[发明专利]合金组合物、Fe基纳米晶合金及其制造方法和磁性部件

说明书

技术领域

本发明涉及适合变压器、电感器和电动机的磁芯等使用的Fe基纳米晶合金及其制造方法。

背景技术

在取得纳米晶合金时，若使用Nb等非磁性金属元素，则产生饱和磁通密度降低这样的问题。若使Fe量增加，减少Nb等非磁性金属元素的量，则虽然能够使饱和磁通密度增加，但却会产生晶粒粗大这一另外的问题。作为清除这样的问题的Fe基纳米晶合金，例如在专利文献1中被公开。

专利文献1：特开2007-270271号公报

但是，专利文献1的Fe基纳米晶合金具有14×10^-6这样的大磁致伸缩，并且具有低的导磁率。另外，因为在急冷状态下使结晶大量析出，所以专利文献1的Fe基纳米晶合金缺乏韧性。

发明内容

因此，本发明的目的在于，提供一种具有高饱和磁通密度且具有高导磁率的Fe基纳米晶合金及其制造方法。

本发明的发明人进行了潜心研究，结果发现，作为用于得到具有高饱和磁通密度且具有高导磁率的Fe基纳米晶合金的起始原料，能够使用特定的合金组合物。在此，特定的合金组合物由规定的组成式表示，作为主相具有非晶相，并且具有优异的韧性。若对特定的合金组合物进行热处理，则能够析出由bccFe相构成的纳米晶。该纳米晶能够大幅降低Fe基纳米晶合金的饱和磁致伸缩。此被降低的饱和磁致伸缩带来高饱和磁通密度和高导磁率。如此，特定的合金组合物作为用于得到具有高饱和磁通密度且具有高导磁率的Fe基纳米晶合金的起始原料是有益的材料。

本发明的一个方面，是提供一种合金组合物，其作为Fe基纳米晶合金的有益的起始原料，是组成式Fe_aB_bSi_cP_xC_yCu_z的合金组合物，其中，79≤a≤86at％，5≤b≤13at％，0＜c≤8at％，1≤x≤8at％，0≤y≤5at％，0.4≤z≤1.4at％以及0.08≤z/x≤0.8。

本发明的另一方面，是提供一种合金组合物，其作为Fe基纳米晶合金的有益的起始原料，是组成式Fe_aB_bSi_cP_xC_yCu_z的合金组合物，其中，81≤a≤86at％，6≤b≤10at％，2≤c≤8at％，2≤x≤5at％，0≤y≤4at％，0.4≤z≤1.4at％以及0.08≤z/x≤0.8。

使用上述任意一种合金组合物作为起始原料制造的Fe基纳米晶合金，饱和磁致伸缩低，还具有高饱和磁通密度且具有高导磁率。

附图说明

图1是表示本发明的实施例和比较例的热处理温度与矫顽磁力Hc的关系的图。

图2是比较例的高分辨率TEM像的拷贝。左图表示热处理前的状态的像，右图表示热处理后的状态的像。

图3是本发明的实施例的高分辨率TEM像的拷贝。左图表示热处理前的状态的像，右图表示热处理后的状态的像。

图4是表示本发明的实施例的DSC谱图和比较例的DSC谱图的图。

具体实施方式

本发明的实施方式的合金组合物，适合作为Fe基纳米晶合金的起始原料，为组成式Fe_aB_bSi_cP_xC_yCu_z的合金组合物。在此，79≤a≤86at％，5≤b≤13at％，0＜c≤8at％，1≤x≤8at％，0≤y≤5at％，0.4≤z≤1.4at％以及0.08≤z/x≤0.8。关于b、c、x优选满足以下的条件：6≤b≤10at％，2≤c≤8at％和2≤x≤5at％。关于y、z、z/x优选满足以下的条件：0≤y≤3at％，0.4≤z≤1.1at％以及0.08≤z/x≤0.55。还有，也可以用Ti、Zr、Hf、Nb、Ta、Mo、W、Cr、Co、Ni、Al、Mn、Ag、Zn、Sn、As、Sb、Bi、Y、N、O和稀土类元素之中的一种以上的元素对Fe的3at％以下进行置换。