JPH0639643B2 - Ａ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金の磁性複合材料の製造方法 - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は磁気特性、特に初期透磁率の優れる、Ａ▲ｌ▼
またはＡ▲ｌ▼合金の磁性複合材料の製造に関するもの
である。

〔従来の技術〕

Ａ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金（以下「Ａ▲ｌ▼」と略記
する。）は軽量である利点の他に電気伝導性，熱伝導
性，耐蝕性および加工性に優れ、かつ合金化にて強度面
の改善もなされていることにより、近来、特に軽量化・
小型化が急速に進められている電気製品の分野にて鉄鋼
に代替して多用されている。

反面「Ａ▲ｌ▼」は非磁性体であつて、モータ類等の磁
性を利用する部品には適用し得ず、これら部品には、強
磁性体のＦｅまたはＦｅ合金が使用されるのが通常であ
る。

しかし、電気製品の分野においてはこれら磁性部品に関
してもその軽量化が強く望まれており、軽量でかつ磁性
を有す材料が必要とされている。

こうした要請に対応すべく、「Ａ▲ｌ▼」の特性を保持
しつつ更に磁性を付与した磁性複合材料の開発が進めら
れ、その製造方法についても種々の具体的な提案がなさ
れている。

これら「Ａ▲ｌ▼」磁性複合材料の製造方法としては、
大別粉末冶金法によるもの、および溶湯含浸法によ
るものがあつて、粉末冶金法による磁性Ａ▲ｌ▼合金
の製造方法としては、例えば、特開昭５７−５１２３１
号公報に開示されたものがある。

この従来技術に係る磁性複合材料の製造方法は、「Ａ▲
ｌ▼」の粉末または切粉と、強磁性の金属もしくは合金
の粉末または切粉とを、重量比で２０：１〜１：１の割
合で混合し、圧縮成形した後、「Ａ▲ｌ▼」の融点以下
の温度で焼結する、いわゆる粉末冶金法によるもので、
必要に応じて焼結後、前記融点以下の温度にて鍛造，押
出し等の熱間成形加工が加えられるものである。

この従来技術は、上記の粉末冶金法にて「Ａ▲ｌ▼中に
鉄粉，低炭鋼切粉等の強磁性材料を混合含有させて、両
者の特性を併せ持つ「Ａ▲ｌ▼」磁性複合材料を製造す
るものである。

また、溶湯含浸法による「Ａ▲ｌ▼」磁性複合材料の
製造方法としては、例えば、特開昭６０−１０３１４１
号公報に開示されたものがある。

この従来技術に係るＡ▲ｌ▼複合材料の製造方法は、Ａ
▲ｌ▼合金と、該Ａ▲ｌ▼合金の融点よりも高い融点を
もつ繊維状または粒子状の補強材（Fe,Ni,Co等の強磁性
金属のウイスカー）にて形成された体積率５〜７０％の
予備成形体とを、前記Ａ▲ｌ▼合金よりも高い融点を有
す金属カプセル内に充填し、該カプセル内を真空密封し
た後、加熱してカプセル内のＡ▲ｌ▼合金を溶融させる
と共に、カプセルを圧力媒体を介して等方圧的に加圧し
て、カプセルを塑性変形させつつ、その内の溶融Ａ▲ｌ
▼合金を予備成形体内に含浸させる、いわゆる溶湯含浸
法にてＡ▲ｌ▼合金と強磁性金属とを複合体化するもの
である。

なお、上記Ａ▲ｌ▼合金の溶湯含浸に際しては、通常、
１０００〜２０００気圧の含浸圧力が採用され、また、
その処理時間は１５〜６０分程度とされている。

この従来技術は、上記溶湯含浸法にて強磁性金属からな
る予備成形体内にＡ▲ｌ▼合金の溶湯を圧入含浸させ、
真密度が高く、かつ機械的性質の優れるＡ▲ｌ▼複合材
料を製造するものである。

そしてまた、Ａ▲ｌ▼溶湯を加圧鋳造してＡ▲ｌ▼複合
材料を製造する、いわゆる溶湯含浸法にてＡ▲ｌ▼複
合材料を製造する方法としては、例えば、特公報６０−
２５２２２号に開示されたものがある。

この従来技術に係る複合材料の製造方法は、カーボンフ
ァイバー等の強化用繊維からなる予備成形体を配置した
金型内に、Ａ▲ｌ▼およびＭｇ等の母相金属溶湯を注入
し、該溶湯を加圧して前記予備成形体に圧入含浸させ
る、いわゆる溶湯含浸法によるものであつて、溶湯加圧
について、加圧開始時から第１所定時間内にて第１所定
圧に急激に印加した後、直ちに第１所定圧より低い第２
所定圧に低下させて第２所定時間保持するものである。

この従来技術は、上記溶湯含浸法にて、Ａ▲ｌ▼溶湯の
浸透性が低い強化繊維からなる予備成形体についても比
較的に低い圧力にて、Ａ▲ｌ▼溶湯を均一に浸透させ得
るものであつて、Ａ▲ｌ▼とカーボンファイバー等の強
化用繊維とを強固に結合でき、機材的性質の優れる複合
材料、すなわちＡ▲ｌ▼複合材料を製造するものであ
る。

なお、この従来方法にしたがい、カーボンファイバーか
らなる体積率１８％の予備成形体にＡ▲ｌ▼溶湯を圧入
含浸するについて、前記の第１所定圧を１０００〜２０
００kg/cm²，第１所定時間を１秒以内，第２所定圧を７
５０kg/cm²，第２所定時間を６０秒とする溶湯加圧条件
にて良好なるＡ▲ｌ▼溶湯の含浸結果が得られるとされ
ている。

〔発明が解決しようとする問題点〕

「Ａ▲ｌ▼」磁性複合材料の製造においては、その内に
添加・含有される強磁性材料が本来有する磁気特性を十
分発揮し得るようにして、「Ａ▲ｌ▼」と複合体化させ
る必要があるが、そのためには、その複合体化の過程に
て、強磁性材料に歪を付加もしくは残留させないこ
と、および強磁性材料を「Ａ▲ｌ▼」との熱による反
応を抑制することが要点となる。

これは、強磁性材料の内部に歪があると、この歪が磁
場を印加した際の磁壁の移動を阻害するがため強磁性体
内の磁化率を低下させる、すなわち、磁性複合材料の製
造過程における成形応力にて、その内に添加された強磁
性材料に歪を付加・残留させたとき、この歪が磁性複合
材料の磁化率、特に初期透磁率を低下させるからであ
る。

そして、強磁性材料（ＦｅまたはＦｅ合金）と「Ａ▲
ｌ▼」（Ａ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金）との界面におけ
る熱による拡散・反応があると、この反応により脆くて
非磁性の金属間化合物（Ａ▲ｌ▼₃・Fe等）が生成され
る。すなわち、磁性複合材料の製造過程において加えら
れた熱にて、その内の強磁性材料と「Ａ▲ｌ▼」間に非
磁性の金属間化合物を生成させたとき、強磁性材料が磁
性体としての有効体積を減じ、「Ａ▲ｌ▼」磁性複合材
料はその減損分について単に重量を増すのみで磁気特性
の向上が得られないからである。

しかし、前述の従来技術に係る磁性複合材料およびＡ▲
ｌ▼複合材料の製造方法について、上記の観点より検討
したところ、これらは、その内に添加された強磁性材料
がその本来の磁気特性を十分に発揮し得ないものである
ことが判明した。

すなわち、前述の粉末冶金法による従来技術（特開昭
５７−５１２３１号の提案）においては、「Ａ▲ｌ▼」
磁性複合材料は圧縮成形・焼結、およびその後の熱間成
形加工の温度を「Ａ▲ｌ▼」の融点（約480〜650℃）以
下とされてあり、これら比較的に低温なる温度域にて固
化成形ないしは熱間成形加工された「Ａ▲ｌ▼」磁性複
合材料内の強磁性材料は、その成形過程にて付加された
歪を開放し得ず、必然的に、内部に残留させたものとな
る。

例えば、純Ａ▲ｌ▼粉末と純Ｆｅ粉末との混合物を約Ａ
▲ｌ▼の融点（約６６０℃）以下の６００℃にて圧縮固
化するについて、これら粉体間の結合一体化を確実なも
のとするには５０００〜８０００kg/cm²程度の圧力を加
えることを要すものであつて、この圧力にて純Ｆｅ粉末
に加えられる応力は、６００℃の温度における純Ｆの降
伏応力（約３kg/mm²＝300kg/cm²）を大巾に超えるもの
で、この圧縮固化過程で加えられた応力にて純Ｆｅ内部
に歪が付加され、また、この歪は６００℃程度の温度に
ては短時間で開放・除去し得ないものである。

従って、これら粉末冶金法による「Ａ▲ｌ▼」磁性複合
材料は、その製造過程の加熱温度が比較的に低温であつ
て、金属間化合物（Ａ▲ｌ▼₃・Fe）の生成を抑制する
面では有効なるものであつても、その内に添加された磁
性材料内部に成形過程における応力にて付加された歪が
残留するもので、添加された強磁性材料の量より期待さ
れる磁気特性が得られないものである。

例えば、純鉄は１００エルステツド(Oe)の低磁場内にお
いて、約２万ガウス(G)の磁束密度を示すものであつ
て、この純鉄を純Ａ▲ｌ▼中に体積率にて３０％混合添
付してなる磁性複合材料は、混合則に従うと仮定して計
算すると、上記の磁場内において約６千ガウス(G)の磁
束密度を示すことが期待される。

しかしながら、例えば、純Ａ▲ｌ▼粉末中に純鉄を体積
率で３０％添加した混合物を、６００℃，７０００気圧
（相当する変形応力≒70kg/mm²）にて熱間圧縮成形した
磁性複合材料は、１００エルステツド(Oe)の磁場内にお
ける磁束密度が３５００ガウス(G)と、期待値に対し大
巾に低い値を示した。

なお、上記従来技術による「Ａ▲ｌ▼」磁性複合材料内
の強磁性材料内部の歪は、それぞれ成形完了後におい
て、適切な温度・時間の焼鈍を加えることで除去可能な
るものであるが、しかし、この焼鈍温度は磁性複合材料
の形態を維持するため、該磁性複合材料内の「Ａ▲ｌ
▼」のメルトダウン温度、すなわち「Ａ▲ｌ▼」の融点
以下の温度しか適用し得ず、また、この比較的に低温
（約450〜650℃）なる温度にて強磁性体内部の歪を除去
するにはその所要時間が実用上適用し難い長時間なもの
となる。

一方、前述の溶湯含浸法による従来技術（特開昭６０
−１０３１４１号の提案）においては、「Ａ▲ｌ▼」は
強磁性材料の予備成形体と共にカプセル内に充填された
状態にて加熱溶融され、しかる後、該カプセルの圧縮変
形に伴い予備成形体内に圧入含浸されるもので、その加
熱溶融，圧入含浸の過程において溶湯である「Ａ▲ｌ
▼」と強磁性材料との界面にて、必然的に反応が起り、
金属間化合物（Ａ▲ｌ▼₃・Fe）が生成される。しか
も、「Ａ▲ｌ▼」の加熱溶融のための昇温過程において
も強磁性材料と混在するこの従来技術においては、「Ａ
▲ｌ▼」と強磁性材料（ＦｅまたはＦｅ合金）との界面
における反応（ある時間を与えた場合５５０℃より認め
られるＡ▲ｌ▼とＦｅとの反応）時間を比較的に長く与
えるもので、金属間化合物の生成を助長して、その内に
添加された強磁性材料が磁性体としての有効体積を大き
く減損するものである。

また、前述後者の溶湯含浸法による従来技術（特公昭
６０−２５２２２号の提案）においては、カーボンフア
イバー等の強化繊維体にＡ▲ｌ▼を含浸させて複合体化
するものとされてあり、この複合体化にて母相金属なる
Ａ▲ｌ▼の強化、すなわち機械的特性の改善について言
及されているものの、Ａ▲ｌ▼と強磁性材料との複合化
か、複合体化による強磁性材料の磁気特性への影響等に
ついては一切言及ないしは示唆されていない。

そしてまた、この従来技術にしたがい、強化繊維を強磁
性材料に代替して、「Ａ▲ｌ▼」と強磁性材料（Ｆｅま
たはＦｅ合金）の複合体なる磁性複合材料を製造せんと
するとき、含浸圧力は粉末冶金法による固化成形圧力
より比較的に低く、強磁性材料内部に付加もしくは残留
させる歪の面では格段に有利であるとはいえ、また、そ
の含浸・固化時間は比較的に短時間なるとはいえ、溶湯
含浸・凝固の過程におけるＡ▲ｌ▼とＦｅとの反応、す
なわち金属間化合物（Ａ▲ｌ▼₂・Fe）の生成は避け難
く、強磁性材料は「Ａ▲ｌ▼」との複合体化の過程にて
磁性体としての有効体積を減損する。

従って、これら溶湯含浸法による磁性複合材料は、その
製造過程において強磁性材料と溶湯なる「Ａ▲ｌ▼」と
の界面において金属間化合物（Ａ▲ｌ▼₃・Fe）の生成
を伴い、その内に添加した強磁性材料が磁性体としての
有効体積を減損する欠点がある。

本発明は上記問題点に鑑み、その製造過程において、そ
の内に添加する強磁性材料（ＦｅまたはＦｅ合金）と
「Ａ▲ｌ▼」（Ａ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金）との界面
における反応、すなわち非磁性の金属間化合物（Ａ▲ｌ
▼₃・Fe）の生成を抑制し得、かつ、強磁性材料内部に
歪を付加ないしは残留させることを軽減し得て、もつて
その内に添加された強磁性材料に本来の磁気特性を十分
に発揮させ得るＡ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金の磁性複合
材料の製造方法を提供することを目的とするものであ
る。

〔問題点を解決するための手段〕

上記問題点を解決するための本発明に係るＡ▲ｌ▼また
はＡ▲ｌ▼合金の磁性複合材料の製造方法は、Ｆｅまた
はＦｅ合金からなる粉体または繊維体を予備成形した
後、該予備成形体にＡ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金の溶湯
を圧入含浸させることにより、前記強磁性材料を体積率
で１５〜８０％含有する磁性複合材料を製造する方法に
おいて、前記強磁性材料を予備成形の前、もしくは後
に、大気中にて３００〜７００℃の温度で加熱酸化さ
せ、しかる後、該加熱酸化された強磁性材料からなる予
備成形体に前記溶湯を圧入含浸させることを特徴とする
ものである。

〔作用〕

本発明に係るＡ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金の磁性複合材
料の製造方法は、ＦｅまたはＦｅ合金からなる強磁性材
料の粉体または繊維体にて形成されたを予備成形体に、
Ａ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金の溶湯を圧入含浸させる、
いわゆる溶湯含浸法にて、「Ａ▲ｌ▼」と強磁性材料と
を複合体化させるものであつて、その複合体化に要す圧
力、すなわち「Ａ▲ｌ▼」溶湯の含浸圧力はいわゆる粉
末冶金法による複合体化に要する圧力、すなわち「Ａ▲
ｌ▼」の固相温度域にて圧縮・結合させる圧力に比較し
て低く、その複合体化の過程にて、その内に添加された
強磁性材料内部に歪の付加ないしは残留させることを軽
減し得るものである。

また、本発明方法においては、前記強磁性材料は予備成
形の前、もしくは後に、大気中にて加熱酸化され、その
表面に酸化被膜を形成させたものであつて、この酸化被
膜を有する強磁性材料からなる予備成形体は前記「Ａ▲
ｌ▼」溶湯の圧入含浸に際して非磁性なる金属間化合物
（Ａ▲ｌ▼₂・Fe）の生成を抑制するものである。

これは、表面に酸化被膜を形成させた強磁性材料からな
る予備成形体に、「Ａ▲ｌ▼」の溶湯を圧入含浸させる
とき、溶湯と強磁性材料との界面においてＡ▲ｌ▼とＦ
ｅとが反応せんとするが、この界面、すなわち、強磁性
材料の表面には酸化被膜が介在するもので、この酸化被
膜がＡ▲ｌ▼とＦｅとの反応を阻害する障壁として作用
して金属間化合物（Ａ▲ｌ▼₃・Fe）の生成を抑制する
からである。

上記についてさらに詳しく説明すると、発明者等は磁性
複合材料の製造について、溶湯含浸法を用いるとき、そ
の含浸圧力を予備成形体内のガスを排出するに要する程
度の低い圧力まで低下させても「Ａ▲ｌ▼」と強磁性材
料との複合体化が可能であり、 その内に添加した強磁性材料内部の歪による磁気特性の
低下に関しては大巾に改善し得ることを確認したもので
ある。

しかし、上記溶湯含浸法によるとき、「Ａ▲ｌ▼」溶湯
と強磁性材料との界面反応が不可避的に起り、この反応
による非磁性の金属間化合物（Ａ▲ｌ▼₃・Fe）の生成
にて強磁性材料の磁性体としての有効体積を減損すると
いう問題を伴うため、本発明等はこの界面反応につい
て、その抑制方法を種々検討した結果、強磁性材料にあ
る条件下で酸化被膜を形成させたとき、この酸化被膜が
有効なる界面反応の障壁となり得るとの結論に達したも
のである。

「Ａ▲ｌ▼」溶湯と強磁性材料との界面反応を防止する
には、強磁性材料の粉末または繊維体の表面に界面反応
を阻害する障壁となり得るものを、例えば蒸着，メツキ
等の方法にて、コーテイングすることが考えられるが、
表面積の大なる粉体または繊維体の表面に有効なるコー
テイングを施すには製造コストの上昇を不可避的に伴
い、また適切かつ有効なるコーテイング材を見いだすの
も必ずしも容易でなかつた。

そこで、本発明者等は非常に簡単でかつ低コストなる加
熱酸化による被膜形成に着眼したものであるが、一般に
はＦｅ等の酸化物は熱が介在するとＡ▲ｌ▼との間にお
いてテルミットという激しい反応を起すものとされてお
り、このような組合せはその実用性について期待され難
いものであつた。

しかし、本発明者等は種々実験の結果、「Ａ▲ｌ▼」の
溶湯含浸法においては、上記のような激しい反応は認め
られず、しかも適切なる温度範囲にて大気中で加熱酸化
されるとき、Ｆｅ（またはＦｅ合金）からなる強磁性材
料の表面に形成された酸化被膜は、溶湯含浸の過程にお
いて、「Ａ▲ｌ▼」と強磁性材料との反応を阻害する有
効なる障壁となり得ることを見いだしたものである。

これら実験例の内、０．０１〜０．０２mm径，１〜５mm
長さの低炭素鋼（Ｓ１５Ｃ）短繊維体にて成形された体
積率５０％の予備成形体を大気中にて種々の温度・時間
で加熱酸化したる後、純Ａ▲ｌ▼の溶湯を３００気圧に
て圧入含浸することで製造した磁性複合材料について、
１００エルステツド(Oe)磁場内での磁束密度（ガウス）
を測定した結果を第１図のグラフに示す。

なお、第１図のグラフ中に記入した数字は、それぞれの
加熱時間を示すものであり、また、△印および×印でプ
ロツトしたものは対比のために行った実験結果を示すも
ので、△印のものはＮ_２ガス雰囲気下で、×印のものは
Ａｒガス雰囲気下でそれぞれ加熱処理したものである。

これら大気下での磁性材料の加熱温度・時間と磁性複合
材料の磁気特性との関係を示す第１図のグラフで明らか
なように、３００〜７００℃の加熱温度で加熱酸化され
た強磁性材料からなるものは、それ以外の温度域のもの
より、その磁気特性が遥かに優れている。

そして、その加熱時間は上記温度範囲内では、通常の加
熱処理に適用される範囲（１〜８時間程度）であれば、
効果において大きな差をもたらさないことがわかる。

これは、３００℃未満の温度にて強磁性材料の表面に形
成された酸化被膜は、溶湯含浸に際しＡ▲ｌ▼との反応
を阻害する有効なる障壁として作用し得ず、反面７００
℃を超す温度域では強磁性材料表面における酸化作用が
激しくなり過ぎ、強磁性材料が酸化損耗するからであ
る。

なお、前記予備成形体は強磁性材料を予じめ１５〜８０
％の体積率となるよう成形してなるものとしたのは、予
備成形体は溶湯の流入圧力に耐える必要があり、１５％
未満では溶湯の流入圧力に耐えてその形状を維持し得な
いからであり、また、これが８０％を超えるとき、予備
成形体の空隙の連続性が途絶え溶湯が十分に浸透し得な
いからである。

上述のように、その表面に酸化被膜を形成させたる強磁
性材料よりなる予備成形体に、「Ａ▲ｌ▼」溶湯を圧入
含浸させる本発明Ａ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金の磁性複
合材料の製造方法は、粉末冶金法によるものより比較的
に低い応力にて複合体化されるもので、その内に添加さ
れた強磁性材料内部に歪を付加ないしは残留させること
を軽減し得、かつＦｅまたはＦｅ合金からなる強磁性材
料とＡ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金の溶湯との界面反応、
すなわち非磁性の金属間化合物（Ａ▲ｌ▼₃・Fe）の生
成を抑制し得、もつてその内に添加された強磁性材料に
本来の磁気特性を十分に発揮させ得るものである。

〔実施例〕

溶湯含浸法により、種々の組合せ条件下で磁性複合材料
を製造した。

これら磁性複合材料は、種々の強磁性材料を樹脂等のバ
インダーを用いて所定体積率の予備成形体となし、その
予備成形体を種々の加熱温度・時間、および雰囲気下で
加熱処理した後、所定の金型内に挿入し、該金型内にＡ
▲ｌ▼溶湯を注入して、加圧含浸・凝固を経て複合体化
させた。

第２図は、上記磁性複合材料を製造するに用いられる溶
湯含浸装置の一部を例示しており、円柱状の中空部を有
する金型(3)の上面に、注湯口(4)を設けたプランジヤス
リーブ(5)が密接して配置されている。そしてプランジ
ヤ(6)は前記スリーブ(5)内径に上下動自由に嵌合すると
共に、図外の加圧機構にて駆動されて加圧力を注湯口
(4)より注入されたＡ▲ｌ▼溶湯(1)に印加する。また、
強磁性材料からなる予備成形体(2)は予じめ所定体積率
にて成形され、金型(3)内に配置されている。

上記の方法、および装置にて溶湯含浸されて、複合体化
された磁性複合材料それぞれについて、１００エルステ
ツド(Oe)の磁場内における磁束密度（ガウス）を測定し
た。

これら結果を第１表に示す。なお、対比のため、粉末冶
金法による磁性複合材料の例も第１表中に併記したが、
これは所定体積率にてＡ▲ｌ▼粉末と強磁性材料とを混
合し、Ａ▲ｌ▼の固相温度域の６００℃にて、７０００
気圧の圧媒ガス下で圧縮固化成形したものである。

第１表に示すように、本発明方法の条件を満足する範囲
内の条件にて製造された磁性複合材料（表中の備考欄に
おいて○印で示す実施例のもの）は、それ以外の条件に
て製造された磁性複合材料（備考欄において注記したも
の、および×印で示すもの）に比較して大巾に磁気特性
の改善が認められ、その一部はその内に添加した磁性材
料の体積率よりの期待値をほぼ満足するものである。

なお、強磁性材料の体積率を１０％としたNo.２に示す
例においては、Ａ▲ｌ▼溶湯を注入した時点で予備成形
体が下方に収縮して所定の形状を得ることができず、ま
た、体積率を９０％としたNo.５０に示す例において
は、Ａ▲ｌ▼溶湯を予備成形体内に十分浸透させること
ができなかつた。

そして、対比のための粉末冶金法によるもの（製造方法
欄にＨと記入の例）は、それぞれと対応する本発明方法
のものと比較（No.７−No.８，No.１４−No.１５，No.
１６−No.１７，No.１８−No.１９，No.４４−No.４
５，No.４６−No.４７）すると、ほぼ半分程度の磁気特
性しか得られなかつた。

なお、第１表に示す溶湯含浸法によるもの（製造方法欄
にＳと記入の例）については、その含浸圧力、すなわち
溶湯圧入圧力は３００〜４００気圧としたが、これは他
の実験において２気圧以上の圧力であれば予備成形体内
のガスは排除され、Ａ▲ｌ▼溶湯は十分予備成形体に浸
透し得ることが確認されているが、より確実なる浸透を
計るため設定したものである。

ただし、この含浸圧力は予備成形体を形成する強磁性材
料の注入溶湯温度における降伏応力に相当する圧力以下
であることが望ましい、これは、強磁性材料の降伏応力
以下の応力では該強磁性材料内部に歪を残留さすことが
ないからである。

溶湯含浸に先立ち、強磁性材料に施す加熱酸化について
は、No.６，No.３６，No.４８に示す実施例でわかるよ
うに、本発明条件範囲内温度内の５７０℃にて強磁性材
料を加熱酸化させた磁性複合材料の磁気特性は、その体
積率が１５％，５０％，８０％と変動しても、効果の面
で特異差は認められずその体積率の増加と共に磁気特性
が高くなる。

そして、No.３０，No.３６，No.３８に示す実施例でわ
かるように、強磁性材料の形態を変えても本発明条件範
囲内温度で加熱酸化された強磁性材料をその内に添下さ
せた磁性複合材料の磁気特性は高い値を示す。

対比のため、大気中における加熱酸化に替り、不活性ガ
ス雰囲気下にて加熱処理したもの（雰囲気欄にてＮ_２ま
たはＡｒと記入の例）は、それと対応する本発明方法の
ものと比較（No.９，１０−No.８，No.２８，２９−No.
２７）すると、ほぼ2/3程度の磁気特性しか得られなか
つた。

これら磁性複合材料の内、代表的なものについての断面
を観察したところ、例えばNo.３５の実施例のものは、
磁性複合材料の断面模式図である第３図ａに示すよう
に、強磁性材料(F)の周囲に酸化被膜(Fo)が認められる
が、Ａ▲ｌ▼(A)との反応相は認められなかつた。

一方、大気中において２１０℃にて加熱酸化されたNo.
２１の実施例のもの、および不活性ガス雰囲気下で加熱
処理されたNo.２８の例のものにおいては、磁性複合材
料の断面模式図である第３図ｂに示すように、Ｆｅ(F)
とＡ▲ｌ▼(A)との反応生成物、すなわち金属間化合物
(AF)が存在し、また強磁性材料(F)の損耗が認められ
た。

また、８３０℃の温度にて加熱酸化されたNo.４３の例
のものにおいては、磁性複合材料の断面模式図である第
３図Ｃに示すように、強磁性材料(F)の周囲に酸化被膜
(Fo)が認められ、かつＡ▲ｌ▼(A)との反応相は認めら
れなかつたが、しかし、強磁性材料(F)の酸化による損
耗が激しく、強磁性材料がほとんど消失していることが
判明した。

なお、溶湯含浸に先立っ強磁性材料の加熱酸化につい
て、その実施にあたつてより良く、かつ安定した効果を
得るためには、その加熱温度を４００〜６００℃の範囲
内に設定されることが望ましい。

上述のように、本発明に係る磁性複合材料はその内に添
加された強磁性材料について、その本来の磁気特性を十
分に発揮させている。

〔発明の効果〕

本発明に係るＡ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金の磁性複合材
料の製造方法は、その製造過程において、その内に添加
する強磁性材料とＡ▲ｌ▼（またはＡ▲ｌ▼合金）との
界面反応、すなわち非磁性の金属間化合物（Ａ▲ｌ▼₃
・Fe）の生成を、予じめ強磁性材料に形成させた酸化被
膜にて抑制するを得て、Ａ▲ｌ▼の特性を有してなお高
い磁気特性を有す磁性複合材料の製造を可能とするもの
であつて、本発明方法に係る磁性複合材料は、その優れ
た特性により実用モータ回転子や固定子用の磁性体また
高性能磁気遮蔽体その他、磁性を利用する電気製品の分
野において、その軽量化に大きく寄与し得るものであ
る。

【図面の簡単な説明】

第１図は本発明の大気下での強磁性材料の加熱温度・時
間と磁性複合材料の磁気特性との関係を示すグラフであ
る。第２図は本発明の磁性複合材料の製造するに用いら
れる溶湯含浸装置を示す正断面図である。第３図ａは磁
性複合材料の部分断面を示す模式図である。第３図ｂは
磁性複合材料の部分断面を示す模式図である。第３図ｃ
は磁性複合材料の部分断面を示す模式図である。 １……Ａ▲ｌ▼溶湯，２……予備成形体、３……金型，
４……注湯口，５……プラジヤスリーブ，６……プラン
ジヤ。

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 元田 高司 兵庫県神崎郡香寺町溝口225−84 (72)発明者 武林 慶樹 愛知県名古屋市西区稲生町字杁先2200− 154 (72)発明者 尾崎 幸一 愛知県瀬戸市北松山町２丁目183番地

Claims (1)

【特許請求の範囲】
1. 【請求項１】ＦｅまたはＦｅ合金からなる強磁性材料の
   粉体または繊維状体を予備成形した後、該予備成形体に
   Ａ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼合金の溶湯を圧入含浸させるこ
   とにより、前記強磁性材料を体積率で１５〜８０％含有
   する磁性複合材料を製造する方法において、前記強磁性
   材料を予備成形の前、もしくは後に、大気中にて３００
   〜７００℃の温度で加熱酸化させ、しかる後、該加熱酸
   化された強磁性材料からなる予備成形体に前記溶湯を圧
   入含浸させることを特徴とするＡ▲ｌ▼またはＡ▲ｌ▼
   合金の磁性複合材料の製造方法。