[发明专利]超微晶合金薄带、微晶软磁合金薄带及使用其的磁性部件

说明书

技术领域

本发明涉及能够不会断裂地进行卷取和再卷取的超微晶合金薄带、通过对其热处理而得到的微晶软磁合金薄带及使用其的磁性部件。

背景技术

作为各种电抗器、扼流线圈、脉冲功率磁性部件、天线、变压器、电动机和发电机的磁芯、电流传感器、磁传感器、电磁波吸收片等所使用的软磁性材料，已知有硅钢、铁氧体、Co基非晶质软磁合金、Fe基非晶质软磁合金和Fe基微晶软磁合金等。硅钢廉价且磁通密度高，然而高频下损失大并且难以制得较薄。铁氧体由于饱和磁通密度低，所以在工作磁通密度较大的高功率用途中容易磁饱和。Co基非晶质软磁合金不仅昂贵，而且因为饱和磁通密度低至1T以下，所以用于高功率时部件变大，另外因为热不稳定，所以经时变化导致损失增加。Fe基非晶质软磁合金的饱和磁通密度高达1.5T左右，但还是不充分，另外也不能说矫顽力足够低。

与此相对，Fe基微晶软磁合金具有高饱和磁通密度和优异的软磁特性。Fe基微晶软磁合金的一例公开于WO2007/032531。该Fe基微晶软磁合金由组成式：Fe_100-x-y-zCu_xB_yX_z(其中，X为选自由Si、S、C、P、Al、Ge、Ga和Be组成的组的至少一种元素；x、y和z分别为满足以原子％计的0.1≤x≤3、8≤y≤20、0＜z≤10和10＜y+z≤24的条件的数。)表示，具有平均粒径60nm以下的晶粒在非晶质母相中以30体积％以上的比例分散而成的组织，该Fe基微晶软磁合金具有1.7T以上的高饱和磁通密度和低的矫顽力。

对于该Fe基微晶软磁合金，通过将Fe基合金的熔液骤冷而制作在非晶质中以小于30体积％的比例分散有平均粒径30nm以下的微晶粒的超微晶合金薄带，对该超微晶合金薄带实施高温短时间或低温长时间的热处理，由此来制造。骤冷后的合金薄带自冷却辊剥离，将端部卷绕于卷轴而进行卷取，也可根据需要进行再卷取。

发明内容

发明要解决的问题

超微晶合金薄带本身韧性较低，因而易断裂且卷取性差，但在批量生产中需要整齐地卷取为层叠的线圈状。因此，可知虽然使用具有凸缘的卷轴，但是在进行再卷取时存在侧端部与卷取卷轴的凸缘接触而导致超微晶合金薄带频繁地断裂的担心。韧性较高的非晶合金薄带就不会引起这样的问题。

因此，本发明的目的在于提供即便利用具有凸缘的现有的卷取卷轴，也能够进行卷取和再卷取而不会频繁地断裂的超微晶合金薄带。

本发明的另一目的是提供由该超微晶合金薄带得到的、具有高饱和磁通密度和优异的软磁特性的微晶软磁合金薄带。

本发明进一步的目的是提供使用了上述微晶软磁合金薄带的磁性部件。

用于解决问题的方案

鉴于上述目的进行了深入研究，结果是本发明人等发现，通过液体骤冷法制造超微晶合金薄带时，如果在两侧端部形成超微晶粒的数密度少的超微晶粒缺乏区域，则因其韧性而使超微晶合金薄带发挥出充分的耐断裂性，并且与卷轴凸缘的接触所致的断裂频率显著降低，至此完成了本发明。

即，本发明的超微晶合金薄带的特征在于，其具有平均粒径30nm以下的超微晶粒在非晶质母相中以超过0体积％且小于30体积％的比例分散的组织，前述薄带的从各侧端部起0.2mm宽度的区域中形成有超微晶粒的数密度比中央部少的超微晶粒缺乏区域，前述超微晶粒缺乏区域中粒径3nm以上的超微晶粒的数密度小于500个/μm²。

前述超微晶粒缺乏区域中，粒径3nm以上的超微晶粒的数密度优选为100个/μm²以下。另一方面，在前述超微晶粒缺乏区域以外(中央部)，粒径3nm以上的超微晶粒的数密度优选为500个/μm²以上。需要说明的是，中央部的超微晶粒的数密度的上限优选为3000个/μm²。

两个超微晶粒缺乏区域的总宽度优选为超微晶合金薄带的整个宽度的5％以下。

前述薄带优选由通式：Fe_100-x-y-zA_xB_yX_z(其中，A为Cu和/或Au；X为选自Si、S、C、P、Al、Ge、Ga和Be中的至少一种元素；x、y和z分别为满足以原子％计的0＜x≤5、8≤y≤22、0≤z≤10和x+y+z≤25的条件的数。)所示的组成的磁性合金形成。