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DE102007004835A1 - Amorphe weichmagnetische Legierung und diese verwendendes Induktions-Bauteil - Google Patents

Amorphe weichmagnetische Legierung und diese verwendendes Induktions-Bauteil Download PDF

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DE102007004835A1
DE102007004835A1 DE102007004835A DE102007004835A DE102007004835A1 DE 102007004835 A1 DE102007004835 A1 DE 102007004835A1 DE 102007004835 A DE102007004835 A DE 102007004835A DE 102007004835 A DE102007004835 A DE 102007004835A DE 102007004835 A1 DE102007004835 A1 DE 102007004835A1
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DE
Germany
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soft magnetic
amorphous soft
powder
magnetic alloy
amorphous
Prior art date
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Withdrawn
Application number
DE102007004835A
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English (en)
Inventor
Akiri Sendai Urata
Teruhiko Sendai Fujiwara
Hiroyuki Sendai Matsumoto
Yasunobu Sendai Yamada
Akihisa Sendai Inoue
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Tohoku University NUC
Tokin Corp
Original Assignee
Tohoku University NUC
NEC Tokin Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Tohoku University NUC, NEC Tokin Corp filed Critical Tohoku University NUC
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Abstract

Es geht um das Bereitstellen einer amorphen weichmagnetischen Legierung, die einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit und ein hervorragendes Vermögen zum Bilden von Amorphie und weichmagnetische Eigenschaften aufweist, durch Auswählen und Optimieren einer Legierungs-Zusammensetzung, und ferner um das Bereitstellen eines Bands, eines Pulvers, eines Hochfrequenz-Magnetkerns und eines Masse-Bauteils, jeweils eine derartige amorphe weichmagnetische Legierung verwendend. Die amorphe weichmagnetische Legierung weist eine durch die Formel (Fe<SUB>1-alpha</SUB>TM<SUB>alpha</SUB>)<SUB>100-w-x-y-z</SUB>P<SUB>w</SUB>B<SUB>x</SUB>L<SUB>y</SUB>Si<SUB>z</SUB> ausgedrückte Zusammensetzung auf, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, L mindestens eines ist, das aus der aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0 <= alpha <= 0, 98, 2 <= w <= 16 Atom-%, 2 <= x <= 16 Atom-%, 0 < y <= 10 Atom-% und 0 <= z <= 8 Atom-% ist.

Description

  • Hintergrund der Erfindung:
  • Die Erfindung bezieht sich auf eine amorphe weichmagnetische Legierung und weiter bezieht sie sich auf einen Streifen oder ein Band, ein Pulver, ein Element und ein Bauteil, was eine derartige Legierung verwendet.
  • Magnetische amorphe Legierungen haben mit Fe-P-C begonnen, und es sind dann Fe-Si-B eines verlustarmen Materials, Fe-B-C eines Materials hoher magnetischer Sättigungs-Flussdichte (Bs) und so weiter entwickelt worden. Diese Materialien sind aufgrund ihrer geringen Verluste als Transformatormaterialien erachtet worden, haben sich aber aufgrund ihrer höheren Kosten und geringeren Bs gegenüber herkömmlichen Materialien, wie Siliziumstahl-Platten, noch nicht verbreitet. Ferner ist es, da diese amorphen Legierungen Kühlgeschwindigkeiten von 105 K/s oder höher benötigen, nur möglich, Bänder davon zu herzustellen, von denen jedes eine Dicke von nur etwa maximal 200 μm im Labormaßstab aufweist. Deshalb ist es notwendig, dass das Band in einen Magnetkern gewickelt ist, oder dass die Bänder in einen Magnetkern hinein laminiert sind, und dies begrenzt die Anwendung der amorphen Legierung extrem.
  • Seit der letzten Hälfte der 1980er begannen Metallgläser genannte Legierungssysteme entwickelt zu werden, in welchen – im Gegensatz zu den amorphen Legierungen bis dahin – der Glasübergang auf der Tieftemperatur-Seite einer Kristallisationstemperatur beobachtet wird und ein Bereich unterkühlter Flüssigkeit erscheint. Es wird angenommen, dass der Bereich unterkühlter Flüssigkeit mit der Stabilität der Glasstruktur zusammenhängt. Dementsprechend ist ein derartiges Legierungssystem hervorragend bezüglich dem Vermögen zum Bilden von Amorphie, was es vorher nicht gab. Zum Beispiel sind Ln-Al-TM-, Zr-Al-Ni- und wobei Pd-Cu-Ni-P-basierte Legierungen gefunden worden, aus denen es möglich ist, Metallglas-Masseelemente herzustellen, von denen jedes eine Dicke von etwa mehreren Millimetern aufweist. Fe-basierte Metallgläser sind auch seit der Mitte der 1990er gefunden worden, und es sind Zusammensetzungen berichtet worden, die Metallglas-Masseelemente ermöglichen, von denen jedes eine Dicke von 1 mm oder mehr aufweist. Zum Beispiel werden Fe-(Al, Ga)-(P, C, B, Si) (Nicht-Patentdokument 1: Mater. Trans., JIM, 36 (1995), 1180), Fe-(Co, Ni)-(Zr, Hf, Nb)-B (Nicht-Patentdokument 2: Mater. Trans., JIM, 38 (1997), 359; Patent Dokument 1: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung (JP-A) Nr. 2000-204452), Fe-(Cr, Mo)-Ga-P-C-B (Patent Dokument 2: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung (JP-A) Nr. 2001-316782), Fe-Co-RE-B (Patent-Dokument 3: Japanische ungeprüfte Patentanmeldungs-Veröffentlichung (JP-A) Nr. 2002-105607) und so weiter offenbart. Obwohl jede dieser Legierungen gegenüber den herkömmlichen Legierungen das Vermögen zum Bilden von Amorphie verbessert, besteht allerdings das Problem, dass die magnetische Sättigungs-Flussdichte aufgrund des Beinthaltens einer großen Menge nichtmagnetischer Elemente gering ist, und so weiter. Es ist schwierig, beide Eigenschaften, das Vermögen zum Bilden von Amorphie und die magnetischen Eigenschaften, zu erfüllen.
  • Die herkömmlich bekannten amorphen Legierungen, wie Fe-Si-B und Fe-P-C, sind als Hochpermeabilitäts- und verlustarme Materialien bekannt und daher für Transformator-Kerne, magnetische Köpfe und so weiter geeignet. Da das Vermögen zum Bilden von Amorphie dürftig ist, sind allerdings nur Bänder, von denen jedes eine Dicke von etwa 20 μm aufweist, und Drahtgestänge, von denen jedes eine Dicke von etwa 100 μm aufweist, kommerzialisiert worden, und ferner sollten sie zu laminierten oder gewickelten magnetischen Kernen geformt sein. Dementsprechend ist der Freiheitsgrad bezüglich der Formgebung extrem klein. Andererseits ist es möglich, durch Bilden eines verlustarmen amorphen Pulvers mit hervorragenden weichmagnetischen Eigenschaften zu einem Pressmasse-Kern ein dreidimensionales Gebilde zu erhalten, was folglich als aussichtsreich erachtet wird. Allerdings ist es schwierig, durch Wasser-Atomisierung oder dergleichen ein Pulver davon herzustellen, da das Vermögen zum Bilden von Amorphie bei irgendeiner derartigen Zusammensetzung unzureichend ist. Falls von einem Verunreinigungen enthaltenden niedrigpreisigen Eisenlegierungsmaterial Gebrauch gemacht wird, wird ferner erwartet, dass das Vermögen zum Bilden von Amorphie vermindert ist, so dass eine Verringerung bezüglich der amorphen Einheitlichkeit hervorgerufen wird, um folglich zu einer Verringerung bezüglich der weichmagnetischen Eigenschaften zu führen. Auch im Fall von Fe-basierten Metallgläsern ist es schwierig, gleichzeitig die magnetischen Eigenschaften davon zu erfüllen, obwohl das Vermögen zum Bilden von Amorphie in jedem von ihnen hervorragend ist, da sie eine große Menge von metallartigen Elementen enthalten, während der Gehalt an Elementen der Eisenfamilie gering ist. Da die Glasübergangstemperatur hoch ist, entsteht ferner auch das Problem eines Anstiegs der Wärmebehandlungs-Temperatur und so weiter.
    •
  • Zusammenfassung der Erfindung:
  • Es ist deshalb eine Aufgabe dieser Erfindung, durch Wählen und Optimieren einer Legierungszusammensetzung eine amorphe weichmagnetische Legierung bereitzustellen, die einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist und hervorragend bezüglich dem Vermögen zum Bilden von Amorphie und den weichmagnetischen Eigenschaften ist.
  • Es ist eine weitere Aufgabe dieser Erfindung, ein Band, ein Pulver, einen Hochfrequenz-Magnetkern und ein Masseelement bereitzustellen, von denen jedes eine derartige amorphe weichmagnetische Legierung verwendet.
  • Als ein Ergebnis unablässigen Untersuchens verschiedenartiger Legierungszusammensetzungen mit dem Ziel, die vorangehenden Aufgaben zu erreichen, haben die vorliegenden Erfinder gefunden, dass das Vermögen zum Bilden von Amorphie verbessert wird und eine deutlicher Bereich unterkühlter Flüssigkeit durch Zugeben einer oder mehrerer Arten von Elementen, ausgewählt aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W, zu einer Fe-P-B-basierten Legierung erscheint, und haben diese Zusammensetzungs-Bestandteile festgelegt, und haben diese Erfindung vervollständigt.
  • Ferner fanden die vorliegenden Erfinder, dass das Vermögen zum Bilden von Amorphie verbessert ist und ein deutlicher Bereich unterkühlter Flüssigkeit durch Zugeben einer oder mehrerer Arten von Elementen, ausgewählt aus Al, Cr, Mo und Nb, und ferner Zugeben von Elementen von Ti, C, Mn und Cu zu einer Fe-P-B basierten Legierung erscheint, und haben diese Zusammensetzungs-Bestandteile festgelegt, was eine weitere verbesserte Legierungszusammensetzung bereitstellt, und haben diese Erfindung vervollständigt.
  • Gemäß einem Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird eine amorphe weichmagnetische Legierung bereitgestellt, welche eine durch eine Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz ausgedrückte Zusammensetzung aufweist, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, L mindestens eines ist, das aus der aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0≤α≤0,98, 2≤w≤16 Atom-%, 2≤x≤16 Atom-%, 0<y≤10 Atom-% und 0≤z≤8 Atom-% ist.
  • Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird eine amorphe weichmagnetische Legierung bereitgestellt, die eine durch eine Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySizTipCqMnrCus ausgedrückte Zusammensetzung aufweist, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, L mindestens eines ist, das aus der aus Al, Cr, Zr, Mo und Nb bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0≤α≤0,3, 2≤w≤18 Atom-%, 2≤x≤5 Atom-%, 0<y≤10 Atom-%, 0≤z≤4 Atom-% ist, und wobei p, q, r, und s jeweils einen ZugabeGehalt mit der Maßgabe darstellen, dass die Gesamtmasse von Fe, TM, P, B, L und Si 100 ist, und als 0≤p≤0,3, 0≤q≤0,5, 0≤r≤2 und 0≤s≤1 definiert sind.
  • Gemäß einem noch weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Element aus amorpher weichmagnetischer Legierung bereitgestellt, das aus der oben beschriebenen amorphen weichmagnetischen Legierung gefertigt ist. Das Element aus amorpher weichmagnetischer Legierung weist eine Dicke von 0,5 mm oder mehr und eine Querschnitts-Fläche von 0,15 mm2 oder mehr auf.
  • Gemäß einem wiederum weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Band aus amorpher weichmagnetischer Legierung bereitgestellt, das aus der oben beschriebenen amorphen weichmagnetischen Legierung gefertigt ist. Das Band aus amorpher weichmagnetischer Legierung weist eine Dicke von 1 bis 200 μm auf.
  • Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird eine amorphes weichmagnetisches Pulver bereitgestellt, das aus der oben beschriebenen amorphen weichmagnetischen Legierung gefertigt ist. Das Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung weist eine Partikelgröße von 200 μm oder weniger (ausgenommen 0) auf.
  • Gemäß einem noch weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetkern bereitgestellt, der durch Bearbeitung des Elements aus amorpher weichmagnetischer Legierung gebildet ist.
  • Gemäß einem wiederum weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetkern bereitgestellt, der durch ringförmiges Biegen des oben beschriebenen Bandes aus amorpher weichmagnetischer Legierung gebildet ist.
  • Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetkern bereitgestellt, der durch ringförmiges Biegen des Bandes aus amorpher weichmagnetischer Legierung durch einen Isolator gebildet ist.
  • Gemäß einem noch weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetkern bereitgestellt, der durch Laminieren von im Wesentlichen gleichgeformten Teilen des oben beschriebenen Bandes aus amorpher weichmagnetischer Legierung gebildet ist.
  • Gemäß einem wiederum weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Magnetkern bereitgestellt, der durch Formen einer Mischung eines Material-Pulvers, das das oben beschriebene Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung umfasst, und ein Bindemittel, das in einer Menge von 10 Masse-% oder weniger hinzugefügt wird, gebildet ist.
  • Gemäß einem weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Induktions-Bauteil bereitgestellt, das durch Anbringen einer Spule mit mindestens einer Windung an den oben genannten magnetischen Kern gebildet ist.
  • Gemäß einem noch weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Induktions-Bauteil bereitgestellt, das durch integrales Formen des oben genannten Magnetkerns und einer Spule gebildet ist. Im Induktions-Bauteil ist die Spule durch Wickeln eines linearen Leiters durch mindestens eine Windung gebildet und im Magnetkern angeordnet.
  • Gemäß einem wiederum weiteren Gegenstand der vorliegenden Erfindung wird ein Induktions-Bauteil bereitgestellt, das durch Anbringen einer Spule mit mindestens einer Windung an einem Magnetkern, der durch Formen einer Mischung eines Material-Pulvers, das das oben beschriebene Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung beinhaltet, und ein in einer Menge von 5 Masse-% oder weniger hinzugefügtes Bindemittel, wobei ein Füllfaktor des Material-Pulvers im Magnetkern 50 % oder mehr beträgt, gebildet ist. Im Induktions-Bauteil beträgt ein Höchstwert Q (1/tanσ) des Induktions-Bauteils in einem Frequenzband von 10 kHz oder mehr 20 oder mehr, ein Höchstwert Q (1/tanσ) des Induktions-Bauteils in einem Frequenzband von 100 kHz oder mehr beträgt 25 oder mehr, ein Höchstwert Q (1/tanσ) des Induktions-Bauteils in einem Frequenzband von 500 kHz oder mehr beträgt 40 oder mehr oder ein Höchstwert Q (1/tanσ) des Induktions-Bauteils in einem Frequenzband von 1 MHz oder mehr beträgt 50 oder mehr.
  • Durch Wählen einer amorphen Fe-Legierungszusammensetzung dieser Erfindung ist es möglich, eine Legierung zu erhalten, die einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist, und hervorragend bezüglich des Vermögens zum Bilden von Amorphie und der weichmagnetischen Eigenschaften ist.
  • Ferner ist es gemäß dieser Erfindung möglich, ein Band, ein Pulver, einen Hochfrequenz-Magnetkern und ein Masseelement bereitzustellen, von denen jedes eine derartige amorphe weichmagnetische Legierung, welche hervorragend bezüglich dem Vermögen zum Bilden von Amorphie und weichmagnetischen Eigenschaften ist, verwendet.
  • Kurzbeschreibung der Zeichnungen:
  • 1 ist eine externe perspektivische Ansicht, die ein Beispiel gemäß einem Grundaufbau eines Hochfrequenz-Magnetkerns dieser Erfindung zeigt;
  • 2 ist eine externe perspektivische Ansicht, die ein durch Wickeln einer Spule um den in 1 gezeigten Hochfrequenz-Magnetkern gebildetes Induktions-Bauteil zeigt;
  • 3 ist eine externe perspektivische Ansicht, die ein weiteres Beispiel gemäß einem Grundaufbau eines Hochfrequenz-Magnetkerns dieser Erfindung zeigt;
  • 4 ist eine externe perspektivische Ansicht, die ein Induktions-Bauteil zeigt, das durch Wickeln einer Spule um den in 3 gezeigten Hochfrequenz-Magnetkern gebildet ist;
  • 5 ist eine externe perspektivische Ansicht eines noch weiteren Beispiels gemäß dem Grundaufbau eines Hochfrequenz-Magnetkerns dieser Erfindung;
  • 6 ist ein Diagramm, das die XRD-Ergebnisse gemäß der Röntgenstrahlenstreuungs (XRD)-Methode von Fe78P8B10Mo4-Bändern zeigt, die unterschiedliche Dicken aufweisen; und
  • 7 ist ein Diagramm, das die Ergebnisse gemäß der XRD-Methode von Fe78P8B10Mo4-Pulvern zeigt, die unterschiedliche Partikelgrößen aufweisen.
  • Beschreibung der bevorzugten Ausführungsform:
  • Diese Erfindung wird ausführlicher beschrieben.
  • Zuerst wird eine erste Grundzusammensetzung einer weichmagnetischen Legierung dieser Erfindung beschrieben.
  • Die vorliegenden Erfinder haben als Ergebnis vieler Untersuchungen gefunden, dass ein ökonomisches Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung, das hervorragend bezüglich magnetischer Eigenschaften und dem Vermögen zum Bilden von Amorphie ist, durch Auswahl erhalten wird, um eine Legierungszusammensetzung festzulegen, die eine Zusammensetzungsformel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz aufweist, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, wobei 0≤α≤0,98, 2≤w≤16 Atom-%, 2≤x≤16 Atom-%, 0<y≤10 Atom-% und 0≤z≤8 Atom-% ist, Fe, P, B und Si jeweils Eisen, Phosphor, Bor und Silizium bedeuten, TM mindestens eines ist, das aus Co (Cobalt) und Ni (Nickel) ausgewählt ist, und L mindestens eines ist, das aus der aus Al (Aluminium), V (Vanadium), Cr (Chrom), Y (Ytterbium), Zr (Zirkonium), Mo (Molybdän), Nb (Niob), Ta (Tantal) und W (Wolfram) bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und dass erstklassige magnetische Eigenschaften und ein hervorragendes Vermögen zum Bilden von Amorphie erreicht werden kann, und dass das Masseelement, das Bauteil, das dünne Band und das Pulver, was aus einer die Zusammensetzung aufweisenden amorphen Legierung gefertigt ist, durch geeignetes Bearbeiten der Legierung erhalten werden kann.
  • Zum Beispiel kann durch eine amorphe weichmagnetische Legierung mit einer Zusammensetzung, welche ein hervorragendes Leistungsvermögensvermögen aufweist, um hervorragendes Vermögen zum Bilden von Amorphie zu bieten, ein Magnetkern erhalten werden, der Größen einer Dicke von 0,5 mm oder mehr und einer Querschnitts-Fläche von 5 mm2 oder weniger aufweist, dessen Größen es herkömmlicherweise nicht gab, und eine hohe Permeabilität über ein breites Frequenzband oder Breitband und eine hohe magnetische Sättigungs-Flussdichte aufweist.
  • Zum Beispiel kann im Fall des die Zusammensetzung aufweisenden amorphen magnetischen Bands der eine ähnliche magnetische Eigenschaft aufweisende Magnetkern durch Wickeln erhalten werden, wobei das Band und der Magnetkern durch Laminieren oder Stapeln der Bänder durch einen Nichtleiter gebildet sind, um sie bezüglich der Eigenschaften weiter zu verbessern.
  • Zum Beispiel kann im Fall des die Zusammensetzung aufweisenden amorphen magnetischen Pulvers ein Pressmasse-Kern, der eine ähnliche hervorragende Eigenschaft aufweist, durch geeignetes Mischen mit einem Bindemittel und Formen unter Verwendung einer Form-Matrize und durch Anwenden einer Oxidationsbehandlung oder einer isolierenden Beschichtung auf eine Oberfläche des Pulvers erhalten werden.
  • Das heißt, diese Erfindung macht es möglich, durch Auswahl ein ökonomisches Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung zu erhalten, das hervorragend ist bezüglich magnetischer Eigenschaften, Vermögen zum Bilden von Amorphie und Pulver-Fülleigenschaften, um eine Legierungs-Zusammensetzung festzulegen, die eine Zusammensetzungs-Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz aufweist, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, wobei 0≤α≤0,98, 2≤w≤16 Atom-%, 2≤x≤16 Atom-%, 0<y≤10 Atom-% und 0≤z≤8 Atom-% ist, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, und L mindestens eines ist, das aus der aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W bestehenden Gruppe ausgewählt ist und es wird, da ein Pressmasse-Kern unter Verwendung einer Form-Matrize oder dergleichen erzeugt wird, um das erhaltene Pulver, auf das eine Oxidationsbehandlung oder eine isolierende Beschichtung angewendet wird, mit einem geeigneten Gestaltungsverfahren zu einem geformten Produkt zu machen, ferner der Pressmassen-Kern hoher Permeabilität erhalten, der darauf angepasst ist, hervorragende Permeabilitätseigenschaften über ein Breitband zu bieten, was es herkömmlicherweise nicht gab, und als Ergebnis kann der aus dem weichmagnetischen Material gemachte Hochfrequenz-Magnetkern mit einer hohen magnetischen Sättigungs-Flussdichte und einem hohen spezifischen Widerstand bei geringen Kosten gefertigt werden. Ferner ist es möglich, durch Wickeln einer Spule mit einer oder mehr Windungen um diesen Hochfrequenz-Kern, ein preisgünstiges und Hochleistungs-Induktions-Bauteil herzustellen, das es herkömmlicherweise nicht gab, was folglich ziemlich vorteilhaft in der Industrie ist.
  • Hier wird gemäß einem ersten Beispiel der ersten Grundzusammensetzung dieser Erfindung eine amorphe magnetische Legierung bereitgestellt, die eine durch die Formel Fe100-w-x-y-z PwBxLySiz ausgedrückte Zusammensetzung aufweist (wobei Fe ein Hauptbestandteil ist, unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sein können, L mindestens eines der Elemente ist, das aus der aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 2 Atom-%≤w≤16 Atom-%, 2 Atom-%≤x≤16 Atom-% und 0 Atom-%<y≤10 Atom-%), welche hervorragend bezüglich Glasbildungs-Vermögen und weichmagnetischen Eigenschaften ist, und einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist.
  • Gemäß einem zweiten Beispiel dieser Erfindung wird eine amorphe magnetische Legierung bereitgestellt, die eine durch die Formel Fe100-w-x-y-z PwBxLySiz ausgedrückte Zusammensetzung aufweist, worin Fe ein Hauptbestandteil ist, unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sein können, L mindestens eines der Elemente ist, das aus der aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 2 Atom-%≤w≤16 Atom-%, 2 Atom-%≤x≤16 Atom-%, 0 Atom-%<y≤10 Atom-% und 0 Atom-%<z≤8 Atom-% ist, welche hervorragend ist bezüglich Glasbildungs-Vermögen und weichmagnetischen Eigenschaften und einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist.
  • Gemäß einem dritten Beispiel dieser Erfindung wird eine amorphe magnetische Legierung bereitgestellt, die eine durch die Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz ausgedrückte Zusammensetzung aufweist, worin Fe ein Hauptbestandteil ist, unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sein können, TM mindestens eines der Elemente ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, L mindestens eines der Elemente ist, das aus der aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0≤α≤0,98, 2 Atom-%≤w≤16 Atom-%, 2 Atom-%≤x≤16 Atom-% und 0 Atom-%<y≤10 Atom-%, welche hervorragend ist bezüglich Glasbildungs-Vermögen und weichmagnetischen Eigenschaften und einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist.
  • Gemäß einem vierten Beispiel dieser Erfindung wird eine amorphe magnetische Legierung bereitgestellt, die eine durch die Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz ausgedrückte Zusammensetzung aufweist, worin Fe ein Hauptbestandteil ist, unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sein können, TM mindestens eines der Elemente ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, L mindestens eines der Elemente ist, das aus der aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0<α≤0,98, 2 Atom-%≤w≤16 Atom-%, 2 Atom-%≤x≤16 Atom-%, 0 Atom-%<y≤10 Atom-% und 0 Atom-%≤z≤8 Atom-%, welche hervorragend ist bezüglich Glassbildungs-Vermögen und weichmagnetischen Eigenschaften und einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist.
  • In dieser Erfindung werden wie oben beschrieben die weichmagnetischen Eigenschaften und das Vermögen zum Bilden von Amorphie durch Eingrenzen der Zusammensetzung und Aufweisen des Bereichs der unterkühlten Flüssigkeit verbessert. In dieser Erfindung werden bessere weichmagnetische Eigenschaften und besseres Vermögen zum Bilden von Amorphie geboten, wenn der Bereich unterkühlter Flüssigkeit 20°C übersteigt. Ferner ist die Viskosität im Bereich unterkühlter Flüssigkeit stark reduziert, wodurch viskose Strömungs-Deformation verwendende Bearbeitung ermöglicht wird.
  • Gemäß dieser Erfindung wird in irgendeinem der vorangehenden Beispiele ein amorphes weichmagnetisches Bauteil bereitgestellt, das bei einer Erhöhung der Temperatur eine Glasübergangs-Starttemperatur von 520°C oder weniger aufweist.
  • In dieser Erfindung sind die hauptsächlichen Bestandteilselemente Fe, P und B, und die Glasübergangstemperatur beträgt 450 bis 500°C. Dies ist ein Wert, der um etwa 100°C geringer ist gegenüber einer herkömmlichen Zusammensetzung von (Fe0,75Si0,10B0,15)96Nb4, die einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist, welcher im Nicht-Patentdokument 3 (Mat. Trans 43 (2002) S. 766-769) offenbart ist. Dementsprechend wird die Wärmebehandlung aufgrund einer Senkung der Wärmebehandlungs-Temperatur erleichtert, und die weichmagnetischen Eigenschaften können durch Wärmebehandlung für eine lange Zeit, selbst bei einer Temperatur, die geringer als die Glasübergangstemperatur ist, stark verbessert werden, so dass ein amorphes magnetisches Bauteil wie ein Band oder ein Pressmasse-Kern gleichzeitig mit einem Kupferdraht, einer Spule, einem Harz und so weiter wärmebehandelt werden kann.
  • Nun erfolgt die Beschreibung einer zweiten Grundzusammensetzung einer amorphen weichmagnetischen Legierung dieser Erfindung, die ferner (TipCqMnrCus) in der vorangehenden ersten Grundzusammensetzung enthält.
  • Die vorliegenden Erfinder haben gefunden, dass ein Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung durch Auswahl erhalten wird, das hervorragend ist bezüglich magnetischer Eigenschaften und dem Vermögen zum Bilden von Amorphie, um eine Legierungs-Zusammensetzung festzulegen, die eine Zusammensetzungs-Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz (TipCqMnrCus) aufweist, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, wobei 0≤α≤0,3, 2≤w≤18 Atom-%, 2≤x≤18 Atom-%, 15≤w+x≤23 Atom-%, 1<y≤5 Atom-% und 0≤z≤4 Atom-% ist, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, und L mindestens eines ist, das aus der aus Al, Cr, Mo und Nb bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0≤p≤0,3, 0≤q≤0,5, 0≤r≤2 und 0≤s≤1, wobei p, q, r und s jeweils ein zusätzliches Verhältnis darstellen, mit der Maßgabe, dass die Gesamtmasse von Fe, TM, P, B, L, Si 100 ist und dass erstklassige magnetische Eigenschaften und hervorragendes Vermögen zum Bilden von Amorphie erhalten werden können, und dass das Masseteil, das Bauteil, das dünne Band und das aus einer die Zusammensetzung aufweisenden Legierung gefertigte Pulver durch geeignetes Bearbeiten der Legierung erhalten werden können.
  • Zum Beispiel kann durch eine amorphe selbstmagnetische Legierung mit einer Zusammensetzung, welche ein hervorragendes Leistungsvermögen aufweist, um hervorragendes Vermögen zum Bilden von Amorphie zu bieten, ein Magnetkern erhalten werden, der Größen einer Dicke von 0,5 mm oder mehr und einer Querschnitts-Fläche von 5 mm2 oder weniger, dessen Größen es herkömmlicherweise nicht gab, und eine hohe Permeabilität über ein breites Frequenzband und eine hohe magnetische Sättigungs-Flussdichte aufweist
  • Zum Beispiel kann im Fall des die Zusammensetzung aufweisenden amorphen magnetischen Bands der eine ähnliche magnetische Eigenschaft aufweisende Magnetkern durch Wickeln erhalten werden, wobei das Band und der Magnetkern durch Laminieren der Bänder durch Isolatoren gebildet sind, um sie weiter bezüglich der Eigenschaften zu verbessern.
  • Zum Beispiel kann im Fall des die Zusammensetzung aufweisenden amorphen magnetischen Pulvers der eine ähnlich hervorragende Eigenschaft aufweisende Pressmasse-Kern durch geeignetes Mischen des Pulvers mit einem Bindemittel und Formen unter Verwendung einer Form-Matrize und Anwenden einer Oxidationsbehandlung oder einer isolierenden Beschichtung auf eine Oberfläche des Pulvers erhalten werden
  • Das heißt, diese Erfindung macht es möglich, ein verbessertes Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung durch Auswahl zu erhalten, das hervorragend ist bezüglich magnetischer Eigenschaften, dem Vermögen zum Bilden von Amorphie und Pulver-Fülleigenschaften, um eine Legierungs-Zusammensetzung festzulegen, die eine Zusammensetzungs-Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz (TipCqMnrCus) aufweist, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, und L mindestens eines ist, das aus der aus Al, Cr, Mo und Nb bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0≤α≤0,3, 2≤w≤18 Atom-%, 2≤x≤18 Atom-% 15≤w+x≤23 Atom-%, 1≤y≤5 Atom-%, 0≤z≤4 Atom-%, 0≤p≤0,3, 0≤q≤0,5, 0≤r≤2 und 0≤s≤1, wobei p, q, r und s jeweils ein zusätzliches Verhältnis mit der Maßgabe darstellen, dass die Gesamtmasse von Fe, TM, P, B, L, Si 100 ist, und es wird, da unter Verwendung von einer Form-Matrize oder dergleichen ein Pressmasse-Kern erzeugt wird, um das mit der Oxidationsbehandlung oder der isolierenden Beschichtung behandelte Pulver zu einem gemäß einem geeigneten Gestaltungs-Verfahren geformten Produkt zu bilden, ferner der Pressmasse-Kern hoher Permeabilität erhalten, der darauf angepasst ist, hervorragende Permeabilitätseigenschaften über ein weites Frequenzband zu bieten, was es herkömmlicherweise nicht gab, und als Ergebnis kann der aus dem weichmagnetischen Material gefertigte Hochfrequenz-Magnetkern mit einer hohen magnetische Sättigungs-Flussdichte und hohem spezifischen Widerstand bei geringen Kosten hergestellt werden.
  • Hier wird als ein Beispiel der Grundzusammensetzung 2 dieser Erfindung eine amorphe magnetische Legierung bereitgestellt, die durch die folgende Zusammensetzungs-Formel ausgedrückt ist, welche hervorragend ist bezüglich dem Vermögen zum Bilden von Amorphie und bezüglich weichmagnetischer Eigenschaften, und einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist.
  • Das heißt, gemäß dem Beispiel der Grundzusammensetzung 2 dieser Erfindung wird eine amorphe weichmagnetische Legierung bereitgestellt, die durch eine Zusammensetzungs-Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz(TipCqMnrCus) ausgedrückt wird, worin TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, und L mindestens eines ist, das aus der aus Al, Cr, Mo und Nb bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0≤α≤0,3, 2≤w≤18 2≤x≤18, 15≤w+x≤23, 1≤y≤5, 0≤z≤4, 0≤p≤0,3, Masse-%, 0≤p≤0,3, 0≤q≤0,5, 0≤r≤2 und 0≤s≤1, wobei p, q, r und s jeweils ein zusätzliches Verhältnis mit der Maßgabe darstellen, dass die Gesamtmasse von Fe, TM, P, B, L, Si 100 ist und Tg (i.A. Glasübergangstemperatur) 520°C oder weniger ist, Tx (i.A. Kristallisations-Starttemperatur) 550°C oder weniger ist und ein durch ΔTx=Tx-Tg repräsentierter Bereich unterkühlter Flüssigkeit 20°C oder mehr beträgt.
  • Die amorphe weichmagnetische Legierung ist dadurch gekennzeichnet, dass sie die vorangehende Zusammensetzung aufweist, und dadurch, dass Tg (i.A. Glasübergangstemperatur) 520°C oder weniger ist, Tx (i.A. Kristallisations-Starttemperatur) 550°C oder weniger ist und der durch ΔTx=Tx-Tg repräsentierte Bereich unterkühlter Flüssigkeit 20°C oder mehr beträgt. Da Tg 520°C oder weniger ist, wird der Temper-Effekt bei einer Wärmebehandlungs-Temperatur erwartet, die geringer als die herkömmlichen Temperaturen ist, so dass es möglich ist, eine Wärmebehandlung nach Wickeln eines Magnetdrahts durchzuführen. Wenn der Bereich unterkühlter Flüssigkeit 20°C überschreitet, werden hervorragende weichmagnetische Eigenschaften und Vermögen zum Bilden von Amorphie gezeigt. Ferner wird die Viskosität im Bereich unterkühlter Flüssigkeit schnell verringert, wodurch viskose Strömungs-Deformation verwendende Bearbeitung ermöglicht wird.
  • Gemäß dieser Erfindung weist die amorphe weichmagnetische Legierung die erste oder die zweite Grundzusammensetzung mit einer Curie-Temperatur von 240°C oder mehr auf. In der amorphen weichmagnetischen Legierung werden die magnetischen Eigenschaften bei hohen Temperaturen verschlechtert, wenn die Curie-Temperatur gering ist. Deshalb ist die Curie-Temperatur auf 240°C oder mehr begrenzt.
  • Ferner haben die vorliegenden Erfinder gefunden, dass es durch Wickeln einer Spule mit einer oder mehreren Windungen um einen Hochfrequenz-Magnetkern, der aus dem Pulver der amorphen weichmagnetischen Legierung gefertigt ist, das die vorangehende Grundzusammensetzung 1 oder 2 aufweist, möglich ist, ein preisgünstiges und leistungsstarkes Induktionsbauteil herzustellen, das es herkömmmlicherweise nicht gab.
  • Ferner haben die vorliegenden Erfinder gefunden, dass durch Begrenzen der Partikelgröße des amorphen weichmagnetischen Metallpulvers, das durch die Zusammensetzungs-Formel der vorangehenden Grundzusammensetzung 1 oder 2 ausgedrückt ist, ein Pressmasse-Kern erhalten wird, der hervorragender ist bezüglich magnetischem Eisenverlust bei hohen Frequenzen.
  • Ferner haben die vorliegenden Erfinder gefunden, dass durch integrales Zusammenfügen eines magnetischen Körpers und einer gewickelten Spule durch Pressformen in einem Zustand, wo die gewickelte Spule im magnetischen Körper enthalten ist, ein Induktions-Bauteil erhalten wird, das für große Spannungen bei hohen Frequenzen angepasst ist.
  • Das Legierungs-Pulver kann hier vor dem Formen thermisch in der Atmosphäre oxidiert werden, um den spezifischen Widerstand eines geformten Produkts zu erhöhen, es kann bei einer Temperatur gleich oder höher als ein Erweichungspunkt eines Harzes, das als Bindemittel dient, geformt werden, um ein geformtes Produkt hoher Dichte zu erhalten, oder es kann in einem Bereich unterkühlter Flüssigkeit des Legierungs-Pulvers zur weiteren Erhöhung der Dichte des geformten Produkts geformt werden.
  • Das geformte Produkt wird besonders durch Formen einer Mischung des Pulvers aus amorpher weichmagnetischer Legierung, das die vorangehende Grundzusammensetzung 1 aufweist, die durch die Zusammmensetzungs-Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz ausgedrückt ist, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, wobei 0≤α≤0,98, 2≤w≤16 Atom-%, 2≤x≤16 Atom-%, 0<y≤10 Atom-% und 0≤z≤8 Atom-%, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, L mindestens eines ist, das aus der aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W bestehenden Gruppe ausgewählt ist, und eines Bindemittels erhalten, das in einer vorbestimmten Menge im Massenverhältnis zu diesem Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung zugegeben wird.
  • In Bezug auf das Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung, das die vorangehende Grundzusammensetzung 2 aufweist, kann seine Zusammensetzungsformel durch (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz (TipCqMnrCus) ausgedrückt werden, worin unvermeidbare Verunreinigungen enthalten sind, wobei 0≤α≤0,3, 2≤w≤18 Atom-%, 2≤x≤18 Atom-%, 15≤w+x≤23 Atom-%, 1≤y≤5 Atom-%, 0≤z≤4 Atom-%, 0≤p≤0,3 Masse-%, 0≤q≤0,5 Masse-%, 0≤r≤2 Masse-% und 0≤s≤1 Masse-%, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, und L mindestens eines ist, das aus der aus Al, Cr, Mo und Nb bestehenden Gruppe ausgewählt ist.
  • Die entsprechenden Bestandteile der Legierungszusammensetzung des amorphen weichmagnetischen Metallpulvers dieser Erfindung werden hier im Detail beschrieben.
  • Eisen als Hauptbestandteil ist ein Element, das für den Magnetismus verantwortlich ist und wesentlich ist, um eine hohe Sättigungs-Flussdichte zu erhalten. Ein Teil des Eisens kann durch Co oder Ni ersetzt werden, dargestellt durch TM. Im Fall von Co beträgt der Gehalt davon bevorzugt 0,05 oder mehr und 0,2 oder weniger, wenn die hohe magnetische Sättigungs-Flussdichte benötigt wird. Im Fall von Ni erhöht die Zugabe davon andererseits einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit, während Bs verringert wird, und folglich beträgt der Gehalt davon bevorzugt 0,1 oder weniger. Im Sinne eines Niedrighaltens der Materialkosten ist es bevorzugt, Co oder Ni, welche hochpreisig sind, nicht zuzugeben.
  • P ist ein in dieser Erfindung wesentliches Element, und der Gehalt davon beträgt 2 Atom-% oder mehr und 18 Atom-% oder weniger, aber 16 Atom-% oder weniger, wenn Ti, C, Mn und Cu zugegeben werden. Der Grund für das Festsetzen des Gehalts von P auf 2 Atom-% oder mehr und 18 Atom-% oder weniger, oder 16 Atom-% oder weniger ist, dass, wenn der Gehalt von P weniger als 2 Atom-% beträgt, der Bereich unterkühlter Flüssigkeit und das Vermögen zum Bilden von Amorphie verringert werden, während, wenn er 18 Atom-% oder 16 Atom-% überschreitet, die Curie-Temperatur, der Bereich unterkühlter Flüssigkeit und das Vermögen zum Bilden von Amorphie verringert werden. Es ist bevorzugt, dass der Gehalt von P auf 2 Atom-% oder mehr und 12 Atom-% oder weniger festgesetzt wird.
  • B ist ein in dieser Erfindung wesentliches Element, und der Gehalt davon beträgt 2 Atom-% oder mehr und 18 Atom-% oder weniger, aber 16 Atom-% oder weniger, wenn Ti, C, Mn und Cu zugegeben werden. Der Grund für das Festsetzen des Gehalts von B auf 2 Atom-% oder mehr und 18 Atom-% oder weniger, oder 16 Atom-% oder weniger ist, dass, wenn der Gehalt von B weniger als 2 Atom-% beträgt, die Curie-Temperatur, der Bereich unterkühlter Flüssigkeit und das Vermögen zum Bilden von Amorphie verringert werden, während, wenn er 18 Atom-% oder 16 Atom-% überschreitet, der unterkühlte Flüssigkeitsbereich und das Vermögen zum Bilden von Amorphie verringert werden. Es ist bevorzugt, dass der Gehalt von B auf 6 Atom-% oder mehr und 16 Atom-% oder weniger festgesetzt wird.
  • Wenn Ti, C, Mn und Cu zugegeben werden, beträgt die Summe der Gehalte an P und B 15 Atom-% oder mehr und 23 Atom-% oder weniger. Der Grund für das Festsetzen der Summe der Gehalte an P und B auf 15 Atom-% oder mehr und 23 Atom-% oder weniger ist, dass, wenn sie weniger als 15 Atom-% beträgt oder 23 Atom-% übersteigt, der Bereich unterkühlter Flüssigkeit und das Vermögen zum Bilden von Amorphie verringert werden. Die Summe der Gehalte an P und B beträgt bevorzugt 16 Atom-% oder mehr und 22 Atom-% oder weniger.
  • L ist ein Element, das das Vermögen zum Bilden von Amorphie einer Fe-P-B-Legierung signifikant verbessert, und der Gehalt davon ist 10 Atom-% oder weniger, ist aber 5% oder weniger, wenn Ti, C, Mn und Cu zugegeben werden. Der Grund für das Festsetzen des Gehalts an L auf 10 Atom-% oder weniger, oder 5 Atom-% oder weniger in dieser Erfindung ist, dass, wenn er 10 Atom-% oder 5 Atom-% übersteigt, die magnetische Sättigungs-Flussdichte und die Curie-Temperatur extrem verringert werden. Der Grund für das Festsetzen des Gehalts an L, der 1 % oder 0% übersteigt, ist, dass die amorphe Phase nicht gebildet werden kann, wenn er 1 % oder weniger oder 0% oder weniger beträgt.
  • Si ist ein Element, für das P und B einer Fe-P-B-Legierung substituiert werden kann und das das Vermögen zum Bilden von Amorphie verbessert, und der Gehalt davon ist 8 Atom-% oder weniger, ist aber 4 Atom-% oder weniger, wenn Ti, C, Mn und Cu zugegeben werden. Der Grund für das Festlegen des Gehalts von Si auf 8 Atom-% oder weniger oder 4 Atom-% oder weniger ist, dass, wenn er 8 Atom-% oder 4 Atom-% übersteigt, die Glasübergangstemperatur und die Kristallisationstemperatur steigen, während der Bereich unterkühlter Flüssigkeit und das Vermögen zum Bilden von Amorphie verringert werden.
  • Ti, Mn und Cu sind Elemente, die wirksam sind zum Verbessern der Korrosionsbeständigkeit der Legierung. Der Grund für das Festlegen des Gehalts an Ti auf 0,3 Masse-% oder weniger ist, dass, wenn er 0,3 Masse-% übersteigt, das Vermögen zum Bilden von Amorphie extrem verringert ist. Der Grund zum Festlegen des Gehalts von Mn auf 2 Masse-% oder weniger ist, dass, wenn er 2 Masse-% übersteigt, die magnetische Sättigungs-Flussdichte und die Curie-Temperatur extrem verringert werden. Der Grund zum Festlegen des Gehalts von Cu auf 1 Masse-% oder weniger ist, dass, wenn er 1 Masse-% übersteigt, das Vermögen zum Bilden von Amorphie extrem verringert wird. C ist ein Element, das wirksam ist zum Verbessern der Curie-Temperatur der Legierung. Der Grund für das Festlegen des Gehalts von C auf 0,5 Masse-% oder weniger ist, dass, wenn er 0,5 Masse-% übersteigt, das Vermögen zum Bilden von Amorphie, wie im Fall von Titan, extrem verringert wird.
  • Das Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung wird durch ein Wasser-Atomisierungs-Verfahren oder ein Gas-Atomisierungs-Verfahren hergestellt, und weist bevorzugt Partikelgrößen auf, von welchen mindestens 50% oder mehr 10 μm oder mehr betragen. Besonders das Wasser-Atomisierungs-Verfahren ist als ein Verfahren zum Herstellen einer großen Menge an Legierungs-Pulver bei geringem Preis etabliert, und es ist industriell ziemlich vorteilhaft, dass das Pulver durch diese Methode hergestellt werden kann. Im Fall einer herkömmlichen amorphen Zusammensetzung wird allerdings ein eine Partikelgröße von 10 μm oder mehr aufweisendes Legierungs-Pulver kristallisiert, und daher sind dessen magnetische Eigenschaften äußerst verschlechtert, und als Ergebnis wird die Produktausbeute extrem vermindert, was daher die Industrialisierung davon verhindert hat. Da die Legierungs-Zusammensetzung des amorphen weichmagnetischen Pulvers dieser Erfindung leicht amorphisiert wird, wenn die Partikelgröße 150 μm oder weniger beträgt, ist andererseits die Produktausbeute hoch, was daher äußerst vorteilhaft bezüglich der Kosten ist. Da das durch das Wasser-Atomisierungs-Verfahren hergestellte Legierungs-Pulver schon mit einem geeigneten Oxidfilm auf der Pulver-Oberfläche gebildet wird, wird außerdem durch Einmischen eines Bindemittels in das Legierungs-Pulver und Bilden eines geformten Produkts ein Magnetkern mit einem hohen spezifischen Widerstand leicht erhalten. In Bezug auf sowohl das durch das Wasser-Atomisierungsverfahren hergestellte Legierungs-Pulver als auch das durch das Gas-Atomisierungs-Verfahren wie hier beschrieben hergestellte Legierungs-Pulver, tritt, wenn es in der Atmosphäre unter einer Temperatur-Bedingung gleich oder weniger als die Kristallisationstemperatur davon wärmebehandelt wird, der Effekt auf, dass ein besserer Oxidfilm gebildet wird, um dadurch den spezifischen Widerstand eines aus einem derartigen Legierungs-Pulver gemachten Magnetkerns zu verbessern. Dies kann den Eisenverlust des Magnetkerns verringern. In Bezug auf das Hochfrequenz-Induktions-Bauteil ist es andererseits bekannt, dass der Wirbelstrom-Verlust durch die Verwendung eines Metallpulvers feiner Partikelgröße verringert werden kann. Im Fall einer herkömmlichen bekannten Legierungs-Zusammensetzung gibt es allerdings den Nachteil, dass wenn die mittlere Partikelgröße, i.A. die durchschnittliche Partikelgröße, 30 μm oder weniger wird, das Pulver während der Herstellung signifikant oxidiert wird, und folglich wird es schwierig, mit dem durch ein allgemeines Wasser-Atomisierungs-Gerät hergestellten Pulver vorgegebene Eigenschaften zu erhalten. Da das amorphe weichmagnetische Metallpulver hervorragend bezüglich Legierungs-Korrosionsbeständigkeit ist, ist es andererseits vorteilhaft, dass das hervorragende Eigenschaften aufweisende Pulver mit einer kleinen Menge Sauerstoff relativ leicht gefertigt werden kann, selbst wenn das Pulver bezüglich der Partikelgröße fein ist.
  • Grundsätzlich wird ein Hochfrequenz-Magnetkern durch Einmischen eines Bindemittels, wie Silikonharz, in einer Menge von 10 Masse-% oder weniger in das amorphe weichmagnetische Metallpulver, und Erhalten eines geformten Produkts unter Verwendung einer Form-Matrize oder durch Formen hergestellt.
  • Ein geformtes Produkt kann durch Formpressen einer Mischung des amorphen weichmagnetischen Metallpulvers und eines in einer Menge von 5 Masse-% oder weniger dazu zugegebenen Bindemittels in einer Form-Matrize erhalten werden. In diesem Fall weist das geformte Produkt einen Pulver-Füllgrad von 70% oder mehr, eine magnetische Flussdichte von 0,4 T oder mehr, wenn das Magnetfeld von 1,6 × 104 A/m angelegt wird, und einen spezifischen Widerstand von 1 Ω·cm oder mehr auf. Wenn die magnetische Flussdichte 0,4 T oder mehr beträgt und der spezifische Widerstand 1 Ω·cm oder mehr beträgt, weist das geformte Produkt bessere Eigenschaften als ein Ferrit-Magnetkern auf und steigt daher im Nutzen.
  • Ferner kann ein geformtes Produkt durch Formpressen einer Mischung des amorphen weichmagnetischen Metallpulvers und eines in einer Menge von 3 Masse-% oder weniger dazu zugegebenen Bindemittels in einer Form-Matrize, unter einer Temperaturbedingung gleich oder höher als die Erweichungstemperatur des Bindemittels, erhalten werden.
  • In diesem Fall weist ein geformtes Produkt einen Pulver-Füllgrad von 80% oder mehr, eine magnetische Flussdichte von 0,6 T oder mehr, wenn ein Magnetfeld von 1,6 × 104 A/m angelegt wird, und einen spezifischen Widerstand von 0,1 Ω·cm oder mehr auf. Wenn die magnetische Flussdichte 0,6 T oder mehr beträgt und der spezifische Widerstand 0,1 Ω·cm oder mehr beträgt, weist das geformte Produkt bessere Eigenschaften als ein gegenwärtig kommerzialisierter Pressmasse-Kern auf und steigt daher im Nutzen. Außerdem kann ein geformtes Produkt durch Formpressen einer Mischung aus amorphem weichmagnetischen Metallpulver und einem in einer Menge von 1 Masse-% oder weniger dazu zugegebenes Bindemittel in einem Temperaturbereich des Bereichs unterkühlter Flüssigkeit des amorphen weichmagnetischen Metallpulvers erhalten werden. In diesem Fall weist das geformte Produkt einen Pulver-Füllgrad von 90% oder mehr, eine magnetische Flussdichte von 0,9 T oder mehr, wenn ein Magnetfeld von 1,6 × 104 A/m angelegt wird, und einen spezifischen Widerstand von 0,01 Ω·cm oder mehr auf. Wenn die magnetische Flussdichte 0,9 T oder mehr beträgt und der spezifische Widerstand 0,01 Ω·cm oder mehr beträgt, weist das geformte Produkt eine magnetische Flussdichte auf, die im Wesentlichen gleich zu der eines laminierten Kerns amorpher und Silizium-reicher Stahlplatten im praktischen Verwendungsbereich ist. Allerdings ist das hier geformte Produkt bezüglich dem Hysterese-Verlust kleiner und bezüglich den mit seinem höheren spezifischen Widerstand korrespondierenden Eisenverlust-Eigenschaften viel hervorragender, und steigt dadurch weiter bezüglich Nutzen als ein Magnetkern.
  • Wenn die Wärmebehandlung als Spannungsbeseitigungs-Wärmebehandlung auf jedes der vorangehenden geformten Produkte, die als Hochfrequenz-Magnetkerne dienen, angewendet wird, verringert sich außerdem unter einer Temperaturbedingung gleich oder höher als der Curie-Temperatur davon nach dem Formen der Eisenverlust weiter, und der Nutzen als Magnetkern steigt weiter.
  • Im aus der amorphen weichmagnetischen Legierung mit der Grundzusammensetzung 1 oder 2 dieser Erfindung hergestellten Pulver beträgt die Tg (i.A. Glasübergangstemperatur) 520°C oder weniger, die Tx (i.A. Kristallisations-Starttemperatur) beträgt 550°C oder weniger, und ein durch ΔTx=Tx-Tg dargestellter Bereich unterkühlter Flüssigkeit beträgt 20°C oder mehr. Da Tg 520°C oder weniger ist, wird der Temper-Effekt bei einer Wärmebehandlungs-Temperatur erwartet, die geringer als die Herkömmlichen ist, so dass es möglich ist, die Wärmebehandlung nach Wickeln eines Magnetkerns durchzuführen. Wenn der Bereich unterkühlter Flüssigkeit 20°C übersteigt, werden hervorragende weichmagnetische Eigenschaften und Vermögen zum Bilden von Amorphie geboten. Die Viskosität wird im Bereich unterkühlter Flüssigkeit stark verringert, wodurch ferner viskose Strömungs-Deformation verwendende Bearbeitung ermöglicht wird.
  • Ferner kann die Erfindung ein amorphes weichmagnetisches Band sein, das eine anfängliche Permeabilität von 5000 oder mehr bei einer Frequenz von 1 kHz aufweist. Außerdem kann diese Erfindung als ein amorphes Masse-Magnetbauteil gebildet werden, das eine Dicke von 0,5 mm oder mehr und eine Querschnittsfläche von 0,15 mm2 oder mehr aufweist.
  • Gemäß dieser Erfindung ist es hier möglich, durch Wählen und Optimieren der wie oben beschriebenen Zusammensetzung mittels eines Metallformungs-Gießverfahrens ein amorphes Bulk-Magnetbauteil herzustellen, das einen Durchmesser von 1,5 mm aufweist und ein Vermögen zum Bilden von Amorphie aufweist, das gegenüber herkömmlichen amorphen Bändern viel höher ist, wodurch die Gestaltung eines Masseelements eines Magnetkerns ermöglicht wird, welche sich von einer Laminierung von Bändern oder einem Verdichtungs-Formen des Pulvers unterscheidet.
  • Durch Bilden einer bedarfsgemäßen Lücke an einem Abschnitt eines magnetischen Wegs und Wickeln einer Spule mit einer oder mehreren Windungen um einen derartigen Hochfrequenz-Magnetkern ist es möglich, ein Induktions-Bauteil als ein Produkt, das hervorragende Eigenschaften aufweist, herzustellen, um eine hohe magnetische Permeabilität in einem starken Magnetfeld zu bieten.
    •
  • Nun wird diese Erfindung mit Bezug auf die Zeichnungen ausführlicher beschrieben.
  • In Bezug auf 1 wird ein Beispiel gemäß einem Grundaufbau eines Hochfrequenz-Magnetkerns 1 dieser Erfindung in dem Zustand gezeigt, wo der Hochfrequenz-Magnetkern 1 unter Verwendung des vorangehenden Pulvers aus amorpher weichmagnetischer Legierung zu einer ringförmigen Scheiben-Form geformt ist.
  • In Bezug auf 2 wird ein Induktions-Bauteil 10 durch Wickeln einer Spule 3 um den Hochfrequenz-Magnetkerns 1 gezeigt, wo die Spule 3 in einer vorbestimmten Anzahl um den ringförmigen scheibenförmigen Hochfrequenz-Magnetkern 1 gewickelt ist, wodurch das herausgezogene Anschlussabschnitte 3a und 3b aufweisende Induktions-Bauteil 10 gebildet wird.
  • In Bezug auf 3 wird ein anderes Beispiel gemäß einem Grundaufbau eines Hochfrequenz-Magnetkerns 1 dieser Erfindung in dem Zustand gezeigt, wo der Hochfrequenz-Magnetkern 1 unter Verwendung des vorangehenden Pulvers aus amorpher weichmagnetischer Legierung zu einer ringförmigen Scheiben-Form geformt ist, und dann mit einer Lücke 2 bei einem Abschnitt von dessen magnetischem Weg gebildet ist.
  • In Bezug auf 4 wird ein Induktions-Bauteil 20, das durch Wickeln einer Spule 3 um den die Lücke 2 aufweisenden Hochfrequenz-Magnetkern 1 gebildet ist, in dem Zustand gezeigt, wo die Spule 3 in einer vorbestimmten Anzahl um den die Lücke 2 aufweisenden ringförmigen scheibenförmigen Hochfrequenz-Magnetkern 1 gewickelt ist, wodurch das herausgezogene Anschlussabschnitte 3a und 3b aufweisende Induktions-Bauteil 20 gebildet wird.
  • Ein hervorragendes Leistungsvermögen aufweisender Pressmasse-Kern wird durch Formen einer Mischung eines amorphen weichmagnetischen Metallpulvers, das die vorangehende amorphe Metallzusammensetzung aufweist und das eine maximale durch Siebgröße definierte Partikelgröße von 45 μm oder weniger und eine mittlere Partikelgröße von 30 μm oder weniger und ein dazu in einer Menge von 10% der Masse oder weniger zugegebenes Bindemittel aufweist, erhalten, um extrem geringe Verlust-Eigenschaften bei hohen Frequenzen zu bieten, was es herkömmlicherweise nicht gab. Durch Anbringen einer Spule an einen derartigen Pressmasse-Kern wird ein Induktionsbauteil erhalten, welches hervorragend bezüglich der Q-Charakteristik ist. Durch integrales Zusammenfügen eines Magnetkörpers und einer gewickelten Spule durch Druck-Formen in einem Zustand, wo die gewickelte Spule im Magnetkörper eingeschlossen ist, wird ferner ein Induktions-Bauteil erhalten, welches auf große Spannungen bei hohen Frequenzen angepasst ist.
  • Der genaue Grund für das Festlegen der Pulver-Partikelgröße ist, dass, wenn die durch Siebgröße definierte maximale Partikelgröße 45 μm übersteigt, die Q-Charakteristik in einem Hochfrequenz-Bereich verschlechtert ist und ferner die Q-Charakteristik bei 500 kHz oder mehr 40 nicht übersteigt, es sei denn, die mittlere Partikelgröße beträgt 30 μm oder weniger. Ferner wird der Q-Wert (1/tanσ) bei 1 MHz oder mehr nicht 50 oder mehr, es sei denn, die mittlere Partikelgröße beträgt 20 μm oder weniger. Da der spezifische Widerstand der Legierung des Pulvers aus amorpher weichmagnetischer Legierung gegenüber herkömmlichen Materialien etwa 2 bis 10 mal höher ist, ist es vorteilhaft, dass die Q-Charakteristik bei gleicher Partikelgröße höher wird. Wenn es ohne Bedeutung ist, ob die Q-Charakteristik die gleiche ist oder nicht, können die Pulver-Herstellungskosten durch Erhöhen eines verwendbaren Partikelgrößen-Bereichs verringert werden.
  • In Bezug auf 5 wird ein anderes Beispiel gemäß einem Grundaufbau eines Hochfrequenz-Induktionsbauteils 103 dieser Erfindung in einem Zustand gezeigt, wo das Induktions-Bauteil 103 durch integrales Zusammenfügen eines Magnetkörpers 8 und eines gewickelten Spulen-Elements 7, das aus dem vorangehenden Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung durch Pressformen in einem Zustand gefertigt ist, wo eine gewickelte Spule 6 im Magnetkörper 8 eingeschlossen ist. Zeichen "5" stellt einen von der gewickelten Spule 6 sich erstreckenden herausgezogenen Spulenabschnitt dar.
  • In dieser Erfindung stellt "amorph" einen Zustand dar, wo ein Röntgenbeugungs(XRD)-Profil, das durch Messen der Oberfläche eines Bandes oder Pulvers durch eine normale Röntgenbeugungs-Methode erhalten wird, nur einen breiten Peak zeigt. Wenn aufgrund der kristallinen Phase ein scharfer Peak anwesend ist, wird dies andererseits als "kristalline Phase" bewertet.
  • In dieser Erfindung tritt, wenn ein Band oder Pulver im amorphen Zustand in einer Inertatmosphäre, wie eine Ar-Gas-Atmosphäre, bezüglich Temperatur erhöht wird, nach dem Auftreten eines Glasübergangs-Phänomens ein Kristallisationsphänomen während der Temperaturerhöhung auf. Die Start-Temperatur dieses Glas-Übergangsphänomens ist als eine Glas-Übergangstemperatur (Tg) gegeben, und ein Temperaturbereich zwischen der Glasübergangstemperatur (Tg) und der Kristallisationstemperatur (Tx) ist als ein Bereich unterkühlter Flüssigkeit (Tx-Tg) gegeben. Glasübergangstemperaturen, Kristallisationstemperaturen und Bereiche unterkühlter Flüssigkeit wurden unter den Bedingungen untersucht, wo die Heizrate auf 40 K/min gesetzt wurde.
  • [Beispiele]
  • Diese Erfindung wird hiernach im Hinblick auf Beispiele im Detail beschrieben.
  • (Beispiele 1 bis 15)
  • Reine Metallmaterialien von Fe, P, B, Al, V, Cr, Y, Zr, Nb, Mo, Ta und W wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden unter Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen Bänder, die jeweils Dicken von 20 μm und 200 μm aufweisen, durch Verwendung eines Verfahrens mit einer Einzelwalze durch Einstellen der Drehzahl hergestellt.
  • Zum Vergleich wurde eine Mutterlegierung, die die gleiche Zusammensetzung wie die des kommerzialisierten METGLAS 2605-S2 aufwies, durch Hochfrequenz-Heizen hergestellt und dann durch das Verfahren mit einer Einzelwalze zu 20 μm- und 200 μm-Bändern geformt.
  • In Bezug auf jedes der 200-μm Bänder wurde eine freie, mit der langsamsten Kühlrate verfestigte Oberfläche, welche nicht in Kontakt mit einer Kupferwalze war, unter Verwendung der Röntgenbeugungs-Methode gemessen, wodurch ein Röntgenbeugungsprofil erhalten wurde, und es wurde als "amorphe Phase" bewertet, wenn das erhaltene Röntgenbeugungs-Profil nur einen breiten Peak zeigte, während es andernfalls als "kristalline Phase" bewertet wurde. Ferner wurden bei Verwenden der 20 μm-Bänder durch ein bzw. eine Differentialrasterkalorimeter bzw. – Kalorimetrie (DSC) thermische Eigenschaften untersucht. Dementsprechend wurden die Glasübergangstemperaturen und die Kristallisationstemperaturen gemessen und daraus die Bereiche unterkühlter Flüssigkeit berechnet. In Bezug auf die magnetischen Eigenschaften wurden die 20 μm-Bänder zu gewickelten Magnetkernen geformt, dann wurden anfängliche Permeabilitäten mittels eines Impendanz-Analysators gemessen und Koerzitivfeldstärken wurden mittels eines Gleichstrom B-H-Tracers gemessen. In diesem Fall wurden die jeweiligen Proben in einer Ar-Atmosphäre 5 Minuten bei der Glasübergangstemperatur wärmebehandelt. Jene Proben ohne Glasübergangstemperaturen wurden jeweils 5 Minuten bei einer Temperatur wärmebehandelt, die um 30 °C geringer als die Kristallisationstemperatur war. Tabelle 1
    Figure 00320001
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 1 bis 15 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, weisen sie wie in Tabelle 1 gezeigt jeweils Bereiche unterkühlter Flüssigkeit auf und sind hervorragend bezüglich dem Glas-Gestaltungsvermögen und den weichmagnetischen Eigenschaften. 6 zeigt XRD-Ergebnisse von unterschiedliche Dicken aufweisenden Fe78P8B10Mo4-Bändern. Aus 6 wird verständlich, dass das Röntgenbeugungsprofil bis 200 μm nur breite Peaks aufweist, folglich wird eine "amorphe Phase" erhalten. Dies gilt auch für die anderen Beispiele. Vom praktischen Standpunkt aus ist es schwierig, ein eine Dicke von 1 μm oder weniger aufweisendes Band herzustellen. Andererseits weisen die Vergleichsbeispiele 2, 4 und 5 keine Bereiche unterkühlter Flüssigkeit auf und sind schlecht bezüglich dem Glas-Gestaltungsvermögen und den weichmagnetischen Eigenschaften. Vergleichsbeispiele 1 und 3 weisen jeweils einen Bereich unterkühler Flüssigkeit auf, obgleich dieser schmal ist, aber das Glas-Gestaltungsvermögen ist gering und es ist nicht möglich, ein eine Dicke von 200 μm oder mehr aufweisendes Band herzustellen.
  • (Beispiele 16 bis 24)
  • Reine Metallmaterialien von Fe, P, B, Al, V, Cr, Nb, Mo, Ta, W und Si wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden unter Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen Bänder, die jeweils Dicken von 20 μm und 200 μm aufweisen, durch Verwendung des Verfahrens mit einer Einzelwalze durch Einstellen der Drehzahl hergestellt.
  • In Bezug auf jedes der 200 μm-Bänder wurde eine freie, mit der langsamsten Kühlrate verfestigte Oberfläche, welche nicht in Kontakt mit einer Kupferwalze war, unter Verwendung der Röntgenbeugungs-Methode gemessen, wodurch ein Röntgenbeugungsprofil erhalten wurde, und es wurde als "amorphe Phase" bewertet, wenn das erhaltene Röntgenbeugungs- Profil nur einen breiten Peak zeigte, während es andernfalls als "kristalline Phase" bewertet wurde. Ferner wurden bei Verwenden der 20 μm-Bänder durch ein bzw. eine Differentialrasterkalorimeter bzw. -Kalorimetrie (DSC) thermische Eigenschaften untersucht. Dementsprechend wurden die Glasübergangstemperaturen und die Kristallisationstemperaturen gemessen und daraus die Bereiche unterkühlter Flüssigkeit berechnet. In Bezug auf die magnetische Eigenschaften wurden die 20 μm-Bänder zu gewickelten Magnetkernen geformt, dann wurden anfängliche Permeabilitäten mittels eines Impendanz-Analysators gemessen und Koerzitivfeldstärken wurden mittels eines Gleichstrom B-H-Tracers gemessen. In diesem Fall wurden die jeweiligen Proben in einer Ar-Atmosphäre 5 Minuten bei der Glasübergangstemperatur wärmebehandelt. Jene Proben ohne Glasübergangstemperaturen wurden jeweils 5 Minuten bei einer Temperatur wärmebehandelt, die um 30 °C geringer als die Kristallisationstemperatur war. Tabelle 2
    Figure 00340001
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 16 bis 24 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, weisen sie wie in Tabelle 2 gezeigt jeweils Bereiche unterkühlter Flüssigkeit auf und sind hervorragend bezüglich dem Glas-Gestaltungsvermögen und den weichmagnetischen Eigenschaften. Andererseits weist Vergleichsbeispiel 6 keinen Bereich unterkühlter Flüssigkeit auf und ist gering bezüglich dem Glas-Gestaltungsvermögen und daher ist es nicht möglich, ein eine Dicke von 200 μm oder mehr aufweisendes Band herzustellen, und ferner ist Vergleichsbeispiel 6 dürftig bezüglich der weichmagnetischen Eigenschaften. Aus 6 wird verständlich, dass das Röntgenbeugungsprofil bis 200 μm nur breite Peaks aufweist, folglich wird eine "amorphe Phase" erhalten. Dies gilt auch für die anderen Beispiele. Vom praktischen Standpunkt aus ist es schwierig, ein eine Dicke von 1 μm oder weniger aufweisendes Band herzustellen. Andererseits weisen die Vergleichsbeispiele 2, 4 und 5 keine Bereiche unterkühlter Flüssigkeit auf und sind schlecht bezüglich dem Glas-Gestaltungsvermögen und den weichmagnetischen Eigenschaften. Vergleichsbeispiele 1 und 3 weisen jeweils einen Bereich unterkühler Flüssigkeit auf, obgleich dieser schmal ist, aber das Glas-Gestaltungsvermögen ist gering und es ist nicht möglich, ein eine Dicke von 200 μm oder mehr aufweisendes Band herzustellen.
  • (Beispiele 25 bis 29)
  • Reine Metallmaterialien von Fe, Co, Ni, P, B und Mo wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden unter Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen Bänder, die jeweils Dicken von 20 μm und 200 μm aufweisen, durch Verwendung des Verfahrens mit einer Einzelwalze durch Einstellen der Drehzahl hergestellt.
  • In Bezug auf jedes der 200 μm-Bänder wurde eine freie, mit der langsamsten Kühlrate verfestigte Oberfläche, welche nicht in Kontakt mit einer Kupferwalze war, unter Verwendung der Röntgenbeugungs-Methode gemessen, wodurch ein Röntgenbeugungsprofil erhalten wurde, und es wurde als "amorphe Phase" bewertet, wenn das erhaltene Röntgenbeugungs-Profil nur einen breiten Peak zeigte, während es andernfalls als "kristalline Phase" bewertet wurde. Ferner wurden die thermischen Eigenschaften unter Verwendung der 20 μm-Bänder mittels DSC untersucht. Dementsprechend wurden die Glasübergangstemperaturen und die Kristallisationstemperaturen gemessen und daraus die Bereiche unterkühlter Flüssigkeit berechnet. In Bezug auf die magnetischen Eigenschaften wurden die 20 μm-Bänder zu gewickelten Magnetkernen geformt, dann wurden die anfängliche Permeabilitäten mittels eines Impendanz-Analysators gemessen und die Koerzitivfeldstärken wurden mittels eines Gleichstrom B-H-Tracers gemessen. In diesem Fall wurden die jeweiligen Proben in einer Ar-Atmosphäre 5 Minuten bei der Glasübergangstemperatur wärmebehandelt. Jene Proben ohne Glasübergangstemperaturen wurden jeweils 5 Minuten bei einer Temperatur wärmebehandelt, die um 30 °C geringer als die Kristallisationstemperatur war.
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 25 bis 29 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, weisen sie wie in Tabelle 3 gezeigt jeweils Bereiche unterkühlter Flüssigkeit auf und sind hervorragend bezüglich dem Glas-Gestaltungsvermögen und den weichmagnetischen Eigenschaften. Andererseits, obwohl das Vergleichsbeispiel 7 einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist und hervorragend bezüglich dem Glas-Gestaltungsvermögen ist, bietet es keinen Magnetismus bei Raumtemperatur. Tabelle 3
    Figure 00370001
  • (Beispiele 30 bis 33)
  • Reine Metallmaterialien von Fe, Co, Ni, P, B, Mo und Si wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden unter Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen Bänder, die jeweils Dicken von 20 μm und 200 μm aufweisen, durch Verwendung des Verfahrens mit einer Einzelwalze durch Einstellen der Drehzahl hergestellt.
  • In Bezug auf jedes der 200 μm-Bänder wurde eine freie, mit der langsamsten Kühlrate verfestigte Oberfläche, welche nicht in Kontakt mit einer Kupferwalze war, unter Verwendung der Röntgenbeugungs-Methode gemessen, wodurch ein Röntgenbeugungsprofil erhalten wurde, und es wurde als "amorphe Phase" bewertet, wenn das erhaltene Röntgenbeugungs-Profil nur einen breiten Peak zeigte, während es andernfalls als "kristalline Phase" bewertet wurde. Ferner wurden bei Verwenden der 20 μm-Bänder mittels DSC die thermischen Eigenschaften untersucht. Dementsprechend wurden die Glasübergangstemperaturen und die Kristallisationstemperaturen gemessen und daraus die Bereiche unterkühlter Flüssigkeit berechnet. In Bezug auf die magnetischen Eigenschaften wurden die 20 μm-Bänder zu gewickelten Magnetkernen geformt, dann wurden anfängliche Permeabilitäten mittels eines Impendanz-Analysators gemessen und Koerzitivfeldstärken wurden mittels eines Gleichstrom B-H-Tracers gemessen. In diesem Fall wurden die jeweiligen Proben in einer Ar-Atmosphäre 5 Minuten bei der Glasübergangstemperatur wärmebehandelt. Jene Proben ohne Glasübergangstemperaturen wurden jeweils 5 Minuten bei einer Temperatur wärmebehandelt, die um 30 °C geringer als die Kristallisationstemperatur war. Tabelle 4
    Figure 00390001
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 30 bis 33 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, weisen sie wie in Tabelle 4 gezeigt jeweils Bereiche unterkühlter Flüssigkeit auf, und sind hervorragend bezüglich dem Glas-Gestaltungsvermögen und den weichmagnetischen Eigenschaften. Andererseits, obwohl das Vergleichsbeispiel 8 einen Bereich unterkühlter Flüssigkeit aufweist und hervorragend bezüglich dem Glas-Gestaltungsvermögen ist, bietet es keinen Magnetismus bei Raumtemperatur.
  • (Beispiele 34 bis 36)
  • Reine Metallmaterialien von Fe, P, B, Al, Nb und Mo wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden unter Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen durch das Wasser-Atomisierungsverfahren amorphe weichmagnetische Bänder hergestellt.
  • Zum Vergleich wurde eine Mutterlegierung, die die gleiche Zusammensetzung wie die des kommerzialisierten METGLAS 2605-52 aufwies, durch Hochfrequenz-Heizen hergestellt und dann durch das Wasser-Atomisierung zu einem amorphen weichmagnetischen Pulver geformt.
  • Die erhaltenen weichmagnetischen Pulver wurden jeweils in Partikelgrößen von 200 μm oder weniger klassifiziert und dann unter Verwendung des Röntgenbeugungs-Verfahrens gemessen, wodurch Röntgenbeugungs-Profile erhalten werden, und es wurde mit "amorphe Phase" bewertet, wenn das erhaltene Röntgenbeugungs-Profil nur einen breiten Peak zeigte, während es andernfalls als "kristalline Phase" bewertet wurde. Tabelle 5
    Figure 00400001
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 34 bis 36 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, ist es wie in Tabelle 5 gezeigt möglich, die amorphen weichmagnetischen Pulver durch das Wasser-Atomisierungsverfahren herzustellen. 7 zeigt XRD-Ergebnisse von Fe78P8B10Mo4-Pulvern, die über die Klassifikation unterschiedliche Partikelgrößen aufweisen. Aus 7 wird verständlich, dass das Röntgenbeugungsprofil bis 200 μm nur breite Peaks aufweist, folglich wird eine "amorphe Phase" erhalten. Dies gilt auch für die anderen Beispiele. Andererseits weist Vergleichsbeispiel 9 kein Glas-Gestaltungsvermögen auf, und daher liegt das erhaltene Pulver in der kristallinen Phase vor. Es war nicht möglich, ein amorphes weichmagnetisches Pulver zu erhalten.
  • (Beispiele 37 bis 60)
  • Materialien von Fe, Co, Ni, Fe-P, Fe-B, Fe-Si, Al, Fe-V, Fe-Cr, Y, Zr, Fe-Nb, Fe-Mo, Ta, W, Ti, C, Mn und Cu wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden unter Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen Bänder, die jeweils Dicken von 20 μm und 200 μm aufweisen, durch Verwendung des Verfahrens mit einer Einzelwalze durch Einstellen der Drehzahl hergestellt.
  • Zum Vergleich wurde eine Mutterlegierung, die die gleiche Zusammensetzung wie die des kommerzialisierten METGLAS 2605-S2 aufwies, durch Hochfrequenz-Heizen hergestellt und dann durch das Verfahren mit einer Einzelwalze zu 20 μm- und 200 μm-Bändern geformt.
  • In Bezug auf jedes der 200 μm-Bänder wurde eine freie festgewordene Oberfläche mit der langsamsten Kühlrate, welche nicht in Kontakt mit einer Kupferwalze war, unter Verwendung der Röntgenbeugungs-Methode gemessen, wodurch ein Röntgenbeugungs-Profil erhalten wurde, und es wurde als "amorphe Phase" bewertet, wenn das erhaltene Röntgenbeugungs-Profil nur einen breiten Peak zeigte, während es andernfalls als "kristalline Phase" bewertet wurde. Ferner wurden unter Verwendung der 20 μm-Bänder durch ein DSC thermische Eigenschaften untersucht. Dementsprechend wurden die Glasübergangstemperaturen und die Kristallisationstemperaturen gemessen und daraus die Bereiche unterkühlter Flüssigkeit berechnet. In Bezug auf die magnetischen Eigenschaften wurden die 20 μm-Bänder verwendet, und die magnetischen Sättigungs-Flussdichten davon wurden unter Verwendung eines Magnetfeldstärkenmessgeräts mit vibrierender Probe (VSM) gemessen.
  • Figure 00430001
  • Figure 00440001
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 37 bis 60 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, weisen sie wie in Tabelle 6-1 und Tabelle 6-2 gezeigt jeweils Bereiche unterkühlter Flüssigkeit auf und sind hervorragend bezüglich dem Vermögen zum Bilden von Amorphie und den weichmagnetischen Eigenschaften. Andererseits, weisen die Vergleichsbeispiele 10, 11, 12, 13, 14, 15, 17 und 20 nur kleine oder keine Bereiche unterkühlter Flüssigkeit auf und sie sind dürftig bezüglich dem Vermögen zum Bilden von Amorphie. Vergleichsbeispiele 16, 18 und 19 sind gut bezüglich dem Vermögen zum Bilden von Amorphie, aber Tc und Bs sind gering. Im Vergleichsbeispiel 15 ist der Bereich unterkühlter Flüssigkeit schmal, das Vermögen zum Bilden von Amorphie ist dürftig und ferner ist die Glasübergangstemperatur hoch.
  • (Beispiele 61 bis 70)
  • Materialien von Fe, Fe-P, Fe-B, Fe-Cr, Fe-Nb, Ti, C, Mn und Cu wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden durch die Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen Bänder, die eine Dicke von 50 μm aufweisen, durch Verwendung des Verfahrens mit einer Einzelwalze hergestellt.
  • Zum Vergleich wurde eine Mutterlegierung, die die gleiche Zusammensetzung wie die des kommerzialisierten METGLAS 2605-S2 aufwies, durch Hochfrequenz-Heizen hergestellt und dann durch das Verfahren mit einer Einzelwalze zu 50 μm-Bändern geformt.
  • Für die jeweiligen Bänder wurden die Korrosionsgeschwindigkeiten untersucht. Das 50 μm-Band wurde in eine 1-normale NaCl-Lösung gelegt, und die Gewichtsänderung wurde untersucht, und die Korrosionsgeschwindigkeit wurde aus dem Flächeninhalt und der Zeit berechnet. Beispiele davon sind in Tabelle 7 gezeigt.
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 61 bis 70 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, sind sie wie in Tabelle 7 gezeigt jeweils hervorragend bezüglich Korrosionsbeständigkeit, d.h. ihre Korrosionsgeschwindigkeiten sind gering. Andererseits ist das Vergleichsbeispiel 21 dürftig bezüglich der Korrosionsbeständigkeit, d.h. seine Korrosionsgeschwindigkeit ist groß. Tabelle 7
    Figure 00460001
  • (Beispiele 71 bis 73)
  • Materialien von Fe, Fe-P, Fe-B, Fe-Cr, Fe-Nb, Ti, C, Mn und Cu wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden durch die Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen Bänder, die eine Dicke von 20 μm aufweisen, durch Verwendung des Verfahrens mit einer Einzelwalze hergestellt.
  • Zum Vergleich wurde eine Mutterlegierung, die die gleiche Zusammensetzung wie die des kommerzialisierten METGLAS 2605-S2 aufwies, durch Hochfrequenz-Heizen hergestellt und dann durch das Verfahren mit einer Einzelwalze zu einem 20 μm-Band geformt.
  • Jedes der 20 μm-Bänder wurde zu einem gewickelten Magnetkern geformt, wobei überlappende Bereiche davon bondiert waren und durch ein dazwischen eingefügtes Silikonharz isoliert waren, dann wurden die anfänglichen Permeabilitäten mittels eines Impendanz-Analysators gemessen. In diesem Fall wurden die Proben jeweils in einer Ar-Atmosphäre 60 Minuten bei 350°C wärmebehandelt. Andererseits wurden aus METGLAS 2605-52 gefertigte Proben 60 Minuten bei 425°C wärmebehandelt. Tabelle 8
    Figure 00470001
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 71 bis 73 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, sind sie wie in Tabelle 8 gezeigt hervorragend bezüglich den weichmagnetischen Eigenschaften. Andererseits ist Vergleichsbeispiel 22 dürftig bezüglich den weichmagnetischen Eigenschaften.
  • (Beispiele 74 bis 78)
  • Materialien von Fe, Fe-P, Fe-B, Fe-Cr, Fe-Nb, Ti, C, Mn und Cu wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden durch die Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen Bänder, die jeweils Dicken von 20 bis 170 μm aufweisen, unter Verwendung des Verfahrens mit einer Walze durch Einstellen der Drehzahl hergestellt.
  • Zum Vergleich wurde eine Mutterlegierung, die die gleiche Zusammensetzung wie die des kommerzialisierten METGLAS 2605-s2 aufwies, durch Hochfrequenz-Heizen hergestellt und dann durch das Verfahren mit einer Einzelwalze zu einem 20 μm-Band geformt.
  • Stücke von jedem Band wurden laminiert, um einen laminierten Magnetkern zu bilden, der eine Breite von 1 mm, eine Länge von 16 mm und eine Dicke von 1 mm aufwies. Die Bandstücke wurden durch ein Silikonharz miteinander bondiert und voneinander isoliert. Ls und Q wurden, nach Anbringen einer Spule mit 1200 Windungen an jeden der laminierten Magnetkerne, mittels eines Impendanz-Analysators gemessen. In diesem Fall wurden die jeweiligen Proben 60 Minuten bei 350°C wärmebehandelt. Andererseits wurde die aus METGLAS 2605-52 gefertigte Probe 60 Minuten bei 425°C wärmebehandelt. Ergebnisse der Messung der Proben sind in Tabelle 9 gezeigt. Tabelle 9
    Figure 00490001
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 74 bis 78 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, sind sie wie in Tabelle 9 gezeigt hervorragend bezüglich den weichmagnetischen Eigenschaften bei hohen Frequenzen. Andererseits, da Vergleichsbeispiel 23 eine 150 μm überschreitende Dicke aufweist, sind die Eigenschaften bei hohen Frequenzen aufgrund des Eisenverlusts dürftig. Ferner ist das Vergleichsbeispiel 2, das die Zusammensetzung außerhalb der Zusammensetzungsbereichs dieser Erfindung aufweist, dürftig bezüglich den weichmagnetischen Eigenschaften bei hohen Frequenzen.
  • (Beispiele 79 bis 82)
  • Materialien von Fe, Fe-P, Fe-B, Fe-Cr, Fe-Nb, Ti, C, Mn und Cu wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden mittels des Wasser-Atomisierungs-Verfahren Pulver hergestellt.
  • Zum Vergleich wurde eine Mutterlegierung, die die gleiche Zusammensetzung wie die des kommerzialisierten METGLAS 2605-52 aufwies, durch Hochfrequenz-Heizen hergestellt und dann durch das Wasser-Atomisierungsverfahren gebildet.
  • Jedes der erhaltenen Pulver wurde in Partikelgrößen von 200 μm oder weniger klassifiziert und dann durch die Verwendung der Röntgenbeugungs-Methode gemessen, wodurch Röntgenbeugungs-Profile erhalten werden, und es wurde mit "amorphe Phase" bewertet, wenn das erhaltene Röntgenbeugungs-Profil nur einen breiten Peak zeigte, während es andernfalls als "kristalline Phase" bewertet wurde. Tabelle 10
    Figure 00500001
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 79 bis 82 in den Zusammensetzungsbereich dieser Erfindung fallen, ist es wie in Tabelle 10 gezeigt möglich, die amorphen weichmagnetischen Pulver durch das Wasser-Atomisierungsverfahren herzustellen. Andererseits, weisen Vergleichsbeispiele 25 und 26 kein Vermögen zum Bilden von Amorphie auf und daher liegen die erhaltenden Pulver in der kristallinen Phase vor. Es war nicht möglich, amorphe weichmagnetische Pulver zu erhalten.
  • (Beispiele 83 bis 86)
  • Materialien von Fe, Fe-P, Fe-B, Fe-Cr, Fe-Nb, Ti, C, Mn und Cu wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden unter Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen mittels des Wasser-Atomisierungs-Verfahren amorphe weichmagnetische Pulver hergestellt. Jedes der Pulver wurde mit 5 Masse-% Silikonharz gemischt, das in einem Lösungsmittel gelöst wurde, um granuliert zu werden, und dann wurde jedes bei 980 MPa (10 t/cm2) zu einem Pressmasse-Kern gepresst, der einen Außendurchmesser von 18 mm, einen Innendurchmesser von 12 mm und eine Dicke 3 mm aufwies.
  • Zum Vergleich wurden auch jeweils ein Fe-Pulver, ein Fe-Si-Cr-Pulver und ein Sendust-Pulver, welche durch Wasser-Atomisierung hergestellt wurden, mit 5 Masse-% Silikonharz gemischt, das in einem Lösungsmittel gelöst wurde, um granuliert zu werden, und dann wurde jedes bei 980 MPa (10 t/cm2) zu einem Pressmasse-Kern gepresst, der einen Außendurchmesser von 18 mm, einen Innendurchmesser von 12 mm und eine Dicke 3 mm aufwies.
  • Die anfänglichen Permeabilitäten wurden in Bezug auf die erhaltenen Pressmasse-Kerne durch einen Impendanz-Analysator gemessen, und Fe-Verluste und Dichten wurden mittels eines Wechselstrom B-H-Analysators gemessen. In diesem Fall wurden die Proben jeweils in einer Ar-Atmosphäre 60 Minuten bei 350°C wärmebehandelt. Andererseits wurden die aus dem Fe-Pulver und dem Fe-Si-Cr-Pulver gefertigten Pulver 60 Minuten bei 500°C wärmebehandelt, während die aus Sendust-Pulver gefertigte Probe 60 Minuten bei 700°C wärmebehandelt wurde. Die gemessenen anfänglichen Permeabilitäten, Verluste und Dichten sind in Tabelle 11 gezeigt. Tabelle 11
    Figure 00520001
  • Da die aus amorphen weichmagnetischen Pulvern gefertigten Pressmassen-Kerne der Beispiele 83 bis 86 in den Bereich dieser Erfindung fallen, wird wie in Tabelle 11 gezeigt klar, dass die Verluste davon sehr gering sind. Andererseits ist Vergleichsbeispiel 27 ein aus Fe-Pulver gefertigter Pressmasse-Kern, und obwohl dessen Dichte hoch ist, sind die anfänglichen Permeabilitäten und der Verlust bei hohen Frequenzen extrem schlecht. Bei den Vergleichsbeispielen 28 und 29 sind die Verluste ebenfalls sehr schlecht.
  • (Beispiele 87 bis 110)
  • Zuerst wurden, als ein Pulver-Herstellungsprozess, reine Metallelement-Materialien von Fe, Co, Ni, P, B, Si, Mo, Al, V, Cr, Y, Zr, Nb, Ta und W jeweils gemäß den vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden unter Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen mittels des Wasser- Atomisierungs-Verfahren verschiedene weichmagnetische Pulver hergestellt.
  • Dann wurde, als ein Formprodukt-Herstellungsprozess, jedes der erhaltenen Legierungs-Pulver in Partikelgrößen von 45 μm oder weniger klassifiert und dann gemischt mit einem Silikonharz als Bindemittel in einer Menge von 4 Masse-%, und danach wurde jedes unter Verwendung einer Form-Matrize, die eine Rille mit 27 mm Außendurchmesser und 14 mm Innendurchmesser aufwies, bei Raumtemperatur mit 1,18 GPa (etwa 12 t/cm2) Druck beaufschlagt, um eine Höhe von 5 mm aufzuweisen, wodurch jeweils geformte Produkte erhalten werden.
  • Ferner wurden nach Harzaushärten der erhaltenen geformten Produkte die Gewichte und Größen der geformten Produkte gemessen und dann wurden jeweils Spulen, von denen jede eine passende Zahl an Windung aufwies, auf die geformten Produkte, d.h. den Magnetkernen, angewendet wurden, wodurch jeweilige Induktions-Bauteile (jeweils wie in 2 gezeigt) hergestellt wurden.
  • Dann wurde die magnetische Permeabilität in Bezug auf jede der erhaltenen Proben, d.h. Induktions-Bauteile, aus einem Induktions-Wert bei 100 kHz unter Verwendung eines LCR-Meters abgeleitet, und ferner wurde die magnetische Sättigungs-Flußdichte mittels eines bei Gleichstrom magnetische Eigenschaften messenden Geräts gemessen, als ein Magnetfeld von 1,6 × 104 A/m angelegt wurde. Ferner wurden die oberen und unteren Oberflächen jedes Magnetkerns poliert, und dann wurde die XRD (Röntgenstrahlenbeugung)-Messung durchgeführt, um die Phase festzustellen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 12-1 und Tabelle 12-2 gezeigt. Tabelle 12-1
    Figure 00540001
    Tabelle 12-2
    Figure 00550001
  • In Tabelle 12 sind die Zusammensetzungsverhältnisse der jeweiligen Proben gezeigt, und es wurde als "amorphe Phase" bewertet, wenn in einem durch die XRD-Messung erhaltenen XRD-Muster nur ein breiter Peak, der für die amorphe Phase typisch ist, detektiert wurde, während es als "kristalline Phase" bewertet wurde, wenn aufgrund der kristallinen Phase ein scharfer Peak zusammen mit einem breiten Peak beobachtet wurde oder wenn nur ein scharfer Peak ohne breiten Peak beobachtet wurde. In Bezug auf jene Proben, die die Zusammensetzungen aufwiesen, die die amorphe Phase zeigten, wurde eine thermische Analyse mittels DSC durchgeführt, um die Glasübergangstemperaturen (Tg) und Kristallisationstemperaturen (Tx) zu messen, und es wurde bestätigt, dass ΔTx für alle diese Proben 20°C oder mehr betrug. Die spezifische Widerstände der jeweiligen geformten Produkte (Magnetkerne) wurden mittels der Zwei-Anschluß-Methode bei Gleichstrom gemessen, und es wurde bestätigt, dass alle Proben gute Werte von 1 Ω·cm oder mehr zeigten.
  • Die DSC-Heizrate wurde auf 40 K/min festgesetzt. Aus den Beispielen 87 bis 89 und den Vergleichsbeispielen 30 bis 33 wird verständlich, dass die amorphe Phase, die in der Lage ist, eine hohe Permeabilität zu erzielen, nicht gebildet werden kann, wenn der Gehalt an P oder B weniger als 2% oder mehr als 16% beträgt, während die amorphe Phase gebildet werden kann, wenn der Gehalt an P und der Gehalt an B beide in einem Bereich von 2% oder mehr und 16% oder weniger liegen. Aus den Beispielen 90 bis 92 und den Vergleichsbeispielen 34 und 35 wird verständlich, dass die amorphe Phase nicht gebildet werden kann, wenn der Gehalt an Mo 0% oder mehr als 10% beträgt, während die amorphe Phase gebildet werden kann, wenn der Gehalt an Mo mehr als 0% und 10% oder weniger beträgt. Aus den Beispielen 93 und 94 und dem Vergleichsbeispiel 36 wird verständlich, dass die amorphe Phase sogar gebildet werden kann, wenn Si in einem Bereich von 8% oder weniger zugegeben wird. Aus den Beispielen 95 bis 102 wird verständlich, dass die amorphe Phase sogar gebildet werden kann, wenn Mo durch Al, V, Cr, Y, Zr, Nb, Ta oder W ersetzt wird. Aus den Beispielen 103 bis 110 wird ersichtlich, dass Fe teilweise durch Co und/oder Ni ersetzt werden kann, aber aus den Vergleichsbeispielen 37 und 38 wird verständlich, dass, wenn Fe völlig ersetzt wird, die magnetische Flussdichte Null wird, obwohl die amorphe Phase erhalten wird, was daher für das Gebiet dieser Erfindung nicht geeignet ist.
  • (Beispiele 111 bis 132)
  • Als ein Pulver-Herstellungsprozess wurden zuerst reine Metallelement-Materialien von Fe, Co, Ni, P, B, Si, Mo, Al, V, Cr, Y, Zr, Nb, Ta, W, Ti, C, Mn und Cu jeweils gemäß den vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Unter Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen wurden danach verschiedene weichmagnetische Legierungs-Pulver mittels der Wasser-Atomisierungsmethode hergestellt.
  • Als ein Formprodukt-Herstellungsprozess wurden dann die erhaltenen Legierungs-Pulver jeweils in Partikelgrößen von 45 μm oder weniger klassifiziert und dann gemischt mit einem Silikonharz als Bindemittel in einer Menge von 4 Masse-%, und danach wurde jedes unter Verwendung einer eine Rille mit 27 mm Außendurchmesser und 14 mm Innendurchmesser aufweisenden Form-Matrize bei Raumtemperatur mit 1,18 GPa (etwa 12 t/cm2) Druck beaufschlagt, um eine Höhe von 5 mm aufzuweisen, wodurch die jeweiligen geformten Produkte erhalten wurden.
  • Nach der Harz-Aushärtung der erhaltenen geformten Produkte wurden ferner die Gewichte und Größen der geformten Produkte gemessen, und dann wurden jeweils Spulen, von denen jede ein passende Zahl an Windungen aufwies, an den geformten Produkten, d.h. den Magnetkernen, angebracht, wodurch die jeweiligen Induktions-Bauteile (jeweils wie in 2 gezeigt) hergestellt wurden.
  • In Bezug auf jede der erhaltenen Proben, d.h. Induktions-Bauteile, wurde dann die magnetische Permeabilität bei einem Induktionswert bei 100 kHz unter Verwendung eines LCR-Meters abgeleitet, und ferner wurde die magnetische Sättigungsflussdichte unter Verwendung eines bei magnetische Eigenschaften bei Gleichstrom messenden Geräts gemessen, als ein Magnetfeld von 1,6 × 104 A/m angelegt wurde. Ferner wurden die oberen und unteren Oberflächen jedes Magnetkerns poliert und dann wurde die XRD (Röntgenstrahlenbeugungs)-Messung durchgeführt, um die Phase festzustellen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 13-1 und Tabelle 13-2 gezeigt.
  • In Tabelle 13-1 und Tabelle 13-2 sind die Zusammensetzungsverhältnisse der jeweiligen Proben gezeigt, und es wurde als "amorphe Phase" bewertet, wenn in einem durch die XRD-Messung erhaltenen XRD-Muster nur ein breiter Peak, der für die amorphe Phase typisch ist, detektiert wurde, während es als "kristalline Phase" bewertet wurde, wenn aufgrund der kristallinen Phase ein scharfer Peak zusammen mit einem breiten Peak beobachtet wurde oder wenn nur ein scharfer Peak ohne breiten Peak beobachtet wurde. In Bezug auf jene Proben, die die Zusammensetzungen aufwiesen, die die amorphe Phase zeigten, wurde eine thermische Analyse mittels DSC durchgeführt, um die Glasübergangstemperaturen (Tg) und Kristallisationstemperaturen (Tx) zu messen, und es wurde bestätigt, dass ΔTx für all diese Proben 20°C oder mehr betrug. Die spezifische Widerstände der jeweiligen geformten Produkte (Magnetkerne) wurden mittels der Zwei-Anschluß-Methode bei Gleichstrom gemessen, und es wurde bestätigt, dass alle Proben gute Werte von 1 Ω·cm oder mehr zeigten.
  • Figure 00590001
  • Figure 00600001
  • Da die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 111 bis 132 in den Zusammensetzungs-Bereich dieser Erfindung fallen, weisen sie wie in Tabelle 13-1 und Tabelle 13-2 gezeigt jeweils Bereiche unterkühlter Flüssigkeit auf und sind hervorragend bezüglich dem Vermögen zum Bilden von Amorphie und den weichmagnetischen Eigenschaften. Andererseits wird verständlich, dass die Vergleichsbeispiele 39 bis 53 bezüglich dem Vermögen zum Bilden von Amorphie dürftig sind, und daher können sie nur die kristalline Phase erhalten und gute Permeabilitätseigenschaften können nicht erhalten werden.
  • (Beispiel 133)
  • In Beispiel 133 wurde mittels des Wasseratomisierungs-Verfahren ein eine Zusammensetzung von Fe77P10B10Nb2Cr1Ti0,1C0,1Mn0,1Cu0,1 aufweisendes Legierungspulver hergestellt, dann wurde das erhaltene Pulver in Partikelgrößen von 45 μm oder weniger klassifiziert und dann der XRD-Messung unterzogen, wodurch ein breiter Peak, der für die amorphe Phase typisch ist, bestätigt wurde. Die thermische Analyse mittels DSC wurde durchgeführt, um die Glasübergangstemperatur (Tg) und die Kristallisationstemperatur (Tx) zu messen, wodurch bestätigt wurde, dass ΔTx (Tx-Tg) 36°C betrug. Dann wurde das Pulver bei einer Temperatur von 400°C gehalten, welche geringer als die Glasübergangstemperatur war, um in der Atmoshäre für 0,5 Stunden wärmebehandelt zu werden, wodurch auf der Oberfläche des Pulvers ein Oxid geformt wurde.
  • Ferner wurde das mit dem Oxid gebildete Pulver jeweils zu einem Silikonharz als Bindemittel in Mengen von 5%, 2,5%, 1% und 0,5% zugegeben, um entsprechende Pulver zu erhalten. Die erhaltenen Pulver wurden jeweils unter Verwendung einer eine Rille mit 27 mm Außendurchmesser und 14 mm Innendurchmesser aufweisenden Form-Matrize mit 1,18 GPa (etwa 12 t/cm2) Druck bei Raumtemperatur, bei einer Temperatur, die 150°C höher als die Erweichungstemperatur des Harzes ist, oder bei 480°C, was in einem Bereich der unterkühlten Flüssigkeit des amorphen weichmagnetischen Metallpulvers liegt, beaufschlagt, um eine Höhe von 5 mm aufzuweisen, wodurch die jeweiligen geformten Produkte erhalten wurden.
  • Nach der Harz-Aushärtung der erhaltenen geformten Produkte wurden ferner die Gewichte und Größen der geformten Produkte gemessen, und dann wurden jeweils Spulen, von denen jede ein passende Zahl an Windungen aufwies, an den geformten Produkten, d.h. den Magnetkernen, angebracht, wodurch jeweilige Induktions-Bauteile (jeweils wie in 2 gezeigt) hergestellt wurden.
  • Dann wurden in Bezug auf jedes der erhaltenen Induktions-Bauteile der Proben Nrn. 1 bis 12 der Pulver-Füllgrad (%), die durch die magnetischen Eigenschaften bei Gleichstrom verursachte magnetische Flussdichte (bei 1,6 × 104 A/m) und der spezifische Widerstand bei Gleichstrom (Ω·cm) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 14 gezeigt. Tabelle 14
    Figure 00620001
  • Aus Tabelle 14 wird verständlich, dass, wenn die Zugabe-Menge des Bindemittels (Harz-Menge) 5% übersteigt, ein hoher spezifischer Widerstands-Wert von ≥10E4 (=105), der mit dem eines Ferrit-Magnetkerns vergleichbar ist, erhalten wird, während ein derartiger Effekt selbst durch Erhöhen der Form-Temperatur nicht festgestellt wird, und eine Formbedingung wie die Raumtemperatur ausreichend ist. Es wird verständlich, dass ein hoher spezifischer Widerstand von 1 Ω·cm oder mehr auch erhalten wird, wenn die Harzmenge 5% beträgt, aber das Formen bei Raumtemperatur ist ebenfalls ausreichend. Ferner wird im Fall der 2,5% betragenden Harzmenge, wenn das Formen bei 150°C durchgeführt wird, der Pulver-Füllgrad signifikant verbessert, um die magnetische Flussdichte zu erhöhen und ferner wird ein spezifischen Widerstand von 0,1 Ω·cm oder mehr erhalten. Außerdem wird verständlich, dass in dem Fall, wo die Harz-Menge 1% oder 0,5% beträgt, wenn das Formen bei 480°C durchgeführt wird, der Pulver-Füllgrad signifikant verbessert wird, um die magnetische Sättigungs-Flussdichte zu erhöhen, und ferner wird ein spezifischer Widerstand von 0,01 Ω·cm oder mehr erhalten.
  • (Beispiel 134)
  • In Beispiel 134 wurde ein Induktions-Bauteil gemäß der Probe Nr. 10 aus Beispiel 133 hergestellt, wobei ein Induktions-Bauteil unter Verwendung eines Hochfrequenz-Magnetkerns hergestellt wurde, der mit dem gleichen Legierungs-Pulver und dem gleichen Herstellungs-Prozess hergestellt wurde und in einer Stickstoff-Atmosphäre 0,5 Stunden bei 450°C wärmebehandelt wurde. Zum Vergleich wurden ferner Induktions-Bauteile hergestellt, die Sendust, ein 6,5% Silizium-Stahl, und ein Fe-basiertes amorphes Material als Magnetkern Materialien verwenden. Die Induktions-Bauteile sind jeweils wie in 2 gezeigt, können aber auch Eines wie in 4 gezeigt sein, das eine Lücke an einem Abschnitt eines magnetischen Weges aufweist. In Bezug auf jedes dieser Induktions-Bauteile wurde die durch magnetische Eigenschaften bei Gleichstrom verursachte magnetische Flussdichte (bei 1,6 × 104 A/m), der spezifische Widerstand bei Gleichstrom (Ω·cm), die Permeabilität zur Induktionswert-Normalisierung und der Eisenverlust (20 kHz 0,1 T) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 15 gezeigt. Tabelle 15
    Figure 00640001
    • *Aufgrund einer Energieversorgungs-Spezifikation, bei welcher eine Lucke an einem Abschnitt des magnetischen Weges gebildet ist
  • Aus Tabelle 15 wird verständlich, dass das Induktions-Bauteil dieser Erfindung eine magnetische Flussdichte aufweist, die zu der des den Eisen-basierten amorphen Magnetkern verwendenden Induktions-Bauteils im Wesentlichen äquivalent ist, während es einen Eisenverlust zeigt, der geringer als der des den Sendust-Magnetkern verwendenden Induktions-Bauteils ist, weshalb es äußerst hervorragende Eigenschaften besitzt. Es wird verständlich, dass in dem den wärmebehandelten Magnetkern aufweisenden Induktions-Bauteil die magnetische Permeabilität und der Eisenverlust verbessert werden, weshalb es ferner noch hervorragendere Eigenschaften besitzt.
  • (Beispiel 135)
  • In Beispiel 135 wurden Wasser-atomisierte Pulver, die die in Tabelle 16 gezeigten Legierungszusammensetzungen aufwiesen und jedes durch ein Standard-Sieb in Partikelgrößen von 20 μm oder weniger gescreent wurde, zu einem Pulver, das zu dem in Beispiel 133 hergestellten identisch ist, in den in Tabelle 16 jeweils gezeigten Verhältnissen zugegeben, wodurch die jeweiligen Pulver erhalten wurden.
  • Die erhaltenen Pulver wurden jeweils versetzt mit einem Silikonharz als Bindemittel in einer Menge von 1,5 Masse-%, und danach wurde jedes unter Verwendung einer Form-Matrize, die eine Rille mit 27 mm Außendurchmesser und 14 mm Innendurchmesser aufwies, bei Raumtemperatur mit 1,18 GPa (etwa 12 t/cm2) Druck beaufschlagt, um eine Höhe von 5 mm aufzuweisen, wodurch jeweils geformte Produkte erhalten wurden. Nach dem Formen wurden die geformten Produkte in einer Ar-Atmosphäre bei 450°C wärmebehandelt
  • Nach Harz-Aushärten des erhaltenen geformten Produkts wurden dann die Gewichte und Größen der geformten Produkte gemessen und dann wurden jeweils Spulen, von denen jede eine passende Zahl an Windung aufwies, auf die geformten Produkten, d.h. den Magnetkernen, angewendet, wodurch Induktions-Bauteile (jeweils wie in 2 gezeigt) hergestellt wurden.
  • In Bezug auf jede des erhaltenen Proben, d.h. Induktions-Bauteile, wurde der Pulver-Füllgrad (%), die magnetische Permeabilität und der Eisenverlust (20 kHz 0,1 T) gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 16 gezeigt. Tabelle 16
    Figure 00660001
  • Aus Tabelle 16 wird verständlich, dass das Induktions-Bauteil dieser Erfindung bezüglich Pulver-Füllgrad durch Zugeben des kleinere Partikelgrößen aufweisenden weichmagnetischen Pulvers zu dem amorphen Metallpulver verbessert wird und die magnetische Permeabilität dementsprechend verbessert wird. Andererseits wird verständlich, dass die Zugabe-Menge vorzugsweise 50% oder weniger beträgt, da der Verbesserungs-Effekt abgeschwächt wird und die Eisenverlust-Eigenschaften extrem verschlechtert werden, wenn die Zugabe-Menge 50% übersteigt.
  • (Beispiel 136)
  • In Beispiel 136 wurden eine Zusammensetzung von Fe77P10B10Nb2Cr1Ti0,1C0,1Mn0,1Cu0,1 aufweisende Legierungspulver durch Ändern der Herstellungs-Bedingungen des Wasseratomisierungs-Verfahrens hergestellt, um die in Tabelle 17 gezeigten Längenverhältnisse aufzuweisen, dann wurden die erhaltenen Pulver in Partikelgrößen von 45 μm oder weniger klassifiziert und dann wurde jedes der XRD-Messung unterzogen, wodurch ein breiter Peak, der für die amorphe Phase typisch ist, bestätigt wurde. Die thermische Analyse mittels DSC wurde durchgeführt, um die Glasübergangstemperatur und die Kristallisationstemperatur zu messen, wodurch ferner bestätigt wurde, dass der unterkühlte Temperaturbereich ΔTx 20°C betrug.
  • Die erhaltenen Pulver wurden jeweils versetzt mit einem Silikonharz als Bindemittel in einer Menge von 3 Masse-%, und danach wurde jedes unter Verwendung einer Form-Matrize, die eine Rille mit 27 mm Außendurchmesser und 14 mm Innendurchmesser aufwies, bei Raumtemperatur mit 1,47 GPa (etwa 15 t/cm2) Druck beaufschlagt, um eine Höhe von 5 mm aufzuweisen, wodurch jeweils geformte Produkte erhalten wurden. Nach dem Formen wurden die geformten Produkte in einer Ar-Atmosphäre bei 450°C wärmebehandelt.
  • Nach Harz-Aushärten der erhaltenen geformten Produkte wurden dann die Gewichte und Größen der geformten Produkte gemessen und dann wurden jeweils Spulen, von denen jede eine passende Zahl an Windung aufwies, auf die geformten Produkten, d.h. den Magnetkernen, angewendet, wodurch jeweilige Induktions-Bauteile (jeweils wie in 2 gezeigt) hergestellt wurden.
  • In Bezug auf jede der erhaltenen Proben, d.h. Induktions-Bauteile, wurde der Pulver-Füllgrad (%) und die magnetische Permeabilität gemessen. Die Ergebnisse sind in Tabelle 17 gezeigt. Tabelle 17
    Figure 00670001
  • Aus Tabelle 17 wird verständlich, dass das Induktions-Bauteil dieser Erfindung durch Erhöhen des Längenverhältnisses des amorphen metallischen Pulvers bezüglich den magnetischen Eigenschaften verbessert wird. Andererseits wird verständlich, dass, da die anfängliche Permeabilität hoch ist, aber die magnetische Permeabilität bezüglich Gleichstrom-Überlagerung verschlechtert wird, wenn das Längenverhältnis 2,0 übersteigt, das Längenverhältnis des Pulvers vorzugsweise 2 oder weniger beträgt.
  • (Beispiel 137)
  • Zuerst wurden, als ein Pulver-Herstellungsprozess, Materialien gewogen, um eine Zusammensetzung von Fe77P10B10Nb2Cr1Ti0,1C0,1Mn0,1Cu0,1 zu erhalten und unter Verwendung dieser wurde mittels eines Hochdruck-Wasser-Atomisierungs-Verfahrens ein feines weichmagnetisches Legierungspulver hergestellt, das Partikelgrößen mit unterschiedlichem Durchschnitt aufwies.
  • Dann wurden, als ein Pulver-Herstellungsprozess, die in Tabelle 18 gezeigten Pulver mittels Screenen der erhaltenen Pulver durch unterschiedliche Standard-Siebe hergestellt, dann wurde jedes versetzt mit einem Silikonharz als Bindemittel in einer Menge von 3 Masse-%, dann wurde jedes zusammen mit einer Spule mit 3,5 Windungen, die 8 mm Außendurchmesser, 4 mm Innendurchmesser und 2 mm Höhe aufwies, in eine 10 mm × 10 mm Form-Matrize eingebracht und angeordnet, um nach dem Formen in der Mitte eines geformten Produkts lokalisiert zu sein, und dann wurde jedes bei Raumtemperatur mit 490 MPa (5 t/cm2) Druck beaufschlagt, um 4 mm Höhe aufzuweisen, wodurch jeweils geformte Produkte erhalten wurden. Dann wurde ein Harz-Aushärten bei 150°C durchgeführt. In Bezug auf die Bedingungen von Probe Nr. 5 wurde auch eine Probe hergestellt, die durch Wärmebehandeln des geformten Produkts in einer Stickstoff-Atmosphäre bei 450°C für 0,5 Stunden erhalten wurde.
  • Dann wurden in Bezug auf jede der erhaltenen Proben, d.h. Induktions-Bauteile, aus der Induktions- und Widerstandsmessung bei den entsprechenden Frequenzen ein Induktions-Wert bei 1 MHz und ein Frequenzhöchstwert und ein Höchstwert von Q unter Verwendung eines LCR-Meters abgeleitet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 18 gezeigt.
  • In Bezug auf jede der Probe-Induktions-Komponenten wurde dann die Stromversorgungs-Umwandlungseffizienz unter Verwendung eines gewöhnlichen Gleichstrom-Gleichstrom Konverter-Evaluierungssatzes gemessen. Die Messbedingungen waren derart, dass die Einspeisung 12V, die Ausspeisung 5V, die Steuerfrequenz 300 kHz und der Ausgangsstrom 1 A betrug. Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 18 gezeigt. Tabelle 18
    Figure 00690001
  • Wie aus Tabelle 18 ersichtlich, erreicht das Induktions-Bauteil dieser Erfindung durch Festsetzen der Sieb-Partikelgröße auf 45 μm oder weniger und der mittlere Partikelgröße auf 30 μm oder weniger eine Höchstfrequenz von Q, die 500 kHz oder mehr ist, und einen Höchstwert von Q, der 40 oder mehr ist, und erreicht gleichzeitig eine Energieversorgungs-Umwandlungseffizienz von 80% oder mehr, was hervorragend ist. Durch Festsetzen der Sieb-Partikelgröße auf 45 μm oder weniger und der mittlere Partikelgröße auf 20 μm oder weniger wird ferner eine 1 MHZ oder mehr beträgende Höchstfrequenz von Q erhalten und ein 50 oder mehr betragender Höchstwert von Q, und bei dieser Begebenheit wird eine Energieversorgungs-Umwandlungseffizienz von 85% oder mehr erhalten, was hervorragender ist. Es wird verständlich, dass die Umwandlungseffizienz durch Wärmebehandeln des Induktions-Bauteils weiter verbessert wird.
  • (Beispiel 138)
  • Zuerst wurden, als ein Pulver-Herstellungsprozess, Materialien gewogen, um eine Zusammensetzung von Fe77P10B10Nb2Cr1Ti0,1C0,1Mn0,1Cu0,1 zu erhalten und unter Verwendung dieser wurde mittels des Hochdruck-Wasser-Atomisierungs-Verfahrens ein feines weichmagnetisches Legierungspulver hergestellt.
  • Figure 00710001
  • Dann wurden, als ein Pulver-Herstellungsprozess, die in Tabelle 19 gezeigten Pulver mittels Screenen der erhaltenen Pulver durch unterschiedliche Standard-Siebe hergestellt, dann wurde jedes versetzt mit einem Silikonharz als Bindemittel in einer Menge von 3 Masse-%, und dann wurde jedes mit 490 MPa (5 t/cm2) Druck beaufschlagt, um zu einem Ring-Formteil geformt zu werden, das einen Außendurchmesser 32 mm, einen Innendurchmesser von 32 mm und eine Höhe von 5 mm aufweist, wodurch jeweils geformte Produkte erhalten wurden. Die erhaltenen Produkte wurden bei 150°C einer Harz-Aushärtung unterzogen. Zum Vergleich wurde ein Probe, die ein Si-Pulver mit 6,5 Masse-% Fe verwendet, in der gleichen Weise hergestellt.
  • Dann wurde ein Kupferdraht, der 0,1 mm Durchmesser aufweist und mit einer Amid,Imid-Beschichtung versehen ist, mittels zehn Windungen um jede der hergestellten Proben gewickelt, wodurch Induktions-Bauteile erhalten wurden.
  • Dann wurden in Bezug auf jede der erhaltenen Induktions-Bauteile ein Induktions-Wert bei 10 kHz und ein Frequenzhöchstwert und ein Höchstwert von Q aus der Induktions- und Widerstandsmessung bei den jeweiligen Frequenzen unter Verwendung eines LCR-Meters abgeleitet. Die Ergebnisse sind in Tabelle 19 gezeigt.
  • In Bezug auf jede dieser Induktions-Komponenten wurde dann die Stromversorgungs-Umwandlungseffizienz unter Verwendung eines gewöhnlichen Gleichstrom-Gleichstrom Konverter-Evaluierungssatzes gemessen. Die Messbedingungen waren derart, dass die Einspeisung 12 V, die Ausspeisung 5 V, die Steuerfrequenz 10 kHz und der Ausgangsstrom 1 A betrug. Die Ergebnisse sind auch in Tabelle 19 gezeigt.
  • (Beispiele 139 und 140)
  • Materialien von Fe, Fe-P, Fe-B, Fe-Cr, Fe-Nb, Ti, C, Mn und Cu wurden jeweils gemäß der vorbestimmten Legierungszusammensetzungen gewogen und dann in einer Kammer nach Evakuation bei druckverminderter Ar-Atmosphäre durch Hochfrequenz-Heizen geschmolzen, wodurch Mutterlegierungen hergestellt wurden. Danach wurden durch die Verwendung der hergestellten Mutterlegierungen Bänder, die jeweils Dicken von 20 μm aufweisen, durch Verwendung des Verfahrens mit einer Einzelwalze hergestellt.
  • Figure 00740001
  • Jedes der 20 μm-Bänder wurde zu einem gewickelten Magnetkern geformt, wobei davon überlappende Bereiche bondiert wurden und durch ein dazwischen eingefügtes Silikonharz isoliert waren, dann wurden die anfänglichen Permeabilitäten bei 1 kHz mittels eines Impendanz-Analysators gemessen. In diesem Fall wurden die jeweiligen Proben jeweils in einer Ar-Atmosphäre 5 Minuten bei Raumtemperatur, bei 250°C, bei 300°C bei 400°C, bei 450°C, 500°C und 550°C wärmebehandelt.
  • Die Legierungszusammensetzungen der Beispiele 139 und 140 dieser Erfindung zeigen wie in Tabelle 20 gezeigt jeweils hervorragende weichmagnetische Eigenschaften, wenn sie in einem Temperatur-Bereich von der Curie-Temperatur oder höher bis zur Kristallisations-Temperatur oder weniger wärmebehandelt werden. Die weichmagnetischen Eigenschaften werden rasch bei der Kristallisations-Temperatur oder höher verschlechtert.
  • Industrielle Eignung:
  • Wie oben beschrieben, wird der Hochfrequenz-Magnetkern dieser Erfindung bei geringen Kosten unter Verwendung eines amorphen weichmagnetischen Metallmaterials mit einer hohen magnetischen Sättigungs-Flussdichte und einem hohen spezifischen Widerstand erhalten. Ferner ist ein Induktions-Bauteil, das durch Anbringen einer Spule an diesen Hochfrequenz-Magnetkern gebildet ist, hervorragend bezüglich der magnetischen Eigenschaften in einem Hochfrequenz-Band, was es herkömmlicherweise nicht gab. Dementsprechend ist es möglich, bei geringen Kosten einen Hochleistungs-Pressmassenkern hoher Permeabilität herzustellen, was es herkömmlicherweise nicht gab. Der Hochfrequenz-Magnetkern dieser Erfindung ist für die Anwendung in Stromversorgungs-Komponenten wie Drosselspulen und Transformatoren verschiedener elektronischer Bausteine geeignet.
  • Ein aus einem Pulver feiner Partikelgröße gefertigter Hochfrequenz-Magnetkern dieser Erfindung ermöglicht ferner die Herstellung eines Hochleistungs-Induktionsbauteils für höhere Frequenzen. Der aus dem Pulver feiner Partikelgröße gefertigte Hochfrequenz-Magnetkern ermöglicht ferner die Herstellung eines Induktions-Bauteils, welches bezüglich der Größe kleiner ist, aber auf große Spannungen angepasst ist, durch integrales Zusammenfügen des magnetischen Körpers und einer gewickelten Spule durch Pressformen in einem Zustand, wo die gewickelte Spule im magnetischen Körper enthalten ist. Dementsprechend ist der Hochfrequenz-Magnetkern dieser Erfindung einsetzbar für Induktions-Bauteile von Drosselspulen, Transformatoren und so weiter.

Claims (35)

  1. Amorphe weichmagnetische Legierung, die eine durch die Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySiz ausgedrückte Zusammensetzung aufweist, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, L mindestens eines ist, das aus der aus Al, V, Cr, Y, Zr, Mo, Nb, Ta und W bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0≤α≤0,98, 2≤w≤16 Atom-%, 2≤x≤16 Atom-%, 0<y≤10 Atom-% und 0≤z≤8 Atom-% ist.
  2. Amorphe weichmagnetische Legierung, die eine durch die Formel (Fe1-αTMα)100-w-x-y-z PwBxLySizTipCqMnrCus ausgedrückte Zusammensetzung aufweist, worin unvermeidliche Verunreinigungen enthalten sind, TM mindestens eines ist, das aus Co und Ni ausgewählt ist, L mindestens eines ist, das aus der aus Al, Cr, Zr, Mo und Nb bestehenden Gruppe ausgewählt ist, wobei 0≤α≤0,3, 2≤w≤18 Atom-%, 2≤x≤5 Atom-%, 0<y≤10 Atom-%, 0≤z≤4 Atom-% ist, und wobei p, q, r und s jeweils ein Zugabeanteil mit der Maßgabe darstellen, dass die Gesamtmasse von Fe, TM, P, B, L und Si 100 ist, und als 0≤p≤0,3, 0≤q≤0,5, 0≤r≤2 und 0≤s≤1 definiert sind.
  3. Amorphe weichmagnetische Legierung gemäß Anspruch 1 oder 2, wobei die Kristallisations-Starttemperatur (Tx) 550°C oder weniger beträgt, die Glasübergangstemperatur (Tg) 520°C oder weniger beträgt und der durch ΔTx=Tx-Tg dargestellte Bereich unterkühlter Flüssigkeit 20°C oder mehr beträgt.
  4. Amorphe weichmagnetische Legierung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die magnetische Sättigungs-Flussdichte 1,2 T oder mehr beträgt.
  5. Amorphe weichmagnetische Legierung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 4, wobei die Curie-Temperatur 240°C oder mehr beträgt.
  6. Bauteil aus amorpher weichmagnetischer Legierung, das aus der amorphen weichmagnetischen Legierung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 gefertigt ist, wobei das Bauteil aus amorpher weichmagnetischer Legierung eine Dicke von 0,5 mm oder mehr und eine Querschnitts-Fläche von 0,15 mm2 oder mehr aufweist.
  7. Band aus amorpher weichmagnetischer Legierung, das aus der amorphen weichmagnetischen Legierung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 gefertigt ist, wobei das Band aus amorpher weichmagnetischer Legierung eine Dicke von 1 bis 200 μm aufweist.
  8. Band aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß Anspruch 7, wobei das amorphe weichmagnetische Legierungs-Band eine magnetische Permeabilität von 5000 oder mehr bei einer Frequenz von 1 kHz aufweist.
  9. Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung, das aus der amorphen weichmagnetischen Legierung gemäß irgendeinem der Ansprüche 1 bis 5 gefertigt ist, wobei das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver eine Partikelgröße von 200 μm oder weniger (ausgenommen 0) aufweist.
  10. Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß Anspruch 9, wobei das amorphe weichmagnetische Legierungs- Pulver mindestens ein Pulver unter amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Wasser-Atomisierung hergestellt ist, und amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Gas-Atomisierung hergestellt ist, enthält, und wobei 50 % oder mehr der Anzahl der Partikel des Pulvers eine Partikelgröße von größer als 3 μm aufweisen.
  11. Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß Anspruch 9, wobei das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver mindestens ein Pulver unter amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Wasser-Atomisierung hergestellt ist, und amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Gas-Atomisierung hergestellt ist, enthält, darauf angepasst ist, durch ein eine Maschenweite von 250 μm aufweisendes Sieb zu passen, und eine Partikelgröße mit einem mittleren Durchmesser von 200 μm oder weniger aufweist.
  12. Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß Anspruch 9, wobei das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver mindestens ein Pulver unter amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Wasser-Atomisierung hergestellt ist, und amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Gas-Atomisierung hergestellt ist, enthält, darauf angepasst ist, durch ein eine Maschenweite von 150 μm aufweisendes Sieb zu passen, und eine Partikelgröße mit einem mittleren Durchmesser von 100 μm oder weniger aufweist.
  13. Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß Anspruch 9, wobei das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver mindestens ein Pulver unter amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Wasser-Atomisierung hergestellt ist, und amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Gas-Atomisierung hergestellt ist, enthält, darauf angepasst ist, durch ein eine Maschenweite von 45 μm aufweisendes Sieb zu passen, und eine Partikelgröße mit einem mittleren Durchmesser von 30 μm oder weniger aufweist.
  14. Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß Anspruch 9, wobei das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver mindestens ein Pulver unter amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Wasser-Atomisierung hergestellt ist, und amorphem weichmagnetischem Legierungs-Pulver, das durch Gas-Atomisierung hergestellt ist, enthält, darauf angepasst ist, durch ein eine Maschenweite von 45 μm aufweisendes Sieb zu passen, und eine Partikelgröße mit einem mittleren Durchmesser von 20 μm oder weniger aufweist.
  15. Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 14, wobei das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver ein Längenverhältnis von 1 bis 2 aufweist.
  16. Magnetkern, der durch Bearbeitung des Bauteils aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß Anspruch 6 gebildet ist.
  17. Magnetkern, der durch ringförmiges Biegen des Bandes aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß Anspruch 7 oder 8 gebildet ist.
  18. Magnetkern gemäß Anspruch 17, der durch ringförmiges Biegen des Bandes aus amorpher weichmagnetischer Legierung durch einen Isolator gebildet ist.
  19. Magnetkern, der durch Laminieren von im Wesentlichen gleichgeformten Teilen des Bandes aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß Anspruch 7 oder 8 gebildet ist.
  20. Magnetkern gemäß Anspruch 19, der durch Laminieren der im Wesentlichen gleichgeformten Teile des Bandes aus amorpher weichmagnetischer Legierung durch einen dazwischen eingefügten Isolator gebildet ist.
  21. Magnetkern, der durch Formen einer Mischung eines Material-Pulvers, das das Pulver aus amorpher weichmagnetischer Legierung gemäß irgendeinem der Ansprüche 9 bis 15 umfasst, und einem Bindemittel, das in einer Menge von 10 % oder weniger der Masse zugefügt wird, gebildet ist.
  22. Magnetkern gemäß Anspruch 21, wobei das Mischungsverhältnis des Bindemittels in der Mischung 5 % oder weniger der Masse beträgt, der Füllfaktor des Material-Pulvers im Magnetkern 70 % oder mehr beträgt, die magnetische Flussdichte beim Anlegen eines elektrischen Feldes von 1,6 × 104 A/m 0,4 T oder mehr beträgt, und der spezifischer Widerstand 1 Ω·cm oder mehr beträgt.
  23. Magnetkern gemäß Anspruch 21, wobei das Mischungsverhältnis des Bindemittels in der Mischung 3 Masse-% oder weniger beträgt, die Formungstemperatur gleich oder höher als ein Erweichungspunkt des Bindemittels ist, der Füllfaktor des Material-Pulvers im Magnetkern 80 % oder mehr beträgt, die magnetische Flussdichte bei Anlegen eines Magnetfelds von 1,6 × 104 A/m 0,6 T beträgt, und der spezifischer Widerstand 0,1 Ω·cm oder mehr beträgt.
  24. Magnetkern gemäß Anspruch 21, wobei das Mischungsverhältnis des Bindemittels in der Mischung 1 Masse-% oder weniger beträgt, die Formungstemperatur in einem Bereich unterkühlter Flüssigkeit des Pulvers aus amorpher weichmagnetischer Legierung ist, der Füllfaktor des Material- Pulvers im Magnetkern 90 % oder mehr beträgt, die magnetische Flussdichte bei Anlegen eines Magnetfelds von 1,6 × 104 A/m 0,9 T beträgt, und der spezifischer Widerstand 0,01 Ω·cm oder mehr beträgt.
  25. Magnetkern gemäß irgendeinem der Ansprüche 21 bis 24, wobei das Material-Pulver ein weichmagnetisches Legierungs-Pulver in einer Menge von 5 bis 50 Vol.-% enthält, wobei das weichmagnetische Legierungs-Pulver im Vergleich zum amorphen weichmagnetischen Legierungs-Pulver eine kleinere mittlere Partikelgröße und eine geringere Härte aufweist.
  26. Magnetkern gemäß irgendeinem der Ansprüche 16 bis 25, wobei der Magnetkern durch Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich gleich oder höher als der Curie-Temperatur und gleich oder geringer als der Kristallisations-Starttemperatur der amorphen weichmagnetischen Legierung gebildet ist.
  27. Induktions-Bauteil, das durch Anbringen einer Spule mit mindestens einer Windung an den magnetischen Kern gemäß irgendeinem der Ansprüche 16 bis 26 gebildet ist.
  28. Induktions-Bauteil, das durch integrales Formen des Magnetkerns gemäß irgendeinem der Ansprüche 21 bis 25 und einer Spule gebildet ist, wobei die Spule durch Wickeln eines linearen Leiters durch mindestens eine Windung gebildet ist und im Magnetkern angeordnet ist.
  29. Induktions-Bauteil, das durch Anbringen einer Spule mit mindestens einer Windung an einem Magnetkern, der durch Formen einer Mischung eines Material-Pulvers, das das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver gemäß Anspruch 11 oder 15 und ein in einer Menge von 5 % oder weniger der Masse dazu zugefügtes Bindemittel umfasst, gebildet ist, wobei der Füllfaktor des Material-Pulvers im Magnetkern 50 % oder mehr beträgt, wobei ein Höchstwert Q (1/tanσ) des Induktions-Bauteils in einem Frequenzband von 10 kHz oder mehr 20 oder mehr beträgt.
  30. Induktions-Bauteil, das durch Anbringen einer Spule mit mindestens einer Windung an einem Magnetkern, der durch Formen einer Mischung eines Material-Pulvers, das das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver gemäß Anspruch 12 oder 15 und ein in einer Menge von 5 % oder weniger der Masse dazu zugefügtes Bindemittel umfasst, gebildet ist, wobei der Füllfaktor des Material-Pulvers im Magnetkern 50 % oder mehr beträgt, wobei ein Höchstwert Q (1/tanσ) des Induktions-Bauteils in einem Frequenzband von 100 kHz oder mehr 25 oder mehr beträgt.
  31. Induktions-Bauteil, das durch Anbringen einer Spule mit mindestens einer Windung an einem Magnetkern, der durch Formen einer Mischung eines Material-Pulvers, das das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver gemäß Anspruch 13 oder 15 und ein in einer Menge von 5 % oder weniger der Masse dazu zugefügtes Bindemittel umfasst, gebildet ist, wobei der Füllfaktor des Material-Pulvers im Magnetkern 50 % oder mehr beträgt, wobei ein Höchstwert Q (1/tanσ) des Induktions-Bauteils in einem Frequenzband von 500 kHz oder mehr 40 oder mehr beträgt.
  32. Induktions-Bauteil, das durch Anbringen einer Spule mit mindestens einer Windung an einem Magnetkern, der durch Formen einer Mischung eines Material-Pulvers, das das amorphe weichmagnetische Legierungs-Pulver gemäß Anspruch 14 oder 15 und ein in einer Menge von 5 % oder weniger der Masse dazu zugefügtes Bindemittel umfasst, gebildet ist, wobei der Füllfaktor des Material-Pulvers im Magnetkern 50 % oder mehr beträgt, wobei ein Höchstwert Q (1/tanσ) des Induktions-Bauteils in einem Frequenzband von 1 MHz oder mehr 50 oder mehr beträgt.
  33. Induktions-Bauteil gemäß irgendeinem der Ansprüche 29 bis 32, wobei die Spule durch Wickeln eines linearen Leiters um mindestens eine Windung gebildet ist und im Magnetkern angeordnet ist, und wobei der Magnetkern und die Spule integral geformt sind.
  34. Induktions-Bauteil gemäß irgendeinem der Ansprüche 27 bis 33, wobei der Magnetkern mit einer Lücke gebildet ist.
  35. Induktions-Bauteil gemäß irgendeinem der Ansprüche 27 bis 34, wobei der Magnetkern durch Wärmebehandlung in einem Temperaturbereich gleich oder höher als der Curie-Temperatur und gleich oder geringer als der Kristallisations-Starttemperatur der amorphen weichmagnetischen Legierung gebildet ist.
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