JPS6012766B2 - Manufacturing method of magnetic head core material - Google Patents
Manufacturing method of magnetic head core materialInfo
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- JPS6012766B2 JPS6012766B2 JP52036870A JP3687077A JPS6012766B2 JP S6012766 B2 JPS6012766 B2 JP S6012766B2 JP 52036870 A JP52036870 A JP 52036870A JP 3687077 A JP3687077 A JP 3687077A JP S6012766 B2 JPS6012766 B2 JP S6012766B2
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Description
【発明の詳細な説明】
この発明はセンダスト合金として知られるFe−N−S
i系合金磁性材料からなる磁気ヘッドコア材を鋳造によ
って製造する方法に関するものである。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION This invention is a Fe-N-S alloy known as Sendust alloy.
The present invention relates to a method of manufacturing a magnetic head core material made of an i-based alloy magnetic material by casting.
従来のセンダスト合金製磁気ヘッドコアの鋳造による製
造法としては通常の大気圧下における鋳造が一般的であ
った。Conventional casting methods for producing magnetic head cores made of Sendust alloy have generally been carried out under normal atmospheric pressure.
しかるにセンダスト合金落陽の鋳造時においては凝固収
縮が著しく大きく、通常は10〜15%に及ぶから、従
来の通常の鋳造法では引け巣やボィドが多量に発生して
、鋳物が著しく低密度化する。このように引け巣やボィ
ドを含む低密度のセンダスト合金鋳物をそのまま磁気ヘ
ッドコアとして使用した場合、磁気特性が低く、しかも
磁気テープとの接触面における耐摩耗性が充分でなく、
さらには最終仕上加工時のポイドからのチッピングが生
じ、したがって磁気ヘッドコアの形状に近い鋳物を鋳造
して最終仕上加工のみで製品に仕上げることは実際上不
可能である。したがって従来は、製品形状よりも著しく
大きい銭塊を鋳込み、その銭塊から引け巣やボィドが含
まれない良品部分を選び、その部分を削り出して製品と
するのが通常であった。しかしながらこのような従来の
製造方法は、材料歩留りが著しく低いのみならず、セン
ダスト合金特有の性質から次のような問題があった。す
なわちセンダスト合金は極めて硬質であるため、切削加
工や研削加工が困難であり、したがって前述のように鏡
塊から削り出して製品を得るのは極めて困難であった。However, during casting of sendust alloy Rakuyo, the solidification shrinkage is extremely large, usually reaching 10 to 15%, so when conventional casting methods are used, a large amount of shrinkage cavities and voids occur, resulting in a significantly low density of the casting. . If a low-density Sendust alloy casting containing shrinkage cavities and voids is used as it is as a magnetic head core, the magnetic properties will be low, and the wear resistance on the contact surface with the magnetic tape will not be sufficient.
Furthermore, chipping occurs from the voids during the final finishing process, and therefore it is practically impossible to cast a casting close to the shape of the magnetic head core and finish it into a product using only the final finishing process. Therefore, in the past, it was usual to cast a coin coin that was significantly larger than the product shape, select a good part of the coin coin that did not contain shrinkage holes or voids, and carve out that part to make the product. However, such conventional manufacturing methods not only have a significantly low material yield, but also have the following problems due to the unique properties of Sendust alloy. That is, since Sendust alloy is extremely hard, it is difficult to cut or grind it, and therefore it is extremely difficult to cut it out from a mirror block to obtain a product as described above.
そのため従来は加工に著しい長時間を要するから、生産
性が著しく低くならざるを得ず、また切削工具の消耗も
激しく、したがって製造コストが高くならざるを得ない
のが実情であった。また鏡塊から良品部分を選び出して
もある程度のボィド等が存在することは避け難く、その
ため必ずしも充分な磁気特性、耐摩耗性が得られるとは
限らず、また前述の如くボィドからチッピング(切欠き
)が生じて不良製品が発生することを完全には避け得な
かった。上述のようにセンダスト合金において困難な切
削・研削加工を不要とするためには「製品形状の鋳型を
用意して、その鋳型に溶湯を注いで製品形状の鋳物を直
接的に鋳造することが考えられる。For this reason, in the past, machining required an extremely long time, resulting in extremely low productivity, and the cutting tools were also severely worn out, resulting in an increase in manufacturing costs. Furthermore, even if a good part is selected from a mirror block, it is difficult to avoid the presence of a certain amount of voids, etc., and therefore it is not always possible to obtain sufficient magnetic properties and wear resistance. ) could not completely avoid the occurrence of defective products. As mentioned above, in order to eliminate the need for difficult cutting and grinding processes for sendust alloys, it is considered to prepare a mold in the shape of the product, pour molten metal into the mold, and directly cast the product shape. It will be done.
しかしながら前述のようにセンダスト合金溶湯はその凝
固時に引け巣やボィドが発生するから、直接的に製品形
状の鋳物を得ることは無理であり、したがって加工上の
問題と鋳造時における引け巣やボィ日こよる低密度化の
問題との両者を同時に解決することは従来は固難とされ
ていた。なお、従来センダスト合金を組成する主要元素
であるFe、幻、Siのほか、イットリウムやチタン等
を添加して引け巣やボィドの発生を防止することも提案
されているが、この場合添加元素の影響により逆に磁気
特性が低下してしまう問題があり「そのため実用化は困
難であった。However, as mentioned above, shrinkage cavities and voids occur in molten sendust alloy when it solidifies, so it is impossible to directly obtain a cast product shape. In the past, it was considered difficult to simultaneously solve both the problem of lower density and the ever-increasing problem of low density. In addition to the main elements of conventional Sendust alloys, such as Fe, Si, and Si, it has also been proposed to add yttrium, titanium, etc. to prevent shrinkage cavities and voids. On the contrary, there was a problem in that the magnetic properties deteriorated due to the influence, ``as a result, it was difficult to put it into practical use.''
この発明は以上の事情に鑑みてなされたもので、センダ
スト合金製磁気ヘッドコア材を鋳造によって製造するに
あたって、前述のような相反する問題を一挙に解決して
、鋳造時における低密度化の問題すなわち引け巣やボィ
ドの問題を解消すると同時に、切削加工を実質的に不要
として、優れた磁気特性を有する磁気ヘッドコア材を高
能率かつ低コストで得られるようにした磁気ヘッドコア
材の製造方法を提供することを目的とするものである。This invention has been made in view of the above circumstances, and it solves the above-mentioned conflicting problems all at once when producing magnetic head core material made of Sendust alloy by casting, and solves the problem of low density during casting. To provide a method for manufacturing a magnetic head core material that eliminates the problems of shrinkage cavities and voids, and at the same time, substantially eliminates the need for cutting and allows the production of a magnetic head core material having excellent magnetic properties at high efficiency and low cost. The purpose is to
すなわちこの発明の製造方法は、鋳型として磁気ヘッド
コア半割体の平面形状を断面形状とする異形柱状体に対
応するキャビティを有するものを用い、かつその鋳型を
所定の軸線に対しその半径方向に沿うように配置して、
前記軸線を中心として鋳型を回転させて鋳型内の溶湯に
遠心力を加えた状態で溶湯を凝固させ、これにより磁気
ヘッドコア半割体を断面形状とする異形柱状体を直接的
に鋳造することを要旨とするものである。以下、この発
明を詳細に説明する。That is, the manufacturing method of the present invention uses a mold having a cavity corresponding to a deformed columnar body whose cross-sectional shape is the planar shape of a magnetic head core half, and the mold is aligned in the radial direction with respect to a predetermined axis. Arrange it like this,
The mold is rotated around the axis to apply centrifugal force to the molten metal in the mold, solidifying the molten metal, thereby directly casting an irregularly shaped columnar body having a cross-sectional shape of the magnetic head core halves. This is a summary. This invention will be explained in detail below.
この発明で使用するFe、AIおよびSjの溶解原料と
しては、従来の通常のセンダスト合金製磁気ヘッドコア
材の製造に使用する原材料に純度よりも高純度のものを
使用することが望ましい。It is desirable that the melted raw materials of Fe, AI, and Sj used in the present invention have a purity higher than that of the raw materials used in the production of conventional sendust alloy magnetic head core materials.
従釆の例えば粉末冶金法によるセンダスト合金磁気ヘッ
ドコア材の製造においては、材料の純度がSi98.0
〜99.0%、AI99.8%、Fe99.8%程度で
あるから、この発明において使用する原材料は、純度が
Si99.0%以上、AI99.9%以上、Fe99.
8%以上であることが望ましく、より最適な純度はSi
99.9〜99.99%、AI99.99%以上、Fe
99.8〜99.9%程度である。このように溶解原料
が高純度であることは、溶解原料中に含まれる酸化物複
合体等の不純物が著しく少ないことを意味する。したが
って高純度溶解原料を使用することによって後述するよ
うに柱傷時の湯流れ性が良好となる一因となり、また製
品の磁気特性が向上する一因となる。上述のような高純
度溶解原料は、最終的に得られる製品がM3〜8%(重
量%、以下同じ)、Si3〜12%、残部Feを主成分
とするFe−AI−Si系センダスト合金となるように
配合される。なお、これら各組成元素の内Siの成分量
は製品の磁気特性に大きな影響を及ぼし、特に9.7%
において磁気特性が良好となるから、Si組成は9.7
%±0.2%であることが望ましい。また、Si9.7
%の場合、AIは5.8%、Feは84.5%であるこ
とが望ましい。この発明において対象とするセンダスト
合金は基本的には前述のようにFe,AI、及びSiの
3元合金であって、その他の微量成分を含まないことが
望ましいが、場合によっては製品の防錆のためCr、N
i等を総量で1.0%未満、望ましくは0.1%未満含
有しても良い。上述のような熔解原料は、高真空中にお
いて溶融することが望ましく、この際溶湯が接する外部
空間の減圧度は、10‐3〜10‐5Ton程度である
ことが望ましい。For example, in the manufacture of Sendust alloy magnetic head core materials by powder metallurgy, the purity of the material is Si98.0.
~99.0%, AI99.8%, Fe99.8%, so the raw materials used in this invention have a purity of Si99.0% or more, AI99.9% or more, Fe99.
It is desirable that the purity is 8% or more, and the more optimal purity is Si
99.9-99.99%, AI99.99% or more, Fe
It is about 99.8 to 99.9%. The high purity of the dissolved raw material means that the amount of impurities such as oxide complexes contained in the dissolved raw material is extremely low. Therefore, the use of high-purity melted raw materials contributes to improving the melt flowability when the pillar is damaged, as will be described later, and also contributes to improving the magnetic properties of the product. The high-purity melted raw material as described above is a Fe-AI-Si based sendust alloy whose main components are 3 to 8% M (by weight, same hereinafter), 3 to 12% Si, and the balance Fe. It is blended accordingly. Of these compositional elements, the amount of Si has a large effect on the magnetic properties of the product, especially at 9.7%.
Since the magnetic properties are good in , the Si composition is 9.7.
%±0.2% is desirable. Also, Si9.7
%, it is desirable that AI be 5.8% and Fe be 84.5%. The sendust alloy targeted by this invention is basically a ternary alloy of Fe, AI, and Si as mentioned above, and preferably does not contain other trace components, but in some cases, it may be necessary to prevent rust of the product. For Cr, N
i, etc. may be contained in a total amount of less than 1.0%, preferably less than 0.1%. It is desirable that the above-mentioned molten raw material be melted in a high vacuum, and in this case, the degree of vacuum in the external space in contact with the molten metal is preferably about 10-3 to 10-5 Ton.
すなわち従来のいわゆる通常の真空溶解においては減圧
度が10‐かom程度であるから、これよりも更に真空
度を高くすることが望ましい。このように高真空中で溶
解することにより、溶融温度までの昇温過程や溶解温度
において原材料や溶湯の酸化が防止され、新たな酸化物
複合体がほとんど生じない。したがって、前述のような
高純度溶解原料の使用と相俊つて、溶湯中には酸化物複
合体等の不純物が極めて少なくなり、このため湯流れ性
が著しく良好となる。次いで溶湯を鋳型内へ注傷し、か
つその鋳型を回転させて熔湯に遠心力による加速度を与
えた状態で凝固させる。In other words, in conventional so-called normal vacuum melting, the degree of vacuum is about 10-ohm, so it is desirable to increase the degree of vacuum even higher than this. By melting in a high vacuum in this manner, oxidation of the raw materials and molten metal is prevented during the heating process up to the melting temperature and at the melting temperature, and almost no new oxide complexes are formed. Therefore, in combination with the use of high-purity melted raw materials as described above, impurities such as oxide complexes are extremely reduced in the molten metal, resulting in extremely good flowability. Next, the molten metal is poured into the mold, and the mold is rotated to solidify the molten metal while applying acceleration due to centrifugal force to the molten metal.
この鋳造過程においては、第1図に示すような最終的に
得るべき磁気ヘッドコア1の半割体2の平面形状を断面
形状とする細長い異形柱状体3(第2図参照)を鋳造す
る。In this casting process, an elongated irregular columnar body 3 (see FIG. 2) whose cross-sectional shape is the planar shape of the half body 2 of the magnetic head core 1 to be finally obtained as shown in FIG. 1 is cast.
すなわち、鋳型としては、第3図に示すように前記異形
柱状体3に対応するキャビティ4を有するセラミック鋳
型等の精密鋳型5を用いる。この鋳型5により鋳造され
た異形柱状体5はこれをワイヤソー等により薄肉に切断
することによりヘッドコア半割体2となる(第2図の仮
想線参照)。なお第1図、第3図には、磁気ヘッドコア
半割体2および鋳型5の代表的な寸法例(単位側)を併
記した。なおまた、前記精密鋳型5は、従来の精密鋳型
造型法と同様にロストワックス法等によって造型すれば
良い。上述のような異形柱状体鋳造用の鋳型5を回転さ
せるにあたっては、その鋳型5を回転軸線に対しその半
径方向に沿うように配置する。すなわちt磁気ヘッドコ
ア半割体2の平面形状を断面形状とするキャビティ4の
長さ方向が回転軸線の半径方向に沿うように配置する。
例えば第4図に示すように回転可能な鋳型保持枠6に前
記異形柱状体鋳造用の複数の細長い鋳型5を水平かつ鋳
型保持枠6の回転中心軸線に対し放射状に配置すると共
に適段上下に重ねれば良い。このように鋳型5を配置し
てその鋳型5に回転を与えることによって、鋳型5内の
熔湯には遠心力による圧力が有効に加わり、溶湯が高密
度化され、その回転を凝固まで持続させることにより鋳
物に引け巣やボィドが生じることが有効に防止されて、
鋳物内部が高密度となる。また上述のような遠心力によ
り落陽へ圧力を加えることによって、溶湯が鋳型キャビ
ティの隅々まで流し込み、これにより鋳型キャビテイに
対応した形状の小形かつ異形の柱状体の精密鋳造が可能
となる。そして特にこの発明の方法においては磁気ヘッ
ドコア半割体用の異形柱状体に対応するキャビティを有
する鋳型を回転軸線に対し半径方向に配置して、その異
形柱状体対応キャビティの長さ方向が遠心力の作用線方
向に沿うようにしているから、前述のような遠心力によ
る作用が極めて有効に作用する。したがって鋳物製品と
しては、引け巣やボィド等の内部欠陥が極めて少なくし
かも形状的にもキャビテイの形状に忠実な製品が得られ
、その結果鋳造後の製品に対する切削加工が殆ど不要と
なるのである。なお溶湯を加圧する手段としては、加圧
ピストンを用いて加圧する方法も考えられている。That is, as a mold, a precision mold 5 such as a ceramic mold having a cavity 4 corresponding to the irregularly shaped columnar body 3 is used as shown in FIG. The irregularly shaped columnar body 5 cast by the mold 5 is cut into thin pieces using a wire saw or the like to form the head core half body 2 (see the imaginary line in FIG. 2). Note that FIGS. 1 and 3 also show representative dimensions (unit side) of the magnetic head core half body 2 and the mold 5. Furthermore, the precision mold 5 may be molded by a lost wax method or the like similar to the conventional precision mold manufacturing method. When rotating the mold 5 for casting irregularly shaped columnar bodies as described above, the mold 5 is arranged along the radial direction of the axis of rotation. That is, the cavity 4 whose cross-sectional shape is the planar shape of the t-magnetic head core half body 2 is arranged so that the length direction thereof is along the radial direction of the rotation axis.
For example, as shown in FIG. 4, a plurality of elongated molds 5 for casting the irregularly shaped columnar bodies are arranged horizontally and radially with respect to the rotational center axis of the mold holding frame 6 in a rotatable mold holding frame 6, and at appropriate vertical positions. It's fine if you overlap. By arranging the mold 5 in this manner and applying rotation to the mold 5, pressure due to centrifugal force is effectively applied to the molten metal in the mold 5, the molten metal is densified, and the rotation is continued until solidification. This effectively prevents shrinkage cavities and voids from forming in the casting.
The inside of the casting becomes highly dense. In addition, by applying pressure to Rakuyo using the centrifugal force as described above, the molten metal flows into every corner of the mold cavity, thereby making it possible to precisely cast a small, irregularly shaped columnar body with a shape that corresponds to the mold cavity. In particular, in the method of the present invention, a mold having a cavity corresponding to the irregularly shaped columnar body for the magnetic head core halves is arranged radially with respect to the axis of rotation, so that the centrifugal force is applied in the longitudinal direction of the cavity corresponding to the irregularly shaped columnar body. Since the centrifugal force is aligned along the direction of the line of action, the action of centrifugal force as described above is extremely effective. Therefore, as a cast product, a product with extremely few internal defects such as shrinkage cavities and voids and whose shape is faithful to the shape of the cavity can be obtained, and as a result, cutting of the product after casting is almost unnecessary. Note that as a means for pressurizing the molten metal, a method of pressurizing the molten metal using a pressurizing piston has also been considered.
しかるに加圧ピストンによる場合、鋳型とピストンとわ
ずかな隙間から溶湯が漏れることを避け難いが、第1図
に寸法例を記した如く磁気ヘッドコア半割体用の柱状体
はきわめて小型であってしかも異形断面を有するもので
あるから、小量の湯漏れが大きな影響を与え、したがっ
てピストンを用いても実際上有効な加圧力が与えられず
、また4・形かつ異形断面のキャビティ内溶湯を加圧す
るに通したピストンを高精度で得ることは形状、寸法の
点から実際上は到底実施不可能である。したがって鋳型
回転による遠心力を与えることによってはじめて小型か
つ異形断面の磁気ヘッドコア用柱状体の直接鋳造が可能
となるのである。なお第4図に示すように鋳型5を水平
かつ放射状に配簿するにあたっては、各鋳型5はヘッド
コア1のテープ摺擦部IA(第1図参照)を形成する部
分58(第3図参照)を底面側に位置させることが望ま
しい。However, when using a pressurized piston, it is difficult to avoid leakage of molten metal from the small gap between the mold and the piston, but the columnar body for the magnetic head core halves is extremely small, as shown in the example of dimensions in Figure 1. Since it has an irregular cross section, even a small amount of melt leakage has a large effect, and therefore even if a piston is used, it is not possible to apply an effective pressing force. In practice, it is impossible to obtain a piston that is compressed with high accuracy due to its shape and dimensions. Therefore, it is only possible to directly cast a columnar body for a magnetic head core having a small size and an irregular cross section by applying centrifugal force by rotating the mold. In addition, when distributing the molds 5 horizontally and radially as shown in FIG. 4, each mold 5 has a portion 58 (see FIG. 3) that forms the tape rubbing portion IA (see FIG. 1) of the head core 1. It is desirable to locate it on the bottom side.
この部分5Bには、回転による遠心力に加え、重力が大
きく作用するから、ボイドがきわめて少なくなる。した
がってテープ濯濠部IAのポィドが特に少ないヘッドコ
ア1を得ることができる。テープ摺漆部IAは通常精密
な研削、研磨加工を行うから、チッピングの問題が生じ
易いが、前述のようにすればテープ摺擦部IAのチツピ
ングの発生を良好に防止できる。前記鋳型5の回転速度
は、50〜360比.p.mの範囲内とする。In addition to centrifugal force due to rotation, a large amount of gravity acts on this portion 5B, so that voids are extremely reduced. Therefore, it is possible to obtain a head core 1 with particularly few pores in the tape rinsing moat portion IA. Since the tape-rubbed lacquer portion IA is usually subjected to precise grinding and polishing, the problem of chipping is likely to occur, but the above-mentioned method can effectively prevent the occurrence of chipping of the tape-rubbed portion IA. The rotational speed of the mold 5 is 50 to 360 ratio. p. It shall be within the range of m.
遠心力は回転中心からの距離によつても異なるが、第3
図に示すような寸法の鋳型5を適当な位置、すなわち湯
口5Aが回転中心から100〜20物帆の距離に位置す
るように配置した場合、回転数が5比.p.m未満では
引け巣やポィドの発生を防止し得る程度の充分な遠心力
が得られず、一方360仇.p.mを越えれば鋳型強度
の点から通常のセラミック材料等を使用することが困難
となる。但し上述の範囲内でも特に1000〜180仇
.p■程度が望ましい。上述の鋳造工程においては、溶
解工程と同様に10‐3〜10‐5Tom程度の高真空
とすることが望ましい。Although centrifugal force varies depending on the distance from the center of rotation,
When the mold 5 with the dimensions shown in the figure is placed at an appropriate position, that is, with the sprue 5A located at a distance of 100 to 20 mm from the center of rotation, the rotation speed will be 5 ratios. p. If it is less than 360 m, sufficient centrifugal force cannot be obtained to prevent the occurrence of shrinkage cavities or pores. p. If it exceeds m, it becomes difficult to use ordinary ceramic materials etc. from the viewpoint of mold strength. However, within the above range, especially 1000 to 180. A value of about p■ is desirable. In the above-mentioned casting process, it is desirable to use a high vacuum of about 10-3 to 10-5 Tom, similar to the melting process.
このような真空鋳造を採用することによって鋳造時にお
ける落陽の酸化も防止されるから、前述の高純度熔解原
料の使用および真空溶解と相挨つて、鋳造時における総
湯の湯流れが著しく良好となる。またこの場合溶湯が接
する外部空間が真空であることにより、落陽中の気泡が
外部へ容易に抜け出され、その結果ボィドの発生が有効
に防止されて、より高密度の製品を得ることができる。
特にこの発明の如く磁気ヘッドコア半割体に対応する異
形柱状体を鋳造する場合、鋳型キャビティが細長くかつ
外部閉口面積が小さいから「大気圧下では溶湯内の気泡
が抜け出にくくなるおそれがあるが、前述のように真空
中で鋳造することにより、遠0力による作用と相像って
、溶傷中の気泡が容易に脱出されて高密度製品を得るこ
とが可能となる。セラミック鋳型等の鋳型は注湯前に子
熱しておくことが望ましい。By adopting such vacuum casting, oxidation of the falling sun during casting is also prevented, and together with the use of high-purity melting raw materials and vacuum melting, the flow of the total molten metal during casting is extremely good. Become. In addition, in this case, since the external space in contact with the molten metal is a vacuum, air bubbles in the setting sun can easily escape to the outside, and as a result, the generation of voids is effectively prevented, and a product with higher density can be obtained.
In particular, when casting irregularly shaped columnar bodies corresponding to magnetic head core halves as in the present invention, the mold cavity is long and narrow and the external closed area is small, so there is a risk that bubbles in the molten metal will be difficult to escape under atmospheric pressure. As mentioned above, by casting in a vacuum, the air bubbles in the flaw can be easily escaped due to the effect of far zero force, and it is possible to obtain a high-density product.For molds such as ceramic molds, It is desirable to heat the water before pouring it.
鋳型を子熱しておけば、鋳型内壁に吸着された水分、有
機物、ガス等を除去でき、したがって洋湯時に水蒸気や
ガスが鋳型内壁から発生してこのガスによりボィドが生
じることを防止できるから、磁気ヘッドコアの磁気特性
を高めることができる。また、鋳型を予熱することによ
って注傷時における溶湯の湯流れが良好となり、これに
より精密鋳型に円滑に注濠することが容易となる。なお
、予熱温度は水分等の除去を効果的に行いしかも湯流れ
性を良好にするためには50oo以上であることが望ま
しい。また、子熱温度が高過ぎる場合には溶湯が鋳型内
壁に暁付いてしまう問題があるから、鋳型の材料に応じ
て子熱温度の上限が定まる。例えばセラミック鋳型を用
いて遠D力利用鋳造を行う場合予熱温度は400oo以
下であることが望ましい。以上のようなこの発明の方法
により得られた磁気ヘッドコァ材の磁気特性と従釆法に
よる磁気ヘッドコア材の磁気特性の良否を次のようにし
て判定した。By pre-heating the mold, moisture, organic matter, gas, etc. adsorbed on the inner wall of the mold can be removed, and it is therefore possible to prevent water vapor and gas from being generated from the inner wall of the mold during Western hot water and from creating voids due to this gas. The magnetic properties of the magnetic head core can be improved. Furthermore, by preheating the mold, the flow of the molten metal during pouring becomes better, which facilitates smooth pouring into the precision mold. Note that the preheating temperature is desirably 50 oo or higher in order to effectively remove moisture and improve the flowability of the melt. Furthermore, if the preheat temperature is too high, there is a problem that the molten metal may stick to the inner wall of the mold, so the upper limit of the preheat temperature is determined depending on the material of the mold. For example, when casting using a deep D force using a ceramic mold, the preheating temperature is desirably 400 oo or less. The magnetic properties of the magnetic head core material obtained by the method of the present invention as described above and the magnetic properties of the magnetic head core material obtained by the subordinate method were judged as follows.
すなわち、この発明の方法に準じて得られた磁性材料お
よび従釆法(大気圧下普通鋳造法)により得られた磁性
材料からそれぞれの一定重量における磁化の強さMを測
定し、一方同じくそれぞれの磁性材料から外径10側、
内径6側、厚み1.0肋の○リング状の試験片を切出し
て、この0リング試験片の最大飽和磁束密度Bsを測定
し、次式の如く4mpM(但しpは磁性材料の比重)の
値と、Bsの値との比rを求めた。That is, the magnetization strength M at a constant weight of each of the magnetic material obtained according to the method of the present invention and the magnetic material obtained by the secondary method (ordinary casting method under atmospheric pressure) was measured. outer diameter 10 side from the magnetic material of
Cut out a ring-shaped test piece with a thickness of 1.0 ribs on the inner diameter 6 side, measure the maximum saturation magnetic flux density Bs of this O-ring test piece, and calculate the value of 4mpM (where p is the specific gravity of the magnetic material) as shown in the following formula. The ratio r between the value and the value of Bs was determined.
r:為亭M
ここで○リング状試験片の飽和磁束密度は材料中のボィ
ドや若干の不純物により影響されないから比rの値はポ
ィドや不純物が存在しない理想状態で1になる。r: Tametei M Here, the saturation magnetic flux density of the ring-shaped test piece is not affected by voids or some impurities in the material, so the value of the ratio r is 1 in an ideal state where there are no pods or impurities.
しかるにこの発明の方法で得られた材料では、前記比r
の値が0.99以上となり、これに対し従来法により得
られた材料では0499以上となるものは少なく、ほと
んどは0.98以下であった。このことから、遠心力を
附加した鋳造による高密度化が磁気特性の向上に寄与し
ていることが明らかである。次に、この発明を実施例に
より説明する。However, in the material obtained by the method of this invention, the ratio r
The value of is 0.99 or more, whereas there are few materials obtained by conventional methods that have a value of 0499 or more, and most of them have a value of 0.98 or less. From this, it is clear that increasing the density by casting with the addition of centrifugal force contributes to improving the magnetic properties. Next, the present invention will be explained using examples.
実施例 1
下記の組成を有するFe−AI−Si系合金の溶湯を1
500こ0において、第1図および第4図に示す形状、
寸法の鋳型5および回転可能な鋳型保持枠6を使用して
遠心力を加えつつ鋳造を行った。Example 1 A molten metal of Fe-AI-Si alloy having the following composition was
At 500 mm, the shape shown in FIGS. 1 and 4,
Casting was carried out using a mold 5 of the same size and a rotatable mold holding frame 6 while applying centrifugal force.
拍 5.8%Si
9.7%Fe
残部この際の鋳型保持枠6の回転数と得られた鋳
物の製品歩留との関系を調べてみた。Beat 5.8%Si
9.7%Fe
The relationship between the rotational speed of the mold holding frame 6 and the product yield of the obtained casting was investigated.
その結果を第1表に示す。第1表
*セラミック材料からなる鋳型が強度不足のため遠0力
に耐えきれず鋳物切断歩蟹が低下した。The results are shown in Table 1. Table 1 *Due to insufficient strength of the mold made of ceramic material, it could not withstand far zero force, resulting in poor cutting speed of the casting.
第1表より、鋳型の回転数が5び.p.m未満では鋳物
は得られるものの引け巣やボィドのため歩留は悪く工業
的に不利であり、360仇.p.mを越えると鋳型材料
の点から制約が生じる。From Table 1, the number of revolutions of the mold is 5. p. If it is less than 360 m, a casting can be obtained, but the yield is poor due to shrinkage cavities and voids, and it is industrially disadvantageous. p. If m is exceeded, restrictions arise from the viewpoint of the mold material.
実施例 2
N5.8%、Si9.7%、Fe残部および不純物の組
成を有するFe一AI−Si系合金の溶湯を1500℃
において実施例1と同様の鋳造装置を使用して鋳造した
。Example 2 A molten Fe-AI-Si alloy having a composition of 5.8% N, 9.7% Si, the balance of Fe, and impurities was heated at 1500°C.
Casting was performed using the same casting apparatus as in Example 1.
その際の回転数は80仇.p.m、セラミック鋳型の予
熱温度は100qo、室内圧力は10‐5Tonであり
、材料の純度は第2表に示した通りである。第2表この
時の材料純度と鋳物の製品歩蟹との関係を調べた。The rotation speed at that time was 80. p. m, the preheating temperature of the ceramic mold was 100 qo, the indoor pressure was 10-5Ton, and the purity of the material was as shown in Table 2. Table 2 The relationship between the material purity and the quality of the cast product was investigated.
その結果を第3表に示した。第3表
この結果からこの発明の方法においては、材料の純度を
上げることにより鋳物切断歩留を向上させ得ることがわ
かる。The results are shown in Table 3. Table 3 From these results, it can be seen that in the method of the present invention, the casting cutting yield can be improved by increasing the purity of the material.
これは遠心力を加えた鋳造法では、低密度の原材料を使
用した場合に遠心力により/ロが溶傷内にまき込まれた
まま凝固して切断的の歩留が低下することがあるためと
思われる。実施例 3
AI5.8%、Si9.7%、Fe残部の組成を有する
Fe−N−Si系合金の溶湯を1500午0において、
実施例1と同様の鋳造装置を使用し、溶融および鋳造室
内の圧力を変えて鋳造を行ない、圧力と製品歩蟹との関
係を調べた。This is because in casting methods that apply centrifugal force, if low-density raw materials are used, the centrifugal force may cause the particles to solidify inside the flaws, reducing the cutting yield. I think that the. Example 3 A molten Fe-N-Si alloy having a composition of 5.8% AI, 9.7% Si, and the balance of Fe was heated at 1500 pm.
Using the same casting apparatus as in Example 1, casting was carried out by changing the pressure in the melting and casting chambers, and the relationship between pressure and product roll was investigated.
その結果を第4表に示す。なお、鋳型の回転数は80瓜
.p.mで、セラミック鋳型の予熱温度は100℃であ
る。第4表
第4表の結果から、この発明の方法による場合には、鋳
造室内の気圧によって歩蟹が大幅に変化することがわか
る。The results are shown in Table 4. The rotation speed of the mold was 80 melons. p. m, and the preheating temperature of the ceramic mold is 100°C. From the results shown in Table 4, it can be seen that in the case of the method of the present invention, the walking crab changes significantly depending on the atmospheric pressure inside the casting chamber.
これは、圧力が低下すると、溶湯成分が高温により複合
酸化を生じ湯口がつまる等により、原料溶湯の脱ガス効
果が不充分になる結果、鋳物にポィドが発生して歩留が
低下したものと思われる。この現象は回転数が小さく遠
心力の効果が小さいと特に影響が現われやすいので、回
転数の限界を規制する理由にもなっている。実施例 4
N5.8%、Si9.7%、Fe残部および不純物の組
成を有するFe−AI−Si系合金を第5表の条件にお
いて従釆法およびこの発明の製法によって鋳造して、試
験片を作り、その磁気特性を調べた結果を第5図および
第6図に示す。This is because when the pressure decreases, the components of the molten metal undergo compound oxidation due to the high temperature, which clogs the sprue, making the degassing effect of the raw molten metal insufficient, resulting in the generation of pods in the casting and a decrease in yield. Seem. This phenomenon is particularly likely to occur when the rotational speed is small and the effect of centrifugal force is small, which is why the limit on the rotational speed is regulated. Example 4 A Fe-AI-Si alloy having a composition of 5.8% N, 9.7% Si, the balance of Fe, and impurities was cast by the conventional method and the manufacturing method of the present invention under the conditions shown in Table 5, and a test piece was prepared. Fig. 5 and Fig. 6 show the results of examining the magnetic properties of the magnetic material.
第5表
* 鋳造時の遠心力約100G
本発明法により製造された磁性材料は第5図および第6
図によれば磁束密度と透磁率が向上していることがわか
る。Table 5 *Centrifugal force during casting is approximately 100G Magnetic materials manufactured by the method of the present invention are
According to the figure, it can be seen that the magnetic flux density and magnetic permeability are improved.
実施例 5
AI5.8%、Si9.7%、Fe残部の組成を有する
Fe一山一Si系合金の溶湯を1500℃において実施
例1と同様に鋳型保持枠6の回転数を変えて鋳造を行い
、得られた鋳物からヘッドコア半割体2を得た。Example 5 A molten Fe-1-Si alloy having a composition of 5.8% AI, 9.7% Si, and the balance of Fe was cast at 1500° C. by changing the rotational speed of the mold holding frame 6 in the same manner as in Example 1. A head core half body 2 was obtained from the obtained casting.
この半割体2より磁気ヘッドコアを製造し、この磁気ヘ
ッドコアの摩耗量を検討した。磁気テープはガンマヘマ
タィトを磁性材とした普通品を使用した。その結果を第
7図に示す。第7図より明らかなように、鋳型を回転さ
せて遠0力を溶湯に作用させつつ凝固させて得られた鋳
物から形成した磁気ヘッドコアは、回転させないものに
比べて摩耗量が少なく、さらに回転数の増大に伴って摩
耗量の減少度合が大きくなっていることがわかる。この
ことは、遠心力を与えることによって鋳物中のボィドが
少なくなって、高密度化されているためであると思われ
る。以上の説明で明らかなようにこの発明の製造方法に
よれば、磁気ヘッドコア半割体の平面形状に対応する断
面を有する柱状体を、低密度化することなく、すなわち
引け巣やボィドが発生することなく高密度の状態で直接
的に得ることができ、したがって材料歩留りが従来より
も著しく向上するばかりでなく、鋳造後に大幅な削り出
し作業を行う必要がないため、特に切削加工が困難なセ
ンダスト合金にあっては、作業能率の大幅な向上と切削
工具の消耗の大幅な削減を図ることができ、したがって
磁気ヘッドコアの製造コストを従来よりも格段に低減す
ることができる。A magnetic head core was manufactured from this half body 2, and the amount of wear of this magnetic head core was examined. The magnetic tape used was an ordinary product made of gamma hematite as a magnetic material. The results are shown in FIG. As is clear from Figure 7, magnetic head cores formed from castings obtained by rotating the mold and solidifying the molten metal while applying a zero force to the molten metal have less wear compared to those that do not rotate. It can be seen that the degree of decrease in the amount of wear increases as the number increases. This seems to be because the application of centrifugal force reduces the number of voids in the casting, resulting in higher density. As is clear from the above description, according to the manufacturing method of the present invention, the columnar body having a cross section corresponding to the planar shape of the magnetic head core half body can be made without reducing the density, that is, shrinkage cavities and voids are generated. Sendust, which is particularly difficult to machine, can be obtained directly in a high-density state without any process, resulting in significantly improved material yields compared to conventional methods. With alloys, it is possible to significantly improve work efficiency and significantly reduce wear and tear on cutting tools, and therefore, the manufacturing cost of magnetic head cores can be significantly reduced compared to conventional methods.
またこの発明の方法により得られた磁気ヘッドコア材は
前述のように極めて高密度であるため、磁気特性が極め
て良好な磁気ヘッドコアが得られ、また高密度とセンダ
スト合金自体の高密度とが相俊つて、耐摩耗性が著しく
高く、磁気テープとの摺糠面における摩耗が著しく少な
い高耐久性の磁気ヘッドコァが得られ、さらには磁気ヘ
ッドコアのテープ摺漆面側の精密な仕上加工においても
ボィドによりチッピングが発生して磁気ヘッドコアとし
て不良品を発生するおそれも少なくなる。図面の簡単な
説明第1図は磁気ヘッドコアの一例を示す平面図、第2
図はこの発明により製造する磁気ヘッドコァ材としての
異形柱状体の一例を示す斜視図、第3図は第2図の異形
柱状体を鋳造するための鋳型の一例を示す斜視図、第4
図はこの発明の方法にしたがって遠心力鋳造を行うため
の装置例を示す略解縦断斜視図、第5図および第6図は
この発明の製造方法と従来の製造方法による磁性材料の
磁気特性を示すグラフで、第5図は直流磁気特性を、第
6図は交流磁気特性を示すもの、第7図はこの発明の製
造方法と従来の製造方法によって得られた磁気ヘッドコ
アの耐摩耗性を鋳型の回転数を変化させて示すグラフで
ある。Furthermore, since the magnetic head core material obtained by the method of the present invention has an extremely high density as described above, a magnetic head core with extremely good magnetic properties can be obtained, and the high density and the high density of the Sendust alloy itself are compatible. As a result, a highly durable magnetic head core with extremely high abrasion resistance and extremely low wear on the lacquered surface of the magnetic tape can be obtained, and furthermore, it is possible to obtain a highly durable magnetic head core with extremely high abrasion resistance and minimal wear on the lacquered surface of the magnetic tape. The risk of chipping occurring and producing defective magnetic head cores is also reduced. Brief description of the drawings Figure 1 is a plan view showing an example of a magnetic head core, Figure 2 is a plan view showing an example of a magnetic head core.
The figure is a perspective view showing an example of an irregularly shaped columnar body as a magnetic head core material manufactured according to the present invention, FIG. 3 is a perspective view showing an example of a mold for casting the irregularly shaped columnar body of FIG. 2, and FIG.
The figure is a schematic longitudinal sectional perspective view showing an example of an apparatus for performing centrifugal casting according to the method of the present invention, and FIGS. 5 and 6 show the magnetic properties of magnetic materials produced by the production method of the present invention and the conventional production method. In the graphs, Fig. 5 shows the DC magnetic characteristics, Fig. 6 shows the AC magnetic characteristics, and Fig. 7 shows the wear resistance of the magnetic head core obtained by the manufacturing method of the present invention and the conventional manufacturing method. It is a graph shown by changing the rotation speed.
1…・・・磁気ヘッドコア、IA・・・・・・テープ摺
擬部、2・・…・磁気ヘッドコア半割体、3・・・・・
・異形柱状体、4・・・・・・キャビティ、5・・…・
鋳型。1...Magnetic head core, IA...Tape sliding part, 2...Magnetic head core half body, 3...
・Irregular columnar body, 4...Cavity, 5...
template.
第1図第2図 第3図 第ム図 第5図 第6図 第7図Figure 1 Figure 2 Figure 3 Diagram Figure 5 Figure 6 Figure 7
Claims (1)
異形柱状体に対応するキヤビテイを有する鋳型を、所定
の軸線に対しその半径方向に沿うように配置し、かつ前
記鋳型のキヤビテイにFe−Al−Si系磁性材料の溶
湯を注湯し、前記軸線を中心として鋳型を50〜360
0r.p.mの回転数で回転させて、溶湯に遠心力を加
えた状態で凝固させ、これにより磁気ヘツドコア半割体
の平面形状を断面形状とする異形柱状体を鋳造すること
を特徴とする磁気ヘツドコア材の製造方法。 2 特許請求の範囲第1項記載の磁気ヘツドコア材の製
造方法において、 材料の純度がSi99.0%以上、
Al99.9%以上およびFe99.8%以上であるこ
とを特徴とする製造方法。 3 特許請求の範囲第1項または第2項に記載の磁気ヘ
ツドコア材の製造方法において、 圧力10^−^3〜
10^−^5Torrの室内で鋳造することを特徴とす
る製造方法。 4 特許請求の範囲第1項ないし第3項のいずれかに記
載の磁気ヘツドコア材の製造方において、 注湯時に鋳
型を50〜400℃に予熱することを特徴とする製造方
法。 5 特許請求の範囲第1項ないし第4項のいずれかに記
載の磁気ヘツドコア材の製造方法において、前記軸線を
垂直として前記鋳型を水平に配置し、かつ磁気ヘツドコ
アのテープ摺擦部を形成する部分が底面側に位置するよ
うに鋳型の配置を定めることを特徴とする製造方法。[Scope of Claims] 1. A mold having a cavity corresponding to a modified columnar body whose cross-sectional shape is the planar shape of a magnetic head core half body is arranged along the radial direction of a predetermined axis, and the mold A molten metal of Fe-Al-Si based magnetic material is poured into the cavity, and the mold is placed at a height of 50 to 360 degrees centering on the axis.
0r. p. A magnetic head core material characterized in that it is rotated at a rotational speed of m and solidified while applying centrifugal force to the molten metal, thereby casting an irregularly shaped columnar body whose cross-sectional shape is the planar shape of a magnetic head core half body. manufacturing method. 2. In the method for manufacturing a magnetic head core material according to claim 1, the purity of the material is 99.0% or more of Si,
A manufacturing method characterized by containing 99.9% or more of Al and 99.8% or more of Fe. 3. In the method for manufacturing a magnetic head core material according to claim 1 or 2, the pressure is 10^-^3~
A manufacturing method characterized by casting in a room at 10^-^5 Torr. 4. A method for manufacturing a magnetic head core material according to any one of claims 1 to 3, characterized in that the mold is preheated to 50 to 400°C during pouring. 5. In the method for manufacturing a magnetic head core material according to any one of claims 1 to 4, the mold is arranged horizontally with the axis being vertical, and a tape rubbing portion of the magnetic head core is formed. A manufacturing method characterized by arranging the mold so that the part is located on the bottom side.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP52036870A JPS6012766B2 (en) | 1977-03-31 | 1977-03-31 | Manufacturing method of magnetic head core material |
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|---|---|---|---|
| JP52036870A JPS6012766B2 (en) | 1977-03-31 | 1977-03-31 | Manufacturing method of magnetic head core material |
Related Child Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP9042281A Division JPS5744462A (en) | 1981-06-12 | 1981-06-12 | Production of magnetic material |
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|---|---|
| JPS53122800A JPS53122800A (en) | 1978-10-26 |
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Families Citing this family (2)
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|---|---|---|---|---|
| JPS5779144A (en) * | 1980-11-05 | 1982-05-18 | Hitachi Metals Ltd | High permeability alloy |
| JPS61190905A (en) * | 1985-02-19 | 1986-08-25 | Daido Steel Co Ltd | Yoke for dot printer head |
Family Cites Families (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5743629B2 (en) * | 1974-09-26 | 1982-09-16 |
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1977
- 1977-03-31 JP JP52036870A patent/JPS6012766B2/en not_active Expired
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| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS53122800A (en) | 1978-10-26 |
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