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公開番号2025126479
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-08-29
出願番号2024022678
出願日2024-02-19
発明の名称合金薄帯片の製造方法
出願人トヨタ自動車株式会社
代理人弁理士法人平木国際特許事務所
主分類H01F 41/02 20060101AFI20250822BHJP(基本的電気素子)
要約【課題】合金薄帯の打ち抜き加工により合金薄帯片を容易に製造できる合金薄帯片の製造方法を提供する。
【解決手段】本発明の合金薄帯片の製造方法は、ナノ結晶合金を含有する合金薄帯片の製造方法であって、FeNiB系アモルファス合金を含有する合金薄帯を準備する準備工程と、上記合金薄帯において、上記合金薄帯片が打ち抜かれる領域となる結晶化予定部の周囲の加工予定部をαFeの結晶粒及びFe₂Bの結晶粒が析出する第1温度域に加熱することでαFeの結晶粒及びFe₂Bの結晶粒を析出させると同時に、上記結晶化予定部を結晶化開始温度以上上記第1温度域未満の第2温度域に加熱することで結晶化する熱処理工程と、上記熱処理工程後に、上記合金薄帯の上記加工予定部をせん断することで上記合金薄帯から上記結晶化予定部を含む領域を打ち抜くことにより上記合金薄帯片を形成する打ち抜き工程と、を備えることを特徴する。
【選択図】図2
特許請求の範囲【請求項１】
ナノ結晶合金を含有する合金薄帯片の製造方法であって、
ＦｅＮｉＢ系アモルファス合金を含有する合金薄帯を準備する準備工程と、
前記合金薄帯において、前記合金薄帯片が打ち抜かれる領域となる結晶化予定部の周囲の加工予定部をαＦｅの結晶粒及びＦｅ
２
Ｂの結晶粒が析出する第１温度域に加熱することでαＦｅの結晶粒及びＦｅ
２
Ｂの結晶粒を析出させると同時に、前記結晶化予定部を結晶化開始温度以上前記第１温度域未満の第２温度域に加熱することで結晶化する熱処理工程と、
前記熱処理工程後に、前記合金薄帯の前記加工予定部をせん断することで前記合金薄帯から前記結晶化予定部を含む領域を打ち抜くことにより前記合金薄帯片を形成する打ち抜き工程と、
を備えることを特徴する合金薄帯片の製造方法。
続きを表示（約 100 文字）【請求項２】
前記熱処理工程において、前記第１温度域が６００℃以上６５０℃以下であり、前記第２温度域が４７０℃以上５００℃以下であることを特徴とする請求項１に記載の合金薄帯片の製造方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、ナノ結晶合金を含有する合金薄帯片の製造方法に関する。
続きを表示（約 2,600 文字）【背景技術】
【０００２】
従来から、ハイブリッド自動車（ＨＥＶ：Hybrid Electric Vehicle）や電気自動車（ＢＥＶ：Battery Electric Vehicle）等のモータのコア（鉄心）などには、軟磁性材料が使用されている。軟磁性材料には、高磁化（高トルク）及び低保磁力（低損失）が求められている。軟磁性材料としては、一般的に電磁鋼板が用いられているが、電磁鋼板では損失の低減に限界がある。一般的に、電磁鋼板等のＦｅ（鉄）系の軟磁性材料では、板厚が小さいほど、材料中のαＦｅの結晶粒の粒径が小さいほど、損失が低減する。このため、近年、液体急冷法により板厚の薄いアモルファス合金薄帯（アモルファス合金を含有する合金薄帯）を製造し、急速熱処理によりアモルファス合金薄帯を結晶化することでαＦｅのナノ結晶粒が析出したナノ結晶合金薄帯（ナノ結晶合金を含有する合金薄帯）が、高磁化及び低保磁力の両立が可能な軟磁性材料として期待されている。
【０００３】
一方、軟磁性材料をモータのコアなどに使用する際には、軟磁性材料の板材を打ち抜き加工等の加工を行うことで所望形状の板材を製造し、その板材の複数枚を積層、固定した積層体からコアなどを構成する。アモルファス合金薄帯やナノ結晶合金薄帯等を含む軟磁性材料の所望形状の板材を製造する方法に関する技術としては、例えば、コア用の金属板（軟磁性材料の板材）を複数枚積層して積層体を準備した上で、積層体に温度勾配を付与し積層体をプレスし、プレス後に積層体の温度勾配を除去する方法が知られている（特許文献１）。また、打ち抜き加工等のプレス加工性に優れた複合磁性薄帯（軟磁性材料の板材）とその製造方法が知られている（特許文献２）。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００４】
特開２０２０－４７８３１号公報
特開２００３－１６３４８６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
ナノ結晶合金薄帯は、αＦｅのナノ結晶粒及びアモルファス合金相の界面が脆弱であるため、薄いガラスのように割れるおそれがあり、打ち抜き加工等の材料の変形を伴う加工が難しい。このため、ナノ結晶合金薄帯の打ち抜き加工を行うことにより、軟磁性材料の所望形状の板材として、ナノ結晶合金薄帯片（ナノ結晶合金を含有する合金薄帯片）を製造することは困難である。一方、ナノ結晶合金薄帯の結晶化前のアモルファス合金薄帯は、１枚ずつの打ち抜き加工は可能であるが、１枚の板厚が２０μｍ程度の極薄である。このため、打ち抜き加工用の金型であるパンチ及びダイのクリアランスを１μｍ～２μｍ程度まで小さくする必要があるので、パンチ及びダイの摩耗が大きくなる。また、アモルファス合金薄帯は、材料の変形する起点となる結晶界面がなく硬度が高いため、パンチ及びダイの摩耗が大きくなる。従って、アモルファス合金薄帯の打ち抜き加工を行うことで合金薄帯片を形成した上で、それを結晶化することでナノ結晶合金薄帯片を製造する方法でも、その製造は容易ではなく、パンチ及びダイの消耗が早くなる。この結果、電磁鋼板を用いる場合と比較して生産性が低下する。
【０００６】
本発明は、このような点を鑑みてなされ、その目的は、ナノ結晶合金を含有する合金薄帯片の製造方法であって、合金薄帯の打ち抜き加工により合金薄帯片を容易に製造できる合金薄帯片の製造方法を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００７】
上記課題を解決すべく、本発明の合金薄帯片の製造方法は、ナノ結晶合金を含有する合金薄帯片の製造方法であって、ＦｅＮｉＢ系アモルファス合金を含有する合金薄帯を準備する準備工程と、上記合金薄帯において、上記合金薄帯片が打ち抜かれる領域となる結晶化予定部の周囲の加工予定部をαＦｅの結晶粒及びＦｅ
２
Ｂの結晶粒が析出する第１温度域に加熱することでαＦｅの結晶粒及びＦｅ
２
Ｂの結晶粒を析出させると同時に、上記結晶化予定部を結晶化開始温度以上上記第１温度域未満の第２温度域に加熱することで結晶化する熱処理工程と、上記熱処理工程後に、上記合金薄帯の上記加工予定部をせん断することで上記合金薄帯から上記結晶化予定部を含む領域を打ち抜くことにより上記合金薄帯片を形成する打ち抜き工程と、を備えることを特徴する。
【発明の効果】
【０００８】
本発明によれば、合金薄帯の打ち抜き加工により合金薄帯片を容易に製造できる。
【図面の簡単な説明】
【０００９】
一の実施形態に係る合金薄帯片の製造方法を示す概略工程斜視図である。
一の実施形態に係る合金薄帯片の製造方法を示す概略工程斜視図である。
一の実施形態に係る合金薄帯片の製造方法及びその合金薄帯片を用いたステータコアの製造方法を示す概略工程斜視図である。
参考例１及び２で用いる合金薄帯に含有されるＦｅＮｉＢ系アモルファス合金のＤＳＣ曲線を示すグラフである。
（ａ）及び（ｂ）は、それぞれ参考例１及び２の打ち抜き試験を示す写真である。
（ａ）は、参考例１及び２の熱処理後の合金薄帯のＸ線回折パターンを示すグラフである。（ｂ）は、ＳＥＭにより５０００倍～２００００倍の拡大倍率で観察した参考例１の熱処理後の合金薄帯の組織画像である。（ｃ）は、参考例２の熱処理後の合金薄帯の組織の模式図である。
【発明を実施するための形態】
【００１０】
最初に、実施形態に係る合金薄帯片の製造方法の概略について、一の実施形態を例示して説明する。一の実施形態に係る合金薄帯片の製造方法は、モータのステータコアに用いられる積層体を構成する円環形状の合金薄帯片を製造する方法である。図１（ａ）～図３（ｂ）は、一の実施形態に係る合金薄帯片の製造方法及びその合金薄帯片を用いたステータコアの製造方法を示す概略工程斜視図であり、図２（ｂ）には斜視図中のＡ－Ａ´線に沿う断面を示す概略断面図が合わせて示されている。
（【００１１】以降は省略されています）

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