JPH0758536B2 - Magnetic recording steel material and manufacturing method thereof - Google Patents
Magnetic recording steel material and manufacturing method thereofInfo
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- JPH0758536B2 JPH0758536B2 JP31243288A JP31243288A JPH0758536B2 JP H0758536 B2 JPH0758536 B2 JP H0758536B2 JP 31243288 A JP31243288 A JP 31243288A JP 31243288 A JP31243288 A JP 31243288A JP H0758536 B2 JPH0758536 B2 JP H0758536B2
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Description
【発明の詳細な説明】 (産業上の利用分野) この発明は、磁気を利用した情報記録媒体、特に高温環
境や腐食環境などの苛酷な条件下での使用に適した磁気
記録鋼材およびその製造方法に関するもので、具体的に
は、各種自動化機器の制御センサー用や工場内での材料
トラッキング用などの産業用の外、民生用でも耐久性や
記録保護性の要求が強い用途に利用可能な磁気記録鋼材
とその製造方法に関する。The present invention relates to an information recording medium utilizing magnetism, particularly a magnetic recording steel material suitable for use under severe conditions such as a high temperature environment and a corrosive environment, and its production. It is related to the method, and specifically, it can be used for industrial applications such as control sensors for various automation devices and material tracking in factories, as well as for consumer applications where durability and record protection are strongly required. The present invention relates to a magnetic recording steel material and a manufacturing method thereof.
(従来の技術) 情報の記録には磁気テープや磁気カードなど磁気を利用
した情報媒体が広く用いられているが、これは、記録再
生システムが自動化に対応し易いこと、製造が容易で安
価であり、しかも信頼性に富むことによる。また、古く
からの情報記録手段である印刷に比べ、記録容量が大き
いこと、記録内容が目視出来ないため機密保持性が高い
ことなども利点となっている。(Prior Art) Information media that use magnetism, such as magnetic tapes and magnetic cards, are widely used for recording information. This is because the recording / reproducing system is easy to adapt to automation, and easy to manufacture and inexpensive. Yes, and because it is highly reliable. In addition, compared with printing, which has been an information recording means for a long time, the recording capacity is large and the confidentiality is high because the recorded contents are not visible, which is also an advantage.
一般に、磁気テープや磁気カードは、プラスチックや紙
を基材として、その上にフェライトなどの磁性体粉末を
塗布して作られる。基材としては適度の剛性や機械的強
度、耐水、耐薬品性、加工性、印刷性などが要求され、
目的に応じて各種の材料が選択される。現在では、取り
扱い易さとコストの点から、プラスチックのフイルムや
シートが主流となっている。磁性体としては、γ−Fe2O
3などのフェライト粉末が多く用いられており、記録密
度を上げるため各種の技術開発が行われている。また、
永久磁石を用いた製品との接触による記録の消失や減衰
の事故を防ぐため、保磁力の高い磁性材料の検討も進め
られている。磁性体に対しては、磁気特性以外に耐摩耗
性や外観特性などが問題とされる。Generally, a magnetic tape or a magnetic card is made of plastic or paper as a base material and magnetic powder such as ferrite is applied onto the base material. As the base material, appropriate rigidity, mechanical strength, water resistance, chemical resistance, processability, printability, etc. are required,
Various materials are selected according to the purpose. Currently, plastic films and sheets are the mainstream because of their ease of handling and cost. As a magnetic material, γ-Fe 2 O
Ferrite powders such as 3 are often used, and various technological developments are being made to increase recording density. Also,
In order to prevent loss of recording and accidental loss of recording due to contact with products that use permanent magnets, studies are underway on magnetic materials with high coercive force. In addition to magnetic properties, wear resistance and external appearance properties of magnetic materials are a problem.
一方、民生用ほど派手ではないが、製造業など各種産業
において磁気記録を応用する試みが盛んに行われてい
る。例えば、ロボットのような自動化機器の操作や制御
には、長さや角度、位置を検出する必要があり、そのセ
ンサーとして磁気目盛りが検討されている。磁気目盛り
では、磁気テープなどと同様にフェライトを磁性媒体と
して情報パターンを記録させたものが一部実用化されて
いる。しかし、フェライトはキュリー点(それ以上では
磁性を失う温度)が低いため、使用温度は通常50℃以下
に制限される。On the other hand, although not as flashy as for consumer use, attempts to apply magnetic recording are being actively made in various industries such as manufacturing. For example, in order to operate or control an automated device such as a robot, it is necessary to detect a length, an angle, and a position, and a magnetic scale is being considered as the sensor. As the magnetic scale, a magnetic tape on which an information pattern is recorded is partly put to practical use, like a magnetic tape. However, since the Curie point of ferrite (the temperature above which it loses magnetism) is low, the operating temperature is usually limited to 50 ° C or lower.
製造業においては工場内の材料トラッキングの自動化も
大きな課題である。このため、バーコード方式の材料識
別法が検討されており、高温用にはセラミックス薄膜の
バーコードシールが開発されている。しかし、これらは
基本的には光学的検出を行うため、摩耗や汚れにより表
面が変化すると使えなくなる。その他、NC旋盤の制御に
は今なお紙の穿孔テープが主流となっているが、これは
磁気記録の場合、外部磁場や熱などの影響を受け易く信
頼性に問題があることが大きな理由である。In the manufacturing industry, automation of material tracking in factories is also a major issue. For this reason, a bar code type material identification method has been studied, and a ceramic thin film bar code seal has been developed for high temperatures. However, since these basically perform optical detection, they cannot be used if the surface changes due to wear or dirt. In addition, paper perforated tape is still the mainstream for controlling NC lathes, but this is largely due to the fact that magnetic recording is susceptible to external magnetic fields and heat and has a problem with reliability. is there.
(発明が解決しようとする課題) 磁気記録は光学式や機械式に比べ多くの利点を持ってい
るが、産業用には必ずしも十分活用されていない。これ
は産業用では民生用以上に高い信頼性が要求される一
方、使用環境が劣悪でそれに耐える記録媒体がないため
である。(Problems to be Solved by the Invention) Although magnetic recording has many advantages over optical and mechanical recording, it is not always fully utilized for industrial use. This is because industrial use requires higher reliability than consumer use, but the environment in which it is used is poor and there is no recording medium that can withstand it.
環境に対する耐性でまず問題になるのは耐熱性である。
記録媒体として良く使われるフェライトは特性上、高温
で使えないことは前述の通りである。また、基材自体も
紙やプラスチックは高温では使えない。この点では金属
材料が最適である。The first problem with environmental resistance is heat resistance.
As described above, ferrite, which is often used as a recording medium, cannot be used at high temperatures due to its characteristics. Also, the base material itself cannot be used at high temperatures, such as paper and plastic. From this point, the metal material is most suitable.
また、産業用では、腐食や摩耗のはげしい環境で使われ
る場合が多く、従来の記録媒体では対応出来ない。この
点でも金属材料が有利で、特にオーステナイト系のステ
ンレス鋼は良好な耐食性を示す。Further, for industrial use, it is often used in an environment where corrosion and wear are severe, and conventional recording media cannot handle it. Also in this respect, metallic materials are advantageous, and austenitic stainless steel shows good corrosion resistance.
特公昭62−32407号公報には、金属材の表面を局部的に
熱処理して磁気変質部を形成し、変位検出に用いること
が提案されている。しかし、ここに開示されている磁気
変質部を設ける手段は、溶融点以下の温度での加熱−急
冷という熱処理であって、処理部と未処理部との磁気特
性の差はそれほど大きくない。しかも熱が加わると急冷
によって生じた金属組織(析出物や歪)が変化するた
め、その差はますます小さくなる。また、磁気特性の差
を大きくするため、金属材は高価なNi集合金(Fe25%−
Ni75%合金)を用いる必要があるなど、この方法は、安
価で磁気特性の優れた記録体を安定して製造するには不
向きである。Japanese Patent Publication No. 62-32407 proposes that the surface of a metal material is locally heat-treated to form a magnetically altered portion, which is used for displacement detection. However, the means for providing the magnetically altered portion disclosed herein is a heat treatment of heating and quenching at a temperature below the melting point, and the difference in magnetic characteristics between the treated portion and the untreated portion is not so large. Moreover, when heat is applied, the metal structure (precipitate or strain) produced by the rapid cooling changes, and the difference becomes smaller. In addition, in order to increase the difference in magnetic characteristics, the metal material is expensive Ni Ag (Fe25%-
This method is unsuitable for stable production of a recording body that is inexpensive and has excellent magnetic characteristics, such as the need to use Ni75% alloy).
本発明者らは、上記特公昭62−32407号公報に示される
磁気記録体とは異なるFe系の材料を使用し、しかもその
一部を溶融処理して磁気変位部を製造することに成功
し、先に、特願昭60−225737号として出願した(特開昭
62−83620号)。この先願発明は、準安定オーステナイ
トステンレス鋼に冷間塑性加工を施し、加工誘起変態を
生じせしめて強磁性体に変換し、これに高エネルギー密
度ビームを照射溶解して局部的に非磁性体に変換し、こ
の非磁性−強磁性の対を用いて磁気尺(磁気目盛)を構
成するというものである。この原理は情報を記録するこ
とにも応用できる。これは、準安定オーステナイトステ
ンレス鋼における冷間加工状態と溶融処理状態での相変
化を利用したもので、前述の特公昭62−32407号公報記
載の方法に較べて処理部と未処理部の磁気特性の差は格
段に大きい。しかしながら、この方法も300〜400℃以上
の熱を受けると、冷間加工によって生じた加工誘起マル
テンサイトが再度オーステナイトに分解してしまうた
め、記録が室われてしまう。The present inventors have succeeded in producing a magnetic displacement portion by using a Fe-based material different from the magnetic recording body disclosed in Japanese Patent Publication No. 62-32407 and melting a part of the material. , Previously filed as Japanese Patent Application No. 60-225737.
62-83620). The invention of this prior application is that cold-plastic working is performed on metastable austenitic stainless steel to cause processing-induced transformation to convert it into a ferromagnetic material, and this is irradiated and melted with a high energy density beam to locally become a non-magnetic material. After conversion, a magnetic scale (magnetic scale) is constructed using this non-magnetic-ferromagnetic pair. This principle can also be applied to recording information. This utilizes the phase change in the cold-worked state and the melt-processed state in the metastable austenitic stainless steel. The difference in characteristics is extremely large. However, in this method as well, when heat of 300 to 400 ° C. or higher is applied, the work-induced martensite generated by the cold working is decomposed into austenite again, so that the recording is left open.
このように、従来の方法では耐熱性が必ずしも十分でな
く、一般に300℃を越える熱履歴を受けると急激に記録
が失われるのが普通である。また、特公昭62−32407号
公報の方法に見られるように、出力信号のS/N比も低い
場合が多く、高度の検出技術を必要とした。As described above, the conventional method does not always have sufficient heat resistance, and in general, when a heat history exceeding 300 ° C. is received, the recording is usually rapidly lost. Further, as seen in the method of Japanese Patent Publication No. 62-32407, the S / N ratio of the output signal is often low, which requires a high level of detection technology.
本発明は、上記の状況に鑑み、300℃以上の高温に耐
え、且つ優れた耐食性と耐摩耗性を有し、しかも出力信
号のS/N比が高く検出が容易な磁気記録媒体を安価に提
供することを目的とする。In view of the above situation, the present invention is a magnetic recording medium that can withstand a high temperature of 300 ° C. or higher, and has excellent corrosion resistance and wear resistance, and that has a high S / N ratio of the output signal and is easy to detect at low cost. The purpose is to provide.
(課題を解決するための手段) 金属材料は一般に、合金元素の種類や組成あるいは金属
学的組織によって磁気特性が変化することが知られてい
る。単体金属ではFe、Ni、Coのみが強磁性を示し、実用
鋼では炭素鋼やフェライト系ステンレス鋼は強磁性、オ
ーステナイト系ステンレス鋼は通常は非磁性である。(Means for Solving the Problems) It is generally known that the magnetic properties of metallic materials change depending on the type and composition of alloy elements or the metallurgical structure. In a simple metal, only Fe, Ni, and Co exhibit ferromagnetism. In practical steel, carbon steel and ferritic stainless steel are ferromagnetic, and austenitic stainless steel is usually nonmagnetic.
この原理を応用して強磁性の基材を局部的に非磁性の組
織にすることによって情報記録を行うのが、先に掲げた
特開昭62−53620号の発明である。しかし、この方法で
は耐熱性が十分ではない。これは、前述のとおり、基材
の強磁性が準安定オーステナイトに冷間加工を加えて加
工誘起マルテンサイトを生成させた結果得られたもので
あるため、熱が加わると非磁性のオーステナイトに戻る
からである。また、磁気特性の差を検出する場合に、強
磁性の基材に局部的な非磁性部が存在するものに較べ、
非磁性の基材に強磁性の部分が存在するものの方が一般
に検出が容易でS/N比も高くなる。The invention of JP-A-62-53620, mentioned above, records information by applying this principle to a ferromagnetic base material to locally make it a non-magnetic structure. However, this method does not have sufficient heat resistance. This is because, as described above, the ferromagnetism of the base material was obtained as a result of cold-working metastable austenite to generate work-induced martensite, and thus returns to non-magnetic austenite when heat is applied. Because. In addition, when detecting the difference in magnetic characteristics, compared to the case where there is a local non-magnetic part in the ferromagnetic base material,
In general, a non-magnetic substrate having a ferromagnetic portion is easier to detect and has a higher S / N ratio.
そこで、本発明者らは耐熱性と検出感度の向上をはかる
べく、非磁性の基材の表層部に異種の金属を付着させた
鋼材に、高密度エネルギービームを照射し、その部分の
組成自体を変化させる方法について種々検討を行った。
その結果、ベース材と表層部材の適正な組合わせ及び表
層部材の適正な厚みが存在することが明らかになった。
しかして、本発明は、下記の磁気記録体との磁気記
録体の製造方法を要旨とする。Therefore, in order to improve heat resistance and detection sensitivity, the inventors of the present invention irradiate a steel material having different kinds of metals adhered to the surface layer of a non-magnetic substrate with a high-density energy beam, and the composition itself of the portion. Various studies were carried out on the method of changing.
As a result, it was revealed that there is an appropriate combination of the base material and the surface layer member and an appropriate thickness of the surface layer member.
Therefore, the gist of the present invention is the following method of manufacturing a magnetic recording body with a magnetic recording body.
オーステナイト系ステンレス鋼の基材と、その表面
のクロム層とからなり、表面の所定局部が基材とクロム
層とが溶融均一化して形成された強磁性体になっている
ことを特徴とする耐熱耐食性に優れた磁気記録鋼材。Heat resistance characterized by comprising a base material of austenitic stainless steel and a chromium layer on its surface, and a predetermined local part of the surface is a ferromagnetic material formed by melting and homogenizing the base material and the chromium layer. Magnetic recording steel with excellent corrosion resistance.
オーステナイト系ステンレス鋼の表面に、下記の
式を満足する厚みt(μm)のクロムを付着させた後、
その表面の所定位置に高エネルギー密度ビームを照射し
て局部的に溶融させ、その部分を強磁性化することを特
徴とする耐熱耐食性に優れた磁気記録鋼材の製造方法。After depositing chromium having a thickness t (μm) satisfying the following formula on the surface of austenitic stainless steel,
A method for producing a magnetic recording steel material having excellent heat and corrosion resistance, which comprises irradiating a predetermined position on the surface with a high energy density beam to locally melt the beam and making the part ferromagnetic.
ここで、X、Yはそれぞれオーステナイト系ステンレス
鋼のNi当量、Cr当量であり、Dはビーム照射後の平均溶
け込み深さ(μm)である。 Here, X and Y are the Ni equivalent and Cr equivalent of the austenitic stainless steel, respectively, and D is the average penetration depth (μm) after the beam irradiation.
(作用) まず、第1図によって本発明の基本概念を説明する。(Operation) First, the basic concept of the present invention will be described with reference to FIG.
第1図(a)は、オーステナイトステンレス鋼基材1の
表面にクロム層2を形成させた状態を示す表面局部の拡
大断面図である。この表面の所定局部に高エネルギー密
度ビームを照射して溶融させれば、第1図(b)に示す
ように、基材のオーステナイトステンレス鋼とクロム層
とが溶融混合してCr含有量の高い強磁性のフェライト系
ステンレス鋼になった部分3が形成される。FIG. 1 (a) is an enlarged cross-sectional view of the surface local portion showing a state in which the chromium layer 2 is formed on the surface of the austenitic stainless steel base material 1. When a high energy density beam is irradiated onto a predetermined part of this surface to melt it, as shown in FIG. 1 (b), the austenitic stainless steel of the base material and the chromium layer are melt-mixed and the Cr content is high. A portion 3 made of ferromagnetic ferritic stainless steel is formed.
即ち、非磁性のオーステナイトステンレス鋼の表面に或
る適正な厚みのCrを付着させた鋼材に高エネルギー密度
ビームを照射すると、その部分が溶融して強磁性のフェ
ライト系ステンレス鋼に変わり、磁気特性の異なる部分
が生成する。目的とするパターンに従ってビームを照射
することで情報が記録され、このパターンを第1図
(c)に示すような磁気ヘッドを用いたインダクティブ
センサ方式などで検出することにより情報を読み取るの
である。That is, when a high energy density beam is irradiated onto a steel material having a non-magnetic austenitic stainless steel surface with a certain appropriate thickness of Cr, that portion is melted and changed to a ferromagnetic ferritic stainless steel, and the magnetic properties Produces different parts of. Information is recorded by irradiating a beam in accordance with a target pattern, and the information is read by detecting this pattern by an inductive sensor system using a magnetic head as shown in FIG. 1 (c).
ベースの母材は、非磁性を示すオーステナイト系ステン
レス鋼であればどのようなものでも良い。母材コストや
Cr層の必要厚みをできるだけ薄くすることを考えれば、
Ni含有量の低いSUS 201やSUS 301系が有利であるが、こ
れらは、冷間加工を受けると加工誘起マルテンサイトを
生成し強磁性化し易いから注意を要する。The base material of the base may be any non-magnetic austenitic stainless steel. Base material cost
Considering to make the required thickness of the Cr layer as thin as possible,
Although SUS 201 and SUS 301 systems having a low Ni content are advantageous, they need to be careful because they tend to form work-induced martensite and become ferromagnetic when they are cold-worked.
表層部のクロムは、高エネルギー密度ビームの照射で部
分的に強磁性のフェライト系ステンレス鋼を生成するの
に必要となるものである。同様の目的ではFeも考えられ
るが、Fe自身磁性であるため後工程で除去する必要があ
り適当でない。AlやSiもフェライト生成元素であるが、
酸化し易く処理が難しい。Chromium in the surface layer is necessary for producing partially ferromagnetic ferritic stainless steel by irradiation with a high energy density beam. Fe may be considered for the same purpose, but since Fe itself is magnetic, it needs to be removed in a later step and is not suitable. Al and Si are also ferrite-forming elements,
Easy to oxidize and difficult to process.
表層部のクロムの厚さは、基材のオーステナイト系ステ
ンレス鋼中のNi当量とCr当量、およびビーム照射後の溶
け込み深さに依存しており、適当な範囲が存在する。下
限の厚みはビーム照射部に安定してフェライト系ステテ
ンレス鋼を生成するのに必要であり、下限未満では十分
なS/N比が得られない。一方、上限はビーム照射により
形成される局部的溶融部の組成を均一化するのに必要で
上限を越えるとやはりS/N比が劣化する。The thickness of chromium in the surface layer portion depends on the Ni equivalent and Cr equivalent in the austenitic stainless steel of the base material and the penetration depth after beam irradiation, and there is an appropriate range. The lower limit thickness is necessary to stably produce ferritic-stainless steel in the beam irradiation area, and if it is less than the lower limit, a sufficient S / N ratio cannot be obtained. On the other hand, the upper limit is necessary to make the composition of the locally melted portion formed by beam irradiation uniform, and if the upper limit is exceeded, the S / N ratio also deteriorates.
クロム層厚みの上限と下限の決定方法に関して以下に具
体的に説明する。The method of determining the upper limit and the lower limit of the chromium layer thickness will be specifically described below.
第2図は、ビーム照射による溶融部の断面形状を模式的
に表した図である。FIG. 2 is a diagram schematically showing the cross-sectional shape of the fusion zone by beam irradiation.
第2図で、t:クロム層の厚み(μm) DM:最大溶け込み深さ(μm) とすれば、平均溶け込み深さ(μm)は、 =A×DMとなる。In FIG. 2, where t: thickness of chromium layer (μm) D M : maximum penetration depth (μm), the average penetration depth (μm) is: A × D M
ここで、Aは溶融部断面形状による係数で、溶融部断面
が完全に矩形断面ならA=1.0、三角形断面ならA=0.5
である。実際の断面形状はこの中間であるから、Aは通
常0.6〜0.9の範囲になる。Here, A is a coefficient depending on the cross-sectional shape of the fusion zone, and if the cross-section of the fusion zone is completely rectangular, A = 1.0, and if it is triangular, A = 0.5.
Is. Since the actual cross-sectional shape is in the middle of this range, A is usually in the range of 0.6 to 0.9.
ステンレス鋼の金属字的組織を決定づける主要な因子
は、Ni含有量とCr含有量である。前者はオーステナイト
安定化元素、後者はフェライト安定化元素で、坐性の面
からいえば、寸者が非磁性化元素、後者が強磁性化元素
である。Ni、Cr以外の成分に関しても、オーステナイト
安定化元素群とフェライト安定化元素群に分けられ、そ
れぞれの作用効果の程度を加味して、Ni当量およびCr当
量というものが下記のように定義されている。The main factors that determine the metallographic structure of stainless steel are the Ni and Cr contents. The former is an austenite-stabilizing element, the latter is a ferrite-stabilizing element, and in terms of suppository, the dimension is a non-magnetizing element and the latter is a ferromagnetizing element. Regarding components other than Ni and Cr, it is divided into austenite stabilizing element group and ferrite stabilizing element group, and taking into account the degree of each action effect, Ni equivalent and Cr equivalent are defined as follows. There is.
Ni当量(%)=%Ni+30×%C+0.5×%Mn Cr当量(%)=%Cr+%Mo+1.5×%Si+0.5×%Nb (%は重量%を示す。) 第3図がこのNi当量およびCr当量と、組織の関係を表す
図(日刊工業新聞社「ステンレス鋼便覧」よりである。Ni equivalent (%) =% Ni + 30 ×% C + 0.5 ×% Mn Cr equivalent (%) =% Cr +% Mo + 1.5 ×% Si + 0.5 ×% Nb (% indicates weight%.) Diagram showing the relationship between the Ni equivalent and Cr equivalent and the organization (from the Nikkan Kogyo Shimbun "Stainless Steel Handbook").
さて、いま基材のNi当量をX%、Cr当量をY%とする
と、溶融部の平均Ni当量およびCr当量は、表面のクロム
層が均一に溶け込むと見倣して、 となる。Now, assuming that the Ni equivalent of the base material is X% and the Cr equivalent is Y%, the average Ni equivalent and Cr equivalent of the melted portion are considered to be that the chromium layer on the surface melts uniformly, Becomes
溶融部が強磁性化するためには、50%以上のフェライト
の存在が必要とみなされる。この条件を第3図でみると
直線イの下の領域となる。直線イは、 で表されるから、直線イの下の領域というのは、 Ni当量≦〔Cr当量−10〕/1.65 ・・・ であり、この式に式および式のNi当量およびCr当
量を代入すると、 となる。It is considered that the presence of 50% or more of ferrite is necessary for the fused part to become ferromagnetic. When this condition is seen in FIG. 3, it is the area below the line a. Straight line a Therefore, the area under the straight line b is Ni equivalent ≦ [Cr equivalent −10] /1.65 ・ ・ ・, and by substituting the formula and the Ni equivalent and Cr equivalent of the formula into this formula, Becomes
一方、クロム層厚さtの上限に関しては溶融部のキュリ
ー点が室温以上である必要から、第4図(朝倉書店「磁
性体ハンドブック」より)に基づいて Cr(%)≦65 ・・・・・・・・・・ であり、この式に式のCr等量(%)を代入すること
により、 となる。On the other hand, regarding the upper limit of the chromium layer thickness t, since the Curie point of the fusion zone needs to be room temperature or higher, Cr (%) ≤ 65 based on Fig. 4 (from Asakura Shoten "Magnetic Handbook") ... .... By substituting the Cr equivalent (%) of the equation into this equation, Becomes
第3図より、50%以上のフェライトを生成するには10%
以上のCr当量が必要であることから、この値を用いる
と、ほぼ、 t≦0.6×・・・ となる。From Fig. 3, it is 10% to produce 50% or more of ferrite.
Since the above Cr equivalent is required, when this value is used, t ≦ 0.6 × ...
なお、Cr以外の元素もキュリー点に影響を与えるので、
厳密に言えば式のCr(%)に式のCr当量を代入する
のは問題がある。しかし、主要元素であるNiについて
は、Crで希釈されるとキュリー点が上がる方向にあり、
安定サイドであるため問題はない。その他の元素は含有
量も少なく、実用上は式、或いは式を用いて何ら差
し支えはない。Since elements other than Cr also affect the Curie point,
Strictly speaking, there is a problem in substituting the Cr equivalent of the formula into the Cr (%) of the formula. However, for Ni, the main element, the Curie point tends to increase when diluted with Cr,
There is no problem because it is on the stable side. The content of other elements is small, and in practice, there is no problem in using the formula or the formula.
基材表面にクロムを付着させる方法は、電気めっき、蒸
着、クロム箔の貼合わせ、圧延クラッドなど任意の方法
でよい。厚みの調整の容易さや製造コストを考慮すると
現状では電気めっきが最も望ましい。The method for adhering chromium to the surface of the base material may be any method such as electroplating, vapor deposition, laminating a chrome foil, and rolling clad. At present, electroplating is most desirable in consideration of the ease of adjusting the thickness and the manufacturing cost.
高エネルギー密度ビームとしては、レーザービーム、電
子ビーム、プラズマビームなどいづれでも良いが、真空
装置を必要としないレーザービームを使うのが実際的で
ある。The high energy density beam may be a laser beam, an electron beam, a plasma beam, or the like, but it is practical to use a laser beam that does not require a vacuum device.
なお、溶け込み深さはビームのエネルギー密度を変えれ
ば制御可能で鋼材形状や使用目的に応じて選べば良い。The penetration depth can be controlled by changing the energy density of the beam, and can be selected according to the shape of the steel material and the purpose of use.
情報の読み取りは磁気ヘッドを用い、高周波を印加し電
磁誘導による磁束を検出する方法や、着磁した後ファラ
デー素子を用いて磁気光学的に検出したり、ホール素子
で漏洩磁束を検出する方法で可能である。Information can be read using a magnetic head to detect magnetic flux by applying high frequency and electromagnetic induction, or after magnetically detecting a magnetic flux using a Faraday element, or by detecting leakage magnetic flux with a Hall element. It is possible.
(実施例) 基材としては、代表的なオーステナイト系ステンレス鋼
であるSUS 301とSUS 316の1mm厚の冷延板を1100℃で溶
体化したものを用いた。これら基材の表面に種々の厚み
のクロム層を電気めっきで付着させた。その後、シング
ルモード炭酸ガスレーザー発振機を用い、出力100wでビ
ームを発振し、レンズで100μm径に集光して鋼板表面
に照射した。鋼板の送りは5m/min、ピッチ0.5mmで走査
し、溶け込みの平均深さ()30μmの線状パターンを
記録した。(Example) As the base material, a cold rolled sheet of 1 mm thick of typical austenitic stainless steels SUS 301 and SUS 316 was solution-treated at 1100 ° C. Chromium layers of various thicknesses were electroplated on the surface of these substrates. Then, using a single mode carbon dioxide gas laser oscillator, a beam was oscillated with an output of 100 w, and the light was focused on a diameter of 100 μm by a lens and irradiated on the surface of the steel sheet. The feed rate of the steel sheet was scanned at 5 m / min and a pitch of 0.5 mm, and a linear pattern having an average penetration depth () of 30 μm was recorded.
こうして得た記録体のレーザ照射のままの試料および50
0℃加熱後の試料について、インダクティブセンサー方
式で900kHzの高周波を印加し、電磁誘導による磁束を検
出し、S/N比を評価した。その結果を第1表に示す。A sample of the thus-obtained recording medium as it was irradiated with laser and 50
The S / N ratio of the sample after heating at 0 ℃ was evaluated by applying a high frequency of 900 kHz by the inductive sensor method, detecting the magnetic flux due to electromagnetic induction. The results are shown in Table 1.
第1表中の比較例1は、オーステナイト系ステンレス鋼
(SUS 301)を冷間圧延して加工誘起変態によって強磁
性化した基材にレーザービームを照射して局部的に溶融
させて非磁性化したもので、特開昭62−83620号公報に
提案されるものに相当する。比較例の2は、特公昭62−
32407号公報に開示されている方法に従って、25%Fe−7
5%NiのNi基合金のレーザービーム照射して熱処理した
ものである。In Comparative Example 1 in Table 1, austenitic stainless steel (SUS 301) was cold-rolled and irradiated with a laser beam to a base material which was made ferromagnetic by the work-induced transformation to locally melt it to make it non-magnetic. And is equivalent to that proposed in JP-A-62-83620. Comparative example 2 is Japanese Patent Publication No. 62-
According to the method disclosed in Japanese Patent No. 32407, 25% Fe-7
It is a heat treatment by irradiating a laser beam of a Ni-based alloy of 5% Ni.
第1表の試験結果をみれば、本発明例に相当するもので
は、500℃加熱の後でもS/N比に変化がなく、耐熱性に優
れていることが明らかである。比較例の1では、加熱の
前には本発明例の1部に匹敵するS/N比が得られてい
る。これは、本発明例と同じく、原理的に強磁性と非磁
性の差を検出しているからである。ただし、基材が強磁
性であるため、本発明で得られる高いS/N比のレベルに
は達していない。さらに500℃に加熱すると、記録は全
く失われてしまう。これは、基材の強磁性を支えている
加工誘起マルテンサイトがオーステナイト化して比磁性
化したためである。From the test results in Table 1, it is apparent that the samples corresponding to the examples of the present invention have excellent S / N ratio even after heating at 500 ° C. and have excellent heat resistance. In Comparative Example 1, before heating, an S / N ratio comparable to that in Part 1 of the present invention was obtained. This is because the difference between ferromagnetism and non-magnetism is detected in principle, as in the example of the present invention. However, since the base material is ferromagnetic, it does not reach the high S / N ratio level obtained by the present invention. Further heating to 500 ° C will result in the loss of any records. This is because the work-induced martensite, which supports the ferromagnetism of the substrate, becomes austenite and becomes specific magnetism.
比較例の2は、単にレーザービーム照射後の急冷による
金属組織の差(析出物や歪の差と考えられる)を利用し
ているにすぎないので、加熱の前のS/N比が小さいだけ
でなく、加熱によってその記録も消失してしまう。これ
に対して、本発明の例では、基材とレーザービーム照射
部との金属組織自体の相違に基づく磁気特性の差を利用
しているので、高温でも高いS/N比が得られる。即ち、
本発明の磁気記録材は、原理的には、材料の融点までの
温度に耐えられる。Comparative Example 2 merely utilizes the difference in the metal structure (which is considered to be the difference in precipitates and strain) due to the rapid cooling after the laser beam irradiation, so the S / N ratio before heating is small. Not only that, but the record disappears due to heating. On the other hand, in the example of the present invention, since the difference in magnetic characteristics based on the difference in the metal structure itself between the base material and the laser beam irradiation portion is utilized, a high S / N ratio can be obtained even at high temperature. That is,
The magnetic recording material of the present invention can withstand temperatures up to the melting point of the material in principle.
なお、表面のクロム層の厚みは、特許請求の範囲第2項
に記載した条件を満たすのが望ましいことが、第1表の
結果からも言える。It can be said from the results shown in Table 1 that the thickness of the chromium layer on the surface desirably satisfies the condition described in claim 2.
(発明の効果) 本発明の磁気記録鋼材は、これまでに知られている磁気
記録体に較べて、高い耐熱性とS/N比が得られ、且つ材
料特性上、耐食性や耐摩耗性にも優れている。また、磁
気記録の特性上、記録内容の秘匿性が高く、しかも外部
磁場に対する記録の保護性も極めて高い。従って、環境
変動の激しい産業用の磁気記録体として工業的応用範囲
は非常に広い。 (Effects of the Invention) The magnetic recording steel material of the present invention has higher heat resistance and S / N ratio than the magnetic recording bodies known so far, and has excellent corrosion resistance and wear resistance in terms of material properties. Is also excellent. Further, due to the characteristics of magnetic recording, the confidentiality of the recorded contents is high, and the protection of the recording against an external magnetic field is extremely high. Therefore, the industrial application range is very wide as an industrial magnetic recording medium which is subject to severe environmental changes.
【図面の簡単な説明】 第1図は本発明の磁気記録鋼材の基本概念を説明する図
で、(a)が基材にクロム層を付着させた状態の断面
図、(b)がこれに局部的に溶融部(強磁性部)を形成
させた断面図、(c)が記録検出方法を示す図である。 第2図は、溶融部の拡大断面図である。 第3図は、Ni当量およびクロム当量と金属学的組織との
関係を示す図である。 第4図は、Fe−Cr二元系におけるCr含有量とキュリー点
との関係を示す図である。BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a diagram for explaining the basic concept of a magnetic recording steel material of the present invention, (a) is a cross-sectional view of a state in which a chromium layer is attached to a base material, and (b) is Sectional drawing which formed the fusion | melting part (ferromagnetic part) locally, (c) is a figure which shows a recording detection method. FIG. 2 is an enlarged sectional view of the fusion zone. FIG. 3 is a diagram showing the relationship between the Ni equivalent and the chromium equivalent and the metallurgical structure. FIG. 4 is a diagram showing the relationship between the Cr content and the Curie point in the Fe—Cr binary system.
フロントページの続き (56)参考文献 特開 昭63−259413(JP,A) 特開 昭57−20921(JP,A) 特公 平1−32448(JP,B2)Continuation of front page (56) Reference JP-A-63-259413 (JP, A) JP-A-57-20921 (JP, A) JP-B 1-32448 (JP, B2)
Claims (2)
その表面のクロム層とからなり、表面の所定局部が基材
とクロム層とが溶融均一化して形成された強磁性体にな
っていることを特徴とする耐熱耐食性に優れた磁気記録
鋼材。1. A base material of austenitic stainless steel,
A magnetic recording steel material having excellent heat and corrosion resistance, comprising a chromium layer on the surface thereof, and a predetermined local portion of the surface being a ferromagnetic material formed by melting and homogenizing a base material and a chromium layer.
下記の式を満足する厚みt(μm)のクロムを付着さ
せた後、その表面の所定位置に高エネルギー密度ビーム
を照射して局部的に溶融させ、その部分を強磁性化する
ことを特徴とする耐熱耐食性に優れた磁気記録鋼材の製
造方法。 ここで、X、Yはそれぞれオーステナイト系ステンレス
鋼のNi当量、Cr当量であり、Dはビーム照射後の平均溶
け込み深さ(μm)である。2. A surface of austenitic stainless steel,
After depositing chromium having a thickness t (μm) satisfying the following formula, a high energy density beam is irradiated to a predetermined position on the surface to locally melt it, and the part is made ferromagnetic. A method of manufacturing a magnetic recording steel material having excellent heat and corrosion resistance. Here, X and Y are the Ni equivalent and Cr equivalent of the austenitic stainless steel, respectively, and D is the average penetration depth (μm) after the beam irradiation.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP31243288A JPH0758536B2 (en) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | Magnetic recording steel material and manufacturing method thereof |
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|---|---|---|---|
| JP31243288A JPH0758536B2 (en) | 1988-12-09 | 1988-12-09 | Magnetic recording steel material and manufacturing method thereof |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH02158912A JPH02158912A (en) | 1990-06-19 |
| JPH0758536B2 true JPH0758536B2 (en) | 1995-06-21 |
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| JP (1) | JPH0758536B2 (en) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2616504B2 (en) * | 1991-02-15 | 1997-06-04 | トヨタ自動車株式会社 | Method of forming signal pattern using change in magnetic characteristics |
-
1988
- 1988-12-09 JP JP31243288A patent/JPH0758536B2/en not_active Expired - Fee Related
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|---|---|
| JPH02158912A (en) | 1990-06-19 |
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