(57)【要約】【課題】  磁性焼鈍したFe-Co-Al系合金に密着性の良好な耐食性被膜を形成してなるFe-Co-Al系合金部材およびその製造方法を提供することにある。【解決手段】  Fe-Co-Al系軟磁性材料を磁性焼鈍して磁性焼鈍品を作成する磁性焼鈍工程と、磁性焼鈍品の表面のAl酸化被膜を除去して磁性焼鈍品の内部の組成と実質的に同一の組成を有し算術平均粗さが０．０５〜２．０μｍの表面を形成する被膜除去工程と、前記表面に金属材料からなるめっき被膜を形成するめっき工程とを有することを特徴とするFe-Co-Al系合金部材の製造方法。【選択図】        図２
2007329335.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
Fe-Co-Al系軟磁性材料からなり内部の組成と表面の組成とが実質的に同一であり表面の算術平均粗さが０．０５〜２．０μｍである素地と、該素地を被覆する金属材料からなるめっき被膜とを有することを特徴とするFe-Co-Al系合金部材。
【請求項２】
Fe-Co-Al系軟磁性材料を磁性焼鈍して磁性焼鈍品を作成する磁性焼鈍工程と、磁性焼鈍品の表面のAl酸化被膜を除去して磁性焼鈍品の内部の組成と実質的に同一の組成を有し算術平均粗さが０．０５〜２．０μｍの表面を形成する被膜除去工程と、前記表面に金属材料からなるめっき被膜を形成するめっき工程とを有することを特徴とするFe-Co-Al系合金部材の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、めっき被膜が形成されたFe-Co-Al系合金板及びFe-Co-Al系合金板の製造方法に関するものである。
【背景技術】
【０００２】
実質的にFe、Co、Alでなる金属(以下Fe-Co-Al系合金と記す)は、あらゆる金属系磁性材料の中で最高の飽和磁束密度を有する高Ｂｓ軟磁性材料として知られており、ドットプリンタのヘッド等に使用されている他、さらに高性能モータのコアや磁気ヨーク等への応用も期待されている。更に、最近では種々の電子機器が使われるようになり、その電磁環境が問題となってきている。卑近な例では携帯電話の電磁波による医療機器の誤作動等が社会問題となってきている。また、現在開発中であるリニアモーターカーにおいても、車体を浮上させる際に必要な強力な磁場を出来る限り、遮断することが求められている。このように不要な電磁波の遮断を行うためのシールド材としてもFe-Co-Al系合金は非常に期待されている。
【０００３】
このFe-Co-Al系合金の製造方法には、溶製材を圧延して帯材や板材とする方法がある。しかし、このFe-Co-Al系合金は溶製法で製造する場合、400〜800℃の間でFe,Coの規則化が進み、非常に脆くなるといった欠点を有していることが知られている。この冷間加工性改善のため、Fe-Co-Al系合金は従来からVを添加し熱間、冷間の加工性の改善を図ると共に、さらに冷間加工性改善のため、規則化温度以上（730℃以上）の温度域、通常は900〜1000℃の間で保持し、規則化した相を一旦、オーステナイト単相域に固溶させ、その後規則化を生じさせない程度の急速冷却を施し、冷間加工用素材を得ていた。
【０００４】
このようにして得られたFe-Co系合金の帯材や板材（以下、Fe-Co-Al系合金部材ともいう）は客先にてプレス等により金属加工され、次いで磁性焼鈍処理される。これは、加工の際に生じた内部歪を熱処理によってとり去って、磁気的性質、特に透磁率あるいは実効透磁率を向上し、保磁力を低減し鉄損失を少なくさせる目的で行う。
【０００５】
磁性焼鈍したFe-Co-Al系合金部材の表面には前述の製造工程または客先での磁性焼鈍処理の際に生成した酸化皮膜がある。めっき被膜の密着性を向上させるために前処理でこの酸化皮膜を酸洗によって除去する。次いで防食性等を付与するためにめっき処理を施す。
【０００６】
しかし、酸化皮膜は酸洗によって必ずしも十分に除去することはできない。通常、酸化皮膜は絶縁性であるため酸化被膜を残したまま電解めっき処理を施そうとすると、Fe-Co-Al系合金部材の表面の一部にはめっき被膜が形成されないことがある。
【０００７】
特許文献１には所定量のＳｉおよびＡｌを含有させた軟磁性鋼板に低温の酸化処理を施すことにより鋼板表面に良好な耐食性を備える酸化被膜が形成されること、および所定量のＳｉおよびＡｌを含有させることにより打抜き性も同時に改善されることが開示されている。
【０００８】
特許文献２は磁気シールド用材料に関する発明であって、内層材３となるパーマロイは露点−４０℃の水素雰囲気中で１１００℃×２時間の磁性焼鈍を行うこと、その後、被膜のない状態での外層材料１および中間層材料２の表面、ならびに外層材料３のパーマロイ表面に厚さ１μｍの銅メッキとさらにその上に錫メッキを施すことが記載されている。但し、実施するめっきが電気めっきか無電解めっきかの記載やめっき膜の密着性や耐食性の評価は明らかにしていない。
【０００９】
特許文献３はＰＭ型ステッピングモータヨークに関する発明であって、プレス加工、めっき処理、磁性熱処理の順に行う製造工程を開示している。磁性熱処理で軟らかくなったヨーク材料がめっき処理時に変形することを防ぐことができるというものである。
【特許文献１】特開２００６−０９７０９５号公報（段落０００９）
【特許文献２】特開平４−０９４１９８号公報（第４頁右上欄）
【特許文献３】実開平５−０７８１８６号公報（図２）
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
しかし、Fe-Co-Al系合金部材の表面にはその製造工程または客先での磁性焼鈍処理の際に酸化皮膜が生成してしまうため、特許文献１記載の低温酸化処理を実施するには前記の酸化皮膜を除去しなければならない。また、Fe-Co-Al系合金部材と特許文献１記載の軟磁性鋼板とではその組成が大きく異なっているためFe-Co-Al系合金部材には十分な防錆性のある酸化被膜は形成されない。
【００１１】
特許文献２では被膜のない状態でのパーマロイ表面に銅メッキを施すが、被膜のない状態が元々被膜が形成されないことを意味するのか、又は何らかの手段で被膜を除去するのか不明である。また銅メッキと素地との密着性についても記載されていない。
【００１２】
特許文献３記載の発明はメッキ処理の前の前処理工程でどのような処理を施すのか不明である。また、メッキ膜の密着性が磁性熱処理後においても良好であるのか否かも不明である。
【００１３】
したがって本発明の目的は、磁性焼鈍したFe-Co-Al系合金に密着性の良好な耐食性被膜を形成してなるFe-Co-Al系合金部材およびそ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】
【００１４】
上記の課題はめっき前処理で素地表面のAl酸化被膜を除去し表面に微細な凹凸を形成することで達成することができる。
【００１５】
即ち、第一の発明はFe-Co-Al系軟磁性材料からなり内部の組成と表面の組成とが実質的に同一であり表面の算術平均粗さが０．０５〜２．０μｍである素地と、該素地を被覆する金属材料からなるめっき被膜とを有することを特徴とするFe-Co-Al系合金部材である。
【００１６】
第二の発明はFe-Co-Al系軟磁性材料を磁性焼鈍して磁性焼鈍品を作成する磁性焼鈍工程と、磁性焼鈍品の表面のAl酸化被膜を除去して磁性焼鈍品の内部の組成と実質的に同一の組成を有し算術平均粗さが０．０５〜２．０μｍの表面を形成する被膜除去工程と、前記表面に金属材料からなるめっき被膜を形成するめっき工程とを有することを特徴とするFe-Co-Al系合金部材の製造方法である。
【発明の効果】
【００１７】
上述のように本発明によれば、Fe-Co-Al系軟磁性材料からなる磁性焼鈍品の表面に形成されるAl酸化被膜を除去し微細な凹凸を形成することで、導電性を有し且つ単位面積当たりの表面積の大きい素地表面を得ることができる。この表面に電解めっきを施すことで素地との密着性に優れためっき被膜を形成することができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【００１８】
次に本発明を実施例によって具体的に説明するが、これら実施例により本発明が限定されるものではない。
【００１９】
［磁性焼鈍工程］
Fe-Co-Al系軟磁性材料を磁性焼鈍して磁性焼鈍品を作成する。磁性焼鈍は露点−４０℃の水素雰囲気中で８００〜９００℃×２〜５ｈ保持する。磁気特性の劣化を防ぐために雰囲気ガスは水素ガスとすることが好ましく、できるだけ純度の高いものを用いる。磁性焼鈍工程が完了した時点で磁性焼鈍品の表面にはAl酸化被膜が形成されている。
【００２０】
［被膜除去工程］
磁性焼鈍品に電解めっきを施すためには表面のAl酸化被膜を完全に除去する必要がある。しかし酸洗では困難である。本発明ではAl酸化被膜の除去手段には、例えば化学研摩法、電解研摩法、機械研摩法等を採用できるが、作業効率と表面あらさの理由で電解研摩が好ましい。表面のAl酸化被膜を完全に除去することにより磁性焼鈍品の内部の組成と実質的に同一の組成を有する新たな表面が得られる。この表面はFe-Co-Al系軟磁性材料と同様に導電性を有する。Al酸化被膜を除去して得られる表面は微細な凹凸を有している。この凹凸により単位面積当たりの表面積が大きくなる。凹凸量は算術平均粗さ（Ｒａ、JIS B0601）で０．０５〜２．０μｍが好ましい。０．０５μｍ未満ではめっきの密着性が悪くなり、２．０μｍを超えると表面性状が悪くなる。Ｒａの制御は電解研摩の電流密度の大きさによって行うことができる。
【００２１】
［めっき工程］
被膜除去工程で形成された表面に金属材料からなるめっき被膜を形成する。形成手段には例えば無電解めっき法、電気めっき法、溶融めっき法等を採用できるが、めっき組成と密着性の理由で電気めっき法が好ましい。
【実施例】
【００２２】
高Ｂｓ軟磁性材料としてFe-27Co-2V-1.5Si-1AlからなるＷ１０ｍｍ×Ｌ８０ｍｍ×ｔ１ｍｍの板材を用意した。この板材を露点−４０℃の水素雰囲気中で850℃×3ｈ保持して磁性焼鈍品を作成した。
【００２３】
磁性焼鈍品を表１に示す条件で電解研磨して表面の被膜を完全に除去した。被膜除去後の磁性焼鈍品の外観写真を図1に示す。左側の青色の箇所が電解研磨をせず被膜を残した被膜部。右側が被膜を除去した除去部である。
【００２４】
【表１】
2007329335.tif 000003
【００２５】
表面のＳＥＭ観察写真（図２）から被膜部が加工でできたスジ状の表面が残っているのに対して、除去部は尖った凹凸が連なる表面状態であることが分かる。除去部のＲａは
１．０μｍであった。
【００２６】
被膜部と除去部のＥＤＸ分析を行った。図３はそのスペクトルであり、表２にその分析値を示した。表２から除去部の組成はＡｌとＯが大幅に減少しており、このことから電解研磨により除去された被膜はAl酸化被膜であることが分かった。また、表２の除去部の組成は磁性焼鈍品の内部の組成と実質的に同一の組成である。このことからAl酸化被膜は完全に除去されていることが分かる。
【００２７】
【表２】
2007329335.tif 000004
【００２８】
前記の被膜部と除去部にＮｉストライクめっきを表３の条件にて施した。めっき後の磁性焼鈍品の外観写真を図４に示す。めっきをする際に磁性焼鈍品は被膜部と除去部の境界で切断してある。表面の拡大写真（図５）から明らかなように被膜部はめっきが加工痕に沿って粒状に付着しているだけで全面を被覆することはできなかった。除去部では全面を被覆する被膜が形成された。
【００２９】
【表３】
2007329335.tif 000005
【００３０】
得られた除去部めっき膜の密着性試験を行った。碁盤目テープ引き剥がし試験の結果、めっき被膜の剥離は認められなかった（図６）。
【産業上の利用可能性】
【００３１】
本発明は、高性能モータのコアや磁気ヨーク等への応用が可能な磁性焼鈍したFe-Co系合金部材に密着性の良好な耐食性被膜を形成する方法に利用出来る。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
【図１】一部の被膜を除去した磁性焼鈍部材の外観写真
【図２】図１の磁性焼鈍部材のＳＥＭ観察写真
【図３】図１の磁性焼鈍部材のＥＤＸ分析スペクトル
【図４】図１の磁性焼鈍部材にめっきをした後の外観写真
【図５】図４の磁性焼鈍部材の表面拡大写真
【図６】図４の磁性焼鈍部材（除去部）の密着性試験後の表面写真
【図１】
2007329335.tif 000006
【図２】
2007329335.tif 000007
【図３】
2007329335.tif 000008
【図４】
2007329335.tif 000009
【図５】
2007329335.tif 000010
【図６】
2007329335.tif 000011