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公開番号2025176840
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-12-05
出願番号2024083191
出願日2024-05-22
発明の名称軟磁性合金および軟磁性合金の製造方法
出願人大同特殊鋼株式会社
代理人弁理士法人上野特許事務所
主分類C22C 38/00 20060101AFI20251128BHJP(冶金;鉄または非鉄合金;合金の処理または非鉄金属の処理)
要約【課題】Fe-Si-B-Cu-Nb系合金をベースとする軟磁性合金であって、高飽和磁束密度とナノ結晶の微細化を両立することができる軟磁性合金、およびそのような軟磁性合金の製造方法を提供する。
【解決手段】原子%で、7.0%≦Si≦12.0%、7.0%≦B≦10.0%、0.5%≦Cu≦2.0%、0.5%≦P≦2.0%と、Ti,Nb,V,Zr,Hf,Ta,Wより選択される少なくとも1種の元素をXとして、3.0%<X≦5.0%と、を含有し、残部が、Fe、またはFeの一部をNiおよびCoの少なくとも一方で置換したもの、および不可避的不純物よりなり、原子%を単位とするCuおよびPの含有量をそれぞれ、Cu、Pと表記して、0.40≦Cu/P<1.0である、軟磁性合金とする。
【選択図】なし

特許請求の範囲【請求項１】
原子％で、
７．０％≦Ｓｉ≦１２．０％、
７．０％≦Ｂ≦１０．０％、
０．５％≦Ｃｕ≦２．０％、
０．５％≦Ｐ≦２．０％と、
Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗより選択される少なくとも１種の元素をＸとして、
３．０％＜Ｘ≦５．０％と、を含有し、
残部が、Ｆｅ、またはＦｅの一部をＮｉおよびＣｏの少なくとも一方で置換したもの、および不可避的不純物よりなり、
原子％を単位とするＣｕおよびＰの含有量をそれぞれ、Ｃｕ、Ｐと表記して、
０．４０≦Ｃｕ／Ｐ＜１．０である、軟磁性合金。
続きを表示（約 420 文字）【請求項２】
さらに、原子％で、
０％＜Ｃｒ≦３．０％、
０％＜Ｍｏ≦３．０％
の少なくとも一方を含有する、請求項１に記載の軟磁性合金。
【請求項３】
平均結晶粒径３０ｎｍ以下のナノ結晶を含んだナノ結晶合金を構成している、請求項１または請求項２に記載の軟磁性合金。
【請求項４】
合金溶湯を急冷することで、請求項１または請求項２の成分組成を有するアモルファス状の合金薄帯を製造したうえで、
前記合金薄帯の結晶化開始温度よりも３０℃高い温度から±１５℃の範囲を目標温度として、前記合金薄帯の熱処理を行う、軟磁性合金の製造方法。
【請求項５】
１℃／ｍｉｎ以上、３０℃／ｍｉｎ以下の昇温速度で、前記目標温度まで昇温したうえで、前記目標温度にて、０．５時間以上、３．０時間以下にわたって、前記合金薄帯の加熱を行う、請求項４に記載の軟磁性合金の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟磁性合金および軟磁性合金の製造方法に関し、さらに詳しくは、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｕ－Ｎｂ系合金をベースとした軟磁性合金、およびその製造方法に関する。
続きを表示（約 1,500 文字）【背景技術】
【０００２】
高周波トランスやチョークコイル、モータコア等に用いられる軟磁性合金の一種として、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｕ－Ｎｂ系合金をベースとする材料が公知である。その種の材料は、下記の特許文献１～３等に開示されている。Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｕ－Ｎｂ系合金をベースとする合金をアモルファスとして得ておき、熱処理を経ることで、ナノ結晶を含む組織を得ることができる。ナノ結晶の生成により、良好な軟磁気特性が得られるようになる。
【０００３】
Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｕ－Ｎｂ系合金をベースとする軟磁性合金については、所望の特性が得られるように、成分組成の調整が行われている。例えば、熱処理を経てナノ結晶を得るために必要なアモルファス化を促進する観点から、Ｂ，Ｃ，Ｐなどの元素が添加される。また、Ｃｕ，Ｎｂ，Ｖ，Ｔｉ，Ｗ，Ｈｆ，Ｔａ等の元素を添加することで、熱処理を経て得られるナノ結晶を微細化することができる。また、Ｓｉを添加することで、透磁率が高められる。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０１１－１９５９３６号公報
特開２０１９－１４８００４号公報
特開２０１９－１３１８５３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｕ－Ｎｂ系合金をベースとする軟磁性合金は、保磁力と飽和磁束密度のバランスに優れた材料であるが、高周波トランス等に用いる場合に、小型化の観点から、特に高い飽和磁束密度を有することが求められる。飽和磁束密度を向上させるには、Ｆｅ、またＦｅに置換可能なＮｉ，Ｃｏの含有量を増やすことが有効であるが、そうすると、材料のアモルファス化、また熱処理により生成するナノ結晶合金におけるナノ結晶の微細化に効果を有する上記の各種元素を添加できる量が、相対的に少なくなる。すると、微細なナノ結晶を含有するナノ結晶合金を得ることが難しくなる。特に、ナノ結晶の微細化に高い効果を有するＣｕ，Ｎｂ等の添加元素の含有量が減ることで、熱処理時のナノ結晶の粗大化が起こりやすくなる。
【０００６】
本発明が解決しようとする課題は、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｂ－Ｃｕ－Ｎｂ系合金をベースとする軟磁性合金であって、高飽和磁束密度とナノ結晶の微細化を両立することができる軟磁性合金、およびそのような軟磁性合金の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決するため、本発明の軟磁性合金および軟磁性合金の製造方法は、以下の構成を有する。
【０００８】
［１］本発明の軟磁性合金は、原子％で、７．０％≦Ｓｉ≦１２．０％、７．０％≦Ｂ≦１０．０％、０．５％≦Ｃｕ≦２．０％、０．５％≦Ｐ≦２．０％と、Ｔｉ，Ｎｂ，Ｖ，Ｚｒ，Ｈｆ，Ｔａ，Ｗより選択される少なくとも１種の元素をＸとして、３．０％＜Ｘ≦５．０％と、を含有し、残部が、Ｆｅ、またはＦｅの一部をＮｉおよびＣｏの少なくとも一方で置換したもの、および不可避的不純物よりなり、原子％を単位とするＣｕおよびＰの含有量をそれぞれ、Ｃｕ、Ｐと表記して、０．４０≦Ｃｕ／Ｐ＜１．０である。
【０００９】
［２］上記［１］の態様において、前記軟磁性合金はさらに、原子％で、０％＜Ｃｒ≦３．０％、０％＜Ｍｏ≦３．０％の少なくとも一方を含有してもよい。
【００１０】
［３］上記［１］または［２］の態様において、前記軟磁性合金は、平均結晶粒径３０ｎｍ以下のナノ結晶を含んだナノ結晶合金を構成しているとよい。
（【００１１】以降は省略されています）

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