(57)【要約】本発明は、到来する全ての磁心が走行中にまず結晶化される製造過程を実施する方法および装置を提供する。ヒステリシスループが丸いか、平らか、または矩形かどうかに応じて、磁心は、直ちに縦磁場内で矩形ヒステリシスループへ最終処理されるすなわち容器内に入れられる、又は横磁場内で平らなヒステリシスループへ再焼なましされその後始めて最終処理される。
2004535075.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄基軟磁性合金からなり、合金構造の少なくとも５０％が１００ｎｍ以下の平均粒径を有する微細結晶粒子によって占められる磁心の製造方法において、
ａ）合金溶湯を準備するステップ、
ｂ）急速凝固技術によって合金溶湯からアモルファス合金帯状体を製造するステップ、
ｃ）アモルファス合金帯状体を巻回してアモルファス磁心を形成するステップ、
ｄ）積み重ねられていないアモルファス磁心を走行中に熱処理してナノ結晶磁心を形成するステップ、
を備えていることを特徴とする磁心の製造方法。
【請求項２】
積み重ねられていないアモルファス磁心の熱処理は、高い熱容量と高い熱伝導率とを有するヒートシンク上で行なわれることを特徴とする請求項１記載の方法。
【請求項３】
ヒートシンクの材料として、金属または金属合金または金属粉末が用いられることを特徴とする請求項２記載の方法。
【請求項４】
金属または金属粉末として、銅、銀または熱伝導性のよい鋼が用いられることを特徴とする請求項３に記載の方法。
【請求項５】
ヒートシンクの材料として、セラッミクスが用いられることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項６】
ヒートシンクの材料として、セラミック粉末が用いられることを特徴とする請求項２に記載の方法。
【請求項７】
セラミックスまたはセラミック粉末として、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムまたは窒化アルミニウムが用いられることを特徴とする請求項５または６に記載の方法。
【請求項８】
熱処理は約４５０℃から約６２０℃までの温度間隔内で行なわれることを特徴とする請求項１乃至７の１つに記載の方法。
【請求項９】
熱処理の際に、積み重ねられていないアモルファス磁心が４５０℃から５００℃までの温度範囲を走行することを特徴とする請求項８記載の方法。
【請求項１０】
温度範囲は０．１Ｋ／ｍｉｎ〜約２０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度で走行されることを特徴とする請求項９記載の方法。
【請求項１１】
Ａ）少なくとも焼なまし区域および加熱源を有する炉容器と、
Ｂ）積み重ねられていないアモルファス磁心を焼なまし区域に装入するための手段と、
Ｃ）積み重ねられていないアモルファス磁心を焼なまし区域を通して搬送するための手段と、
Ｄ）積み重ねられていない熱処理されたナノ結晶磁心を焼なまし区域から取り出すための手段と
を備えていることを特徴とする請求項１乃至１０の１つに記載の方法を実施するための炉。
【請求項１２】
Ｅ）焼なまし区域に保護ガスを供給するための手段
を備えていることを特徴とする請求項１１記載の炉。
【請求項１３】
炉容器は、焼なまし区域が垂直に延びるタワー炉の形を有することを特徴とする請求項１１または１２記載の炉。
【請求項１４】
積み重ねられていないアモルファス磁心を垂直に延びる焼なまし区域を通して搬送するための手段として、垂直に走行するコンベヤベルトが設けられていることを特徴とする請求項１３記載の炉。
【請求項１５】
垂直に走行するコンベヤベルトは、高い熱容量と高い熱伝導率とを有する材料からなりかつコンベヤベルト面に対して直立している複数の台を備え、これらの台の上に磁心が載せられることを特徴とする請求項１４記載の炉。
【請求項１６】
積み重ねられていないアモルファス磁心を垂直に延びる焼なまし区域を通して搬送するための手段として、ロールに支持された複数の台が設けられていることを特徴とする請求項１３記載の炉。
【請求項１７】
台は高い熱容量と高い熱伝導率とを有する材料からなり、台の上に磁心が載せられることを特徴とする請求項１６記載の炉。
【請求項１８】
垂直に延びる焼なまし区域は、独立した加熱制御装置を備えた複数の個別の加熱区域に分割されていることを特徴とする請求項１３乃至１７の１つに記載の炉。
【請求項１９】
炉容器は、焼なまし区域が水平に延びるタワー炉の形を有することを特徴とする請求項１１または１２記載の炉。
【請求項２０】
水平に延びる焼なまし区域は、独立した加熱制御装置を備えた複数の個別の加熱区域に分割されていることを特徴とする請求項１９記載の炉。
【請求項２１】
積み重ねられていないアモルファス磁心を水平に延びる焼なまし区域を通して搬送するための手段として、タワー炉の軸線の周りを回転する少なくとも１つの台板が設けられていることを特徴とする請求項１７または１８記載の炉。
【請求項２２】
台板は全体的にまたは部分的に高い熱容量と高い熱伝導率とを有する材料から成り、台板の上に磁心が載せられることを特徴とする請求項１９記載の炉。
【請求項２３】
タワー炉の軸線の周りを回転する上下に重ねられた複数の台板が設けられていることを特徴とする請求項１８乃至２０記載の炉。
【請求項２４】
炉容器は、焼なまし区域が水平に延びる水平連続炉の形を有することを特徴とする請求項１１または１２記載の炉。
【請求項２５】
積み重ねられていないアモルファス磁心を水平に延びる焼なまし区域を通して搬送するための手段として、コンベヤベルトが設けられていることを特徴とする請求項２４記載の炉。
【請求項２６】
コンベヤベルトは高い熱容量と高い熱伝導率とを有する材料からなる複数の台を備え、これらの台の上に磁心が載せられることを特徴とする請求項２５記載の炉。
【請求項２７】
積み重ねられていないアモルファス磁心を水平に延びる焼なまし区域を通して搬送するための手段として、ロールの上に支持された複数の台が設けられていることを特徴とする請求項１３記載の炉。
【請求項２８】
台は高い熱容量と高い熱伝導率とを有する材料からなり、台の上に磁心が載せられることを特徴とする請求項２７記載の炉。
【請求項２９】
水平に延びる焼なまし区域は、独立した加熱制御装置を備えた複数の個別の加熱区域に分割されていることを特徴とする請求項２２乃至２３の１つに記載の炉。
【請求項３０】
個別の加熱区域は、第１の加熱区域、結晶化区域、第２の加熱区域および熟成区域からなることを特徴とする請求項１４，１８または２４記載の炉。
【請求項３１】
一軸異方性の設定のために磁気ヨークの極片が少なくとも部分的に炉容器によって囲われた通路上に置かれていることを特徴とする請求項１１乃至３０の１つに記載の炉。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ結晶磁心の製造方法並びにこの方法を実施するための装置に関する。
【０００２】
ナノ結晶の鉄基軟磁性合金はずっと以前から知られており、例えば欧州特許第０２７１６５７号明細書に開示されている。これに開示された鉄基軟磁性合金は、一般に、
（Ｆｅ1-a  Ｍa）100-x-y-z-αＣｕxＳｉyＢzＭ'α
なる式による組成を有する。ただし、Ｍはコバルトおよび／またはニッケルであり、Ｍ’はニオブ、タングステン、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、チタンおよびモリブデンのうちの少なくとも１つの元素であり、添え数字ａ，ｘ，ｙ，ｚおよびαはそれぞれ条件０≦ａ≦０．５；０．１≦ｘ≦３．０；０≦ｙ≦３０．０；０≦ｚ≦２５．０；５≦ｙ＋ｚ≦３０．０および０．１≦α≦３０を満たす。
【０００３】
さらに、鉄基軟磁性合金は
（Ｆｅ1-a  Ｍa）100-x-y-z-α-β-γＣｕxＳｉyＢzＭ'αＭ''βＸγ
なる一般式による組成を有することもできる。ただし、Ｍはコバルトおよび／またはニッケルであり、Ｍ’はニオブ、タングステン、タンタル、ジルコニウム、ハフニウム、チタンおよびモリブデンのうちの少なくとも１つの元素であり、Ｍ’’はバナジウム、クロム、マンガン、アルミニウム、白金族元素、スカンジウム、イットリウム、希土類元素、金、亜鉛、スズおよび／またはレニウムのうちの少なくとも１つの元素であり、Ｘは炭素、ゲルマニウム、リン、ガリウム、アンチモン、インジウム、ベリリウムおよびヒ素のうちの少なくとも１つの元素であり、そして添え数字ａ，ｘ，ｙ，ｚ，α，βおよびγは、それぞれ条件０≦ａ≦０．５、０．１≦ｘ≦３．０、０≦ｙ≦３０．０、０≦ｚ≦２５．０、５≦ｙ＋ｚ≦３０．０、０．１≦α≦３０．０、β≦１０．０およびγ≦１０．０を満たす。
【０００４】
両合金系において、合金構造の少なくとも５０％が１００ｎｍ以下の平均粒径を有する微細結晶粒子によって占められている。これらのナノ結晶の軟磁性合金は種々の電気技術用途のためのインダクタンスにおける磁心としてますます広範囲に使用されている。例えば、交流電流に感応しかつパルス電流にも感応する漏電遮断器のための合成電流変成器、スイッチング電源のためのリアクトルおよび変圧器、可飽和リアクトル、平滑コイルまたは上述のナノ結晶帯状体からなる帯状体から作られた巻磁心からなる変換器が知られている。これは、例えば欧州特許第０２９９４９８号明細書から明らかである。さらに、遠距離通信におけるフィルタセット用にもかかる環状巻磁心を、例えばＩＳＤＮまたはＤＳＬの用途におけるインターフェース中継器として使用することが知られている。
【０００５】
問題のナノ結晶合金は、例えばいわゆる急速凝固技術（例えばメルト・スピニングまたはプレーナ・フロー・キャスティング）により低コストで製造することができる。この場合に、まず、合金溶湯が準備される。引き続き、合金溶湯において急速冷硬によって溶融状態からまずアモルファス合金が生成される。この場合に、上記の問題の合金系に必要な冷却速度は約１０6Ｋ／ｓｅｃとなる。これはメルト・スピニング法により行なわれ、このメルト・スピニング法では溶湯が細いノズルを通して高速回転する冷却ロール上に噴射され、その際に凝固して薄い帯状体になる。この方法は、１０〜５０ｍ／ｓｅｃの速度で溶湯から直接に唯一の行程で薄い帯状体および薄膜の連続製造を可能にし、２０〜５０μｍの帯状体厚みおよび約数ｃｍまでの帯状体幅が可能である。
【０００６】
この急速凝固技術により生成された最初にアモルファス状態の帯状体が巻かれて形状的に大幅に変更可能な磁心に形成される。これらの磁心は楕円形、矩形または円形であってよい。良好な軟磁性の特性を得るための中心的なステップは、そのときまではまだアモルファス状態の合金帯状体の「ナノ結晶化」である。この合金帯状体は軟磁性の観点からはなおも良好でない特性を有する。なぜならば、この合金帯状体は、約２５×１０-6の比較的高い磁気歪｜λS｜を有するからである。合金に合わせられた結晶化熱処理の実施時に超微細組織が生じ、すなわち合金構造の少なくとも５０％が3次元の空間中心に置かれたＦｅＳｉ結晶子により占められている合金構造が生じる。これらの結晶子は金属およびメタロイドからなるアモルファス残相の中に埋まっている。微細結晶構造の生成およびそれに基づく軟磁性の特性の抜本的改善に関する固体物理的な背景は、例えば「Ｇ．Ｈｅｒｚｅｒ，ＩＥＥＥ  Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ  ｏｎ  Ｍａｇｎｅｔｉｃｓ，２５（１９８９），ｐａｇｅｓ ３３２７ ｆｆ」に記載されている．それによれば、高い透磁率または小さいヒステリシス損失の如き良好な軟磁性の特性は、ランダム配向されたナノ結晶の「組織」の結晶異方性Ｋuの確定によって生じる。
【０００７】
欧州特許０２７１６５７号明細書もしくは欧州特許第０２９９４９８号明細書から知られている従来技術によれば、アモルファス帯状体がまず特別な巻取装置にできるだけ張力なしに巻かれて環状巻磁心に形成される。このためにアモルファス帯状体が巻かれてまず円形の環状巻磁心に形成され、そして必要な場合には適当な成形工具により円形とは異なる形にされる。しかしながら、適当な巻胴の使用によって、アモルファス帯状体を巻いて環状巻磁心を形成する時に直接に円形とは異なる形を得ることもできる。
【０００８】
その後、従来技術によれば、張力なしに巻かれた環状巻磁心がいわゆるレトルト炉内でナノ結晶組織を得るのに役立つ結晶化熱処理を施される。この場合、環状巻磁心が上下に積み重ねられて、かかる炉内に装入される。この方法の決定的な欠点は、例えば地球磁場のような弱い漂遊磁場によって、磁心スタックにおいて磁気値の位置依存性が誘導されることである。すなわち、スタック縁部では、例えば６０％以上の内在的に制約された高い残留磁気比をともなう高い透磁率値が存在するのに対して、スタック中央部における磁気値は、透磁率および残留磁気に関して低い値を有する多かれ少なかれ際立った平らなヒステリシスループによって特徴づけられる。
【０００９】
これは、例えば図１において示されている。図１ａは焼なましスタック内の連続磁心番号に依存する５０Ｈｚの周波数における透磁率のばらつきを示す。図１ｂは焼なましスタック内の連続磁心番号に依存する残留磁気比Ｂr／Ｂmの関係を示す。図１ａおよび図１ｂから分かるように、バッチ焼なましの磁気値に関する分布曲線は広範囲にかつ連続的に経過している。分布曲線は高い値に向かって単調に下降している。その場合、正確な特有の経過は、合金、磁心形状、そしてもちろんスタック高さに関係する。
【００１０】
問題のナノ結晶合金系の場合、ナノ結晶組織の設定は典型的にはＴa＝４５０℃〜６２０℃の温度で行なわれ、必要な保持時間は数分から約１２時間までの間にあればよい。特に、米国特許第５９１１８４０号明細書から、丸いＢ−Ｈループを有するナノ結晶の磁心において、磁心の緩和のために２５０℃〜４８０℃の結晶化に必要な温度下で０．１〜１０時間の恒温平坦域が使用される場合に、μmax＝７６０．０００の最大透磁率が得られることが分かる。これは、熱処理持続時間を長くし、それにともない経済性を低下させる。
【００１１】
本発明は、レトルト炉内での環状巻磁心のスタック焼なましの際における静磁気学的に制約された図１ａおよび図１ｂに示された放物線形成が、静磁気学的な性質であって、円筒の減磁係数の位置依存性に起因するものとみなすべきであるという発見に基づいている。さらに、結晶化プロセスにおける磁心重量とともに増加する発熱を焼なましスタックの周囲に不十分にしか放出することができず、従って透磁率値の明白な悪化を招き得ることが確認された。ナノ結晶化はもちろん発熱性の物理的プロセスであることを述べておく。この現象は既に特開平３−１４６６１５号公報に開示されている。結晶化熱のこの不十分な放出によってスタック内部において環状巻磁心の局部的過熱が生じ、これは低い透磁率および高い残留磁気を招く。それゆえ、焼なましスタックの中央部における磁心の透磁率および残留磁気は、焼なましスタックの外側端部における環状巻磁心の透磁率および残留磁化よりも低い。従来この問題は一般に知られている限りでは、例えば米国特許第５９１１８４０号明細書におけるように、ナノ結晶化の使用範囲において、すなわち約４５０℃から非常にゆっくりと加熱されることにより回避されている。その場合、典型的な加熱速度は０．１〜０．２Ｋ／ｍｉｎの範囲にあり、それによって４９０℃の温度までの範囲を通過するのに７時間かかる。この方法は非常に不経済である。
【００１２】
そこで、本発明の課題は、最初に述べた放物線状のばらつきの問題およびその他の特に発熱に基づく磁気特性値悪化を回避することができかつ特別に経済的に動作する環状巻磁心の新しい製造方法を提供することにある。
【００１３】
この課題は、本発明によれば、冒頭に述べた種類の環状巻磁心の製造方法において、仕上がった巻回済みのアモルファス環状巻磁心を積み重ねないで走行中に熱処理してナノ結晶の環状巻磁心を形成することによって解決される。
【００１４】
環状巻磁心を個別化してばらばらにすることによって個々の各環状巻磁心に対して同一の静磁気学的条件がもたらされる。個々の各環状巻磁心に対して同一のこの静磁気学的な結晶化条件をもたらすことは、図１ａおよび図１ｂに示された「放物線効果」の除去を生じ、それにともないばらつき原因を合金特有の形状的および／または熱的な原因に限定する。
【００１５】
特に、積み重ねられていないアモルファス環状巻磁心の熱処理は、高い熱容量と高い熱伝導率とを有するヒートシンク上で行なわれ、このことは同様に特開平３−１４６６１５号公報から公知である。この場合、ヒートシンクの材料としては特に金属または金属合金が用いられる。特に、金属は銅、銀並びに熱伝導率のよい鋼が特に適していることが分かった。
【００１６】
しかしながら、セラミックスからなるヒートシンク上で熱処理を行なうこともできる。さらに、処理すべきアモルファス環状巻磁心の熱がセラミック粉末または金属粉末、特に銅粉末からなる型ベッド内に吸収されるような本発明の構成も考えられる。
【００１７】
セラミックス材料としては、中実のセラミック板用としてもしくはセラッミク粉末ベッド用として、酸化マグネシウム、酸化アルミニウムおよび窒化アルミニウムが特に適していることが分かった。
【００１８】
結晶化のための熱処理は４５０℃〜６２０℃の温度間隔内で行なわれ、熱処理は４５０℃〜５００℃の温度範囲を通過し、しかも０．１Ｋ／ｍｉｎ〜約２０Ｋ／ｍｉｎの加熱速度で通過される。
【００１９】
本発明は特に炉を用いて実施される。炉は、少なくとも焼なまし区域および加熱源を有する炉容器と、積み重ねられていないアモルファス磁心を焼なまし区域に装入するための手段と、積み重ねられていないアモルファス磁心を焼なまし区域を通して搬送するための手段と、積み重ねられていない熱処理されたナノ結晶磁心を焼なまし区域から取り出すための手段とを備えている。
【００２０】
特に、このような炉の焼なまし区域は保護ガスを供給される。
【００２１】
本発明の第１の実施態様において、炉容器は、焼なまし区域が垂直に延びるタワー炉の形を有する。積み重ねられていないアモルファス磁心を垂直に延びる焼なまし区域を通して搬送するための手段は、特に垂直に走行するコンベヤベルトである。
【００２２】
垂直に走行するコンベヤベルトは、高い熱容量を有する材料からなりかつコンベヤベルト面に対して垂直に直立している複数の台を備えている。すなわち、この台は、高い熱容量と高い熱伝導率とを有する初めに記載した金属または初めに記載したセラミックスからなる。台の上に環状巻磁心が載せられる。
【００２３】
垂直に延びる焼なまし区域は、特に、独立した加熱制御装置を備えた複数の個別の加熱区域に分割されている。
【００２４】
本発明による炉の代替の実施態様において、炉は、焼なまし区域が水平に延びるタワー炉の形を有する。さらに、水平に延びる焼なまし区域は、独立した加熱制御装置を備えた複数の個別の加熱区域に分割されている。積み重ねられていないアモルファス環状巻磁心を水平に延びる焼なまし区域を通して搬送するための手段として、タワー炉の軸線の周りを回転する少なくとも１つの、しかし好ましくは複数の台板が設けられている。
【００２５】
さらに、台板は全体的にまたは部分的に高い熱容量と高い熱伝導率とを有する材料から成り、これらの上に磁心が載せられる。この場合、特に初めに述べた金属、すなわち銅、銀または熱伝導性のよい鋼からなる金属板が用いられる。
【００２６】
本発明による炉の第３の代替としての実施態様において、この炉は水平の連続焼なまし炉の形を有する炉容器を備えており、この炉では焼なまし区域がここでも水平に延びる。この実施態様はかかる炉を簡単に製造できるので特に有利である。
【００２７】
積み重ねられていないアモルファス環状巻磁心を水平に延びる焼なまし区域を通して搬送するための手段として、コンベヤベルトが設けられる。このコンベヤベルトはここでも高い熱容量と高い熱伝導率とを有する材料からなる複数の台を備えており、台の上に環状巻磁心が載せられる。この場合にも初めに述べた金属および／またはセラミックスの材料が用いられる。
【００２８】
典型的にはこの場合にも水平に延びる焼なまし区域は、独立した加熱制御装置を備えた複数の個別の加熱区域に分割されている。
【００２９】
本発明の実施態様では平らなヒステリシスループを発生させるために必要な横磁場処理が同様に直接にかつ同時に走行中に発生させられる。このために、炉容器によって囲われた通路の少なくとも一部が磁気ヨークの両極片間を案内されるので、その両極片間を走行する磁心は軸方向において均一な磁場の作用を受け、それによって磁心には巻回された帯状体の方向に対して横方向の一軸異方性が形成される。その場合、ヨークの磁場強さは、磁心が熱処理中に軸方向に少なくとも部分的に飽和されるように高くなければならない。
【００３０】
ヒステリシスループは、炉通路長のうちヨークが置かれている長さ割合が大きければ大きいほどますます平らになりかつ直線状になる。
【００３１】
本発明による炉の全部で３つの代替構成では、個別の加熱区域は第１の加熱区域、結晶化区域、第２の加熱区域および熟成区域を有する。
【００３２】
以下において本発明を図面に基づいて説明する。
図２はヒートシンク無しに連続焼なましされた環状巻磁心の透磁率（５０Ｈｚ）への環状巻磁心重量の影響を示し、
図３は連続焼なましされた環状巻磁心の発熱性の結晶化挙動への種々の厚さのヒートシンクの影響を示し、
図４は形状が異なりかつ環状巻磁心質量が異なる連続焼なましされた環状巻磁心の透磁率への種々の厚さのヒートシンクの影響を示し、
図５は１０ｍｍの厚さの銅ヒートシンク上での連続焼なまし後における透磁率（５０Ｈｚ）への環状巻磁心重量の影響を示し、
図６はヒートシンク無しおよびヒートシンク有りの連続焼なまし後における２つの比較環状巻磁心の端面を示し、
図７は垂直に走行するコンベヤベルトを備えた本発明によるタワー炉を断面図で示し、
図８は本発明による多層のカルーゼル炉を示し、
図９は水平に走行するコンベヤベルトを備えた本発明による連続炉を示し、
図１０は炉通路におけるヨークによる横磁場発生を示す。
【００３３】
特に、いわゆる丸いヒステリシスループの形成のためには、超微細のナノ結晶構造の生成および熟成をできるだけ磁場のない熱的に精密な条件下で可能にする焼なまし方法が必要とされる。冒頭に述べたように、従来技術では一般に焼なましがいわゆるレトルト炉内で実施され、レトルト炉内には磁心が上下に積み重ねられて装入される。
【００３４】
この方法の決定的な欠点は、例えば地球磁場やこれに似た漂遊磁場のような弱い漂遊磁場によって磁心スタックにおける磁気特性値の位置依存性が誘導されることにある。これはアンテナ効果と呼ばれる。スタック縁部では高い透磁率と６０％以上の内在的に制約された高い残留磁気比とを有する実際に丸いヒステリシスループが存在するのに対して、スタック中央部では低い透磁率および残留磁気比を有する多かれ少なかれ際立った平らなヒステリシスループが存在する。これは初めに図１ａおよび図１ｂにおいて示した。
【００３５】
バッチ焼なましの磁気特性値についての分布曲線は幅広く、連続的に高い値から単調に下降する。初めに述べたように、正確な経過はその都度使用された軟磁性合金、磁心形状およびスタック高さに関係する。
【００３６】
静磁気学的に制約された放物線形成のほかに、レトルト炉内でのスタック焼なましは、磁心重量の増加にともなって結晶化プロセスの発熱を周囲に不完全にしか放出できないという欠点を有する。その結果として積み重ねられた磁心の過熱が生じ、この過熱は低い透磁率と高い保持力をもたらすことがある。この問題を回避するためには、使用する結晶化の範囲において、すなわち約４５０℃から非常にゆっくり加熱されるが、これは不経済である。そこでは、典型的な加熱速度は０．１〜０．２Ｋ／ｍｉｎにあり、しかしそれによって４９０℃までの範囲を通過するのに７時間かかる。
【００３７】
レトルト炉内でのスタック焼なましのための経済的に実現可能な大量生産用の唯一の代替案は、走行中での本発明による連続焼なましである。この連続法により磁心の個別化によって個々の各磁心に同一の静磁気学的条件が提供される。その結果として上述の放物線効果の除去が達成され、ばらつきが、合金特有の原因、磁心製造技術上の原因および熱的な原因に限定される。
【００３８】
両前者の要因は良好に制御可能であるのに対して、連続焼なましにとって典型的な迅速な加熱速度自体は個別化された磁心に発熱作用をもたらし、この発熱作用は図２に従って磁心重量にともなって増大する磁気特性の障害を引き起こす。図２は、磁心がヒートシンク無しに直接に走行中に熱処理された場合における磁気値（μ10〜μmax）への磁心重量の影響を示す。
【００３９】
緩やかな加熱は走行区間の長さを何倍にも増やすことになることから、この問題は、良好な熱伝導性の金属からなる熱吸収性の下敷き（ヒートシンク）の導入によって、あるいは金属またはセラミックスの粉末ベッドによって解決することができる。特に好適なのは銅板であることが分かった。というのは、銅板は高い比熱容量と非常に良好な熱伝導率とを有するからでる。それによって、磁心は発熱により生じた結晶化熱を端面側で取り去られる。さらにまた、この種のヒートシンクは加熱速度を低減し、これによって発熱による過剰温度が制限される。これは図３によって示されている。図３は、ほぼ２１×１１．５×２５ｍｍの寸法を有する環状巻磁心における発熱挙動への種々の厚さのヒートシンクの影響を示す。
【００４０】
温度平衡の速度は磁心とヒートシンクとの間の温度差に関係することから、ヒートシンクの熱容量は厚さを介して磁心の重量および高さに整合させられている。
【００４１】
図４は形状が異なるもしくは磁心質量が異なる環状巻磁心の最大透磁率へのヒートシンクの厚さの影響を示す。図４によれば小さい磁心重量および／または小さい磁心高さを有する磁心の場合に４ｍｍの厚さの銅ヒートシンクが良好な磁気特性値をもたらすのに対して、それよりも重いかもしくは高い磁心はより高い熱容量を有するより厚いヒートシンクを必要とする。その場合、経験に基づく常識的基準として、板厚ｄ≧０．４×磁心高さｈとすべきであることが分かった。
【００４２】
図５から分かるように、この基準の考慮のもとに広い重量範囲に亘って卓越した磁気特性値（μmax（５０Ｈｚ）＞５００，０００；μ1＞１００，０００）が達成される。
【００４３】
ヒートシンク無しの連続焼なまし時における磁気特性値の低下はたいてい磁心を形成する帯状体層の薄片状の反りやひび割れに結びつき、これは図６から分かる。図６は、ヒートシンク無しの連続焼なまし後（左側）および１０ｍｍの厚みの銅ヒートシンク上での連続焼なまし後（右側）における５０×４０×２５ｍｍ3の寸法の２つの環状巻磁心の端面を示す。右側の磁心の場合には端面に実質的に反りが生じていない。左側の磁心の場合に最大透磁率はμmax＝１２７，０００にあり、これに対して右側の磁心の場合に最大透磁率は約６２０，０００の大きさである。
【００４４】
磁心の端面の約８５％以上に反りがない場合にのみ良好な磁気特性値も得ることができることが分かった。
【００４５】
図７は本発明による第１の実施形態いわゆるタワー炉を示す。タワー炉は焼なまし区域が垂直に延びる炉容器を有する。積み重ねられていないアモルファス磁心は垂直に走行するコンベヤベルトによって垂直に延びる焼なまし区域を通して搬送される。
【００４６】
垂直に走行するコンベヤベルトは、コンベヤベルト面に対して直角方向に、高い熱容量を有する材料、特に銅からなるヒートシンクを備えている。環状巻磁心は端面を台上に置かれる。垂直に延びる焼なまし区域は、独立した加熱制御装置を備えた複数の個別の加熱区域に分割されている。
【００４７】
図８には本発明の別の実施形態が示されている。ここでも炉の形は１つのタワー炉であるが、しかし焼なまし区域は水平に延びている。水平に延びる焼なまし区域はここでも独立した加熱制御装置を備えた複数の個別の加熱区域に分割されている。積み重ねられていないアモルファス環状巻磁心を水平に延びる焼なまし区域を通して搬送するための手段として、ここでも、特にタワー炉軸線の周りを回転する複数の台板が設けられており、台板はヒートシンクとして役立つ。
【００４８】
台板はここでも全体的にまたは部分的に高い熱容量と高い熱伝導率とを有する材料からなり、台板上には磁心が端面を載せられる。
【００４９】
次に、図９は本発明の第３の特に有利な代替の実施形を示し、この実施形態は炉容器が水平連続炉の形を有する。焼なまし区域はここでも水平に延びている。この実施形態は特に有利である。なぜならば、かかる炉は上述の両炉に比べて少ない費用で製造することができるからである。
【００５０】
環状巻磁心はコンベヤベルトによって水平に延びる焼なまし区域を通して搬送され、コンベヤベルトはここでも特にヒートシンクとして役立つ台を備えている。この場合にも銅板が特に有利である。搬送の代替構成では、ロール上を滑走して炉容器を通り抜ける板がヒートシンクとして用いられる。
【００５１】
図９から分かるように、水平に延びる焼なまし区域は、ここでも独立した加熱制御装置を備えた複数の個別の加熱区域に分割されている。
【００５２】
図９に示された水平連続炉の特別な実施形態では、平らなヒステリシスループの発生に必要な横磁場処理が直接に走行中に行なわれる。このために必要な装置が図１０に示されている。このために、炉の連続通路の少なくとも一部がヨークの極片の間に案内されので、走行中の磁心は軸方向に均一な磁場にさらされ、それによって巻回された帯状体の方向に対して横方向の一軸異方性が形成される。ヨークの磁場強さは、熱処理中磁心が軸方向に少なくとも部分的に飽和させられるように高くされなければならない。
【００５３】
ヒステリシスループは、炉通路長のうちヨークが置かれている長さの割合が大きいければ大きいほどますます平らで直線状になる。
【００５４】
この処置により次の結果が得られた。加熱区間全体に沿って敷設されたヨークの極片間において有効であった０．３Ｔの磁場強さの場合、
Ｆｅba1Ｃｕ1.0Ｓｉ15.62Ｂ6.85Ｎｂ2.98
なる組成と２１ｍｍ×１１．５ｍｍ×２５ｍｍの寸法とを有する磁心が生成され、磁心が有する透磁率は約μ＝２３，０００（ｆ＝５０Ｈｚ）であった。残留磁気比は軸方向磁場作用により５．６％に低減された。
【００５５】
半分の加熱区間のみの敷設の場合には一軸異方性はかすかに残り、ヒステリシスループは僅かしか平らにならない。
【００５６】
磁気ヨークなしの焼なましの場合、残留磁気比はそれに比べて５０％だけかその上にあり、磁場強さに依存した透磁率の経過は丸いヒステリシスループのそれに相当する。
【００５７】
本発明による方法および装置により、何よりも、到来する全ての磁心を走行中に結晶化させることによって大量生産を始めることができる。今、要求されたヒステリシスループが丸いか、平らか、または矩形かどうかに応じて、これらの磁心は続いて、直ちに縦磁場内で矩形のヒステリシスループへ最終処理されるすなわち容器内に入れられる、又は横磁場内で平らなヒステリシスループへ再焼なましされその後初めて最終処理される。
【００５８】
従来の方法に比べて磁心は著しく迅速にかつ極めて経済的に製造することができる。
【図面の簡単な説明】
【００５９】
【図１ａ】焼なましスタック内の連続磁心番号に依存する５０Ｈｚの周波数における透磁率の分布図
【図１ｂ】焼なましスタック内の連続磁心番号に依存する残留磁気比Ｂr／Ｂmの関係図
【図２】ヒートシンク無しに走行中に連続焼なましされた環状巻磁心の透磁率（５０Ｈｚ）への環状巻磁心重量の影響を示す特性図
【図３】連続焼なましされた環状巻磁心の発熱性の結晶挙動への種々の厚さのヒートシンクの影響を示す特性図
【図４】形状が異なりかつ環状巻磁心質量が異なる連続焼なましされた環状巻磁心の透磁率への種々の厚さのヒートシンクの影響を示す特性図
【図５】１０ｍｍの厚さの銅ヒートシンクの上での連続焼なまし後における透磁率（５０Ｈｚ）への環状巻磁心重量の影響を示す特性図
【図６】ヒートシンク無しおよびヒートシンク有りの連続焼なまし後における２つの比較環状巻磁心の端面を示す図
【図７】垂直に走行するコンベヤベルトを備えた本発明によるタワー炉を示す断面図
【図８】本発明による多層のカルーゼル炉を示す図
【図９】水平に走行するコンベヤベルトを備えた本発明による連続炉を示す図
【図１０】炉通路におけるヨークによる横磁場発生を示す図
【図１ａ】
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【図１ｂ】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【図９】
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【図１０】
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【国際公開パンフレット】
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【国際公開パンフレット（コレクトバージョン）】
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【国際調査報告】
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