(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄系金属粉末及びパーマロイ系合金粉末から選ばれた少なくとも一種の原料粉末を温間成形によって成形した後、焼結させることを特徴とする、粉末合金法による焼結体からなり、密度が７．３ｇ／ｃｍ３以上である磁気回路ヨークの製造方法。
【請求項２】
焼結体の表面にメッキ皮膜を有する請求項１に記載の磁気回路ヨークの製造方法。
【請求項３】
磁気回路ヨークが、ハードディスクドライブ用磁気回路ヨークである請求項１又は２に記載のヨークの製造方法。
【請求項４】
焼結させた後、次いで、メッキ処理を行うことを特徴とする、請求項１〜３のいずれかに記載の磁気回路ヨークの製造方法。
【請求項５】
原料粉末温度１００〜２００℃、成形圧力４〜８ｔ／ｃｍ２で、成形体密度７．０〜７．６ｇ／ｃｍ３となるまで温間成形を行う請求項１〜４のいずれかに記載の磁気回路ヨークの製造方法。
【請求項６】
温間成形用潤滑剤を添加した原料粉末を用いる請求項１〜５のいずれかに記載の磁気回路ヨークの製造方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明が属する技術分野】
本発明は、磁気回路ヨーク及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】
磁気回路ヨークは、例えば、磁気ディスク装置のヘッド駆動用ボイスコイルモータの主要部として用いられており、磁気的性質として高い飽和磁束密度と低い保磁力が求められる。また、ヘッド駆動用ボイスコイルモータの小型化、高性能化に伴い、形状はより一層複雑となっている。
【０００３】
これらの要求を満足する磁気回路ヨークの製造方法としては、溶製材を切削加工をした後、複数の部品を組み立てて所定の形状とする方法がある。しかしながら、この方法は、工程数が多いために、生産性が低く、しかも複雑な形状の製品の製造は困難である。
【０００４】
また、焼結法の経済性と良好な成形性を生かして、粉末冶金法により磁気回路ヨークを作製することも試みられている。しかしながら、通常の粉末冶金法による焼結品は、７．２ｇ／ｃｍ3程度以下という低密度であり、空孔の大きさも不均一である。このため、磁気特性には限界があり、要求される特性を十分に満足することはできない。しかも焼結品を直接めっきすることが困難であるために、封孔性、耐食性等も不十分である。特に、部品からのガス発生を嫌うハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の精密機器内の部品としての使用には不適切である。
【０００５】
粉末冶金法による焼結体の密度を向上させる方法として、一旦成形品を仮焼した後、再度成形して焼結させる方法もあるが、この方法は、工程数が多く、生産性が低いことに加えて、得られる焼結体の空孔の大きさが不均一となりやすい。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】
本発明の主な目的は、磁気特性、封孔性、耐食性等が良好であって、しかも生産性がよく、形状の自由度も高い磁気回路ヨークを提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】
本発明者は、上記した如き問題点を解決するために、鋭意研究を重ねてきた。
その結果、鉄系合金粉末、パーマロイ系合金粉末等の原料粉末を温間成形法によって成形した後、焼結させる方法によれば、得られる焼結体は、従来の粉末冶金法による焼結体と比べて高密度を有し、空孔が小さく均一な焼結体となることを見出した。そして、この焼結体は、良好な磁気特性を有すると共に、直接メッキ処理を行うことが可能であり、これにより封孔性、耐食性等も簡単に向上させることができることを見出し、ここに本発明を完成するに至った。
【０００８】
即ち、下記の磁気回路ヨーク及びその製造方法を提供するものである。
１．  鉄系金属粉末及びパーマロイ系合金粉末から選ばれた少なくとも一種の原料粉末を温間成形によって成形した後、焼結させることを特徴とする、粉末合金法による焼結体からなり、密度が７．３ｇ／ｃｍ３以上である磁気回路ヨークの製造方法。
２．  焼結体の表面にメッキ皮膜を有する上記項１に記載の磁気回路ヨークの製造方法。
３．  磁気回路ヨークが、ハードディスクドライブ用磁気回路ヨークである上記項１又は２に記載のヨークの製造方法。
４．  焼結させた後、次いで、メッキ処理を行うことを特徴とする、上記項１〜３のいずれかに記載の磁気回路ヨークの製造方法。
５．  原料粉末温度１００〜２００℃、成形圧力４〜８ｔ／ｃｍ２で、成形体密度７．０〜７．６ｇ／ｃｍ３となるまで温間成形を行う上記項１〜４のいずれかに記載の磁気回路ヨークの製造方法。
６．  温間成形用潤滑剤を添加した原料粉末を用いる上記項１〜５のいずれかに記載の磁気回路ヨークの製造方法。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明の磁気回路ヨークは、粉末冶金法による焼結体であって、７．３ｇ／ｃｍ3以上、好ましくは７．４ｇ／ｃｍ3程度以上の密度を有するものである。
【００１０】
上記した条件を満足する磁気回路ヨークは、鉄系金属粉末及びパーマロイ系合金粉末から選ばれた少なくとも一種の原料粉末を用い、温間成形法によって所定の形状に成形した後、焼結させることによって製造できる。
【００１１】
原料粉末としては、粉末合金用原料として知られている材料から、要求される特性に応じて適宜選択すればよい。鉄系金属粉末の例としては、純鉄粉末の他、Ｆｅ−Ｐ系合金、Ｆｅ−Ｓｉ系合金、Ｆｅ−Ｃｕ系合金等を挙げることができ、パーマロイ系合金粉末の例としては、Ｆｅ−Ｎｉ系合金等を挙げることができる。特に、原料単価が安く、経済的に有利な点で、純鉄粉末を原料粉末とすることが好ましい。
【００１２】
原料粉末の粒径については、特に限定的ではないが、通常、１０μｍから２００μｍ程度とすればよい。
【００１３】
本発明の磁気回路ヨークを製造するには、原料粉末の成形方法としては温間成形法を採用する。温間成形法を採用することによって、密度の高い成形体を簡単に得ることができ、この様な成形体を後述する焼結工程で焼結させることによって、７．３ｇ／ｃｍ3以上という高い密度を有し、しかも空孔が小さく均一な焼結体を製造することが可能となる。温間成形法としては、例えば、原料粉末を１００〜２００℃程度に加温した状態で、４〜８ｔ／ｃｍ2程度の成形圧力で所定の形状に成形すればよい。この際、成形体の密度は、７．０〜７．６ｇ／ｃｍ3程度とすることが好ましい。
【００１４】
特に、本発明では、温間成形の際に、原料粉末の流動性を向上するための潤滑剤を配合することが好ましい。この様な潤滑剤を添加して温間成形を行うことによって、上記した所定の密度範囲の成形体を簡単に製造できる。潤滑剤の種類については、温間成形の際に原料粉末の流動性を向上できる温間成形用潤滑剤として、公知のものを適宜選定して用いればよい。この様な温間成形用潤滑剤の具体例としては、例えば、特開平５−２７１７０９号公報に記載されている炭素数６〜１２の線状ジカルボン酸約１０〜３０重量％、炭素数１０〜２２のモノカルボン酸約１０〜３０重量％、及び一般式（ＣＨ2）ｘ（ＮＨ2）2（ｘは２〜６の整数）のジアミン約４０〜８０重量％の縮合体からなるアミド潤滑剤や、特開平１０−２１９３０２号公報に記載されているポリマー粉末（酸化ポリエチレン、ポリエチレン、ポリプロピレン、ポリアセタール等）と固体潤滑剤（ステアリン酸リチウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸マグネシウム、エチレンビスステアロアミド等）とを、好ましくは（ポリマー粉末／固体潤滑剤）＝０．２以上（重量比）の割合で含む潤滑剤等を挙げることができる。
【００１５】
潤滑剤の添加量については特に限定的ではなく、使用する潤滑剤の種類に応じて適当な量だけ用いればよいが、通常、原料粉末１００重量部に対して、０．１〜１重量部程度用いることが好ましく、０．４〜０．８重量部程度用いることがより好ましい。
【００１６】
次いで、得られた成形体を焼結させることによって、目的とする磁気回路ヨークを得ることができる。
【００１７】
焼結は、還元性雰囲気、不活性ガス雰囲気、真空雰囲気等の非酸化性雰囲気中で行えば良く、焼結温度は、特に限定的ではないが、通常、１０００〜１３００℃程度とすればよい。焼結時間についても、特に限定的ではないが、通常、１０分〜６０分程度とすればよい。
【００１８】
上記した方法によれば、従来の焼結法により得られる磁気回路ヨークにはない、７．３ｇ／ｃｍ3以上という高密度を有する磁気回路ヨークが得られる。この磁気回路ヨークは、焼結体中の空孔径が非常に小さく、均一であり、従来の焼結品と比べて、優れた磁気特性を有する。
【００１９】
更に、該焼結体は、空孔径が非常に小さいことから、直接メッキ処理を行うことによって、焼結体の表面全体に均一なメッキ皮膜を形成できる。通常は、ショットブラスト等の方法によって、焼結体表面にある空孔の目つぶれが生じる程度に空孔径を小さくした後、バレル処理によって、エッジ部のバリを除去した後、メッキ処理を行うことが好ましい。
【００２０】
メッキ方法については特に限定はなく、公知の電気メッキ法、無電解メッキ法等を適宜適用できる。メッキ金属としても特に限定はなく、用途に応じて適宜選定すればよいが、複雑な形状の製品に対して膜厚のムラが少なく均一なメッキ皮膜を形成できる点からは、無電解ニッケルメッキが好ましい。メッキ皮膜の膜厚についても、特に限定はないが、通常、５〜２０μｍ程度とすればよい。また、より封孔性を向上させるためには、下地として銅メッキ皮膜を形成することが好ましく、例えば、５〜１０μｍ程度の銅メッキ皮膜を形成した後、５〜２０μｍ程度の無電解ニッケルメッキ皮膜を形成する方法等が好適である。
【００２１】
この様な方法によれば、前記した方法で得られる焼結体が高密度で空孔径が小さいことから、焼結体の全体を均一なメッキ皮膜で直接被覆することができる。その結果、メッキ処理後の焼結体は、従来の焼結品と比べて、封孔性、耐食性等が大きく向上する。
【００２２】
本発明の磁気回路ヨークは、磁気回路ヨークとして、従来から公知の各種用途に使用できる。特に、本発明の磁気回路ヨークは、表面の空孔が小さく、しかもメッキ皮膜を形成した焼結体は、焼結体表面の空孔がメッキ皮膜で完全に覆われるため、部品からのガス発生を嫌うハードディスクドライブ（ＨＤＤ）等の精密機器用の磁気回路ヨークとして非常に有用性が高いものである。
【００２３】
【発明の効果】
本発明によれば、以下の様な顕著な効果が達成される。
（１）従来の焼結品と比べて、高密度であり、空孔が均一で小さいため、優れた磁気特性を有する。
（２）空孔径が小さいために、簡単な方法で均一なメッキ皮膜を形成できる。その結果、封孔性、耐食性等の良好な磁気回路用ヨークとなる。
（３）溶製材を用いて磁気回路ヨークを製造する方法と比較すると、工程数が少ないために生産性が高く、しかも形状の自由度が高い。
【００２４】
【実施例】
以下、実施例を挙げて本発明を更に詳細に説明する。
実施例１
純鉄粉（ヘガネス社製アトマイズ純鉄粉ＡＢＣ１００．３０、粒径３０〜２００μｍ）１００重量部に対して温間成形用潤滑剤を０．６重量部添加した温間成形用混合粉を原料粉末として用い、金型を１３０℃±５℃に加熱し、原料粉末を１２０℃±５℃に保温した状態で成形圧７ｔ／ｃｍ2で温間成形し、アンモニア分解ガス雰囲気中で１０５０℃±５℃で焼結させた。これをφ４４ｍｍ×φ３２ｍｍ×Ｌ６ｍｍの形状に切削加工して、試験用試料（本発明品）を作製した。
比較例１
純鉄粉（ヘガネス社製アトマイズ純鉄粉ＡＢＣ１００．３０、粒径３０〜２００μｍ）１００重量部に対して潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．８重量部添加した混合粉を原料粉末として用い、成形圧７ｔ／ｃｍ2で常温で成形し、アンモニア分解ガス雰囲気中で１０５０℃±５℃で焼結させた。これをφ４４ｍｍ×φ３２ｍｍ×Ｌ６ｍｍの形状に切削加工して、試験用試料（比較品１）を作製した。
以上の方法で得た本発明品及び比較品１について、密度の測定結果を下記表１に示す。
【００２５】
更に、電磁誘導法による測定法（「実験物理学講座  １７磁気（共立出版（株）発行）」１８０頁１０行〜１８１頁下から５行参照）によって測定した磁気特性を表１に示す。尚、表１には、各製品について５種類の試料の平均値を示し、括弧内には、測定値の上限と下限を示す。
【００２６】
【表１】
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【００２７】
以上の結果から、本発明の磁気回路ヨークは、従来の粉末合金法によって製造した磁気回路ヨーク（比較品１）と比べて、優れた磁気特性を有することが判る。
【００２８】
また、本発明の磁気回路ヨークと従来法による粉末成形品（比較品１）について、電子顕微鏡写真によって表面状態を観察したところ、本発明の磁気回路ヨークは、従来法による粉末成形品（比較品１）と比べて、表面の空孔径が非常に小さいものであった。
更に、本発明の磁気回路ヨークと従来法による粉末成形品（比較品１）について、厚さ２０μｍの無電解ニッケル皮膜を形成した後、下記の方法でフェロキシル試験、塩水噴霧試験、及び電子顕微鏡による断面観察を行った。
試験方法
（１）フェロキシル試験
ヘキサシアノ鉄（II）酸カリウム１０ｇ／ｌ、ヘキサシアノ鉄（III）酸カリウム１０ｇ／ｌ及び塩化ナトリウム６０ｇ／ｌを含有する試験液に濾紙を浸漬し、湿った状態の濾紙を試料上に貼り付け、５分後に濾紙を剥がした。次いで、濾紙を水洗し、水分を除去した後、濾紙上の青色斑点の有無を調べた。
（２）塩水噴霧試験
ＪＩＳ  Ｚ２３７１−１９９４  Ｂ８５０２に準じた方法で塩水噴霧試験を１サイクル（２４時間）行った。
（３）電子顕微鏡観察
試料表面、及び試料を切断し断面を研磨した試料について、電子顕微鏡により４００倍の倍率で観察した。
フェロキシル試験の結果、本発明品では、青色斑点が全く生じなかったのに対して、従来法による粉末成形品（比較品１）では、青色斑点が発生した。この結果から、ニッケルメッキ皮膜を形成した本発明の磁気回路ヨークは、従来品と比べて封孔性が良好であることが判る。
【００２９】
また、塩水噴霧試験の結果、本発明品では錆が全く生じなかったのに対して、従来法による粉末成形品（比較品１）では若干の錆が認められた。この結果から、ニッケルメッキ皮膜を形成した本発明の磁気回路ヨークは、従来品と比べて耐食性が向上していることが判る。
【００３０】
また、電子顕微鏡による断面観察によれば、本発明品では、表面に形成されたニッケルメッキ皮膜は、従来法による粉末成形品（比較品１）上に形成されたニッケルメッキ皮膜と比べて、均一性が非常に良好であった。