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特開2023-137892複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートとその製作する方法および複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石の製造方法
(19)【発行国】日本国特許庁(JP)
(12)【公報種別】公開特許公報(A)
(11)【公開番号】P2023137892
(43)【公開日】2023-09-29
(54)【発明の名称】複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートとその製作する方法および複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石の製造方法
(51)【国際特許分類】
H01F 1/047 20060101AFI20230922BHJP
H01F 41/02 20060101ALI20230922BHJP
A61C 8/00 20060101ALI20230922BHJP
【ＦＩ】
H01F1/047
H01F41/02 G
A61C8/00 A
【審査請求】有
【請求項の数】5
【出願形態】ＯＬ
(21)【出願番号】P 2022044316
(22)【出願日】2022-03-18
(11)【特許番号】
(45)【特許公報発行日】2022-12-02
(71)【出願人】
【識別番号】713000630
【氏名又は名称】マグネデザイン株式会社
(72)【発明者】
【氏名】本蔵 義信
(72)【発明者】
【氏名】菊池 永喜
【テーマコード（参考）】
4C159
5E040
5E062
【Ｆターム（参考）】
4C159RR05
5E040AA11
5E040CA20
5E040NN01
5E040NN12
5E040NN13
5E062CD04
(57)【要約】 （修正有）
【課題】磁性キャップと非磁性リング部品と磁性プレートとの隙間部をレーザー溶接の容易化と溶接部の破損や磁性絶縁破壊など品質の不安を解消し、磁力アップを図る複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート及びその製造方法を提供する。
【解決手段】方法は、Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼素材を５０～９０％の加工率の冷間加工により、一軸繊維組織よりなる半硬質磁性を付与し、５００～５７０℃の張力熱処理を施した後にプレート形状に加工して、その外縁部１２のみを加熱によりオーステナイト相よりなる非磁性とし、外縁部以外１１の半硬質磁性部を飽和着磁して、永久磁石とすることによって、磁石と非磁性とからなる複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート１を製作する。磁石性能は、室温において、８，０００～１６，０００Ｇの飽和磁化と、５０～３００Ｏｅの保磁力と、６ＫＧ以上の残留磁気Ｂｒ、０．２～４ＭＧＯｅの最大エネルギー積を有する。
【選択図】図１
【解決手段】方法は、Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼素材を５０～９０％の加工率の冷間加工により、一軸繊維組織よりなる半硬質磁性を付与し、５００～５７０℃の張力熱処理を施した後にプレート形状に加工して、その外縁部１２のみを加熱によりオーステナイト相よりなる非磁性とし、外縁部以外１１の半硬質磁性部を飽和着磁して、永久磁石とすることによって、磁石と非磁性とからなる複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート１を製作する。磁石性能は、室温において、８，０００～１６，０００Ｇの飽和磁化と、５０～３００Ｏｅの保磁力と、６ＫＧ以上の残留磁気Ｂｒ、０．２～４ＭＧＯｅの最大エネルギー積を有する。
【選択図】図１
【特許請求の範囲】
【請求項1】
Ｃｒ量は１６～２０％、Ｎｉ量は７～１０％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにおいて、
外縁部は非磁性のオーステナイトナイト組織で、外縁部以外は一軸繊維組織よりなる半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を含んでいることを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート。
外縁部は非磁性のオーステナイトナイト組織で、外縁部以外は一軸繊維組織よりなる半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を含んでいることを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート。
【請求項2】
請求項1において
前記プレートのサイズは厚み０．０１～１ｍｍ、平均直径は１～４ｍｍで、厚み方向に飽和磁化した時に半硬質磁性部が示す磁石性能は、室温において、８，０００～１６，０００Ｇの飽和磁化と、８０～３００Ｏｅの保磁力と、６ｋＧ以上の残留磁気Ｂｒを有することを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート。
前記プレートのサイズは厚み０．０１～１ｍｍ、平均直径は１～４ｍｍで、厚み方向に飽和磁化した時に半硬質磁性部が示す磁石性能は、室温において、８，０００～１６，０００Ｇの飽和磁化と、８０～３００Ｏｅの保磁力と、６ｋＧ以上の残留磁気Ｂｒを有することを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート。
【請求項3】
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス薄板を固溶化熱処理後、５０～９０％の加工率の冷間加工によって、圧延加工方向に繊維組織を有し、５０～９５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５００～５７０℃の張力熱処理を施した後、薄板からプレートをプレス打ち抜き加工してプレート形状とし、
その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法。
その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法。
【請求項4】
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス線材を固溶化熱処理後、５０～９０％の加工率の冷間加工により伸線加工方向に繊維組織を有し、５０～９５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５００～５７０℃の張力熱処理を施した後、線材を輪切り加工してプレート形状とし、
その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法。
その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法。
【請求項5】
請求項１または２に記載した複合磁性Ｃｒ－Ｎｉステンレス鋼製プレートについて、
厚み方向に飽和着磁して永久磁石とした状態で、磁気回路の起磁力の一部として機能する磁石特性と非磁性特性の両特性を一体として有することを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石の製造方法
厚み方向に飽和着磁して永久磁石とした状態で、磁気回路の起磁力の一部として機能する磁石特性と非磁性特性の両特性を一体として有することを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石の製造方法
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【0001】
本発明は、構造体材料としてのステンレス鋼に対して、構造機能に加えて半硬質磁性機能または磁石機能を付与した複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートに関する。
【背景技術】
【0002】
歯科用磁性アタッチメントは、義歯に埋設される磁石構造体２と支台歯に設置されるキーパー３とからなり、両者間に働く磁力でもって吸着させて義歯を支台歯に固定するものである（特許文献１、２）。磁石の構造体２の構造は、図２に示すようにＣｒ系磁性ステンレス鋼製のキャップ２１とキャップの内部に挿入されたＮｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石２２とそれを腐食環境から保護するＣｒ系磁性ステンレス鋼製のシールドプレート２５およびキャップ２１とプレート２３の間のＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製の非磁性リング部品２４とからなっている。磁性キャップ２１と非磁性リング部品２４と磁性プレート２３との隙間はレーザー溶接で接合２６して、さびやすいＮｄ磁石を口腔内の腐食環境から保護している（特許文献２）。
【0003】
非磁性リング部品は厚み０．２ｍｍ程度で、その両側の磁性キャップと磁性プレートとの隙間を接合して、溶け込み不良や溶け込み過剰および溶接欠陥などの問題が生じないようにすることは難しい技術的課題であった。また溶接部は、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼とＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼の化学組成が混合して強磁性のδフェライト相と非磁性のオーステナイト相が混在する組織となって、非磁性リング部品による磁性絶縁が破壊され、磁性アタッチメントの磁力が低下するという危険があり、それを防ぐのは難しい技術課題であった。
【0004】
さらに義歯をより強く固定するために、磁力の一層の向上が求められている。従来の磁性アタッチメントの磁気回路設計の抜本的見直しが求められていた。
【先行技術文献】
【特許文献】
【0005】
【特許文献1】特開平４-２２７２５３号公報
【特許文献2】特開２００４-１５４５９６号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【0006】
本発明の課題は、磁性キャップと非磁性リング部品と磁性プレートとの隙間部をレーザー溶接するにあたって、それを容易に行うことができて、しかも、溶接部の破損や磁性絶縁破壊など品質の不安を解消することである。さらに、磁性アタッチメントの新発想の磁気回路技術を考案して磁力アップを図ることが求められており、この二つの課題を同時に解決することである。
【課題を解決するための手段】
【0007】
発明者らは、Ｃｒ系磁性ステンレス鋼製プレートをＣｒ－Ｎｉ系ステンレス製磁石プレートとすることによって吸着力を向上させることができることを見出した。さらに、Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス製磁石プレートの外縁部を非磁性特性に改質すれば、非磁性リングと磁石プレートを一体とした部品を開発することができれば、1回のレーザー溶接で隙間を接合することができて、溶接問題を解消できるのではとの考えに至った。
【0008】
そこで、まずＣｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼薄板を固溶化熱処理後、５０～９０％の加工率の冷間加工によって、圧延加工方向に繊維組織を有し、５０～９５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５００～５７０℃の張力熱処理を施した後、薄板からプレートをプレス加工してプレート形状とし、
あるいは、Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼線材を固溶化熱処理後、５０～９０％の加工率の冷間加工によって、伸線方向に繊維組織を有し、５０～９５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５００～５７０℃の張力熱処理を施した後、線材を輪切り加工してプレート形状とし、
その外縁部に限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作した。
あるいは、Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼線材を固溶化熱処理後、５０～９０％の加工率の冷間加工によって、伸線方向に繊維組織を有し、５０～９５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５００～５７０℃の張力熱処理を施した後、線材を輪切り加工してプレート形状とし、
その外縁部に限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作した。
【0009】
その複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを、飽和磁化して永久磁石とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石プレートを製作した。
好ましくは、伸線加工した線材からプレートを切り出して、容易軸である繊維組織の方向に着磁して、飽和磁化による永久磁石とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石プレートを製作する。
好ましくは、伸線加工した線材からプレートを切り出して、容易軸である繊維組織の方向に着磁して、飽和磁化による永久磁石とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石プレートを製作する。
【0010】
外縁部の加熱は、高周波加熱装置を用いて、６００℃以上の温度に加熱して、マルテンサイト組織をオーステナイト組織に逆変態させた。側面部から０．１～０．３ｍｍがオーステナイト組織になるように入力熱エネルギーを調整した。加熱方法としては高周波加熱法に限るものではない。レーザー加熱、赤外線加熱、ヒータ加熱など加熱方法は問わない。
【0011】
このプレートは、外縁部は非磁性のオーステナイトナイト組織で、外縁部以外は半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を有しており、厚み方向に飽和磁化した時に半硬質磁性部が示す磁石性能は、室温において、８，０００～１６，０００Ｇの飽和磁化と、５０～３００Ｏｅの保磁力と、６ＫＧ以上の残留磁気Ｂｒ、０．２～４ＭＧＯｅの最大エネルギー積を有していた。
【0012】
このプレートを磁性アタッチメントの磁石構造体にシールドプレートとして取り付けてレーザー溶接後に、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石と一緒に高さ方向に３万Ｇ以上の磁界の強さで飽和着磁すると、磁性プレートの場合に比べて吸着力が３０％以上も向上することが確認できた。
【0013】
磁性キャップと複合磁性プレートとのレーザー接合は、一つの隙間を接合するだけで極めて容易な作業である。溶接部の品質については、磁性問題や溶接欠陥の心配はほとんどない高い品質を確保できた。
【発明の効果】
【0014】
複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを組み込むことによって、磁性アタッチメントの吸着力を３０％以上高めて、かつ1回のレーザー溶接でＮｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石のシールドを実現して優れた耐腐食性を有する磁性アタッチ面を実現した。
【図面の簡単な説明】
【0015】
【発明を実施するための最良の形態】
【0016】
第１の実施形態は、
Ｃｒ量は１６～２０％、Ｎｉ量は７～１０％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにおいて、
外縁部は非磁性のオーステナイトナイト組織で、外縁部以外は一軸繊維組織よりなる半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を含んでいることを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートである。
Ｃｒ量は１６～２０％、Ｎｉ量は７～１０％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにおいて、
外縁部は非磁性のオーステナイトナイト組織で、外縁部以外は一軸繊維組織よりなる半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を含んでいることを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートである。
【0017】
一軸繊維組織よりなる半硬質磁性の２相組織とともにマルテンサイト量を５０％以上確保することによって、８，０００～１６，０００Ｇの飽和磁化と、１００～３００Ｏｅの保磁力を持つ優れた磁石特性を得ることができる。それが５０％未満だと吸着力が低下してしまう。残留磁気Ｂｒを６ｋＧ以上確保することで、飽和着磁後の永久磁石の特性を改善することができる。
【0018】
プレートの外縁部は、完全な非磁性のオーステナイト単相組織とする必要がある。不完全な場合、磁性絶縁が不十分となって吸着力が著しく低下して問題である。プレートのサイズは、０．１ｍｍ未満だと、溶接部の強度不足が生じて破損の恐れがあり問題である。１ｍｍ以上は、磁性アタッチメントの高さを大きくして問題となる。平均直径は磁性アタッチメントのそれと比べて、１０～２０％小さくする必要があり、磁性アタッチメントの平均直径に対応して定まるものである。１ｍｍ未満の場合、磁性アタッチメントのサイズより著しく小さく、吸着力が小さくなりすぎて、実用的でない。また４ｍｍより大きい場合、義歯のサイズを考慮すると着すぎて実用的でない。ここで平均直径とは、磁性アタッチメントは、円形、楕円形または方形の吸着面を持つので、その面積を円と見なして計算したものが平均直径である。
【0019】
第２の実施形態は、第1実施形態の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートの製造方法に関する。
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス薄板を固溶化熱処理後、５０～９０％の加工率の冷間加工によって、圧延加工方向に繊維組織を有し、５０～９５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５００～５７０℃の張力熱処理を施した後、薄板からプレートをプレス打ち抜き加工してプレート形状とし、
その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法である。
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス薄板を固溶化熱処理後、５０～９０％の加工率の冷間加工によって、圧延加工方向に繊維組織を有し、５０～９５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５００～５７０℃の張力熱処理を施した後、薄板からプレートをプレス打ち抜き加工してプレート形状とし、
その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法である。
【0020】
冷間加工は、一軸繊維組織が得られるように一軸加工である圧延加工とし、半硬質磁性を付与して飽和磁化によって磁石特性である保磁力、残留磁気を向上させることができる。
張力熱処理の熱処理温度は、５００～５７０℃、張力は０～３０ｋｇ／ｍｍ２とすることが好ましい。５００℃未満の場合には残留磁気Ｂｒの向上は生じない。一方５７０℃を超える温度の場合には、オーステナイト再結晶が進み飽和磁化が低下して問題である。張力負荷は３０ｋｇ/ｍｍ２を超えると、残留磁化の改善効果が見られないので、必要以上の荷重負荷は好ましくない。
張力熱処理の熱処理温度は、５００～５７０℃、張力は０～３０ｋｇ／ｍｍ２とすることが好ましい。５００℃未満の場合には残留磁気Ｂｒの向上は生じない。一方５７０℃を超える温度の場合には、オーステナイト再結晶が進み飽和磁化が低下して問題である。張力負荷は３０ｋｇ/ｍｍ２を超えると、残留磁化の改善効果が見られないので、必要以上の荷重負荷は好ましくない。
【0021】
第３の実施形態は、また第1実施形態の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートの製造方法に関するものある。
また、冷間加工は一軸繊維組織が得られるように一軸加工である伸線（引抜）加工とし、半硬質磁性を付与して飽和磁化によって磁石特性である保磁力、残留磁気を向上させることができる。
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス線材を固溶化熱処理後、５０～９０％の加工率の冷間加工によって、伸線加工方向に繊維組織を有し、５０～９５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５００～５７０℃の張力熱処理を施した後、線材を割切り加工してプレート形状とし、
その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法である。
また、冷間加工は一軸繊維組織が得られるように一軸加工である伸線（引抜）加工とし、半硬質磁性を付与して飽和磁化によって磁石特性である保磁力、残留磁気を向上させることができる。
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス線材を固溶化熱処理後、５０～９０％の加工率の冷間加工によって、伸線加工方向に繊維組織を有し、５０～９５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５００～５７０℃の張力熱処理を施した後、線材を割切り加工してプレート形状とし、
その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外をオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織としたことを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法である。
【0022】
張力熱処理の熱処理温度は、５００～５７０℃、張力は０～３０ｋｇ／ｍｍ２とすることが好ましい。５００℃未満の場合には残留磁気Ｂｒの向上は生じない。５７０℃を超える場合には、オーステナイト再結晶が進み飽和磁化が低下して問題である。張力負荷は３０ｋｇ/ｍｍ２を超えると、残留磁化の改善効果が見られないので、必要以上の荷重負荷は好ましくない
【0023】
第４の実施形態は、第1実施形態の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを、厚み方向に３万Ｇ以上の磁界を印可してＮｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石と一体で飽和着磁して永久磁石とした状態で、磁気回路の起磁力の一部として機能する磁石特性と非磁性特性の両特性を一体として有する複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石を製作する製造方法である。Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石を飽和するには一般的には１万Ｇの磁界で十分であるが、ここでは３万Ｇ以上の磁界がＮｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石を飽和するために必要な磁界である。
【実施例0024】
［実施例１］
本発明の実施例１は、
Ｃｒ量は１８％、Ｎｉ量は８％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにて、外縁部は非磁性のオーステナイトナイト組織で、外縁部以外は半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は８５％のマルテンサイト量を含み、サイズは厚み０．１０ｍｍ、平均直径は３ｍｍである。
厚み方向に飽和磁化した時に半硬質磁性部が示す磁石性能は、室温において、１３，０００Ｇの飽和磁化と、１２０Ｏｅの保磁力と、８ｋＧの残留磁気Ｂｒを有する複合磁石Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス製プレートである。
本発明の実施例１は、
Ｃｒ量は１８％、Ｎｉ量は８％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにて、外縁部は非磁性のオーステナイトナイト組織で、外縁部以外は半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は８５％のマルテンサイト量を含み、サイズは厚み０．１０ｍｍ、平均直径は３ｍｍである。
厚み方向に飽和磁化した時に半硬質磁性部が示す磁石性能は、室温において、１３，０００Ｇの飽和磁化と、１２０Ｏｅの保磁力と、８ｋＧの残留磁気Ｂｒを有する複合磁石Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス製プレートである。
【0025】
マルテンサイト量を８５％確保することによって、１３，０００Ｇの飽和磁化と、１２０Ｏｅの保磁力を持つ優れた磁石特性を得ることができる。プレートの外縁部は、完全な非磁性のオーステナイト単相組織である。
【0026】
［実施例２］
本発明の実施例２は、実施例１の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートの製造方法に関するものである。
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼線材を固溶化熱処理後、６０％の加工率の冷間伸線加工によって、伸線加工方向に繊維組織を有し、８５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５５０℃の張力熱処理を施した後、線材を輪切り加工してプレート形状とする。
次に、その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外はオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織の状態からなる複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法である。張力熱処理の熱処理温度は５５０℃、張力は２０ｋｇ／ｍｍ２として、８ｋＧの残留磁気Ｂｒを得ている。
本発明の実施例２は、実施例１の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートの製造方法に関するものである。
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼線材を固溶化熱処理後、６０％の加工率の冷間伸線加工によって、伸線加工方向に繊維組織を有し、８５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５５０℃の張力熱処理を施した後、線材を輪切り加工してプレート形状とする。
次に、その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外はオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織の状態からなる複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法である。張力熱処理の熱処理温度は５５０℃、張力は２０ｋｇ／ｍｍ２として、８ｋＧの残留磁気Ｂｒを得ている。
【0027】
［実施例３］
本発明の実施例３は、実施例１の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートの製造方法に関するものある。
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス薄板を固溶化熱処理後、６０％の加工率の圧延加工によって、圧延加工方向に繊維組織を有し、８５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５５０℃の張力熱処理を施した後、薄板からプレートをプレス打ち抜き加工してプレート形状とする。
次に、その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外はオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなる複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法である。張力熱処理の熱処理温度は５５０℃、張力は１０ｋｇ／ｍｍ２とし、７．５ｋＧの残留磁化を得ることができた。
本発明の実施例３は、実施例１の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートの製造方法に関するものある。
Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス薄板を固溶化熱処理後、６０％の加工率の圧延加工によって、圧延加工方向に繊維組織を有し、８５％の加工マルテンサイト相を誘起せしめ、半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織として、その後５５０℃の張力熱処理を施した後、薄板からプレートをプレス打ち抜き加工してプレート形状とする。
次に、その外縁部を限定して加熱して加工マルテンサイト相をオーステナイト相に逆変態させて外縁部を非磁性とし、外縁部以外はオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなる複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを製作する方法である。張力熱処理の熱処理温度は５５０℃、張力は１０ｋｇ／ｍｍ２とし、７．５ｋＧの残留磁化を得ることができた。
【0028】
［実施例４］
本発明の実施例４は、実施例１の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを、厚み方向に３万Ｇの磁界を印可してＮｄ磁石と一体で飽和着磁して永久磁石とした状態で、磁気回路の起磁力の一部として機能させて利用することを特徴とする磁石と非磁性特性を一体として有する複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石を製作する製造方法である。Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石を飽和するには１万Ｇの磁界で十分であるが、ここで３万Ｇの磁界は、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石を飽和するために必要な磁界である。
Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石およびステンレス磁石よりなる複合磁石を採用した磁性アタッチメントは、従来のシールドプレートにＣｒ系磁性ステンレス鋼を採用したものに比べて、３０％もの高い吸着力を実現した。さらに、レーザー接合箇所が一か所となって容易となり、品質の高い溶接部を実現した。
本発明の実施例４は、実施例１の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートを、厚み方向に３万Ｇの磁界を印可してＮｄ磁石と一体で飽和着磁して永久磁石とした状態で、磁気回路の起磁力の一部として機能させて利用することを特徴とする磁石と非磁性特性を一体として有する複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石を製作する製造方法である。Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス磁石を飽和するには１万Ｇの磁界で十分であるが、ここで３万Ｇの磁界は、Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石を飽和するために必要な磁界である。
Ｎｄ－Ｆｅ－Ｂ系磁石およびステンレス磁石よりなる複合磁石を採用した磁性アタッチメントは、従来のシールドプレートにＣｒ系磁性ステンレス鋼を採用したものに比べて、３０％もの高い吸着力を実現した。さらに、レーザー接合箇所が一か所となって容易となり、品質の高い溶接部を実現した。
【産業上の利用可能性】
【0029】
本発明の複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートは、磁性アタッチメントの磁性プレート用部品であって、従来のシールドプレートにＣｒ系磁性ステンレス鋼を採用したものに比べて、３０％もの高い吸着力を実現し、さらに、レーザー接合箇所が一ケ所となって容易となり、品質の高い溶接部を実現した。これによって磁性アタッチメントの性能を大幅に改善し、その普及に寄与するものと期待される発明である。
【符号の説明】
【0030】
１：複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート
１１：外縁部以外（半硬質磁性部／半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織）
１２：外縁部（非磁性のオーステナイト相）
２：磁石構造体
２１：磁石体
２２：キャップ
２３：シールド板
２４：非磁性リング
２５：シールドプレート
２６：溶接部
３：キーパー
１１：外縁部以外（半硬質磁性部／半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織）
１２：外縁部（非磁性のオーステナイト相）
２：磁石構造体
２１：磁石体
２２：キャップ
２３：シールド板
２４：非磁性リング
２５：シールドプレート
２６：溶接部
３：キーパー
【図1】
【図2】
【手続補正書】
【提出日】2022-10-28
【手続補正1】
【補正対象書類名】特許請求の範囲
【補正対象項目名】請求項１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【請求項1】
Ｃｒ量は１６～２０％、Ｎｉ量は７～１０％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにおいて、
外縁部は非磁性のオーステナイト組織で、外縁部以外は一軸繊維組織よりなる半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を含んでいることを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート。
外縁部は非磁性のオーステナイト組織で、外縁部以外は一軸繊維組織よりなる半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を含んでいることを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレート。
【手続補正2】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１１
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0011】
このプレートは、外縁部は非磁性のオーステナイト組織で、外縁部以外は半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を有しており、厚み方向に飽和磁化した時に半硬質磁性部が示す磁石性能は、室温において、８，０００～１６，０００Ｇの飽和磁化と、５０～３００Ｏｅの保磁力と、６ＫＧ以上の残留磁気Ｂｒ、０．２～４ＭＧＯｅの最大エネルギー積を有していた。
【手続補正3】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００１６
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0016】
第１の実施形態は、
Ｃｒ量は１６～２０％、Ｎｉ量は７～１０％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにおいて、
外縁部は非磁性のオーステナイト組織で、外縁部以外は一軸繊維組織よりなる半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を含んでいることを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートである。
Ｃｒ量は１６～２０％、Ｎｉ量は７～１０％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにおいて、
外縁部は非磁性のオーステナイト組織で、外縁部以外は一軸繊維組織よりなる半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は５０～１００％のマルテンサイト量を含んでいることを特徴とする複合磁性Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス鋼製プレートである。
【手続補正4】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】００２４
【補正方法】変更
【補正の内容】
【0024】
［実施例１］
本発明の実施例１は、
Ｃｒ量は１８％、Ｎｉ量は８％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにて、外縁部は非磁性のオーステナイト組織で、外縁部以外は半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は８５％のマルテンサイト量を含み、サイズは厚み０．１０ｍｍ、平均直径は３ｍｍである。
厚み方向に飽和磁化した時に半硬質磁性部が示す磁石性能は、室温において、１３，０００Ｇの飽和磁化と、１２０Ｏｅの保磁力と、８ｋＧの残留磁気Ｂｒを有する複合磁石Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス製プレートである。
本発明の実施例１は、
Ｃｒ量は１８％、Ｎｉ量は８％を含むＣｒ－Ｎｉ系オーステナイト系ステンレス鋼製のプレートにて、外縁部は非磁性のオーステナイト組織で、外縁部以外は半硬質磁性のオーステナイト相と加工マルテンサイト相の２相組織からなり、加工マルテンサイト相は８５％のマルテンサイト量を含み、サイズは厚み０．１０ｍｍ、平均直径は３ｍｍである。
厚み方向に飽和磁化した時に半硬質磁性部が示す磁石性能は、室温において、１３，０００Ｇの飽和磁化と、１２０Ｏｅの保磁力と、８ｋＧの残留磁気Ｂｒを有する複合磁石Ｃｒ－Ｎｉ系ステンレス製プレートである。