物を分散させることができる。その後に急速加熱すると、母相中に分散させた炭化物が急速に分解されるため、炭素原子を均一性高く固溶させることができる。そのため、急冷すると、窒素の一部が均一性高く炭素で置換されている被処理材が得られる。 In this way, when the material to be treated is heated to near the eutectoid temperature, the carbides can be dispersed in a phase that has a lower solubility limit for carbon than the gamma phase. When the material is then rapidly heated, the carbides dispersed in the matrix are rapidly decomposed, allowing the carbon atoms to be uniformly dissolved. Therefore, when the material is rapidly cooled, a material is obtained in which some of the nitrogen has been uniformly replaced with carbon.
<軟磁性鋼板>
本実施形態に係る磁性体材料は、箔状または板状の軟磁性鋼板の形態で用いることができる。軟磁性鋼板は、前記の磁性体材料で形成された軟磁性を示す鋼板であり、コバルトの濃度勾配が形成されており、高濃度領域、低濃度領域および濃度遷移領域を有する。軟磁性鋼板の厚さは、例えば、1μm以上1mm以下である。
<Soft magnetic steel plate>
The magnetic material according to the present embodiment can be used in the form of a foil or plate-shaped soft magnetic steel sheet. The soft magnetic steel sheet is a steel sheet formed of the magnetic material and exhibits soft magnetism, and has a cobalt concentration gradient, including a high concentration region, a low concentration region, and a concentration transition region. The thickness of the soft magnetic steel sheet is, for example, 1 μm or more and 1 mm or less.
軟磁性鋼板は、コバルトの濃度勾配が形成されており、高濃度領域、低濃度領域および濃度遷移領域を有する箔または板の磁性体材料が、積層された形態とされてもよい。積層型の軟磁性鋼板は、このような磁性体材料を含む限り、低炭素鋼板、電磁純鉄板、電磁鋼板、鉄-ケイ素系合金板、鉄-コバルト系合金板等を含んでもよい。 The soft magnetic steel sheet may be in the form of a laminate of foil or plate magnetic material having a cobalt concentration gradient, a high concentration region, a low concentration region, and a concentration transition region. As long as the laminated soft magnetic steel sheet contains such magnetic material, it may contain low carbon steel sheet, electromagnetic pure iron sheet, electromagnetic steel sheet, iron-silicon alloy sheet, iron-cobalt alloy sheet, etc.
<鉄心・回転電機>
本実施形態に係る磁性体材料を用いた軟磁性鋼板は、鉄心の材料として用いることができる。鉄心は、軟磁性鋼板を打ち抜いて積層することによって形成される。このような鉄心は、回転電機の固定子に用いることができる。鉄心は、コバルトの濃度勾配が形成されており、高濃度領域、低濃度領域および濃度遷移領域を有する箔または板の磁性体材料を用いている限り、低炭素鋼板、電磁純鉄板、電磁鋼板、鉄-ケイ素系合金板、鉄-コバルト系合金板等を含んでもよい。
<Iron cores and rotating machines>
The soft magnetic steel plate using the magnetic material according to the present embodiment can be used as a material for an iron core. The iron core is formed by punching and laminating soft magnetic steel plates. Such an iron core can be used in the stator of a rotating electric machine. The iron core may include a low carbon steel plate, an electromagnetic pure iron plate, an electromagnetic steel plate, an iron-silicon alloy plate, an iron-cobalt alloy plate, etc., as long as the iron core uses a foil or plate magnetic material having a cobalt concentration gradient and a high concentration region, a low concentration region, and a concentration transition region.
図5は、回転電機の固定子の一例を模式的に示す斜視図である。図6は、固定子のスロット領域を拡大して模式的に示す横断面図である。なお、横断面とは、回転軸方向に直交する断面(法線が回転軸方向と平行である断面)を意味する。回転電機では、図5~図6に示す固定子の径方向の内側に、回転子(図示せず)が配設される。 Figure 5 is a perspective view showing an example of a stator of a rotating electric machine. Figure 6 is a cross-sectional view showing an enlarged schematic of the slot region of the stator. Note that a cross-sectional view means a cross section perpendicular to the direction of the rotation axis (a cross section whose normal is parallel to the direction of the rotation axis). In a rotating electric machine, a rotor (not shown) is disposed radially inside the stator shown in Figures 5 and 6.
図5~図6に示すように、固定子10は、鉄心11の内周側に形成された複数の固定子スロット12に、固定子コイル20が巻装されたものである。固定子スロット12は、鉄心11の周方向に所定の周方向ピッチで配列形成されると共に、軸方向に貫通形成された空間であり、最内周部分には軸方向に延びるスリット13が開口形成されている。隣り合う固定子スロット12の仕切る領域は、鉄心11のティース14と称される。ティース14の内周側先端領域でスリット13を規定する部分は、ティース爪部15と称される。
As shown in Figures 5 and 6, the
固定子コイル20は、通常、複数のセグメント導体21から構成される。例えば、図5~図6において、固定子コイル20は、三相交流のU相、V相、W相に対応する3本のセグメント導体21から構成されている。また、セグメント導体21と鉄心11との間の部分放電、および、各相(U相、V相、W相)間の部分放電を防止する観点から、各セグメント導体21は、通常、その外周を電気絶縁材22(例えば、絶縁紙、エナメル被覆)で覆われる。
The
本実施形態に係る軟磁性鋼板を用いた鉄心および回転電機とは、本実施形態に係る軟磁性鋼板を所定の形状に成形加工したものを軸方向に多数枚積層して形成された鉄心11および該鉄心11を利用した回転電機である。軟磁性鋼板は、純鉄を超える飽和磁束密度Bsと純鉄と同程度以下の保磁力Hcという磁気特性を示すことから、従来の電磁鋼板を用いた鉄心よりも電気エネルギと磁気エネルギとの変換効率を高めた鉄心を提供できる。高効率な鉄心は、回転電機の小型化や高トルク化を実現することができる。
The iron core and rotating electric machine using the soft magnetic steel plate according to this embodiment are an
また、本実施形態に係る軟磁性鋼板は、Fe-Co系鋼板よりも材料コストが低い低炭素鋼板、電磁純鉄板等を採用可能なことから、高効率な鉄心および回転電機を低コストで提供できる利点もある。 In addition, the soft magnetic steel plate according to this embodiment can be made of low-carbon steel plate, electromagnetic pure iron plate, etc., which have lower material costs than Fe-Co steel plate, and therefore has the advantage of being able to provide highly efficient iron cores and rotating electric machines at low cost.
本実施形態に係る軟磁性鋼板を鉄心に用いた回転電機は、このような固定子(コア)10と、固定子コイル20と、回転子(ロータ)と、を備える。固定子(コア)10は、鉄心11のティース14、ティース爪部15およびバックヨークは、コバルトの濃度勾配が形成されており、高濃度領域、低濃度領域および濃度遷移領域を有する箔または板の磁性体材料を含むため、材料コストを抑制して、高い飽和磁束密度Bsが得られる。
A rotating electric machine using the soft magnetic steel plate according to this embodiment as the iron core includes such a stator (core) 10, a
以上、本発明の実施形態について説明したが、本発明は、前記の実施形態に限定されるものではなく、本発明の趣旨を逸脱しない範囲において種々の変更が可能である。例えば、本発明は、必ずしも前記の実施形態が備える全ての構成を備えるものに限定されない。或る実施形態の構成の一部を他の構成に置き換えたり、或る実施形態の構成の一部を他の形態に追加したり、或る実施形態の構成の一部を省略したりすることができる。 Although the embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not limited to the above-described embodiments, and various modifications are possible within the scope of the present invention. For example, the present invention is not necessarily limited to having all of the configurations of the above-described embodiments. It is possible to replace part of the configuration of an embodiment with another configuration, add part of the configuration of an embodiment to another form, or omit part of the configuration of an embodiment.
以下、実施例を示して本発明について具体的に説明するが、本発明の技術的範囲はこれに限定されるものではない。 The present invention will be described in detail below with reference to examples, but the technical scope of the present invention is not limited to these examples.
(実施例T-1)
コバルトの濃度勾配を有する磁性体材料を作製し、飽和磁束密度Bsと、鉄損Piと、金属組織および化学組成を評価した。高濃度領域の前駆体としては、Fe-50Co合金の箔材を用いた。低濃度領域の前駆体としては、高濃度領域の前駆体の1/2の厚さであり、純Feの箔材を用いた。磁性体材料は、低濃度領域/(濃度遷移領域)/高濃度領域/(濃度遷移領域)/低濃度領域が、この順に積層された3層構造とした。
(Example T-1)
A magnetic material having a cobalt concentration gradient was produced, and the saturation magnetic flux density Bs, iron loss Pi, metal structure, and chemical composition were evaluated. A foil material of Fe-50Co alloy was used as the precursor of the high concentration region. A foil material of pure Fe was used as the precursor of the low concentration region, which was half the thickness of the precursor of the high concentration region. The magnetic material had a three-layer structure in which a low concentration region/(concentration transition region)/high concentration region/(concentration transition region)/low concentration region were laminated in this order.
高濃度領域の前駆体を芯材、低濃度領域の前駆体を皮材として、芯材の両面に皮材をクラッドして、表1に示す化学組成の積層体を得た。この積層体を表1に示す条件で熱処理して、コバルトの濃度勾配を有する3層構造の実施例T-1に係る磁性体材料を得た。厚さは、約200μmである。得られた磁性体材料を、飽和磁束密度Bsの測定、鉄損Piの測定、金属組織の観察、組成分析に供した。 The precursor of the high concentration region was used as the core material, and the precursor of the low concentration region was used as the skin material, and the skin material was clad on both sides of the core material to obtain a laminate with the chemical composition shown in Table 1. This laminate was heat treated under the conditions shown in Table 1 to obtain the magnetic material of Example T-1, which has a three-layer structure with a cobalt concentration gradient. The thickness was approximately 200 μm. The obtained magnetic material was subjected to measurement of saturation magnetic flux density Bs, measurement of iron loss Pi, observation of metal structure, and composition analysis.
(実施例T-2)
熱処理の条件を表1のように変えた点を除いて、実施例T-1と同様にして、コバルトの濃度勾配を有する3層構造の実施例T-2に係る磁性体材料を作製し、飽和磁束密度Bsの測定、鉄損Piの測定、金属組織の観察、組成分析に供した。
(Example T-2)
A magnetic material according to Example T-2 having a three-layer structure with a cobalt concentration gradient was prepared in the same manner as in Example T-1, except that the heat treatment conditions were changed as shown in Table 1. The magnetic material was subjected to measurement of saturation magnetic flux density Bs, measurement of iron loss Pi, observation of metal structure, and composition analysis.
(比較例C-1)
表1に示す化学組成を有し、コバルトの濃度勾配を有しないバルク(1層構造)の比較例C-1に係る箔材を、飽和磁束密度Bsの測定、鉄損Piの測定に供した。厚さは、約200μmである。
(Comparative Example C-1)
The foil material according to Comparative Example C-1, which has the chemical composition shown in Table 1 and is a bulk (single-layer structure) having no concentration gradient of cobalt, was subjected to measurement of saturation magnetic flux density Bs and iron loss Pi. The thickness was about 200 μm.
(比較例C-2)
表1に示す化学組成を有し、コバルトの濃度勾配を有しない(1層構造)バルクの比較例C-2に係る箔材を、飽和磁束密度Bsの測定、鉄損Piの測定に供した。厚さは、約200μmである。
(Comparative Example C-2)
The foil material according to Comparative Example C-2, which has the chemical composition shown in Table 1 and has no concentration gradient of cobalt (one-layer structure), was subjected to measurement of saturation magnetic flux density Bs and iron loss Pi. The thickness was about 200 μm.
(比較例C-3)
表1に示す化学組成を有し、コバルトの濃度勾配を有しない(1層構造)バルクの比較例C-3に係る箔材を、飽和磁束密度Bsの測定、鉄損Piの測定に供した。厚さは、約200μmである。
(Comparative Example C-3)
The foil material according to Comparative Example C-3, which has the chemical composition shown in Table 1 and has no concentration gradient of cobalt (one-layer structure), was subjected to measurement of saturation magnetic flux density Bs and iron loss Pi. The thickness was about 200 μm.
(参考例R-1)
表1に示す化学組成を有し、コバルトの濃度勾配を有しない3層構造の参考例R-1に係る磁性体材料を作製し、飽和磁束密度Bsの測定、鉄損Piの測定に供した。この磁性体材料は、Fe-50Co合金の箔材と、この箔材の1/2の厚さであり、純Feの箔材とを、実施例T-1と同様の配置で単に積層し、熱処理を施すことなく得た。厚さは、約200μmである。
(Reference Example R-1)
A magnetic material according to Reference Example R-1 having a three-layer structure with no cobalt concentration gradient and a chemical composition shown in Table 1 was produced and subjected to measurement of saturation magnetic flux density Bs and iron loss Pi. This magnetic material was obtained by simply laminating a foil material of Fe-50Co alloy and a foil material of pure Fe having a thickness half that of the foil material in the same arrangement as in Example T-1, without carrying out heat treatment. The thickness was about 200 μm.
[鉄損の測定]
鉄損の測定は、次の手順で行った。作製した各磁性体材料から4cm×10cmの試験片を採取した。BHループアナライザ(IFG社製、IF-BH550)と縦型ヨーク単板試験機を用いたHコイル法により、磁束密度1.0T、400Hz、温度20℃の条件下で試験片の鉄損Pi(単位:W/kg)を測定した。
[Iron loss measurement]
The iron loss was measured by the following procedure. A test piece of 4 cm x 10 cm was taken from each of the prepared magnetic materials. The iron loss Pi (unit: W/kg) of the test piece was measured by the H coil method using a BH loop analyzer (IFG, IF-BH550) and a vertical yoke single plate tester under the conditions of a magnetic flux density of 1.0 T, 400 Hz, and a temperature of 20°C.
[飽和磁束密度の測定]
飽和磁束密度の測定は、次の手順で行った。作製した各磁性体材料から4cm×10cmの試験片を採取した。振動試料型磁束計(VSM、理研電子社製、BHV-525H)を用いて、印加磁界1.6MA/m、温度20℃における試験片の磁化(単位:emu)を測定し、試験片の体積および質量から飽和磁束密度Bs(単位:T)を求めた。
[Measurement of saturation magnetic flux density]
The saturation magnetic flux density was measured by the following procedure. A test piece measuring 4 cm x 10 cm was taken from each of the prepared magnetic materials. The magnetization (unit: emu) of the test piece was measured at an applied magnetic field of 1.6 MA/m and a temperature of 20°C using a vibrating sample magnetometer (VSM, manufactured by Riken Denshi Co., Ltd., BHV-525H), and the saturation magnetic flux density Bs (unit: T) was calculated from the volume and mass of the test piece.
[組織観察・組成分析]
合金組織の観察および化学組成の分析は、次の手順で行った。作製した各磁性体材料から4cm×10cmの試験片を採取した。走査型電子顕微鏡(SEM、日立ハイテクノロジーズ社製、S-3400N)を用いて、15kVで、試験片の断面方向における反射電子像の観察と、SEM-EDXによる成分分析を行った。
[Structural observation and composition analysis]
The observation of the alloy structure and the analysis of the chemical composition were carried out according to the following procedure. A test piece measuring 4 cm x 10 cm was taken from each of the prepared magnetic materials. Using a scanning electron microscope (SEM, Hitachi High-Technologies Corporation, S-3400N), the backscattered electron images in the cross-sectional direction of the test piece were observed at 15 kV, and the components were analyzed by SEM-EDX.
表1に、各磁性体材料の化学組成、熱処理の条件、鉄損および飽和磁束密度の測定結果を示す。 Table 1 shows the chemical composition of each magnetic material, heat treatment conditions, and the measurement results of iron loss and saturation magnetic flux density.
表1に示すように、コバルトの濃度勾配を有する実施例T-1,T-2は、全体として同じ化学組成である比較例C-3と比較して、類似した高い飽和磁束密度Bsを示した。実施例T-1,T-2は、比較例C-3と比較して、鉄損Piが低減された。コバルトの濃度勾配を形成すると、高い飽和磁束密度Bsと低い鉄損Piを両立できることが確認できた。 As shown in Table 1, Examples T-1 and T-2, which have a cobalt concentration gradient, exhibited a similarly high saturation magnetic flux density Bs compared to Comparative Example C-3, which has the same overall chemical composition. Examples T-1 and T-2 had reduced iron loss Pi compared to Comparative Example C-3. It was confirmed that forming a cobalt concentration gradient makes it possible to achieve both a high saturation magnetic flux density Bs and low iron loss Pi.
図7および図8は、実施例に係る磁性体材料の走査型電子顕微鏡による反射電子像と組成分析の結果を示す画像である。
図7および図8には、磁性体材料の断面を観察した走査型電子顕微鏡(SEM)による反射電子(Back Scattered Electron:BSE)像と、磁性体材料の断面方向に分析したSEM-EDXのスペクトルを合成した結果を示す。図7は、実施例T-1の結果である。図8は、実施例T-2の結果である。
7 and 8 are images showing a backscattered electron image by a scanning electron microscope of the magnetic material according to the example and the results of composition analysis.
7 and 8 show a backscattered electron (BSE) image of a cross section of a magnetic material taken with a scanning electron microscope (SEM) and a combined SEM-EDX spectrum of a cross section of the magnetic material. Fig. 7 shows the results of Example T-1. Fig. 8 shows the results of Example T-2.
図7および図8に示すように、前駆体を積層した積層体を熱処理し、コバルト原子を拡散させると、高濃度領域、低濃度領域および濃度遷移領域が形成された。実施例T-2は、実施例T-1と比較して、熱処理の時間が長いため、濃度遷移領域の厚さが拡大し、高濃度領域や低濃度領域の厚さが薄くなることが確認された。 As shown in Figures 7 and 8, when the laminate of the precursors was heat-treated to diffuse the cobalt atoms, a high-concentration region, a low-concentration region, and a concentration transition region were formed. Compared to Example T-1, Example T-2 had a longer heat treatment time, and it was confirmed that the thickness of the concentration transition region was enlarged and the thickness of the high-concentration region and low-concentration region were thinner.
1,2,3…磁性体材料、10…固定子、11…鉄心、12…固定子スロット、13…スリット、14…ティース、15…ティース爪部、20…固定子コイル、21…セグメント導体、22…電気絶縁材、100…高濃度領域、200…低濃度領域、300…濃度遷移領域 1, 2, 3...magnetic material, 10...stator, 11...iron core, 12...stator slot, 13...slit, 14...teeth, 15...teeth claw portion, 20...stator coil, 21...segment conductor, 22...electrical insulation material, 100...high concentration region, 200...low concentration region, 300...concentration transition region
Claims (7)
前記磁性体材料は、箔または板であり、5質量%以上40質量%以下のCo、および、0.1質量%以上4.0質量%以下のNを含み、
前記Nが固溶した規則相α″-Fe 16 N 2 および不規則相α′-Fe 8 Nのうちの少なくとも一方を含み、
前記箔または前記板の厚さ方向において、
20質量%以上のコバルト濃度を有する高濃度領域と、
0質量%を超え10質量%以下のコバルト濃度を有する低濃度領域と、
前記高濃度領域のコバルト濃度と前記低濃度領域のコバルト濃度とをつなぐ濃度遷移領域と、を有する磁性体材料。 A magnetic material containing Fe and Co in a total amount of 90 mass% or more,
The magnetic material is a foil or plate and contains 5% by mass or more and 40% by mass or less of Co and 0.1% by mass or more and 4.0% by mass or less of N ;
The steel contains at least one of an ordered phase α″-Fe 16 N 2 and a disordered phase α′-Fe 8 N in which N is dissolved ,
In the thickness direction of the foil or plate,
A high concentration region having a cobalt concentration of 20 mass% or more;
A low concentration region having a cobalt concentration of more than 0 mass% and not more than 10 mass%;
a concentration transition region connecting the cobalt concentration of the high concentration region and the cobalt concentration of the low concentration region.
0質量%を超え1.0質量%以下のCを含む磁性体材料。 The magnetic material according to claim 1 ,
A magnetic material containing more than 0 mass% and 1.0 mass% or less of C.
0質量%を超え1.0質量%以下のCを含み、
前記規則相α″-Fe16N2および前記不規則相α′-Fe8Nのうちの少なくとも一方に含まれるNがCに置換された磁性体材料。 The magnetic material according to claim 1 ,
Contains more than 0 mass% and not more than 1.0 mass% C,
The magnetic material has N contained in at least one of the ordered phase α″-Fe 16 N 2 and the disordered phase α′-Fe 8 N substituted with C.
前記濃度遷移領域におけるコバルトの濃度勾配が0.1質量%/μm以上10質量%/μm以下である磁性体材料。 The magnetic material according to claim 1 ,
A magnetic material in which the concentration gradient of cobalt in the concentration transition region is 0.1 mass %/μm or more and 10 mass %/μm or less.
前記高濃度領域および前記低濃度領域のうちの少なくとも一方を複数含む磁性体材料。 The magnetic material according to claim 1 ,
A magnetic material including a plurality of at least one of the high concentration regions and the low concentration regions.
前記磁性体材料は、箔または板であり、
20質量%以上のコバルト濃度を有する鉄系材料で形成された前駆体と、0質量%を超え10質量%以下のコバルト濃度を有する鉄系材料またはコバルト系材料で形成された前駆体とを積層し、
互いに積層された前記前駆体を熱処理して原子を拡散させて、前記箔または前記板の厚さ方向において、20質量%以上のコバルト濃度を有する高濃度領域と、0質量%を超え10質量%以下のコバルト濃度を有する低濃度領域と、前記高濃度領域のコバルト濃度と前記低濃度領域のコバルト濃度とをつなぐ濃度遷移領域と、を形成して磁性体材料を取得し、
前記前駆体または前記磁性体材料を熱処理下に浸窒素性ガスを接触させて窒素を侵入および拡散させる浸窒素熱処理、および、前記浸窒素熱処理された前記前駆体または前記磁性体材料を急冷してマルテンサイト組織に相変態させる冷却に供して、
5質量%以上40質量%以下のCo、および、0.1質量%以上4.0質量%以下のNを含み、前記Nが固溶した規則相α″-Fe 16 N 2 および不規則相α′-Fe 8 Nのうちの少なくとも一方を含む磁性体材料を製造する磁性体材料の製造方法。 A method for producing a magnetic material containing Fe and Co, comprising the steps of:
the magnetic material is a foil or a plate;
A precursor formed of an iron-based material having a cobalt concentration of 20 mass% or more and a precursor formed of an iron-based material or a cobalt-based material having a cobalt concentration of more than 0 mass% and not more than 10 mass% are laminated together;
heat-treating the precursors stacked on top of each other to diffuse atoms, thereby forming, in a thickness direction of the foil or plate, a high-concentration region having a cobalt concentration of 20 mass% or more, a low-concentration region having a cobalt concentration of more than 0 mass% and not more than 10 mass%, and a concentration transition region connecting the cobalt concentration of the high-concentration region and the cobalt concentration of the low-concentration region, thereby obtaining a magnetic material;
The precursor or the magnetic material is subjected to a nitrous heat treatment in which a nitrous gas is brought into contact with the precursor or the magnetic material under heat treatment to cause nitrogen to penetrate and diffuse, and the precursor or the magnetic material that has been subjected to the nitrous heat treatment is rapidly cooled to cause a phase transformation into a martensite structure,
A method for producing a magnetic material comprising: 5% by mass or more and 40% by mass or less of Co; and 0.1% by mass or more and 4.0% by mass or less of N; and comprising at least one of an ordered phase α″-Fe 16 N 2 and an irregular phase α′-Fe 8 N in which the N is dissolved.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021074458A JP7645127B2 (en) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Magnetic material, its manufacturing method and iron core |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2021074458A JP7645127B2 (en) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Magnetic material, its manufacturing method and iron core |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2022168753A JP2022168753A (en) | 2022-11-08 |
| JP7645127B2 true JP7645127B2 (en) | 2025-03-13 |
Family
ID=83933716
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2021074458A Active JP7645127B2 (en) | 2021-04-26 | 2021-04-26 | Magnetic material, its manufacturing method and iron core |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP7645127B2 (en) |
Citations (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016092428A (en) | 2014-11-06 | 2016-05-23 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Composite plate laminate and manufacturing method thereof |
| JP2020132894A (en) | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 株式会社日立製作所 | Soft magnetic materials, their manufacturing methods, and electric motors using soft magnetic materials |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH06267722A (en) * | 1993-03-10 | 1994-09-22 | Nippon Steel Corp | Magnetic material and manufacturing method thereof |
-
2021
- 2021-04-26 JP JP2021074458A patent/JP7645127B2/en active Active
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016092428A (en) | 2014-11-06 | 2016-05-23 | ローベルト ボツシユ ゲゼルシヤフト ミツト ベシユレンクテル ハフツングRobert Bosch Gmbh | Composite plate laminate and manufacturing method thereof |
| JP2020132894A (en) | 2019-02-13 | 2020-08-31 | 株式会社日立製作所 | Soft magnetic materials, their manufacturing methods, and electric motors using soft magnetic materials |
| US20220042157A1 (en) | 2019-02-13 | 2022-02-10 | Hitachi, Ltd. | Soft magnetic material and method for producing the same, and electric motor containing soft magnetic material |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP2022168753A (en) | 2022-11-08 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6855684B2 (en) | Electromagnetic steel sheet and its manufacturing method | |
| KR100956530B1 (en) | Non-oriented electrical steel sheet and manufacturing method | |
| US6946097B2 (en) | High-strength high-temperature creep-resistant iron-cobalt alloys for soft magnetic applications | |
| CN113474472B (en) | Non-oriented electromagnetic steel plate | |
| JP2017145462A (en) | Electromagnetic steel sheet, and method for producing the same | |
| JP2019019355A (en) | Electrical steel sheet and manufacturing method thereof, motor core for rotor and manufacturing method thereof, motor core for stator and manufacturing method thereof, and manufacturing method of motor core | |
| CN111926268A (en) | Sheet lamination and method of making high permeability soft magnetic alloys | |
| JP2021025097A (en) | Non-oriented electromagnetic steel sheet and method for producing the same | |
| KR102810261B1 (en) | Rotating electric machine, set of stator core and rotor core, manufacturing method of rotating electric machine, manufacturing method of non-oriented electrical steel sheet for stator and non-oriented electrical steel sheet for rotor, manufacturing method of stator and rotor, and set of non-oriented electrical steel sheet | |
| US20240194383A1 (en) | Soft Magnetic Iron Alloy Plate, Method for Manufacturing Soft Magnetic Iron Alloy Plate, and Iron Core and Rotating Electric Machine Employing Soft Magnetic Iron Alloy Plate | |
| JP7629764B2 (en) | Soft magnetic iron alloy plate and its manufacturing method | |
| JP2004511658A (en) | Co-Mn-Fe soft magnetic alloy | |
| WO2023195226A1 (en) | Soft magnetic iron alloy plate, production method for said soft magnetic iron alloy plate, and iron core and rotary electrical machine using said soft magnetic iron alloy plate | |
| JP7645127B2 (en) | Magnetic material, its manufacturing method and iron core | |
| JP5613134B2 (en) | Rotor core for permanent magnet motor | |
| JP7768773B2 (en) | Soft magnetic iron alloy plate, iron core using said soft magnetic iron alloy plate, and rotating electric machine | |
| JP7611809B2 (en) | Laminated core and rotating electric machine using same | |
| JP7669180B2 (en) | Magnetic materials, iron cores and rotating electrical machines | |
| CN116134160B (en) | Soft magnetic iron plate, method for producing the same, iron core using the same, and rotating electrical machine | |
| JP2025028556A (en) | Non-oriented electrical steel sheet, iron core, manufacturing method of iron core, motor, and manufacturing method of motor | |
| JP2024099357A (en) | Soft magnetic steel wire with excellent magnetic flux density and core loss characteristics, method of manufacturing the same, and electromagnetic component including core material made from the soft magnetic steel wire | |
| JP2006169615A (en) | Electrical steel sheet with excellent high-frequency magnetic properties and manufacturing method thereof | |
| US20250353063A1 (en) | Rapidly solidified high silicon steel with minor boron addition that improves magnetic properties | |
| TWI871017B (en) | Non-directional electromagnetic steel plate, core, method for manufacturing core, motor, and method for manufacturing motor | |
| JP5825479B2 (en) | Manufacturing method of high strength non-oriented electrical steel sheet |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20240125 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20240912 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20241008 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20241129 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20250218 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20250303 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7645127 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |