复合磁性材料用坯材以及复合磁性材料制造技术

本发明专利技术提供复合磁性材料用坯材和复合磁性材料，该复合磁性材料用坯材作为能够应用于利用磁路的工业产品中的、用于得到在单一材料中兼具铁磁性区和弱磁区的复合磁性材料的坯材，能够提高在极低温度下的弱磁区的组织稳定性且兼具具有优异的软磁特性的铁磁性区。该复合磁性材料用坯材用于形成具有铁磁性区和非熔融的弱磁区的复合磁性体，所述复合磁性材料用坯材满足以质量%计C：0.30～0.80%、N：0.01～0.10%、Al：0.5～2.0%、Si：1.0～2.0%、Mn：0.6～1.2%、Cr：16.5～18.0%、Ni：1.5～2.5%并且Al+Si：3.5%以下，剩余部分由Fe和杂质组成。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及能够应用于利用磁路的工业产品中的、用于得到在单一材料中兼具铁磁性区和弱磁区的复合磁性材料的坯材、以及复合磁性材料。
技术介绍
以往，在需要磁路的工业产品中，为了形成磁路，使用在铁磁性材料的一部分设置弱磁区而成的结构。这样的在单一材料中兼具铁磁性区和弱磁区的金属材料被称为复合磁性材料。复合磁性材料可以通过例如对于铁磁性的马氏体组织或者具有铁素体组织的坯材将特定的区域进行局部加热而使其转变为弱磁性的奥氏体组织，由此得到。对于这种复合磁性材料，本申请的申请人提出了多种方案。其中，作为弱磁区稳定的复合磁性材料，例如，本申请人等提出的日本特开平9-157802号公报(专利文献I)中公开一种马氏体类不锈钢，作为具体组成，其以质量％计含有:C:0.35 0.75%、Cr:10.0 14.0%、Ni:0.5 4.0%、N:0.01 0.05% 和总计 2.0% 以下的作为脱氧剂的S1、Mn、Al中的一种或两种以上。根据该方案，通过对属于由铁素体和碳化物形成的退火状态的马氏体类不锈钢的、能够得到最大导磁率200以上的铁磁性特性的Fe-Cr-C系合金中适量添加Ni，从而可使将马氏体类不锈钢的一部分加热后进行冷却得到的、弱磁性部分的导磁率为2以下的奥氏体稳定化，并且可将Ms点(奥氏体开始马氏体化的温度)降低至_30°C以下。另外，作为以 改善前述专利文献I中记载的复合磁性材料的铁磁性区的软磁特性为目的的方案有日本特开2001-26846号公报(专利文献2)。该方案是适量添加Si和Al。作为该方案的具体组成，公开有以重量％计为C:0.30 0.80%,N:0.01 0.10%、A1:0.3 3.5%、Si:0.1 7.0%, Mn:0.1 2.0%、Cr:10.0 25.0%、Ni:0.1 4.0%、剩余部分为 Fe和不可避免的杂质，公开了兼具最大导磁率400以上的铁磁性区和导磁率2以下的非磁性区的复合磁性材料。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开平9-157802号公报专利文献2:日本特开2001-26846号公报
技术实现思路
_9] 专利技术要解决的问题专利文献I中记载的复合磁性材料为具有-30°c以下的Ms点的构件，因此具有即便在低温环境下也能够使用的优点。然而，例如在用作寒冷地区用的油量控制仪器用构件等情况下，构件的温度有时达到_40°C，要求处于更为严格的极低温下的奥氏体组织的稳定性。另外，专利文献2的复合磁性材料中，形成弱磁区的奥氏体组织也比较稳定，具有优异的软磁特性。但是，要求兼顾铁磁性区的软磁特性的进一步改善与弱磁区的奥氏体组织的稳定性二者。本专利技术的目的在于提供复合磁性材料用坯材和复合磁性材料，该复合磁性材料用坯材作为用于得到在单一材料中兼具铁磁性区和弱磁区的复合磁性材料的坯材，能够提高在极低温度下的弱磁区的组织稳定性且兼具具有优异的软磁特性的铁磁性区。用于解决问题的方案本专利技术人以上述专利文献2中记载的改善了软磁特性的组成为基础进行研究，其结果发现一种组成，尤其是通过将S1、Mn、Ni的含量调整为适当范围，能够改善软磁特性和高频磁场中的铁损并且奥氏体组织能够进一步稳定化,至此完成本专利技术。S卩，本专利技术为一种复合磁性材料用坯材，其用于形成具有铁磁性区和非熔融的弱磁区的复合磁性体,所述复合磁性材料用坯材满足以质量％计C:0.30 0.80%,N:0.01 0.10%、A1:0.5 2.0%、S1:1.0 2.0%、Μη:0.6 1.2%,Cr:16.5 18.0%、N1:1.5 2.5%并且Al+Si:3.5%以下，剩余部分由Fe和杂质组成。优选的是Al+Si以质量％计为2.1%以上的复合磁性材料用坯材。另外，本专利技术为在最大工作磁通密度1T、工作频率400Hz时的铁损W10/400为95ff/kg以下的复合磁性材料用坯材。优选的是在最大工作磁通密度1T、工作频率400Hz时的铁损W10/400为85W/kg以下的复合磁性材料用坯材。更优选的是厚度为1.0mm以下的复合磁性材料用坯材。此外，本发 明为在前述的复合磁性材料用坯材中形成有铁磁性区和非熔融的弱磁区的复合磁性材料。 优选的是前述弱磁区的磁性为:在外部磁场强度800000A/m下的磁极化强度J为0.02T以下的复合磁性材料。专利技术的效果根据本专利技术所提供的复合磁性材料，即便为单一材料在铁磁性区也能够使铁损降低，表现出优异的软磁特性。另外，即便在_40°C这样极低温下，也能够维持弱磁区中非磁性的奥氏体组织。由此，从高温环境至极低温环境能够得到稳定的特性。因此，作为即便在寒冷地区中使用的磁路部件也是有效的。具体实施例方式经过本专利技术人等的研究可知，为了改善铁磁性区的高频磁场下的铁损，虽然专利文献2中积极添加的Si的量的增加是有效的，另一方面，如果过量添加Si的话，则奥氏体单相区域变窄，因此在弱磁性化热处理后不能得到奥氏体单相的组织，阻碍弱磁区的磁性。因此，以扩大奥氏体单相区域为目的，尝试了积极添加Ni，可知随着Ni含量的增大，矫顽力变大，进而铁损也变大。因此，为了维持能够得到低铁损的Si的效果并且确保弱磁区的奥氏体组织和低温下的奥氏体组织的稳定性，对各种添加元素进行了研究，其结果发现，Mn是有效的，并且发现了其合适的添加量。以下，对本专利技术进行详细说明。需要说明的是，下述所示的用百分率表示的化学组成全部为质量％。C:0.30 0.80%C作为奥氏体形成元素，是对弱磁区的形成有效的本专利技术的必需元素。另外，C的添加对确保形成复合磁性材料时的强度也是有效的。C小于0.30%时，难以在加热至奥氏体转变温度以上后进行冷却时得到稳定的非磁性的奥氏体组织。另一方面，超过0.80%时，铁磁性区的碳化物个数变得过多，加工性也变差。因此，本专利技术中，将C的范围规定为0.30 0.80%。C优选的下限为0.45%，优选的上限为0.65%。N:0.01 0.10%N作为奥氏体形成元素，是对弱磁区的形成有效的本专利技术的必需元素。N小于0.01%时，难以得到稳定的弱磁区。另一方面，超过0.10%时，合金坯材的母相变得过硬，力口工性变差。因此，本专利技术中，将N的范围规定为0.01 0.10%。N优选的下限为0.015%，优选的上限为0.05%。 Al:0.5 2.0%Al是在复合磁性材料的铁磁性区中为了改善软磁特性、提高电阻而改善高频磁场下的铁损从而添加的本专利技术的必需元素。Al小于0.5%时，虽然有由合金坯材的氧固定效果带来的软磁特性的改善，但不能期待提高电阻而达成高频磁场下的铁损的改善的效果。另一方面，Al超过2.0%时，合金坯材的母相变得过硬，加工性变差，除此之外铸造性也逐渐降低。因此，本专利技术中，将Al的范围规定为0.5% 2.0%。Al优选的下限为0.7%，优选的上限为 1.5%οS1:1.0 2.0%Si与Al同样地，是在复合磁性材料的铁磁性区中为了改善软磁特性、提高电阻而改善交流磁场下的铁损从而添加的本专利技术的必需元素。Si小于1.0%时，软磁特性的改善以及提高电阻而达成交流磁场下的铁损的改善的效果小。另一方面，Si超过2.0%时，作为铁磁性区的组织的铁素体组织变得过于稳定，奥氏体单相区域变窄。因此，不仅难以达成完全的弱磁区的形成，而且加工本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...

【专利技术属性】
技术研发人员：藤原义行，横山绅一郎，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：
国别省市：