(57)【要約】【課題】磁気特性の優れた軟磁性合金粉末を提供する。【解決手段】軟磁性合金粉末を、質量％でSi：０超〜７％，B：２〜５％，Nb：０．５〜６％，残部実質的にFeの組成を有し、水噴霧若しくはガス噴霧後に水冷却して得た平均粒径が２０〜１００μｍのものとする。またアモルファス化率が体積％で９０超〜１００％で平均粒径が５〜２０μｍの微粉と、アモルファス化率が９０％以下で平均粒径が２０超〜１００μｍの粗粉を重量比で７：３〜３：７の比率で混合して軟磁性合金粉末を構成し、その混合粉の平均粒径を２０〜６０μｍとしておく。【選択図】        なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
質量％で
Si：０超〜７％
B ：２〜５％
Nb：０．５〜６％
残部実質的にFeの組成を有し、水噴霧若しくはガス噴霧後に水冷却して得た、平均粒径が２０〜１００μｍである軟磁性合金粉末。
【請求項２】
質量％で
Si：０超〜７％
B ：２〜５％
残部実質的にFeの組成を有する粉末であってアモルファス化率が体積％で９０超〜１００％で平均粒径が５〜２０μｍの微粉と、アモルファス化率が９０％以下で平均粒径が２０超〜１００μｍの粗粉を、重量比で７：３〜３：７の比率で混合して成り且つ混合粉の平均粒径が２０〜６０μｍである軟磁性合金粉末。
【請求項３】
請求項１の組成を有する粉末であってアモルファス化率が体積％で９０超〜１００％で平均粒径が５〜２０μｍの微粉と、アモルファス化率が９０％以下で平均粒径が２０超〜１００μｍの粗粉を、重量比で８：２〜２：８の比率で混合して成り且つ混合粉の平均粒径が２０〜６０μｍである軟磁性合金粉末。
【請求項４】
請求項１〜３の何れかの粉末で、更にCr，Mo，W，V，Ta，Co，Ni，Cから選択される１種または２種以上の元素を合計で０超〜１０％含有する軟磁性合金粉末。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
この発明は軟磁性合金粉末に関し、詳しくは磁気特性をより高めた軟磁性合金粉末に関する。
【背景技術】
【０００２】
磁石材料には永久磁石材料と軟磁性材料（高透磁率材料）とがあり、この内軟磁性材料は透磁率が大きく、また保磁力の小さい材料であって代表的にはケイ素鋼，パーマロイ，センダスト等の種類があり、電磁石，鉄芯，継鉄，磁気ヘッドチップ，磁気シールド，電磁波シールド等幅広い用途に使用されている。
従来、このような軟磁性材料を合金粉末を焼結して製造することが行われており、この場合軟磁性合金粉末としてはコアロス（鉄損）が低いなど磁気特性に優れたものが望まれる。
【０００３】
そこで、本出願人はかかる軟磁性合金粉末として合金粉末中に質量％でSi：０超〜７％，B：２〜５％を含有させ、且つ粉末製造に際してこれを急冷して組織をアモルファス化させて成る軟磁性合金粉末を提案している（下記特許文献１）。
しかしながらこの特許文献１に開示の軟磁性合金粉末はアモルファス化率の点で、また磁気特性の点で未だ十分ではなく、更なる改善が求められていた。
【０００４】
【特許文献１】特開平１１−２１４２１０号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明は以上のような事情を背景とし、従来よりも更に磁気特性の優れた軟磁性合金粉末を提供することを目的としてなされたものである。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
而して請求項１のものは、質量％でSi：０超〜７％，B：２〜５％，Nb：０．５〜６％，残部実質的にFeの組成を有し、水噴霧若しくはガス噴霧後に水冷却して得た、平均粒径が２０〜１００μｍであることを特徴とする。
【０００７】
請求項２のものは、質量％でSi：０超〜７％，B：２〜５％，残部実質的にFeの組成を有する粉末であってアモルファス化率が体積％で９０超〜１００％で平均粒径が５〜２０μｍの微粉と、アモルファス化率が９０％以下で平均粒径が２０超〜１００μｍの粗粉を、重量比で７：３〜３：７の比率で混合して成り且つ混合粉の平均粒径が２０〜６０μｍであることを特徴とする。
【０００８】
請求項３のものは、請求項１の組成を有する粉末であってアモルファス化率が体積％で９０超〜１００％で平均粒径が５〜２０μｍの微粉と、アモルファス化率が９０％以下で平均粒径が２０超〜１００μｍの粗粉を、重量比で８：２〜２：８の比率で混合して成り且つ混合粉の平均粒径が２０〜６０μｍであることを特徴とする。
【０００９】
請求項４のものは、請求項１〜３の何れかの粉末で、更にCr，Mo，W，V，Ta，Co，Ni，Cから選択される１種または２種以上の元素を合計で０超〜１０％含有することを特徴とする。
【発明の作用・効果】
【００１０】
以上のように請求項１のものは、Siを０超〜７％，Bを２〜５％含有し、残部実質的にFeの組成を有する軟磁性合金粉末において、合金成分として更にNbを０．５〜６％含有させたものである。
本発明は、合金成分としてNbを含有させることによりアモルファス化率を効果的に高めることができるとの知見の下になされたものである。
かかる本発明によれば、従来よりも更に磁気特性の優れた軟磁性合金粉末を得ることができる。
【００１１】
本発明は、合金溶湯流に対し水流ジェットを噴霧して得られる粉末若しくはガス噴霧した後粉末を水で急冷して得られる粉末を対象とするものであり、何れも粉末化に際して急冷によりアモルファス化率が促進され、その結果として磁気特性が効果的に高められている。
【００１２】
本発明はまた、粉末の平均粒径を２０〜１００μｍとするものであり、このこともまた軟磁性合金粉末の磁気特性を高める上で次のような意味を有している。
粉末の平均粒径がこれよりも大きいと、粉末の表面積が小さくなって粉末製造の際の冷却速度が遅くなり、アモルファス化率が低くなってしまう。
一方平均粒径が２０μｍ未満であると、アモルファス化率は高くなるものの粉末を圧粉成形する際の成形性が悪くなり、良好な焼結体即ち軟磁性材料を製造することが難しくなる。
【００１３】
次に請求項２のものは、アモルファス化率が体積％で９０超〜１００％で平均粒径が５〜２０μｍの微粉と、アモルファス化率が９０％以下で平均粒径が２０超〜１００μｍの粗粉を重量比で７：３〜３：７の比率で混合し且つその混合粉の平均粒径を２０〜６０μｍとなしたものである。
【００１４】
上記のように軟磁性合金粉末は、粒径が小さくなれば全体の表面積は大となって粉末製造の際の冷却速度が速くなり、粉末のアモルファス化率は高くなる。
【００１５】
一方で粉末の粒径が一定以下に小さくなってしまうと、粒径の小さな粉末はアモルファス化率が高いため、またアモルファス合金は高硬度であるため、例えばチョークコイルのダストコア等を製造するに際して、粉末をプレス成形金型に充填して圧粉成形する際の圧粉性が悪化してしまい、ひいては得られる焼結体の磁気特性も悪化してしまう。
他方粉末の粒径が一定以上に大きくなると、表面積が小さくなって粉末製造の際の冷却速度が遅くなることに伴い、粉末のアモルファス化率が低くなってしまい、焼結体即ち軟磁性材料としての磁気特性が低下してしまう。
【００１６】
そこでこの請求項２では、アモルファス化率の高い（体積％で９０超〜１００％）、平均粒径が５〜２０μｍの微粉と、アモルファス化率が９０％以下の、平均粒径が２０超〜１００μｍの粗粉とを所定比率で混合し且つその混合粉の平均粒径を２０〜６０μｍとして、これを軟磁性材料用の合金粉末となしたもので、本発明によれば、高いアモルファス化率と高い圧粉成形性がともに得られ、磁気特性の良好な軟磁性材料を焼結により製造することが可能となる。
【００１７】
次に請求項３は、合金粉末の成分としてNbを含有させ、更に所定の微粉と粗粉とを所定の重量比で混合し、その混合粉をもって軟磁性材料用の合金粉末となしたもので、この請求項３によれば、より効果的に軟磁性合金粉末の圧粉成形性，アモルファス化率を高めて、更に優れた磁気特性の焼結体即ち軟磁性材料を製造することが可能となる。
尚、上記請求項１〜３においてCr，Mo，W，V，Ta，Co，Ni，Cの何れか１種若しくは２種以上を、それぞれ質量％で合計で０超〜１０％の範囲内で更に含有させておくことができる（請求項４）。
【００１８】
次に本発明における合金成分の限定理由を以下に詳述する。
Si：０超〜７％
SiはFe基軟磁性材料の保磁力を低下させるのに有用な元素であるが、多すぎると逆に保磁力が増大し、且つ飽和磁化は含有量を多くするに従って低下するので７％以下の量で含有させる。
【００１９】
B ：２〜５％
Bはアモルファス化率を高める上で有用な元素である。但し５％を超えるとアモルファス化率が減少し始めるので２〜５％の範囲内で含有させる。
【００２０】
Nb：０．５〜６％
Nbはアモルファス化率を高める上で有用な元素である。但し、６％を超えると飽和磁化を減少させるので、０．５〜６％の範囲内で含有させる。
【００２１】
Cr，Mo，W，V，Ta，Co，Ni，Cの何れか１種若しくは２種以上：合計で０超〜１０％
これらの元素はFe基軟磁性材料のアモルファス化率を向上させるのに有用な元素であるので必要に応じて含有させるが、多すぎると逆にアモルファス化率を低下させるので含有させるとしてもそれぞれ１０％以下とする。
【発明を実施するための最良の形態】
【００２２】
次に本発明の実施形態を以下に説明する。
＜実施形態１＞
表１に示す組成の合金溶湯をノズルから流出させて、これに水流ジェットを噴霧し、又はガス噴霧した後水冷却して合金粉末を製造した。
そしてその合金粉末を用いて圧粉成形及び焼結を行って磁気特性（コアロス）を測定し評価を行った。
結果が表１に併せて示してある。
尚、表１においてガス噴霧−水冷却とあるのは、合金の溶湯流に対しガス噴霧を行って粉末化した後、これを水中に落下させて水冷却を行い粉末製造したことを意味している。
また平均粒径は、粒度分布における累積重量５０％の粒径をもって平均粒径とした。
【００２３】
【表１】
2007009288.tif 000002
【００２４】
表１の結果から、Nbを添加することによって、更には粉末の平均粒径を２０〜１００μｍとすることによって良好な圧粉成形性，アモルファス化率及び磁気特性（コアロス）が得られることが分る。
【００２５】
＜実施形態２＞
下記の組成，平均粒径，アモルファス化率を有する粉末Ａ〜Ｅを混合して軟磁性合金粉末となし、これを圧粉成形及び焼結して磁気特性（コアロス）を測定し評価を行った。
＜元粉末＞
粉末Ａ：Fe-6Si-3.5B、水噴霧粉、平均粒径＝12μm、アモルファス化率＝95％
粉末Ｂ：Fe-6Si-3.5B、水噴霧粉、平均粒径＝58μm、アモルファス化率＝40%
粉末Ｃ：Fe-6Si-3.5B-1Nb、水噴霧粉、平均粒径＝60μm、アモルファス化率＝90%
粉末Ｄ：Fe-6Si-3.5B-1Nb、水噴霧粉、平均粒径＝12μm、アモルファス化率＝98%
粉末Ｅ：Fe-6Si-3.5B-1Nb、水噴霧粉、平均粒径＝120μm、アモルファス化率＝30%
【００２６】
その結果が、混合粉の平均粒径，圧粉成形性，アモルファス化率とともに表２及び表３に示してある。
【００２７】
【表２】
2007009288.tif 000003
【００２８】
【表３】
2007009288.tif 000004
【００２９】
表２において、比較例２-１，比較例２-２，実施例２-１，実施例２-２，実施例２-３，比較例２-３は何れも合金成分としてNbを添加していない場合の例であり、実施例２-４は合金成分としてNbを添加した場合の例である。
この表２から分るように、合金成分としてのNbを含有させない場合においても、アモルファス化率の高い微粉とアモルファス化率の低い粗粉とを７：３〜３：７の範囲内で混合することにより良好な圧粉成形性が得られ、更にまた良好なアモルファス化率及びこれに基づく良好な磁気特性としてのコアロスが得られることが分る。
【００３０】
また合金成分としてのNbを本発明の範囲内で含有させ、且つ微粉と粗粉とを所定比率で混合した実施例２-４の場合、単なる微粉と粗粉との混合（Nbを含有させないで）した場合に比べて磁気特性が更に向上することが分る。
【００３１】
＜実施形態３＞
次に表３は何れも合金成分としてNbを含有させた場合の例で、このうち実施例２-６，実施例２-７，実施例２-８は更に微粉と粗粉とを本発明で規定する混合比率で混合した例である。
この表３の結果から、粉末混合をしない場合であってもNbを１％合金成分として粉末中に含有させることで、良好な圧粉成形性及び磁気特性が得られ、更にNbを含有させた上で粗粉と微粉とを混合して軟磁性合金粉末となした場合、磁気特性が更に向上することが分る。
【００３２】
＜実施形態４＞
請求項４に規定する選択元素を含有させた、表５に示す組成，平均粒径，アモルファス化率を有する粉末を混合して軟磁性合金粉末となし、これを圧粉成形及び焼結して磁気特性（コアロス）を測定し、評価を行った。その結果が混合粉の平均粒径，圧粉成形性，アモルファス化率とともに表４に示してある。
【００３３】
【表４】
2007009288.tif 000005
【００３４】
【表５】
2007009288.tif 000006
【００３５】
表４の結果に示すように、請求項４に規定する選択元素を含有させた表４の実施例の何れも良好な圧粉成形性，磁気特性を有していることが分る。
【００３６】
以上本発明の実施形態を詳述したがこれらはあくまで一例示であり、本発明はその趣旨を逸脱しない範囲において種々変更を加えた態様で実施可能である。