窒素固溶磁気遮蔽材料を用いたニッケルフリー磁性アタッチメントの開発

本研究では、Niを全く含まない非磁性ステンレス鋼として窒素固溶によるγ相を応用し、部品点数と製造工程の低減化を実現したクラッド加工のない高耐食性の閉磁路型歯科用磁性アタッチメントを開発すること進めてきた。昨年度までの研究では、温度と固溶時間の制御により、窒素固溶で得られる非磁性のγ相の厚さを制御でき、効率的な磁気回路が設計可能であることが明らかになった。さらにこのγ相は、非磁性を示すだけでなく、十分な引張強さと伸びを持ち、SUS XM27を上回る耐食性であった。今年度は、γ相を用いたカップヨーク型磁性アタッチメントの試作を行い、製品化を前提とした吸着力や歩留まりなどを調べた。γ相の厚さを最適な磁気回路を形成するよう調整し、γ相の上部をレーザー溶接することで磁石構造体を製作した。直径3.5㎜の磁石構造体では、従来品と同等の吸着力を示したが、溶接後のビードにわずかなクラックを生じるものがあり、径を大きくすると歩留まりが低下する傾向を示した。そこで、製造過程における歩留まりの向上を目指し、γ相とα相の突合せ部に脱窒素を行ったα相を形成し、その部分を貼り代としたα相とγ相が共存した多層構造を持つ新しいシールドリングを考案した。処理時間240分前後の範囲において、窒素固溶速度が毎時約100μmであるのに対し、真空で脱窒素した速度は毎分約10μmと非常に速く、脱窒素層の厚さを細かく制御することが難しいことがわかった。そこで窒素固溶処理と脱窒素処理を効率的に行うため、処理温度を1150℃に下げて窒素固溶及び脱窒素処理を行い、処理時間を調整することで磁気回路に最適な多層構造のディスクヨークの製作に成功した。このディスクヨークを溶接し磁石構造体を作成したところ、直径5㎜のものでもクラックの発生はなく、歩留まりの改善ができた。

本研究では、Niを全く含まない非磁性ステンレス鋼として窒素固溶によるγ相を応用し、部品点数と製造工程の低減化を実現したクラッド加工のない高耐食性の閉磁路型歯科用磁性アタッチメントを開発すること進めてきた。昨年度までの研究では、温度と固溶時間の制御により、窒素固溶で得られる非磁性のγ相の厚さを制御でき、効率的な磁気回路が設計可能であることが明らかになった。さらにこのγ相は、非磁性を示すだけでなく、十分な引張強さと伸びを持ち、SUS XM27を上回る耐食性であった。今年度は、γ相を用いたカップヨーク型磁性アタッチメントの試作を行い、製品化を前提とした吸着力や歩留まりなどを調べた。γ相の厚さを最適な磁気回路を形成するよう調整し、γ相の上部をレーザー溶接することで磁石構造体を製作した。直径3.5㎜の磁石構造体では、従来品と同等の吸着力を示したが、溶接後のビードにわずかなクラックを生じるものがあり、径を大きくすると歩留まりが低下する傾向を示した。そこで、製造過程における歩留まりの向上を目指し、γ相とα相の突合せ部に脱窒素を行ったα相を形成し、その部分を貼り代としたα相とγ相が共存した多層構造を持つ新しいシールドリングを考案した。処理時間240分前後の範囲において、窒素固溶速度が毎時約100μmであるのに対し、真空で脱窒素した速度は毎分約10μmと非常に速く、脱窒素層の厚さを細かく制御することが難しいことがわかった。そこで窒素固溶処理と脱窒素処理を効率的に行うため、処理温度を1150℃に下げて窒素固溶及び脱窒素処理を行い、処理時間を調整することで磁気回路に最適な多層構造のディスクヨークの製作に成功した。このディスクヨークを溶接し磁石構造体を作成したところ、直径5㎜のものでもクラックの発生はなく、歩留まりの改善ができた。