[发明专利]软磁特性优异的Fe系非晶质合金

说明书

技术领域

本发明涉及电力变压器、高频变压器等的铁心等所使用的Fe系非晶质合金薄带。

背景技术

作为通过将合金从熔融状态急冷而连续制造薄带或线的方法，已知有离心急冷法、单辊法、双辊法等。这些方法是通过将熔融金属从喷嘴喷射到高速旋转的金属制滚筒的内周面或外周面上，使熔融金属急速凝固而制造薄带或线的方法。另外，通过适宜选择合金组成，能得到类似于液体金属的非晶质合金，制造出磁性质或机械性质优异的材料。

作为通过这种急冷凝固而得到的非晶质合金，至今为止已提出了很多成分。例如，日本特开昭49-91014号公报提出了一种合金成分，其以原子％计含有60～90％的选自Fe、Ni、Cr、Co、V中的至少一种成分、10～30％的选自P、C、B中的至少一种成分、0.1～15％的选自Al、Si、Sn、Sb、Ge、In、Be中的至少一种成分。该专利虽然提出可得到非晶质相的合金成分，但并不是特别限定于电力变压器、高频变压器等的铁心等的用途的、仅关注所谓的磁性质的成分的提案。

之后，作为关注磁性质的非晶质合金的合金成分也提出了很多方案。例如，日本特开昭57-116750号公报提出了一种合金成分，其以原子％计含有75～78.5％的Fe、4～10.5％的Si、11～21％的B。

此外，日本特开昭61-30649号公报提出了一种合金成分，其含有70～90％的选自Fe、Co中的至少一种元素、10～30％的选自B、C、P中的至少一种元素，而且Fe、Co的含量的3/4为止能用Ni代替，Fe、Co的含量的1/4为止能用V、Cr、Mn、Mo、Nb、Ta、W代替，此外，B、C、P的含量的3/5为止能用Si代替，B、C、P的含量的1/3为止能用Al代替。

在日本特开昭49-91014号公报及日本特开昭61-30649号公报中提出的 非晶质合金成分中，从能量损失即铁损低、饱和磁通密度及导磁率高、且可稳定地得到非晶质相等原因出发，例如日本特开昭57-116750号公报中所示那样的Fe-Si-B系非晶质合金被视为有望作为电力变压器、高频变压器的铁心等的用途。

此后，与软磁特性优异的Fe系非晶质合金的合金成分有关的开发，就以这种FeSiB系为中心展开。即大力进行了进一步降低Fe-Si-B系非晶质合金铁损的开发，且取得了很多成果。

然而，虽然降低非晶质合金的铁损的开发取得了很大的进展，但本用途中特性改善的要求依然很强，要求进一步的铁损改善。例如，关于铁损，如果使用通过单板测定得到的铁损W13/50(磁通密度1.3T、频率50Hz下的铁损)来说明的话，迄今为止能改善至低于0.12W/kg，但是要稳定地控制在0.10W/kg以下是非常困难的。

发明内容

本发明正是为了应对这种进一步改善铁损的需求，提供能够实现进一步的低铁损化的非晶质合金。

本发明者们在至今为止提出的各种合金成分的构成元素中，关注于如上所述的例如日本特开昭49-91014号公报及日本特开昭61-30649号公报中被分作第2成分组的P、C、B的元素，就这些元素的组合及含量，再次进行了研究、实验。然后，进行了将以P、C为主体的成分系作为基础、并进一步组合其他元素的详细实验，其结果实现了进一步的低铁损化的课题，即发现了能够将铁损W13/50(磁通密度1.3T、频率50Hz下的铁损)稳定地控制在0.10W/kg以下的非晶质合金的成分。然后，以该见解为基础进行了反复研究，从而完成了本发明。

本发明如下所述：

(1)一种软磁特性优异的Fe系非晶质合金，其特征在于，以原子％计，含有78％以上且86％以下的Fe、6％以上且20％以下的P、2％以上且10％以下的C、以及合计为0.1％以上且5％以下的选自0.1％以上且5％以下的Si和0.1％以上且3％以下的Al中的1种或者2种元素，余量由不可避免的杂质组成。

(2)如(1)所述的软磁特性优异的Fe系非晶质合金，其特征在于，以原子％计，含有1％以上且18％以下的B。

(3)如(1)或(2)所述的软磁特性优异的Fe系非晶质合金，其特征在于，将Fe在30原子％以下的范围内用Ni、Cr、Co中的至少1种以上元素来代替。

根据本发明，使进一步降低非晶质合金的铁损成为可能，能够将通过单板测定得到的铁损W13/50稳定地控制在0.10W/kg以下。

具体实施方式

以下，对本发明进行详细说明。