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公開番号2024131290
公報種別公開特許公報(A)
公開日2024-09-30
出願番号2023041469
出願日2023-03-16
発明の名称異方軟磁性積層造形物およびその製造方法
出願人株式会社豊田中央研究所,株式会社デンソー,株式会社アイシン
代理人個人,個人,個人
主分類H01F 1/147 20060101AFI20240920BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】方向により異なる軟磁気特性を発現する積層造形物を提供する。
【解決手段】本発明は、鉄基合金からなる異方軟磁性積層造形物である。この鉄基合金は、全体に対してSiを1.5～7.5質量%含む合金組成と、<001>に配向した結晶粒を有する金属組織とを備える。鉄基合金は、Alを0.1～2.5質量%含んでもよいが、C含有量は0.1質量%以下であるとよい。結晶粒は、例えば、<001>配向しつつ成長した柱状晶であるとよい。このような金属組織を有する鉄基合金は、例えば、指向性エネルギー堆積法(DED)により得られる。本発明の異方軟磁性積層造形物で、従来の電磁鋼板の積層体(コア、ヨーク等)を置換すれば、電磁機器の性能や効率を向上させれる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
全体に対してＳｉを１．５～７．５質量％含む合金組成と、
＜００１＞に配向した結晶粒を有する金属組織と、
を備えた鉄基合金からなる異方軟磁性積層造形物。
続きを表示（約 350 文字）【請求項２】
前記合金組成は、さらに、Ａｌを０．００１～２．５質量％含む請求項１に記載の異方軟磁性積層造形物。
【請求項３】
前記合金組成は、Ｃ含有量が０．１質量％以下である請求項１に記載の異方軟磁性積層造形物。
【請求項４】
前記結晶粒は、柱状晶である請求項１に記載の異方軟磁性積層造形物。
【請求項５】
前記柱状晶は、最大長が５００μｍ以上である請求項４に記載の異方軟磁性積層造形物。
【請求項６】
前記金属組織は、指向性凝固組織である請求項１～５のいずれかに記載の異方軟磁性積層造形物。
【請求項７】
指向性エネルギー堆積法により、請求項１～５のいずれかに記載の異方軟磁性積層造形物を得る製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、方向により磁気特性が異なる異方軟磁性積層造形物等に関する。
続きを表示（約 1,800 文字）【背景技術】
【０００２】
従来の除去加工（切削、研削、切断等）や成形加工（鋳造、鍛造、プレス等）とは異なり、専用の型や大型の工作機械等を必要とせずに、所望の造形物を得る付加加工（ＡＭ：Additive Manufacturing）が注目されている。積層を繰り返す付加加工（「積層造形」という。）によれば、従来の製造方法では製作が困難であった造形物（「積層造形物」という。）が得られる。
【０００３】
付加加工（積層造形）は、大別して７種類に分類される（ＡＳＴＭ規格）。具体的にいうと、指向性エネルギー堆積法（ＤＥＤ： Directed Energy Deposition）、粉末床溶融結合法（ＰＢＦ：powder bed fusion）、結合剤噴射法（binder jetting）、材料噴射法（material jetting）、材料押出法（material extrusion）、液槽光重合法（vat photopolymerization）およびシート積層法（sheet lamination）の各方式がある。
【０００４】
このうち、ＤＥＤやＰＢＦによれば、金属やセラミックからなる実用的な造形物が得られる。ＤＥＤとＰＢＦはいずれも、高エネルギービーム（レーザや電子ビームなどの熱源）で原料粉末（混合粉末を含む。）を溶融凝固（結合）させて造形物を得る点で共通する。特にＤＥＤはＰＢＦよりも、原料粉末の使用量を抑制でき、造形条件の自由度も大きくできる。このような積層造形に関する提案は多くなされており、例えば、下記の文献に関連した記載がある。
【先行技術文献】
【非特許文献】
【０００５】
中野貴由，チタンならびにチタン合金のAdditive Manufacturing プロセス，まてりあ，Vol.58 (2019)，p. 181-187．
K. Sofinowski et. al; Encoding data into metal alloys using laser powder bed fusion, Additive Manufacturing, Vol. 52 (2022), 102683.
金丸ら，2021年度精密工学会秋季大会学術講演会講演論文集, (2021) p. 326.
Hideaki Ikehata, et. al; Grain refinement of Fe-Ti alloys fabricated by laser powder bed fusion, Materials &Design, Volume 204, 2021, 109665,
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００６】
非特許文献１は、人口骨に用いるＴｉ基合金からなる積層造形物に関して報告している。非特許文献２は、ステンレス鋼からなる積層造形物に関して報告している。
【０００７】
非特許文献３は、ＤＥＤで製作したＦｅＳｉ造形物とＦｅＣｏＶ造形物について、磁気特性に及ぼす入熱量や熱処理の影響を報告している。もっとも非特許文献３は、具体的な合金組成を開示しておらず、等方性な結晶粒からなる軟磁性造形物を対象にしているに過ぎない。
【０００８】
非特許文献４は、鉄基合金からなる積層造形物の機械的特性を向上させるため、レーザを熱源としたＰＢＦ（Ｌ－ＰＢＦ）やＤＥＤ（Ｌ－ＤＥＤ）により生成される結晶粒を、柱状晶から微細な等方晶へ変化させる旨を報告している。もっとも非特許文献４には、積層造形物の磁気特性に関する記載はない。
【０００９】
本発明は、このような事情に鑑みてなされたものであり、異方軟磁性積層造形物等を提供することを目的とする。
【課題を解決するための手段】
【００１０】
本発明者は鋭意研究した結果、軟磁性な磁気特性（「軟磁気特性」または単に「磁気特性」という。）が方向により異なる積層造形物を得ることに成功した。この成果を発展させることにより、以降に述べる本発明を完成するに至った。
（【００１１】以降は省略されています）

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