TW202542335A - Fe系非晶質合金及Fe系非晶質合金薄帶 - Google Patents

Abstract

該Fe系非晶質合金以原子%計含有：B：8.0%以上且18.0%以下、Si：2.0%以上且9.0%以下、C：0.10%以上且5.00%以下、Mn：0.05%以上且0.60%以下、Fe：78.00%以上且86.00%以下、P：0.010%以上且小於1.000%、S：0.001%以上且0.020%以下、及N：0.0010%以上且0.2000%以下，剩餘部分由不純物所構成，且該Fe系非晶質合金之組織係非晶質。

Description

Fe系非晶質合金及Fe系非晶質合金薄帶

發明領域 本發明係關於一種Fe系非晶質合金及Fe系非晶質合金薄帶，尤其是關於一種軟磁特性及加工性優異之Fe系非晶質合金以及Fe系非晶質合金薄帶。

發明背景 作為藉由使合金自熔融狀態急冷而連續地製造薄帶或線之方法，已知有離心急冷法、單輥法、雙輥法等。該等方法係藉由使熔融金屬自孔口(orifice)等噴至高速旋轉之金屬製圓筒之內周面或外周面而使熔融金屬急速地凝固來製造薄帶或線。又，藉由合理地選擇合金組成，從而能夠獲得與液體金屬類似之非晶質合金，能夠製造磁性質或機械性質優異之材料。

非晶質合金之中，尤以Fe系非晶質合金有望作為電力變壓器或高頻變壓器之鐵心等之材料。為了使該等材料高性能化，強烈要求進一步減少Fe系非晶質合金之鐵損及進一步提高飽和磁通密度。但是，要想獲得磁通密度1.3T、頻率50Hz下之鐵損W _13/50為0.100W/kg以下並且飽和磁通密度為1.60T以上之Fe系非晶質合金非常困難。

又，Fe系非晶質合金存在以厚度0.1mm以下之薄帶形式獲得之情況。為了將Fe系非晶質合金薄帶用於電力變壓器或高頻變壓器之鐵心等，有時對薄帶進行彎曲加工。但是，若對加工性不良之Fe系非晶質合金薄帶進行彎曲加工，則存在於彎曲部產生裂紋之情況。因此，為了提高將薄帶加工成鐵心等時之良率，要求Fe系非晶質合金薄帶具有優異之加工性。

專利文獻1中記載了一種Fe系非晶質合金薄帶，其主要元素之組成表示為Fe _aM _bSi _cB _d(80＜a≦82、0.05≦b≦1、2≦c≦7、12≦d≦16、a＋b＋c＋d＝100，M為Co、Ni中之至少一者)，作為不純物，按質量%計含有P：0.008～0.1%、Mn：0.15～0.5%、及S：0.004～0.05%，且該Fe系非晶質合金薄帶於交流下之軟磁特性優異。

專利文獻2中記載了一種Fe系非晶質合金薄帶，其以原子%計含有：B：5～25%、Si：1～30%、及N：0.001～0.2%，且剩餘部分由Fe及不可避免之不純物所構成。

專利文獻3中記載了一種非晶質合金帶，其含有Fe、Si、B、C、Mn、S及不可避免之不純物，且具有以下組成：令Fe、Si、B、C之合計量為100.0原子%時，Si為3.0原子%以上且10.0原子%以下、B為10.0原子%以上且15.0原子%以下、C為0.2原子%以上且0.4原子%以下；並且，Mn之含有率大於0.12質量%且小於0.15質量%，S之含有率大於0.0034質量%且小於0.0045質量%；該非晶質合金帶之厚度為10μm以上且40μm以下，寬度為100mm以上且300mm以下。

專利文獻4中記載了一種非晶質軟磁性合金，其以Fe _100-x-y-zSi _xB _yP _z(原子%)作為主成分，x、y及z分別滿足0.5≦x≦15、5≦y≦25、z≦15、18≦x＋y＋z≦30，並且，相對於該主成分，含有Mn：0.01質量%以上且0.3質量%以下、Al：0.0001質量%以上且0.01質量%以下、Ti：0.001質量%以上且0.03質量%以下、Cu：0.005質量%以上且0.2質量%以下及S：0.001質量%以上且0.05質量%以下。

專利文獻1中，記載了藉由於含有微量之P、Mn、S之成分系統中，將Fe、Si、B、C之量限定在較窄之範圍內，從而能夠改善鐵損，使鐵損W _13/50穩定地為0.100W/kg以下，但關於加工性(彎曲破壞直徑)之改善並未進行任何研究。

專利文獻2中記載了藉由使Fe-B-Si系及Fe-B-Si-C系非晶質合金中含有N，從而使被稱作結晶化促進元素之不純物元素(Al等)於表面氧化層濃縮，藉此防止非晶質合金薄帶之龜裂傳播，大幅改善加工性，又，記載了基於含有N之效果，彎曲破壞直徑均減少40%左右，從而實現脆性之改善。但是，關於使鐵損W _13/50穩定地為0.100W/kg以下並未進行任何研究。

專利文獻3中雖記載了藉由於Fe-B-Si-C系非晶質合金帶中調整Mn及S之含量，從而自出液噴嘴持續長時間連續地噴出熔液，但關於同時實現飽和磁通密度及鐵損之改善與加工性(彎曲破壞直徑)之改善並未進行任何研究。

專利文獻4中記載了藉由以Fe-Si-B-P作為主成分，並規定Mn、Al、Ti、Cu、S之含量，從而不易形成結晶相，顯示出優異之軟磁特性，但關於加工性(彎曲破壞直徑)之改善並未進行任何研究。 [先前技術文獻] [專利文獻]

[專利文獻1]日本專利特開2006-312777號公報 [專利文獻2]日本專利特開2006-316348號公報 [專利文獻3]國際公開第2016/084741號 [專利文獻4]日本專利特開2009-174034號公報

發明概要 [發明欲解決之課題] 本發明係鑒於上述情況而完成者，其課題在於提供一種鐵損較低、具有較高之磁通密度且加工性亦優異之Fe系非晶質合金及Fe系非晶質合金薄帶。

[用以解決課題之手段] 為了解決上述課題，本發明採用以下構成。 [1]一種Fe系非晶質合金，以原子%計含有： B：8.0%以上且18.0%以下、 Si：2.0%以上且9.0%以下、 C：0.10%以上且5.00%以下、 Mn：0.05%以上且0.60%以下、 Fe：78.00%以上且86.00%以下、 P：0.010%以上且小於1.000%、 S：0.006%以上且0.020%以下、及 N：0.0010%以上且0.2000%以下， 剩餘部分由不純物所構成，並且 該Fe系非晶質合金之組織係非晶質。 [2]一種Fe系非晶質合金，以原子%計含有： B：13.0%以上且18.0%以下、 Si：2.0%以上且6.0%以下、 C：0.10%以上且3.00%以下、 Mn：0.05%以上且0.60%以下、 Fe：78.00%以上且86.00%以下、 P：0.010%以上且小於1.000%、 S：0.006%以上且0.020%以下、及 N：0.0010%以上且0.2000%以下，剩餘部分由不純物所構成，並且 該Fe系非晶質合金之組織係非晶質。 [3]如[1]所記載之Fe系非晶質合金，其以原子%計含有：Si：2.0%以上且5.0%以下、及N：0.0030%以上且0.2000%以下。 [4]如[2]所記載之Fe系非晶質合金，其以原子%計含有：Si：2.0%以上且5.0%以下、及N：0.0030%以上且0.2000%以下。 [5]如[1]所記載之Fe系非晶質合金，其中在10.0原子%以下之範圍內以Ni、Cr、Co中之至少1種以上元素代替Fe。 [6]如[2]所記載之Fe系非晶質合金，其中在10.0原子%以下之範圍內以Ni、Cr、Co中之至少1種以上元素代替Fe。 [7]如[1]所記載之Fe系非晶質合金，其於頻率50Hz、磁通密度1.3T下磁化時之鐵損W _13/50為0.100W/kg以下，飽和磁通密度為1.60T以上。 [8]如[2]所記載之Fe系非晶質合金，其於頻率50Hz、磁通密度1.3T下磁化時之鐵損W _13/50為0.100W/kg以下，飽和磁通密度為1.60T以上。 [9]一種Fe系非晶質合金薄帶，係由如[1]至[8]中任一項所記載之Fe系非晶質合金所構成。 [10]如[9]所記載之Fe系非晶質合金薄帶，其彎曲破壞直徑為4mm以下。

[發明效果] 根據本發明，可提供一種鐵損較低、具有較高之磁通密度且加工性亦優異之Fe系非晶質合金及Fe系非晶質合金薄帶。

用以實施發明之形態 本發明人等發現，藉由限制使脆性變差之元素S之含量，並且調整B、C、Si、P、N等非晶質形成元素之含量，從而不僅改善非晶質形成能力，並且能夠獲得具有彎曲破壞直徑為4mm以下之優異加工性之Fe系非晶質合金。又，亦發現藉由使N之含量最佳化，從而能夠獲得彎曲破壞直徑為4mm以下之優異加工性。進一步發現藉由在0.05%以上且0.60%以下之範圍內含有Mn，從而可同時具備優異之軟磁特性與加工性，具體而言，可達成鐵損W _13/50為0.100W/kg以下，飽和磁通密度為1.60T以上，彎曲破壞直徑為4mm以下。

以下，對作為本發明之實施形態之Fe系非晶質合金及Fe系非晶質合金薄帶進行說明。

於本實施形態中，軟磁特性優異意指具有鐵損較低且飽和磁通密度較高之特性。又，加工性優異意指由Fe系非晶質合金所構成之薄帶之彎曲破壞直徑較小。

本實施形態之Fe系非晶質合金以原子%計含有：B：8.0%以上且18.0%以下、Si：2.0%以上且9.0%以下、C：0.10%以上且5.00%以下、Mn：0.05%以上且0.60%以下、Fe：78.00%以上且86.00%以下、P：0.010%以上且小於1.000%、S：0.006%以上且0.020%以下、及N：0.0010%以上且0.2000%以下，剩餘部分由不純物所構成，並且，該Fe系非晶質合金之組織係非晶質。

又，本實施形態之Fe系非晶質合金以原子%計含有：B：13.0%以上且18.0%以下、Si：2.0%以上且6.0%以下、C：0.10%以上且3.00%以下、Mn：0.05%以上且0.60%以下、Fe：78.00%以上且86.00%以下、P：0.010%以上且小於1.000%、S：0.006%以上且0.020%以下、及N：0.0010%以上且0.2000%以下，剩餘部分由不純物所構成，並且，該Fe系非晶質合金之組織係非晶質。

又，本實施形態之Fe系非晶質合金可在10.0原子%以下之範圍內以Ni、Cr、Co中之至少1種以上元素代替Fe。 又，本實施形態之Fe系非晶質合金薄帶係由上述Fe系非晶質合金所構成。

首先，對本實施形態之Fe系非晶質合金中限定各元素之含量之理由進行敘述。

於本實施形態之Fe系非晶質合金中，為了形成非晶質相及提高非晶質相之熱穩定性而含有B。藉由使該元素之含量最佳化，從而可使合金組織穩定地成為非晶質相，能夠進一步改善軟磁特性。例如，可使飽和磁通密度穩定地為1.60T以上。當B小於8.0原子%時，無法獲得非晶質相形成能力之改善，Fe系非晶質合金中無法穩定地獲得非晶質合金，難以在將鐵損穩定地維持在0.100W/kg以下之情況下，使飽和磁通密度穩定地為1.60T以上。另一方面，即便使B大於18.0原子%，亦無法獲得非晶質相形成能力之改善，難以使飽和磁通密度穩定地為1.60T以上。因此，使B為8.0原子%以上且18.0原子%以下。B之下限宜為10.0原子%，進一步宜為13.0原子%。B之上限宜為16.0原子%，進一步宜為15.0原子%。

與B同樣地，於本實施形態之Fe系非晶質合金中，為了形成非晶質相及提高非晶質相之熱穩定性而含有Si及C。藉由使Si及C之含量最佳化，從而可使合金組織穩定地成為非晶質相，能夠進一步改善軟磁特性。當Si小於2.0原子%、C小於0.10原子%時，無法獲得非晶質相形成能力之改善，Fe系非晶質合金中無法穩定地獲得非晶質合金，難以在將鐵損穩定地維持在0.100W/kg以下之情況下，使飽和磁通密度穩定地為1.60T以上。另一方面，即便使Si大於9.0原子%、使C大於5.00原子%，亦無法獲得非晶質相形成能力之改善，難以使鐵損穩定地維持在0.100W/kg以下。因此，使Si為2.0原子%以上且9.0原子%以下、使C為0.10原子%以上且5.00原子%以下。Si之下限宜為3.0原子%，進一步宜為4.0原子%。Si之上限宜為8.0原子%，進一步宜為7.0原子%。C之下限宜為0.50原子%，進一步宜為1.00原子%。C之上限宜為4.00原子%，進一步宜為3.00原子%。

於本實施形態之Fe系非晶質合金中，為了提高軟磁特性而含有Mn。藉由使Mn之含量最佳化，從而例如能夠在將鐵損穩定地維持在0.100W/kg以下之情況下，使飽和磁通密度穩定地為1.60T以上。 當Mn小於0.05原子%時，難以在將鐵損穩定地維持在0.100W/kg以下之情況下，使飽和磁通密度穩定地為1.60T以上。另一方面，若使Mn大於0.60原子%，則難以使鐵損穩定地為0.100W/kg以下。因此，使Mn為0.05原子%以上且0.60原子%以下。Mn之下限宜為0.10原子%，進一步宜為0.20原子%。Mn之上限宜為0.50原子%，進一步宜為0.40原子%。

Fe系非晶質合金中，Fe之含量通常只要為70原子%以上，便能夠獲得作為常見之鐵心而言充分實用之水準之飽和磁通密度，但為了獲得1.60T以上之高飽和磁通密度，需要使Fe為78.00原子%以上。另一方面，若Fe之含量大於86.00原子%，則難以形成非晶質相，難以獲得非晶質合金特有之良好軟磁特性(使鐵損W _13/50穩定地為0.100W/kg以下)。因此，於本實施形態之Fe系非晶質合金中，使Fe含量為78.00原子%以上且86.00原子%以下。Fe之下限宜為79.00原子%，進一步宜為80.00原子%。Fe之上限宜為85.00原子%，更宜為84.00原子%。

於本實施形態之Fe系非晶質合金中，藉由在10.0原子%以下之範圍內以Ni、Cr、Co中之至少1種代替Fe之一部分，從而在維持高飽和磁通密度之情況下亦可實現鐵損等軟磁特性之改善。對該等元素之代替量設置上限之原因在於，若大於10.0原子%，則飽和磁通密度變低或原料成本增加。於以Ni、Cr、Co中之1種以上代替Fe之情形時，只要Ni、Cr、Co之含有率與Fe之含有率之合計為78.00原子%以上且86.00原子%以下即可，亦可為79.00原子%以上且84.00原子%以下。

進一步地，本實施形態之Fe系非晶質合金以原子%計需要含有：P：0.010%以上且小於1.000%、S：0.006%以上且0.020%以下、及N：0.0010%以上且0.2000%以下。

與B、Si及C同樣地，為了形成非晶質相及提高非晶質相之熱穩定性而含有P。藉由使P之含量最佳化，從而可使合金組織穩定地成為非晶質相，能夠進一步改善軟磁特性。當P小於0.010原子%時，無法獲得非晶質相形成能力之改善，Fe系非晶質合金中無法穩定地獲得非晶質合金，難以使鐵損穩定地維持在0.100W/kg以下。另一方面，即便使P為1.000原子%以上，亦無法獲得非晶質相形成能力之改善，難以使鐵損穩定地為0.100W/kg以下。因此，使P為0.010原子%以上且小於1.000原子%。P之下限宜為0.050原子%，進一步宜為0.010原子%。P之上限宜為0.900原子%，進一步宜為0.800原子%。

於本實施形態之Fe系非晶質合金中，S係使脆性變差之元素。藉由使S之含量最佳化，從而於製成Fe系非晶質合金薄帶之情形時能夠使彎曲破壞直徑為4mm以下，因此使S為0.006原子%以上且0.020原子量%以下。S之上限宜為0.016原子%，進一步宜為0.014原子%，進一步宜為0.010原子%。

於本實施形態之Fe系非晶質合金中，為了提高非晶質形成能力及加工性而含有N。藉由使N之含量最佳化，從而於製成Fe系非晶質合金薄帶之情形時能夠使彎曲破壞直徑為4mm以下。當N小於0.0010原子%時，無法獲得加工性之提高效果。另一方面，若使N大於0.20原子%，則非晶質形成能力之效果飽和，存在鐵損增加之顧慮。因此，使N為0.0010原子%以上且0.2000原子%以下。N之下限宜為0.0020原子%，進一步宜為0.0030原子%。N之上限宜為0.1500原子%，進一步宜為0.1000原子%。

本實施形態之Fe系非晶質合金中之剩餘部分係不純物。本實施形態之Fe系非晶質合金中，例如於使用鋼鐵材料作為Fe源之情形時，可含有合計小於0.100原子%之鋼鐵材料中所含之不純物元素作為不純物。例如，可含有合計小於0.100原子%之O、Al、Ti等作為不純物。

本實施形態之Fe系非晶質合金具有非晶質組織。藉此，能夠獲得優異之軟磁特性。關於是否具有非晶質組織，例如可藉由使用Co球管之X射線繞射裝置進行X射線繞射測定來確認。即，於X射線繞射測定中無法獲得明確之繞射峰之情形時，可確認Fe系非晶質合金具有非晶質組織。此處，X射線繞射測定中無法獲得明確之繞射峰意指不存在α-Fe(110)之繞射峰之半高寬為4°以下之繞射峰。

於利用以下說明之方法測定本實施形態之Fe系非晶質合金及Fe系非晶質合金薄帶之飽和磁通密度及鐵損之情形時，飽和磁通密度為1.60T以上，於磁通密度1.3T、頻率50Hz下之鐵損(鐵損W _13/50)為0.100W/kg以下，軟磁特性優異。

鐵損係使用SST(Single Strip Tester，單板磁測定器)進行測定。鐵損測定條件設定為磁通密度1.3T、頻率50Hz。鐵損測定用試樣均自一批次之薄帶之整個長度上之6個部位採集。鐵損測定用樣品係使用被切成120mm長度之薄帶樣品。該等鐵損測定用薄帶樣品係於360℃下在磁場中(磁場：800A/m、在鑄造方向上施加磁場)進行1小時退火處理後供於測定。將退火處理中之氣體環境設為氮氣氣體環境。另一方面，飽和磁通密度係使用VSM裝置(振動試樣型磁力計)進行測定。VSM裝置用試樣係使用對采自上述6個部位之薄帶樣品均自寬度中央部採集而獲得之薄片。

進一步地，本實施形態之Fe系非晶質合金薄帶能夠使彎曲破壞直徑為4mm以下。彎曲破壞直徑係藉由如下方式獲得，即，依據JIS Z 2248：2006之金屬材料彎曲試驗方法，將由Fe系非晶質合金所構成之薄帶設置於彎曲試驗機中，使試片之兩端彼此壓合直至密接，測定斷裂時之試片之直徑(彎曲破壞直徑)。

以下，對本實施形態之Fe系非晶質合金及Fe系非晶質合金薄帶之製造方法進行敘述。本實施形態之Fe系非晶質合金通常能夠以薄帶之形態獲得。該Fe系非晶質合金薄帶可利用例如單輥法、雙輥法來製造，上述方法係將由上述實施形態中說明之成分所構成之合金熔解，使熔液通過狹縫噴嘴等而噴出至高速移動之冷卻板上，使該熔液急冷凝固。用於該等輥法之輥係金屬製，藉由使輥高速旋轉，使熔液與輥表面或輥內表面碰撞，從而能夠使合金急冷凝固。

單輥裝置亦包含使用圓筒內壁之離心急冷裝置、使用環型帶之裝置、及作為該等裝置之改良型之附帶有輔助輥或輥表面溫度控制裝置者、於減壓下或真空中、或者非活性氣體中之鑄造裝置。

於本實施形態中，薄帶之板厚、板寬等尺寸並無特別限定，薄帶之板厚例如宜為10μm以上且100μm以下。又，板寬宜為10mm以上。 如以上說明般獲得之Fe系非晶質合金薄帶可用作電力變壓器或高頻變壓器中之鐵心等材料。

又，本實施形態之Fe系非晶質合金除了能夠以薄帶之形態獲得以外，還能夠以粉末狀之形態獲得。為了獲得粉末狀之Fe系非晶質合金，可採用如下方法，即，自填滿了上述組成之合金熔液之坩堝之噴嘴，向旋轉之輥或冷卻用水等液體之中，高速地噴出合金熔液或合金熔液之液滴而使其急冷凝固。

利用上述方法，可獲得軟磁特性優異之Fe系非晶質合金粉末。

對於如上述獲得之Fe系軟磁性合金粉末，藉由利用模具等進行壓密而使其成形為目標形狀後，視需要使其燒結而成為一體，從而可用作電力變壓器或高頻變壓器、線圈之鐵心等用途。

如以上所說明，根據本實施形態之Fe系非晶質合金及Fe系非晶質合金薄帶，藉由使B、Si及C之含量最佳化，且含有P、S及N，進一步使Fe之含量為78.00%以上，從而於磁通密度1.3T、頻率50Hz下之鐵損(鐵損W _13/50)為0.100W/kg以下，飽和磁通密度為1.60T以上，可發揮優異之軟磁特性，可適宜用於電力變壓器或高頻變壓器之鐵心等。

進一步地，本實施形態之Fe系非晶質合金薄帶能夠使彎曲破壞直徑為4mm以下，藉此，當將Fe系非晶質合金薄帶加工成電力變壓器或高頻變壓器之鐵心等時，不存在合金薄帶破損之顧慮，可提高電力變壓器或高頻變壓器之鐵心之生產性。 [實施例]

以下，對本發明之實施例進行說明。

(實施例1) 藉由使表1A及表1B所示之各種成分之合金於氬氣氣體環境中熔解，利用單輥裝置使其急冷後進行鑄造，從而製得Fe系非晶質合金之薄帶。鑄造氣體環境係於大氣中。再者，所使用之單輥裝置係由直徑300mm之銅合金製冷卻輥、試樣熔解用高頻電源、及於前端附有狹縫噴嘴之石英坩堝等所構成。本實驗中，使用長度10mm、寬度0.6mm之狹縫噴嘴。將冷卻輥之周速設為24m/秒。結果，所獲得之薄帶之板厚為約20μm，由於板寬取決於狹縫噴嘴之長度，故板寬為10mm，長度為大約100m。

對所獲得之Fe系非晶質合金薄帶進行X射線繞射測定，獲得X射線繞射圖案。將X射線繞射測定之X射線源設定為Co-Kα(波長λ＝0.17902nm)，將掃描範圍設定為2θ＝10°以上且120°以下。根據X射線繞射圖案之形狀，判斷金屬組織中是否生成結晶質相。

又，Fe系非晶質合金薄帶之飽和磁通密度及鐵損係使用SST(Single Strip Tester，單板磁測定器)進行測定。再者，鐵損測定條件係磁通密度1.3T、頻率50Hz。鐵損測定用試樣均自一批次之薄帶之整個長度上之6個部位採集。鐵損測定用樣品係使用被切成120mm長度之薄帶樣品。該等鐵損測定用薄帶樣品係於360℃下在磁場中(磁場：800A/m、在鑄造方向上施加磁場)進行1小時退火處理後供於測定。將退火處理中之氣體環境設為氮氣氣體環境。另一方面，VSM裝置用試樣係使用對采自上述6個部位之薄帶樣品均自寬度中央部採集而獲得之薄片。

關於飽和磁通密度及鐵損之測定結果，將6個部位之資料之平均值示於表1中。

進一步地，對Fe系非晶質合金薄帶測定彎曲破壞直徑。彎曲破壞直徑係依據JIS Z 2248：2006之金屬材料彎曲試驗方法，將Fe系非晶質合金薄帶設置於彎曲試驗機中，測定斷裂時之彎曲破壞直徑。將結果示於表1中。

[表1]

No.	化學成分(原子%)    剩餘部分：不純物	飽和磁通密度Bs(T)	鐵損W 13/ 50(W/kg)	彎曲破壞直徑(mm)
Fe	B	Si	C	Mn	P	S	N
本發明例	1	81.106	14.3	3.7	0.20	0.18	0.50	0.008	0.006	1.64	0.093	2
本發明例	2	80.760	13.9	4.1	0.50	0.40	0.30	0.020	0.020	1.63	0.090	3
本發明例	3	80.565	13.5	4.3	0.70	0.14	0.60	0.015	0.180	1.62	0.093	3
本發明例	4	80.534	12.3	5.7	0.50	0.55	0.40	0.006	0.010	1.63	0.095	2
本發明例	5	78.140	11.9	7.9	1.70	0.20	0.05	0.010	0.100	1.60	0.095	3
本發明例	6	81.000	10.2	7.8	0.50	0.30	0.10	0.020	0.080	1.62	0.096	4
本發明例	7	80.105	11.7	6.3	1.00	0.10	0.60	0.015	0.180	1.62	0.096	2
本發明例	8	84.600	8.9	5.2	1.10	0.14	0.010	0.010	0.040	1.66	0.096	2
本發明例	9	80.502	10.1	7.4	0.90	0.16	0.90	0.008	0.030	1.62	0.098	2
本發明例	10	80.673	15.1	2.9	1.00	0.20	0.10	0.007	0.020	1.62	0.090	2
本發明例	11	81.537	13.2	3.7	1.10	0.15	0.30	0.008	0.005	1.64	0.092	2
本發明例	12	78.967	17.3	2.8	0.40	0.12	0.40	0.007	0.006	1.60	0.092	2
本發明例	13	80.985	15.0	2.1	1.40	0.20	0.30	0.009	0.006	1.63	0.092	2
本發明例	14	80.165	13.6	3.4	2.50	0.12	0.20	0.010	0.005	1.62	0.094	3
本發明例	15	80.459	14.2	3.9	0.90	0.12	0.40	0.011	0.010	1.62	0.095	2
本發明例	16	79.733	14.7	4.2	0.60	0.55	0.20	0.007	0.010	1.60	0.090	2
本發明例	17	79.742	14.8	3.0	2.20	0.20	0.02	0.008	0.030	1.60	0.094	2
本發明例	18	79.920	14.0	2.9	2.10	0.15	0.90	0.010	0.020	1.61	0.092	2
本發明例	19	80.483	10.2	8.0	0.80	0.30	0.20	0.007	0.010	1.61	0.096	2
本發明例	20	81.224	10.1	3.9	4.50	0.15	0.10	0.006	0.020	1.64	0.095	2
本發明例	21	83.074	10.6	5.2	0.70	0.10	0.30	0.006	0.020	1.65	0.096	2
本發明例	22	85.221	10.5	3.2	0.80	0.15	0.06	0.009	0.060	1.66	0.095	2
本發明例	23	83.389	9.7	4.0	2.30	0.40	0.20	0.006	0.005	1.65	0.095	1
本發明例	24	82.389	9.8	4.8	2.40	0.20	0.40	0.009	0.002	1.64	0.095	4
本發明例	25	80.192	13.5	4.8	1.20	0.20	0.10	0.006	0.002	1.61	0.091	3
本發明例	26	80.289	14.9	2.8	1.30	0.30	0.40	0.009	0.002	1.62	0.093	4
比較例	1	77.574	14.5	6.5	1.00	0.20	0.20	0.006	0.020	1.59	0.094	2
比較例	2	86.214	9.8	3.2	0.50	0.20	0.06	0.006	0.020	1.66	0.104	2
比較例	3	82.260	7.5	7.8	2.20	0.13	0.05	0.010	0.050	1.65	0.104	2
比較例	4	78.370	18.3	2.4	0.50	0.20	0.20	0.010	0.020	1.59	0.098	2
比較例	5	81.954	14.8	1.8	1.20	0.12	0.10	0.006	0.020	1.65	0.102	2
比較例	6	81.042	8.3	9.5	0.70	0.14	0.30	0.008	0.010	1.64	0.106	2
比較例	7	81.360	13.2	4.8	0.06	0.15	0.40	0.010	0.020	1.64	0.104	2
比較例	8	81.422	8.1	4.9	5.20	0.15	0.20	0.008	0.020	1.64	0.106	2
比較例	9	80.844	12.9	5.0	1.10	0.04	0.06	0.006	0.050	1.63	0.108	2
比較例	10	81.104	12.3	4.7	1.00	0.65	0.20	0.006	0.040	1.64	0.102	2
比較例	11	80.807	13.8	3.8	1.40	0.15	0.008	0.015	0.020	1.63	0.102	2
比較例	12	80.210	12.6	5.3	0.60	0.15	1.10	0.010	0.030	1.62	0.104	3
比較例	13	80.645	12.2	5.5	1.30	0.20	0.08	0.025	0.050	1.62	0.098	6
比較例	14	80.693	12.8	3.9	2.30	0.20	0.10	0.006	0.0008	1.62	0.098	5
比較例	15	81.212	12.0	4.8	1.20	0.15	0.40	0.018	0.220	1.63	0.102	2
底線部係表示超出本發明之範圍。

如表1所示，本發明例1～26之合金組成均滿足本發明之範圍，因此飽和磁通密度為1.60T以上，於磁通密度1.3T、頻率50Hz下之鐵損(鐵損W _13/50)為0.100W/kg以下，能夠同時發揮高飽和磁通密度與低鐵損。又，彎曲破壞直徑為4mm以下，加工性亦良好。

另一方面，比較例1～15之合金組成均不滿足本發明之範圍，因此鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg，或者飽和磁通密度小於1.60T，或者彎曲破壞直徑大於4mm。

即，比較例1中，Fe含量較少，飽和磁通密度小於1.60T。 比較例2中，Fe含量過多，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。

比較例3中，B含量較少，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。 比較例4中，B含量過多，飽和磁通密度小於1.60T。

比較例5中，Si含量較少，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。 比較例6中，Si含量過多，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。

比較例7中，C含量較少，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。 比較例8中，C含量過多，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。

比較例9中，Mn含量較少，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。 比較例10中，Mn含量過多，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。

比較例11中，P含量較少，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。 比較例12中，P含量過多，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。

比較例13中，S含量過多，彎曲破壞直徑大於4mm。

比較例14中，N含量較少，彎曲破壞直徑大於4mm。 比較例15中，N含量過多，鐵損(鐵損W _13/50)大於0.100W/kg。

再者，對Fe系非晶質合金薄帶進行了X射線繞射測定，結果本發明例1～26及比較例1～15均未觀察到明確之繞射峰，因此不可謂金屬組織中生成了結晶質相，整體係非晶質相。

(實施例2) 使用針對表1之No.1所示之合金以Ni、Cr、Co中之至少1種代替Fe之一部分後的各種成分之合金，利用與實施例1相同之裝置、條件來鑄造薄帶。再者，將所使用之合金之具體成分示於表2中。結果，所獲得之薄帶之板厚、板寬、長度分別為約20μm、10mm、約100m。 對所獲得之薄帶之飽和磁通密度及鐵損以及彎曲破壞直徑進行評價。用於該等特性評價之試樣之採集方法及測定條件與實施例1相同。將其測定結果示於表2中。再者，表2中之顯示要領與表1之情況相同。

[表2]

No.	化學成分(原子%)    剩餘部分：不純物	飽和磁通密度Bs(T)	鐵損W 13/ 50(W/kg)	彎曲破壞直徑(mm)
Fe	Ni	Cr	Co	B	Si	C	Mn	P	S	N
本發明例	27	79.674	1.00			15.1	2.9	1.00	0.20	0.10	0.006	0.020	1.61	0.090	2
本發明例	28	77.674		3.00		15.1	2.9	1.00	0.20	0.10	0.006	0.020	1.62	0.090	2
本發明例	29	78.674			2.00	15.1	2.9	1.00	0.20	0.10	0.006	0.020	1.64	0.088	2
本發明例	30	75.674	3.00	2.00		15.1	2.9	1.00	0.20	0.10	0.006	0.020	1.60	0.092	2
本發明例	31	74.674	3.00		3.00	15.1	2.9	1.00	0.20	0.10	0.006	0.020	1.62	0.090	2
本發明例	32	73.674		3.00	4.00	15.1	2.9	1.00	0.20	0.10	0.006	0.020	1.63	0.089	2
本發明例	33	71.674	2.00	4.00	3.00	15.1	2.9	1.00	0.20	0.10	0.006	0.020	1.63	0.089	2

根據表2之試樣No.27～33之結果，可知即便在10.0原子%以下之範圍內以Ni、Cr、Co中之至少1種代替Fe之一部分，飽和磁通密度亦為1.60T以上，亦可使鐵損W _13/50穩定地為0.100W/kg以下。又，彎曲破壞直徑為4mm以下，加工性亦良好。進一步地，所有試樣於X射線繞射測定中均未觀察到明確之繞射峰，確認為非晶質。

根據以上之實施例，可知根據本發明之Fe系非晶質合金，藉由使B、Si及C之含量最佳化，含有P、S及N，進一步使Fe之含量為78.00%以上，從而於磁通密度1.3T、頻率50Hz下之鐵損(鐵損W _13/50)為0.100W/kg以下，飽和磁通密度為1.60T以上，可發揮優異之軟磁特性，可適宜用於電力變壓器或高頻變壓器之鐵心等。又，亦可提高加工性。

又，根據本發明之Fe系非晶質合金薄帶，可知鐵損(鐵損W _13/50)為0.100W/kg以下，飽和磁通密度為1.60T以上，進一步而言彎曲破壞直徑為4mm以下。藉此，明確了當將Fe系非晶質合金薄帶加工成電力變壓器或高頻變壓器之鐵心等時，不存在合金薄帶破損之顧慮，可提高電力變壓器或高頻變壓器之鐵心之生產性。 [產業上之可利用性]

本揭示之Fe系非晶質合金薄帶由於鐵損較低，具有較高之磁通密度，且加工性亦優異，因此產業上之可利用性較高。

(無)

Claims (10)

1. 一種Fe系非晶質合金，以原子%計含有： B：8.0%以上且18.0%以下、 Si：2.0%以上且9.0%以下、 C：0.10%以上且5.00%以下、 Mn：0.05%以上且0.60%以下、 Fe：78.00%以上且86.00%以下、 P：0.010%以上且小於1.000%、 S：0.006%以上且0.020%以下、及 N：0.0010%以上且0.2000%以下， 剩餘部分由不純物所構成，並且 該Fe系非晶質合金之組織係非晶質。
2. 一種Fe系非晶質合金，以原子%計含有： B：13.0%以上且18.0%以下、 Si：2.0%以上且6.0%以下、 C：0.10%以上且3.00%以下、 Mn：0.05%以上且0.60%以下、 Fe：78.00%以上且86.00%以下、 P：0.010%以上且小於1.000%、 S：0.006%以上且0.020%以下、及 N：0.0010%以上且0.2000%以下， 剩餘部分由不純物所構成，並且 該Fe系非晶質合金之組織係非晶質。
3. 如請求項1之Fe系非晶質合金，其以原子%計含有：Si：2.0%以上且5.0%以下、及N：0.0030%以上且0.2000%以下。
4. 如請求項2之Fe系非晶質合金，其以原子%計含有：Si：2.0%以上且5.0%以下、及N：0.0030%以上且0.2000%以下。
5. 如請求項1之Fe系非晶質合金，其中在10.0原子%以下之範圍內以Ni、Cr、Co中之至少1種以上元素代替Fe。
6. 如請求項2之Fe系非晶質合金，其中在10.0原子%以下之範圍內以Ni、Cr、Co中之至少1種以上元素代替Fe。
7. 如請求項1之Fe系非晶質合金，其於頻率50Hz、磁通密度1.3T下磁化時之鐵損W _13/50為0.100W/kg以下，飽和磁通密度為1.60T以上。
8. 如請求項2之Fe系非晶質合金，其於頻率50Hz、磁通密度1.3T下磁化時之鐵損W _13/50為0.100W/kg以下，飽和磁通密度為1.60T以上。
9. 一種Fe系非晶質合金薄帶，係由如請求項1至8中任一項之Fe系非晶質合金所構成。
10. 如請求項9之Fe系非晶質合金薄帶，其彎曲破壞直徑為4mm以下。