JP2011243830A - Powder magnetic core and method for manufacturing the same - Google Patents
Powder magnetic core and method for manufacturing the same Download PDFInfo
- Publication number
- JP2011243830A JP2011243830A JP2010116058A JP2010116058A JP2011243830A JP 2011243830 A JP2011243830 A JP 2011243830A JP 2010116058 A JP2010116058 A JP 2010116058A JP 2010116058 A JP2010116058 A JP 2010116058A JP 2011243830 A JP2011243830 A JP 2011243830A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- core
- carbon
- powder
- dust core
- lubricant
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Abstract
Description
本発明は、圧粉磁芯及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a dust core and a method for manufacturing the same.
従来、モータ、ジェネレータ、リアクトル等の電磁気デバイスに備えられる磁芯として、圧粉磁芯（圧粉コア）が用いられている。この種の圧粉磁芯の性能を評価する項目としては、主に、密度（ｇ／ｃｍ3）と、絶縁性を示すコア抵抗（ｍΩ）と、磁束密度Ｂが１Ｔとなる際の磁界Ｈである１Ｔ磁界（Ａ／ｍ）と、磁芯の損失を示すコアロス（Ｗ／ｋｇ）がある。通常、密度及びコア抵抗が高く、１Ｔ磁界が低く（透磁率が高く）、コアロスが低い（渦電流損失及びヒステリシス損失が低い）圧粉磁芯ほど、性能が良いとされている。 2. Description of the Related Art Conventionally, dust cores (dust cores) have been used as magnetic cores provided in electromagnetic devices such as motors, generators, and reactors. Items for evaluating the performance of this type of dust core are mainly the density (g / cm 3 ), the core resistance (mΩ) indicating insulation, and the magnetic field H when the magnetic flux density B is 1T. 1T magnetic field (A / m) and a core loss (W / kg) indicating a loss of the magnetic core. In general, a dust core having a higher density and core resistance, a lower 1T magnetic field (high permeability), and a lower core loss (lower eddy current loss and hysteresis loss) is considered to have better performance.
かかる圧粉磁芯は、一般に、高密度化及び高コア抵抗を図るとともに１Ｔ磁界を低減させるために、リン酸処理などにより薄い絶縁膜が形成された鉄を主成分とする複合磁性粒子（軟磁性粉末、軟磁性材料）をコア形状に加圧成形することにより製造されている。 Such a dust core is generally composed of composite magnetic particles mainly composed of iron on which a thin insulating film is formed by phosphoric acid treatment or the like in order to achieve high density and high core resistance and reduce a 1T magnetic field. Magnetic powder, soft magnetic material) is pressed into a core shape.
ここで、コアの加圧成形時には、複合磁性粒子に潤滑剤を添加する試みが為されている。圧粉磁芯の製造において用いられる潤滑剤としては、例えば、特許文献１に示すように、ステアリン酸リチウムが知られている。 Here, an attempt is made to add a lubricant to the composite magnetic particles during the pressure molding of the core. As a lubricant used in the production of a dust core, for example, as shown in Patent Document 1, lithium stearate is known.
また、コアの加圧成形後においては、成形時の圧縮歪を解放して鉄損（コアロス）を低減させるために、熱処理（アニール処理）が一般的に行われている。 In addition, after the core is pressure-molded, heat treatment (annealing) is generally performed in order to release the compression strain at the time of molding and reduce iron loss (core loss).
ここで、コアロスの小さい圧粉磁芯を得る目的で、コアの熱処理を酸化性雰囲気下で行う試みが為されている。例えば、特許文献２には、ガスアトマイズ法又は高速急冷法により製造されたＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に絶縁剤としてシリコーン樹脂を混合圧縮してコアを成形した後、不活性雰囲気下及び酸素を含有する酸化性雰囲気下でそのコアを５００〜９００℃で順次熱処理することにより、コアロスの小さい圧粉磁芯が得られると記載されている。また、特許文献３には、ガスアトマイズ法により製造されたＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末に結着剤としてシリコーン樹脂を混合圧縮してコアを成形した後、酸素を含有する酸化性雰囲気下でそのコアを５００〜８００℃で熱処理することにより、コアロスの小さい圧粉磁芯が得られると記載されている。 Here, in order to obtain a dust core having a small core loss, an attempt has been made to heat-treat the core in an oxidizing atmosphere. For example, Patent Document 2 discloses that a core is formed by mixing and compressing a silicone resin as an insulating agent to an Fe-Al-Si alloy powder produced by a gas atomization method or a rapid quenching method, and then under an inert atmosphere and oxygen. It is described that a dust core having a small core loss can be obtained by sequentially heat-treating the core at 500 to 900 ° C. in an oxidizing atmosphere. In Patent Document 3, a core is formed by mixing and compressing a silicone resin as a binder to an Fe-Al-Si alloy powder produced by a gas atomizing method, and then in an oxidizing atmosphere containing oxygen. It is described that a dust core with a small core loss can be obtained by heat-treating the core at 500 to 800 ° C.
一方、特許文献４には、軟磁性粉末とこれらを結着する有機バインダーと高級脂肪酸系潤滑剤とを含む圧縮成形体から成る圧粉磁芯において、圧縮成形体を炭酸ガス雰囲気中７００〜１０００℃の温度で熱処理することにより、低いコアロスと高い透磁率を有する圧粉磁芯が得られると記載されている。 On the other hand, in Patent Document 4, in a powder magnetic core composed of a compression molded body containing soft magnetic powder, an organic binder binding them, and a higher fatty acid-based lubricant, the compression molded body is 700 to 1000 in a carbon dioxide atmosphere. It is described that a dust core having a low core loss and a high magnetic permeability can be obtained by heat treatment at a temperature of ° C.
現在、圧粉磁芯においては、さらなる高密度化、コアロスの低減、１Ｔ磁界の低減、高コア抵抗への要望があり、これらの性能をより一層高めた圧粉磁芯が要望されている。特に、交流磁場で駆動する圧粉磁芯は、一般的に、コアロスの小さいものが要求されている。コアロスの低減には熱処理温度を上げることが効果的だが、リン酸処理等の絶縁処理を行った鉄粉を用いて作製した圧粉磁芯は、リン酸被膜の耐熱性が乏しいため、高温の熱処理によりコア抵抗が低下し易く、渦電流損失が増加する等した結果、コアロスが十分に低減されたものではなかった。 At present, there is a demand for further increase in density, reduction of core loss, reduction of 1T magnetic field, and high core resistance in the dust core, and a dust core having further improved performance is demanded. In particular, a dust core driven by an alternating magnetic field is generally required to have a small core loss. Although it is effective to raise the heat treatment temperature to reduce core loss, the dust core made from iron powder that has been subjected to insulation treatment such as phosphoric acid treatment has a poor heat resistance of the phosphoric acid coating. As a result of the core resistance being easily lowered by heat treatment and the increase in eddy current loss, the core loss was not sufficiently reduced.
また、上記特許文献２乃至４に記載の圧粉磁芯は、ビッカース硬さが高いＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末或いはＦｅ−Ｓｉ系合金粉末を用いているので、成形性が悪く、その結果、密度が上がらず、１Ｔ磁界が大きくなってしまうという問題があった。しかも、上記特許文献２乃至４に記載の圧粉磁芯は、合金粉末の製造が煩雑なため、生産性及び経済性にも劣る。また、上記特許文献２乃至４に記載の圧粉磁芯は、非磁性材料であるシリコーン樹脂を複合磁性粒子に配合しているため、磁気特性が低下する（特にコアロス及び１Ｔ磁界が大きくなる）のみならず、密度が激減するという問題もあった。さらに、シリコーン樹脂を配合すると、その乾燥工程が必要になるため、生産性及び経済性が低下する問題も生じる。 Moreover, since the powder magnetic cores described in Patent Documents 2 to 4 are made of Fe-Al-Si alloy powder or Fe-Si alloy powder having high Vickers hardness, the formability is poor. There is a problem that the density is not increased and the 1T magnetic field is increased. In addition, the dust cores described in Patent Documents 2 to 4 are inferior in productivity and economy because the production of the alloy powder is complicated. In addition, the dust cores described in Patent Documents 2 to 4 contain a silicone resin, which is a non-magnetic material, in the composite magnetic particles, so that the magnetic properties deteriorate (particularly, the core loss and 1T magnetic field increase). In addition, there was a problem that the density drastically decreased. Furthermore, when a silicone resin is blended, the drying step is required, and thus a problem of lowering productivity and economy arises.
本発明は、かかる実情に鑑みて為されたものであり、その目的は、高密度化されているとともに、１Ｔ磁界及びコアロスが小さく、さらにはコア抵抗が格別に高められた、高性能な圧粉磁芯、及び、そのような高性能な圧粉磁芯を再現性よく簡易且つ低コストで製造し得る、生産性及び経済性に優れる製造方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of such circumstances, and its object is to achieve a high-performance pressure that has a high density, a low 1T magnetic field and a core loss, and a particularly high core resistance. It is an object of the present invention to provide a powder magnetic core and a production method excellent in productivity and economy that can easily and inexpensively manufacture such a high-performance powder magnetic core with good reproducibility.
本発明者らは、鋭意研究を重ねた結果、炭素原子含有潤滑剤を含みながらも炭素含有量を７２ｐｐｍ以下に調整した圧粉磁芯を採用することにより、上記課題が解決されることを見出し、また、複合磁性粒子と炭素原子含有潤滑剤とを含有する混合物をコア形状に成形した後に真空又は炭酸ガス雰囲気中で３００〜６００℃の熱処理を施すことにより、そのような圧粉磁芯を再現性よく簡易且つ低コストで製造し得ることを見出し、本発明を完成するに至った。 As a result of intensive studies, the present inventors have found that the above problem can be solved by employing a dust core in which the carbon content is adjusted to 72 ppm or less while containing a carbon atom-containing lubricant. Further, by forming a mixture containing composite magnetic particles and a carbon atom-containing lubricant into a core shape, and then performing a heat treatment at 300 to 600 ° C. in a vacuum or a carbon dioxide atmosphere, such a dust core is obtained. It has been found that it can be manufactured easily and at low cost with good reproducibility, and the present invention has been completed.
すなわち、本発明の圧粉磁芯は、金属磁性粉末及び該金属磁性粉末の表面に形成された絶縁膜を有する複数の複合磁性粒子と潤滑剤とを少なくとも含有する混合物をコア形状に成形した後に熱処理してなる圧粉磁芯であって、前記金属磁性粉末は、鉄を９９％以上含有するものであり、前記潤滑剤は、炭素原子含有潤滑剤であり、炭素含有量が７２ｐｐｍ以下であるものである。 That is, the dust core of the present invention is obtained by forming a mixture containing at least a plurality of composite magnetic particles having a metal magnetic powder and an insulating film formed on the surface of the metal magnetic powder and a lubricant into a core shape. A powder magnetic core obtained by heat treatment, wherein the metal magnetic powder contains 99% or more of iron, the lubricant is a carbon atom-containing lubricant, and the carbon content is 72 ppm or less. Is.
本発明者らが、上記の製法により得られる圧粉磁芯の特性を測定したところ、その圧粉磁芯は、従来のものに比して、高密度化され且つ高い透磁率を有するのみならず、高い絶縁性を有しコアロスが小さいことが判明した。かかる効果が奏される作用機構の詳細は、未だ明らかではないものの、例えば、以下のとおり推定される。 When the inventors measured the characteristics of the dust core obtained by the above-described manufacturing method, the dust core should only have a higher density and higher magnetic permeability than the conventional one. It was found that the core loss was small with high insulation. The details of the mechanism of action that produces this effect are not yet clear, but are estimated as follows, for example.
すなわち、上記の圧粉磁芯においては、炭素原子含有潤滑剤を含んでいるので、加圧成形時の複合磁性粒子の流動性が向上し、さらに加圧成形時の複合磁性粒子の変形が促進して、高密度化が促進されたものとなり得る。また、その炭素原子含有潤滑剤自身が複合磁性粒子間に介在する絶縁層として機能する、さらには絶縁膜によって被覆されずに金属磁性粉末の表面が露出した部分が存在或いは生じても金属磁性粉末表面及び／又は絶縁膜上に潤滑剤が被覆することにより、高度な絶縁性が付与（回復）されたものとなり得る。しかも、ここで使用している鉄を９９％以上含有する金属磁性粉末は、上記従来のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末やＦｅ−Ｓｉ系合金粉末などの純度９９%未満の鉄系の金属磁性粉末に比して、粒子のビッカース硬さが低く、成形性に優れる傾向にあるので、これを用いることにより、より一層の高密度化が図られ、これにともない、高強度化及び１Ｔ磁界が低下される。さらには、鉄を９９％以上含有する純鉄は、上記従来のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末やＦｅ−Ｓｉ系合金粉末などに比して、極めて安価に得ることができるので、これを採用することにより、圧粉磁芯の低コスト化が図られる。とりわけ、上記の圧粉磁芯においては、炭素原子含有潤滑剤を含みながらも、その圧粉磁芯を粉砕した粉末の炭素含有量が７２ｐｐｍ以下に調整されており、換言すれば、炭素含有量が極めて少ない圧粉磁芯とされている。このように炭素含有量が少ない圧粉磁芯は、電気抵抗が高められたものとなり、その結果、１Ｔ磁界及びコアロスが格別に低下されたものとなり得る。そのため、上記の圧粉磁芯においては、高密度化が図られ、高度の絶縁性が付与（回復）されたものとなるとともに、電気抵抗が高められ、渦電流損失が低下して、１Ｔ磁界及びコアロスが格別に低下したものになると推察される。但し、作用は、これらに限定されない。 That is, since the above-mentioned dust core contains a carbon atom-containing lubricant, the fluidity of the composite magnetic particles at the time of pressure molding is improved, and the deformation of the composite magnetic particles at the time of pressure molding is further promoted. Thus, the densification can be promoted. Further, even if the carbon atom-containing lubricant itself functions as an insulating layer interposed between the composite magnetic particles, and even if there is a portion where the surface of the metal magnetic powder is exposed without being covered with the insulating film, the metal magnetic powder By coating the surface and / or the insulating film with a lubricant, a high degree of insulation can be imparted (recovered). In addition, the metal magnetic powder containing 99% or more of iron used here is an iron-based metal magnetism having a purity of less than 99%, such as the conventional Fe-Al-Si alloy powder or Fe-Si alloy powder. Since the Vickers hardness of the particles tends to be low and the moldability tends to be superior to that of the powder, the use of this makes it possible to further increase the density, and accordingly, increase the strength and the 1T magnetic field. Is lowered. Furthermore, pure iron containing 99% or more of iron can be obtained at a very low cost compared to the conventional Fe-Al-Si alloy powders and Fe-Si alloy powders. By doing so, the cost of the dust core can be reduced. In particular, in the above-mentioned dust core, the carbon content of the powder obtained by pulverizing the dust core is adjusted to 72 ppm or less while containing the carbon atom-containing lubricant, in other words, the carbon content Is a very small dust core. Thus, the dust core with a low carbon content has an increased electrical resistance, and as a result, the 1T magnetic field and the core loss can be significantly reduced. Therefore, in the above-mentioned dust core, high density is achieved and high insulation is imparted (recovered), electrical resistance is increased, eddy current loss is reduced, and 1T magnetic field is reduced. And it is estimated that the core loss will be significantly reduced. However, the action is not limited to these.
ここで、前記炭素原子含有潤滑剤の炭素含有量は、前記混合物の総量に対して０．２７ｗｔ％以下であることが好ましい。このような炭素原子含有潤滑剤を用いることにより、炭素含有量が７２ｐｐｍ以下に調整された圧粉磁芯が再現性よく簡易且つ低コストで実現され得る。 Here, the carbon content of the carbon atom-containing lubricant is preferably 0.27 wt% or less with respect to the total amount of the mixture. By using such a carbon atom-containing lubricant, a dust core having a carbon content adjusted to 72 ppm or less can be realized with good reproducibility and at low cost.
また、前記炭素原子含有潤滑剤は、金属石鹸であることが好ましい。かかる金属石鹸は、加圧成形時に複合磁性粒子の周囲に均一な被膜を形成し易く、また、絶縁性にも優れるので、上記の圧粉磁芯において好適に用いることができる。 The carbon atom-containing lubricant is preferably a metal soap. Such a metal soap can be suitably used in the above-mentioned dust core because it easily forms a uniform film around the composite magnetic particles during press molding and is excellent in insulation.
さらに、前記炭素原子含有潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸銅、及び、オレイン酸亜鉛からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。これらは、従来の圧粉磁芯の製造において潤滑剤として一般的に用いられるステアリン酸リチウム（融点：２２０℃）に比して融点が低く、室温２５℃〜２００℃以下の加圧成形条件下において溶融又は十分に軟化し得る。そのため、このような融点の低い炭素原子含有潤滑剤を用いることにより、より一層の高密度化が図られるとともに高い絶縁性が付与（回復）され、その結果、電気抵抗が高められ、渦電流損失が低下し、１Ｔ磁界及びコアロスが格別に低下する。 Furthermore, the carbon atom-containing lubricant is preferably at least one selected from the group consisting of zinc stearate, aluminum stearate, calcium stearate, copper stearate, and zinc oleate. These have a lower melting point than lithium stearate (melting point: 220 ° C.) generally used as a lubricant in the production of conventional dust cores, and are under pressure molding conditions at room temperature of 25 ° C. to 200 ° C. Can melt or soften sufficiently. Therefore, by using such a carbon atom-containing lubricant having a low melting point, it is possible to further increase the density and to impart (recover) high insulation properties. As a result, the electrical resistance is increased and the eddy current loss is increased. 1T magnetic field and core loss are significantly reduced.
さらに加えて、上記の圧粉磁芯は、前記複合磁性粒子と前記炭素原子含有潤滑剤とを少なくとも含有する混合物をコア形状に加圧成形した後に真空又は炭酸ガス雰囲気中で３００〜６００℃の熱処理を施すことにより得られるものであることが好ましい。後述するが、このような真空又は炭酸ガス雰囲気中で３００〜６００℃の熱処理（アニール処理）を採用することにより、炭素原子含有潤滑剤を含みながらも炭素含有量を７２ｐｐｍ以下に調整された圧粉磁芯が再現性よく簡易且つ低コストで実現することができるので、生産性及び経済性が高められる。また、従来技術に対して比較的に低温の３００〜６００℃の処理温度とすることにより、高温処理による性能劣化を抑制することも可能となる。そのため、高密度化が図られ、高度の絶縁性が付与（回復）されるとともに、電気抵抗が高められ、渦電流損失が低下して、１Ｔ磁界及びコアロスが格別に低下した高性能な圧粉磁芯が容易に実現される。 In addition to the above, the dust core is formed by pressing a mixture containing at least the composite magnetic particles and the carbon atom-containing lubricant into a core shape, and then in a vacuum or a carbon dioxide atmosphere at 300 to 600 ° C. It is preferable that it is obtained by performing a heat treatment. As will be described later, by adopting a heat treatment (annealing treatment) at 300 to 600 ° C. in such a vacuum or carbon dioxide atmosphere, the pressure in which the carbon content is adjusted to 72 ppm or less while containing the carbon atom-containing lubricant. Since the powder magnetic core can be realized easily and at low cost with good reproducibility, productivity and economy are improved. In addition, by setting the processing temperature at a relatively low temperature of 300 to 600 ° C. as compared with the prior art, it is possible to suppress performance deterioration due to high temperature processing. Therefore, high-performance compacted powder with high density, imparted (recovered) to a high degree of insulation, increased electrical resistance, reduced eddy current loss, and reduced 1T magnetic field and core loss. A magnetic core is easily realized.
そして、上記の圧粉磁芯は、密度が７．５０ｇ／ｃｍ3以上であるとより好適である。また、上記の圧粉磁芯は、コア抵抗が２００ｍΩ以上であるとより好適である。 The dust core is more preferably a density of 7.50 g / cm 3 or more. In addition, the dust core is more preferable when the core resistance is 200 mΩ or more.
一方、本発明の圧粉磁芯の製造方法は、上記本発明の圧粉磁芯を有効に製造し得るものであって、鉄を９９％以上含有する金属磁性粉末及び該金属磁性粉末の表面に形成された絶縁膜を有する複数の複合磁性粒子と炭素原子含有潤滑剤とを少なくとも含有する混合物を調製する工程と、前記混合物をコア形状に成形する加圧成形工程と、得られたコアを真空又は炭酸ガス雰囲気中で３００〜６００℃の熱処理を施して炭素含有量が７２ｐｐｍ以下である圧粉磁芯を作製するアニール処理工程と、を有するものである。この製法によれば、炭素原子含有潤滑剤を含みながらも炭素含有量を７２ｐｐｍ以下に調整された圧粉磁芯が再現性よく簡易且つ低コストで製造し得る。そのため、高密度化が図られ、高度の絶縁性が付与（回復）されるとともに、電気抵抗が高められ、渦電流損失が低下して、１Ｔ磁界及びコアロスが格別に低下した圧粉磁芯が容易に実現可能となる。かかる効果が奏される作用機構の詳細は、未だ明らかではないものの、例えば、以下のとおり推定される。 On the other hand, the method for producing a dust core of the present invention can effectively produce the dust core of the present invention, and comprises a metal magnetic powder containing 99% or more of iron and the surface of the metal magnetic powder. A step of preparing a mixture containing at least a plurality of composite magnetic particles having an insulating film formed on and a carbon atom-containing lubricant, a pressure forming step of forming the mixture into a core shape, and an obtained core And an annealing treatment step of producing a dust core having a carbon content of 72 ppm or less by performing a heat treatment at 300 to 600 ° C. in a vacuum or a carbon dioxide gas atmosphere. According to this manufacturing method, a dust core having a carbon content adjusted to 72 ppm or less while containing a carbon atom-containing lubricant can be easily and inexpensively manufactured with good reproducibility. As a result, the dust core has a high density, a high degree of insulation is imparted (recovered), electrical resistance is increased, eddy current loss is reduced, and 1T magnetic field and core loss are significantly reduced. It can be easily realized. The details of the mechanism of action that produces this effect are not yet clear, but are estimated as follows, for example.
すなわち、上記従来技術のように酸素が多量に含まれる酸化性雰囲気下でアニール処理を行なうと、急激な熱分解が生じて炭素原子含有潤滑剤の不完全燃焼を引き起こすので、炭素原子含有潤滑剤が炭化物或いは煤となって圧粉磁芯に炭素材料が大量に残留する。これに対し、本発明の圧粉磁芯の製造方法では、得られたコアを真空又は炭酸ガス雰囲気中で３００〜６００℃の熱処理を施しているので、高温処理による性能劣化が抑制されるとともに、コア中に含まれる炭素原子含有潤滑剤が比較的に緩やかに熱分解され、炭素原子含有潤滑剤の一部が炭素水素等として外部に放出され易くなり、その結果、圧粉磁芯に残留する炭素量が低減する。そして、このようにして得られる圧粉磁芯は、製造プロセス時において先に述べた潤滑作用を享受する一方、炭素原子含有潤滑剤に起因する炭化物或いは煤などの炭素含有量が比較的に少なくなるので、電気抵抗がより一層高められる。しかも、残留炭素の還元作用による絶縁膜の破壊を抑制し得るとともに、ヒステリシス損失を増大させ得るヘマタイト（Ｆｅ2Ｏ3）の生成をも抑制することもが可能となる。そのため、本発明の圧粉磁芯の製造方法によれば、高密度化が図られ、高度の絶縁性が付与（回復）されるとなるとともに、電気抵抗が高められ、渦電流損失が低下して、１Ｔ磁界及びコアロスが格別に低下した圧粉磁芯が再現性よく簡易且つ低コストで製造され得る。但し、作用は、これらに限定されない。 That is, when annealing is performed in an oxidizing atmosphere containing a large amount of oxygen as in the above-described prior art, rapid thermal decomposition occurs and causes incomplete combustion of the carbon atom-containing lubricant. A large amount of carbon material remains in the dust core as carbides or soot. On the other hand, in the method for producing a dust core according to the present invention, the obtained core is subjected to heat treatment at 300 to 600 ° C. in a vacuum or a carbon dioxide atmosphere, so that performance deterioration due to high temperature treatment is suppressed. , The carbon atom-containing lubricant contained in the core is relatively slowly pyrolyzed, and a part of the carbon atom-containing lubricant is easily released to the outside as carbon hydrogen and the like, and as a result, remains in the dust core. The amount of carbon to be reduced is reduced. The dust core obtained in this way enjoys the above-described lubricating action during the manufacturing process, while the carbon content such as carbides or soot caused by the carbon atom-containing lubricant is relatively low. As a result, the electrical resistance is further increased. In addition, it is possible to suppress the breakdown of the insulating film due to the reducing action of residual carbon, and it is also possible to suppress the formation of hematite (Fe 2 O 3 ) that can increase the hysteresis loss. Therefore, according to the method for manufacturing a dust core of the present invention, high density is achieved, high insulation is imparted (recovered), electrical resistance is increased, and eddy current loss is reduced. Thus, a dust core having a significantly reduced 1T magnetic field and core loss can be manufactured easily and at low cost with good reproducibility. However, the action is not limited to these.
また、上記の圧粉磁芯の製造方法において、前記炭素原子含有潤滑剤の炭素含有量は、前記混合物の総量に対して０．２７ｗｔ％以下であることが好ましい。このように炭素原子含有潤滑剤を用い、真空又は炭酸ガス雰囲気中で３００〜６００℃のアニール処理を行うことにより、炭素含有量が７２ｐｐｍ以下に調整された圧粉磁芯を再現性よく簡易且つ確実に実現することができる。 In the above method for manufacturing a dust core, the carbon atom content of the carbon atom-containing lubricant is preferably 0.27 wt% or less with respect to the total amount of the mixture. In this way, by using a carbon atom-containing lubricant and performing annealing treatment at 300 to 600 ° C. in a vacuum or a carbon dioxide atmosphere, a dust core whose carbon content is adjusted to 72 ppm or less can be easily and easily reproduced. It can be realized reliably.
ここで、上記と同様に理由により、上記の圧粉磁芯の製造方法において、前記潤滑剤は、金属石鹸であることが好ましい。また、上記と同様に理由により、前記炭素原子含有潤滑剤は、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミニウム、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸銅、及び、オレイン酸亜鉛からなる群より選択される少なくとも１種であることが好ましい。さらに、上記と同様に理由により、上記の圧粉磁芯の製造方法において、前記金属磁性粉末は、鉄を９９%以上含有するものが好ましい。 Here, for the same reason as described above, in the above method for producing a dust core, the lubricant is preferably a metal soap. For the same reason as described above, the carbon atom-containing lubricant is at least one selected from the group consisting of zinc stearate, aluminum stearate, calcium stearate, copper stearate, and zinc oleate. Is preferred. Further, for the same reason as described above, in the above method for producing a dust core, the metal magnetic powder preferably contains 99% or more of iron.
本発明によれば、高密度化されているとともに、１Ｔ磁界及びコアロスが小さく、さらにはコア抵抗が格別に高められた、高性能な圧粉磁芯、及び、そのような高性能な圧粉磁芯を再現性よく簡易且つ低コストで製造し得る、生産性及び経済性に優れる製造方法が実現される。 According to the present invention, a high-performance dust core having a high density, a low 1T magnetic field and a core loss, and a particularly high core resistance, and such a high-performance dust core. A manufacturing method excellent in productivity and economy that can manufacture a magnetic core easily and at low cost with high reproducibility is realized.
以下、本発明の実施の形態について説明する。なお、以下の実施の形態は、本発明を説明するための例示であり、本発明はその実施の形態のみに限定されるものではない。 Embodiments of the present invention will be described below. In addition, the following embodiment is an illustration for demonstrating this invention, and this invention is not limited only to the embodiment.
本実施形態の圧粉磁芯は、鉄を９９ｗｔ％以上含有する金属磁性粉末及び該金属磁性粉末の表面に形成された絶縁膜を有する複数の複合磁性粒子と炭素原子含有潤滑剤とを少なくとも含有する混合物をコア形状に成形した後に熱処理してなり、炭素含有量が７２ｐｐｍ以下のものであることを特徴とする。 The dust core of this embodiment contains at least a metal magnetic powder containing 99 wt% or more of iron, a plurality of composite magnetic particles having an insulating film formed on the surface of the metal magnetic powder, and a carbon atom-containing lubricant. The mixture is formed into a core shape and then heat-treated, and the carbon content is 72 ppm or less.
複合磁性粒子を構成する金属磁性粉末は、鉄（純鉄および不可避的不純物を含む鉄が含まれる。）を主成分とする鉄基粉（粒子、粉末）である。金属磁性粉末の具体例としては、例えば、鉄のみ、鉄に他の元素（例えば、Ｓｉ、Ｐ、Ｃｏ、Ｎｉ、Ｃｒ、Ａｌ、Ｍｏ、Ｍｎ、Ｃｕ、Ｓｎ、Ｚｎ、Ｂ，Ｖ、Ｓｎなど）を少量添加した組成物、パーマロイ或いはセンダスト等が挙げられる。これらは、１種のみを単独で、或いは２種以上を組み合わせて、用いることができる。 The metal magnetic powder constituting the composite magnetic particle is an iron-based powder (particle, powder) mainly composed of iron (including pure iron and iron containing inevitable impurities). Specific examples of the metal magnetic powder include, for example, iron only, and other elements (for example, Si, P, Co, Ni, Cr, Al, Mo, Mn, Cu, Sn, Zn, B, V, Sn, etc.) )), A permalloy or sendust. These can be used alone or in combination of two or more.
金属磁性粉末は、鉄を９９ｗｔ％以上含むもの（純鉄）であることが必要とされる。鉄を９９%以上含有する金属磁性粉末は、上記従来のＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金粉末やＦｅ−Ｓｉ系合金粉末などの純度９９%未満の鉄系の金属磁性粉末に比して、粒子のビッカース硬さが低く、成形性に優れる傾向にあるので、これを用いることで、より一層の高密度化が図られ、１Ｔ磁界の低下が図られる。とりわけ、０．５ｗｔ％以下のＰ、０．１ｗｔ％以下のＭｎ、０．０３ｗｔ％以下のＡｌ、Ｖ、Ｃｕ、Ａｓ、Ｍｏ、残部が鉄の組成を有するものが、より好ましい。 The metal magnetic powder is required to contain 99 wt% or more of iron (pure iron). The metal magnetic powder containing 99% or more of iron is smaller in particle size than the conventional iron-based metal magnetic powder having a purity of less than 99%, such as the above-mentioned conventional Fe-Al-Si alloy powder and Fe-Si alloy powder. Since the Vickers hardness is low and the formability tends to be excellent, by using this, the density can be further increased and the 1T magnetic field can be reduced. In particular, 0.5 wt% or less P, 0.1 wt% or less Mn, 0.03 wt% or less Al, V, Cu, As, Mo, and the balance having an iron composition are more preferable.
金属磁性粉末の粒径は、特に限定されず、所望の性能に応じて適宜設定すればよい。なお、金属磁性粉末の粒径は、形成される圧粉磁芯の密度及び１Ｔ磁界に影響を与え、粒径が大きいと加圧成形時の圧力により複合磁性粒子が変形し、密度が上がりやすい傾向にある。そのため、金属磁性粉末の平均粒径は、例えば、２０〜３００μｍ程度が好ましい。なお、ここでいう平均粒径とは、乾式のレーザー回折散乱式の粒子径分布測定装置によって測定される値（Ｄ５０％粒子径）を意味する。 The particle size of the metal magnetic powder is not particularly limited, and may be set as appropriate according to desired performance. The particle size of the metal magnetic powder affects the density of the formed dust core and the 1T magnetic field. If the particle size is large, the composite magnetic particles are deformed by the pressure during pressure molding, and the density tends to increase. There is a tendency. Therefore, the average particle size of the metal magnetic powder is preferably about 20 to 300 μm, for example. Here, the average particle diameter means a value (D50% particle diameter) measured by a dry laser diffraction / scattering particle diameter distribution measuring apparatus.
金属磁性粉末は、公知の方法により製造することができ、その製法は特に限定されない。例えば、鉱石還元法、メカニカルアロイ法、ガスアトマイズ法、水アトマイズ法、回転アトマイズ法、鋳造粉裁法等の公知の製法を用いて、任意の組成及び任意の粒径の金属磁性粉末を得ることができる。上述した好ましい組成及び粒径を有するものが簡易且つ低コストで得られる観点から、還元法により製造された還元鉄粉が好ましく、カルボニル法により製造されたカルボニル還元鉄粉がより好ましい。ここで、カルボニル法とは、鉄に一酸化炭素を反応させてペンタカルボニル鉄を得た後、これを蒸留・熱分解することにより、カルボニル鉄粉を得るものである。なお、カルボニル還元鉄粉は、通常、得られたカルボニル鉄粉を水素還元することにより得られる。 The metal magnetic powder can be produced by a known method, and the production method is not particularly limited. For example, it is possible to obtain a metal magnetic powder having an arbitrary composition and an arbitrary particle diameter by using a known manufacturing method such as an ore reduction method, a mechanical alloy method, a gas atomization method, a water atomization method, a rotary atomization method, and a casting powder cutting method. it can. From the viewpoint of obtaining the above-mentioned preferred composition and particle size easily and at low cost, reduced iron powder produced by a reduction method is preferred, and carbonyl reduced iron powder produced by a carbonyl method is more preferred. Here, the carbonyl method is to obtain pentacarbonyl iron powder by reacting carbon monoxide with iron to obtain pentacarbonyl iron, followed by distillation and thermal decomposition. The carbonyl reduced iron powder is usually obtained by hydrogen reduction of the obtained carbonyl iron powder.
複合磁性粒子を構成する絶縁膜は、金属磁性粉末の表面に形成されており、金属磁性粉末に絶縁性を付与している。絶縁膜は、金属磁性粉末の表面に絶縁性を付与するものであれば特に限定されない。絶縁膜の具体例としては、例えば、リン酸鉄、ホウ酸鉄、硫酸鉄、硝酸鉄、酢酸鉄、炭酸鉄、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、アルミナ、酸化クロム、酸化亜鉛等の無機化合物が挙げられる。これらは、１種のみを単独で、或いは２種以上を組み合わせて、用いることができる。耐熱性の観点から、好ましい絶縁膜としては、リン酸鉄、シリカ、チタニア、ジルコニア、マグネシア、アルミナ、酸化クロム、酸化亜鉛等であり、より好ましくはリン酸鉄である。リン酸処理などにより形成されるリン酸鉄は、強磁性を有しないため磁気的な悪影響が小さく、また化合物として安定であることから防錆効果も期待することができる。 The insulating film constituting the composite magnetic particle is formed on the surface of the metal magnetic powder and imparts insulation to the metal magnetic powder. The insulating film is not particularly limited as long as it provides insulation to the surface of the metal magnetic powder. Specific examples of the insulating film include inorganic compounds such as iron phosphate, iron borate, iron sulfate, iron nitrate, iron acetate, iron carbonate, silica, titania, zirconia, magnesia, alumina, chromium oxide, and zinc oxide. Can be mentioned. These can be used alone or in combination of two or more. From the viewpoint of heat resistance, preferable insulating films are iron phosphate, silica, titania, zirconia, magnesia, alumina, chromium oxide, zinc oxide, and the like, and more preferably iron phosphate. Iron phosphate formed by phosphoric acid treatment or the like does not have ferromagnetism, and thus has a small adverse magnetic effect. Further, since it is stable as a compound, it can be expected to have a rust prevention effect.
絶縁膜の厚みは、特に限定されないが、０．００１〜３０μｍ程度であることが好ましい。かかる範囲内であると、目的とする絶縁性及び１Ｔ磁界を担保し易い傾向にある。 Although the thickness of an insulating film is not specifically limited, It is preferable that it is about 0.001-30 micrometers. Within such a range, the target insulation and 1T magnetic field tend to be easily secured.
炭素含有潤滑剤は、構成元素として炭素を含有するものであり、加圧成形時の際の複合磁性粒子の流動性を向上させ、圧力印加の際の複合磁性粒子の変形を促進するとともに、金属磁性粉末間に介在する絶縁層、並びに、複合磁性粒子間及び金属磁性粉末間に介在する保護膜としても機能し得る。 The carbon-containing lubricant contains carbon as a constituent element, improves the fluidity of the composite magnetic particles during pressure molding, promotes deformation of the composite magnetic particles during pressure application, It can also function as an insulating layer interposed between magnetic powders and a protective film interposed between composite magnetic particles and between metal magnetic powders.
かかる炭素含有潤滑剤としては、炭素原子を含有する化合物であるものであれば、当業界で公知のものを適宜選択して用いることができ、特に限定されない。加圧成形時に複合磁性粒子の周囲に均一な被膜を形成し易く、また、絶縁性にも優れる観点から、炭素含有潤滑剤は、金属石鹸であることが好ましい。 As such a carbon-containing lubricant, as long as it is a compound containing a carbon atom, those known in the art can be appropriately selected and used, and are not particularly limited. The carbon-containing lubricant is preferably a metal soap from the viewpoint of easily forming a uniform film around the composite magnetic particles at the time of pressure molding and having excellent insulating properties.
金属石鹸の具体例としては、特に限定されないが、例えば、例えば、オレイン酸亜鉛、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸アルミ、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸銅等が挙げられる。これらは、１種のみを単独で、或いは２種以上を組み合わせて、用いることができる。これらの中でも、従来技術において使用されているステアリン酸リチウムに比して融点が低く、低温アニール処理を実施し得る観点から、ステアリン酸亜鉛（融点１２７℃）、ステアリン酸アルミニウム（融点１６０℃）、ステアリン酸カルシウム（融点１５０℃）、ステアリン酸銅（融点１２５℃）、及び、オレイン酸亜鉛(融点７８℃)が好ましく、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸銅及びオレイン酸亜鉛がより好ましく、ステアリン酸亜鉛及びオレイン酸亜鉛が特に好ましい。これらは、比較的に炭素含有量が少なく、また、ステアリン酸リチウムに比して、加圧成形時の昇温により固相状態から固相と液相との中間状態（軟化状態）へ、さらには溶融状態へと変化し易く、かかる状態変化に伴って流動性が向上し、複合磁性粒子間に入り込み易くなるとともに、複合磁性粒子（金属磁性粉末）の周囲を十分に且つ均一に被覆し得る。したがって、ステアリン酸リチウムに比して融点が低い金属石鹸を用いることにより、得られる圧粉磁芯の高密度化及びコア抵抗が図られ、これにより、１Ｔ磁界及びコアロスが十分に低減される。 Specific examples of the metal soap are not particularly limited, and examples thereof include zinc oleate, zinc stearate, aluminum stearate, calcium stearate, and copper stearate. These can be used alone or in combination of two or more. Among these, the melting point is lower than that of lithium stearate used in the prior art, and from the viewpoint of performing low-temperature annealing treatment, zinc stearate (melting point 127 ° C.), aluminum stearate (melting point 160 ° C.), Calcium stearate (melting point 150 ° C.), copper stearate (melting point 125 ° C.) and zinc oleate (melting point 78 ° C.) are preferred, zinc stearate, copper stearate and zinc oleate are more preferred, zinc stearate and olein Zinc acid is particularly preferred. These have a relatively low carbon content, and in comparison with lithium stearate, from a solid state to an intermediate state (softened state) between a solid phase and a liquid phase by a temperature rise during pressure molding, Is easy to change into a molten state, and with such a change in state, the fluidity is improved, it is easy to enter between the composite magnetic particles, and the periphery of the composite magnetic particles (metal magnetic powder) can be covered sufficiently and uniformly. . Therefore, by using a metal soap whose melting point is lower than that of lithium stearate, the density of the obtained dust core and the core resistance can be increased, and thereby the 1T magnetic field and the core loss are sufficiently reduced.
本実施形態の圧粉磁芯は、上述した複合磁性粒子と炭素含有潤滑剤との混合物をコア形状に成形した後に熱処理することにより、製造することができる。 The dust core of this embodiment can be manufactured by heat-treating the mixture of the composite magnetic particles and the carbon-containing lubricant described above into a core shape.
上述した混合物における炭素含有潤滑剤の配合割合は、使用する炭素含有潤滑剤の性状によって異なり、特に限定されないが、複合磁性粒子及び炭素含有潤滑剤の混合物の総量に対して、０．０２ｗｔ％以上０．４５ｗｔ％以下であることが好ましく、より好ましくは、０．１ｗｔ％以上０．３ｗｔ％以下である。炭素含有潤滑剤の配合量が０．０２ｗｔ％未満であると、複合磁性粒子の周囲に炭素含有潤滑剤が均一に行き渡り難くなり、絶縁性を担保し難くなる傾向にある。一方、炭素含有潤滑剤の配合量が０．４５ｗｔ％を超えると、炭素含有潤滑剤の配合効果が飽和する傾向にあるとともに、得られる圧粉磁芯の炭素含有量を７２ｐｐｍ以下に調製することが困難になる傾向がある。また、複合磁性粒子の含有率が低下するので、高密度化及び１Ｔ磁界の低下を図り難くなる傾向にある。 The blending ratio of the carbon-containing lubricant in the mixture described above varies depending on the properties of the carbon-containing lubricant to be used and is not particularly limited, but is 0.02 wt% or more with respect to the total amount of the mixture of the composite magnetic particles and the carbon-containing lubricant. It is preferable that it is 0.45 wt% or less, More preferably, it is 0.1 wt% or more and 0.3 wt% or less. When the blending amount of the carbon-containing lubricant is less than 0.02 wt%, the carbon-containing lubricant does not easily spread around the composite magnetic particles, and it tends to be difficult to ensure insulation. On the other hand, when the blending amount of the carbon-containing lubricant exceeds 0.45 wt%, the blending effect of the carbon-containing lubricant tends to be saturated, and the carbon content of the obtained dust core is adjusted to 72 ppm or less. Tend to be difficult. Moreover, since the content rate of a composite magnetic particle falls, it exists in the tendency for it to become difficult to aim at high density and a 1T magnetic field fall.
上述した混合物は、必要に応じて、絶縁性樹脂、ＳｉＯ2やＡｌ2Ｏ3等の無機材料、他の潤滑剤、分散剤、成形助剤、硬化剤、架橋剤等、当業界において公知の添加剤を含んでいてもよい。例えば、混合物に絶縁性樹脂を配合し、複合磁性粒子の表面の一部又は全部をコーティングすることにより、粒子間の絶縁性を高め得るとともに、圧粉磁芯の成形時の成形性を高め得る。このような絶縁性樹脂としては、例えば、シリコーン樹脂、アジン樹脂、フェノール樹脂、アクリル樹脂及びエポキシ樹脂等の各種有機高分子樹脂が挙げられる。但し、得られるコアの低温アニール処理を実施可能とし、さらに絶縁性樹脂、高密度化、高強度化及び１Ｔ磁界の低下をより一層推進する観点から、混合物は絶縁性樹脂を含まないことが好ましく、また、かくして得られる圧粉磁芯は絶縁性樹脂を含まないことが好ましい。 The above-mentioned mixture is known in the art as necessary, such as insulating resins, inorganic materials such as SiO 2 and Al 2 O 3 , other lubricants, dispersants, molding aids, curing agents, crosslinking agents, and the like. An additive may be included. For example, by blending an insulating resin into the mixture and coating part or all of the surface of the composite magnetic particle, the insulation between the particles can be improved and the moldability at the time of molding the dust core can be improved. . Examples of such an insulating resin include various organic polymer resins such as a silicone resin, an azine resin, a phenol resin, an acrylic resin, and an epoxy resin. However, it is preferable that the mixture does not contain an insulating resin from the viewpoint of enabling low-temperature annealing treatment of the obtained core and further promoting an insulating resin, higher density, higher strength, and lowering of 1T magnetic field. Moreover, it is preferable that the dust core obtained in this way does not contain an insulating resin.
上述した混合物をコア形状に成形した後に熱処理して得られる本実施形態の圧粉磁芯は、炭素含有量が７２ｐｐｍ以下であることが必要とされる。本明細書において、圧粉磁芯の炭素含有量は、圧粉磁芯を粉砕して得られる粉末の炭素量分析を行って得られる測定値とする。このように炭素含有量が７２ｐｐｍ以下と極めて少ない圧粉磁芯は、電気抵抗が高められたものとなり、その結果、１Ｔ磁界及びコアロスが格別に低下されたものとなる。そのため、本実施形態の圧粉磁芯においては、上記の炭素原子含有潤滑剤の潤滑作用と相まって、高密度化が図られ、高度の絶縁性が付与（回復）されたものとなるとともに、電気抵抗が高められ、渦電流損失が低下して、１Ｔ磁界及びコアロスが格別に低下したものとなる。 The dust core of the present embodiment obtained by heat-treating the mixture described above into a core shape is required to have a carbon content of 72 ppm or less. In the present specification, the carbon content of the dust core is a measured value obtained by performing a carbon content analysis of a powder obtained by pulverizing the dust core. As described above, the dust core having an extremely small carbon content of 72 ppm or less has an increased electrical resistance, and as a result, the 1T magnetic field and the core loss are significantly reduced. Therefore, in the dust core of the present embodiment, in combination with the lubricating action of the above-described carbon atom-containing lubricant, high density is achieved, and a high degree of insulation is imparted (recovered). Resistance is increased, eddy current loss is reduced, and 1T magnetic field and core loss are significantly reduced.
以下、本実施形態の圧粉磁芯の好ましい製造方法につき、さらに詳述する。
図１は、本実施形態の圧粉磁芯の製造工程を示すフローチャートである。ここでは、金属磁性粉末の表面に絶縁膜を有する複合磁性粒子を準備する工程（Ｓ１）と、複合磁性粒子に炭素含有潤滑剤を少なくとも配合して混合物を調製する工程（Ｓ２）と、かくして得られる混合物、すなわち複合磁性粒子及び炭素含有潤滑剤を少なくとも含有するものをコア形状に加圧成形する工程（Ｓ３）と、この加圧成形後に得られるコアを真空又は炭酸ガス雰囲気中で３００〜６００℃の熱処理（アニール処理）する工程（Ｓ４）とを経て、本実施形態の圧粉磁芯が作製される。
Hereinafter, a preferred method for producing the dust core of the present embodiment will be described in detail.
FIG. 1 is a flowchart showing a manufacturing process of a dust core according to this embodiment. Here, the step of preparing composite magnetic particles having an insulating film on the surface of the metal magnetic powder (S1), the step of preparing a mixture by blending at least a carbon-containing lubricant in the composite magnetic particles (S2), and thus, are obtained. A step (S3) of pressing the resulting mixture, ie, containing at least the composite magnetic particles and the carbon-containing lubricant into a core shape, and the core obtained after the pressing in a vacuum or a carbon dioxide atmosphere in a range of 300 to 600 Through the step (S4) of heat treatment (annealing) at 0 ° C., the dust core of this embodiment is manufactured.
複合磁性粒子を準備する工程（Ｓ１）では、金属磁性粉末より好ましくは鉄を９９％以上含有する金属磁性粉末の表面を絶縁処理して絶縁膜を形成する（Ｓ１ａ）ことにより、複合磁性粒子を得る。金属磁性粉末の絶縁処理方法は、上記で例示した組成の絶縁膜を形成し得るものであれば特に限定されず、例えば、リン酸及び／又はリン酸塩を含有する水溶液（例えば、オルトリン酸（Ｈ3ＰＯ4）の８０〜９０％水溶液等）を用いて金属磁性粉末を処理してリン酸被膜を形成した後に自然乾燥する或いはホットプレート等により７０℃程度で乾燥する等、公知の手法を適宜採用できる。なお、金属磁性粉末の表面に絶縁膜が形成された複合磁性粒子の市販品を予め入手することにより、上記Ｓ１ａ工程を省略することもできる。 In the step of preparing the composite magnetic particles (S1), the surface of the metal magnetic powder containing 99% or more of iron is preferably insulated from the metal magnetic powder to form an insulating film (S1a). obtain. The insulating treatment method of the metal magnetic powder is not particularly limited as long as it can form an insulating film having the composition exemplified above. For example, an aqueous solution containing phosphoric acid and / or phosphate (for example, orthophosphoric acid ( H 3 PO 4 ) 80-90% aqueous solution etc.) is used to form a phosphoric acid film by treating the metal magnetic powder, followed by natural drying or drying at about 70 ° C. with a hot plate or the like. It can be adopted as appropriate. In addition, the said S1a process can also be abbreviate | omitted by acquiring the commercial item of the composite magnetic particle in which the insulating film was formed in the surface of metal magnetic powder beforehand.
複合磁性粒子に炭素含有潤滑剤を配合する工程（Ｓ２）では、複合磁性粒子に対して所定量の炭素含有潤滑剤を添加する。炭素含有潤滑剤の配合量は、使用する炭素含有潤滑剤の性状によって異なり、特に限定されないが、複合磁性粒子及び炭素含有潤滑剤の混合物の総量に対して、０．０２ｗｔ％以上０．４５ｗｔ％以下であることが好ましく、より好ましくは、０．１ｗｔ％以上０．３ｗｔ％以下である。炭素含有潤滑剤の配合量が０．０２ｗｔ％未満であると、複合磁性粒子の周囲に炭素含有潤滑剤が均一に行き渡り難くなり、絶縁性を担保し難くなる傾向にある。一方、炭素含有潤滑剤の配合量が０．４５ｗｔ％を超えると、炭素含有潤滑剤の配合効果が飽和する傾向にあるとともに、得られる圧粉磁芯の炭素含有量を７２ｐｐｍ以下に調製することが困難になる傾向がある。また、複合磁性粒子の含有率が低下するので、高密度化及び１Ｔ磁界の低下を図り難くなる傾向にある。 In the step (S2) of blending the carbon-containing lubricant with the composite magnetic particles, a predetermined amount of carbon-containing lubricant is added to the composite magnetic particles. The blending amount of the carbon-containing lubricant varies depending on the properties of the carbon-containing lubricant to be used and is not particularly limited, but is 0.02 wt% or more and 0.45 wt% with respect to the total amount of the mixture of the composite magnetic particles and the carbon-containing lubricant. Or less, more preferably 0.1 wt% or more and 0.3 wt% or less. When the blending amount of the carbon-containing lubricant is less than 0.02 wt%, the carbon-containing lubricant does not easily spread around the composite magnetic particles, and it tends to be difficult to ensure insulation. On the other hand, when the blending amount of the carbon-containing lubricant exceeds 0.45 wt%, the blending effect of the carbon-containing lubricant tends to be saturated, and the carbon content of the obtained dust core is adjusted to 72 ppm or less. Tend to be difficult. Moreover, since the content rate of a composite magnetic particle falls, it exists in the tendency for it to become difficult to aim at high density and a 1T magnetic field fall.
複合磁性粒子に炭素含有潤滑剤を配合する工程（Ｓ２）では、添加した炭素含有潤滑剤を複合磁性粒子に均一に行き渡らせるために、かかる混合物を混練することが好ましい。混練は、公知の方法により行えばよく、特に限定されないが、混合機、混練機、造粒機、攪拌機又は分散機等（例えば、アタライタ、振動ミル、ボールミル、ビーズミル、プラネタリーミキサー、オープンニーダー、ヘンシェルミキサー、ホモジナイザーＶミキサー、流動造粒機、転動造粒機等）を用いて行うことが好ましい。なお、混合時には、均一分散の観点から、溶媒の存在下で行ってもよい。ここで使用可能な溶媒としては、例えば、鉱物油、合成油、植物油等の油や、アセトン、トルエン、アルコールといった有機溶媒等が挙げられるが、これらに特に限定されない。 In the step (S2) of blending the carbon-containing lubricant with the composite magnetic particles, it is preferable to knead the mixture in order to uniformly distribute the added carbon-containing lubricant to the composite magnetic particles. The kneading may be carried out by a known method, and is not particularly limited. However, a mixer, a kneader, a granulator, a stirrer, a disperser, etc. (Henschel mixer, homogenizer V mixer, fluidized granulator, rolling granulator, etc.) are preferably used. The mixing may be performed in the presence of a solvent from the viewpoint of uniform dispersion. Examples of the solvent that can be used here include, but are not limited to, oils such as mineral oil, synthetic oil, and vegetable oil, and organic solvents such as acetone, toluene, and alcohol.
混合物をコア形状に加圧成形する工程（Ｓ３）では、上記のようにして得られる複合磁性粒子及び炭素含有潤滑剤の混合物（混錬物）に熱及び圧力を印加しながら、任意のコア形状に成形する。かかる加圧成形は、公知の方法により行えばよく、特に限定されないが、所望する形状のキャビティを有する成形金型を用い、そのキャビティ内に混合物を充填し、所定の成形温度及び所定の成形圧力でその混合物を圧縮成形することが好ましい。なお、加圧成形時においては、成形金型に、高級脂肪酸や金属石鹸などを用いて、当業界で公知の金型潤滑を施してもよい。 In the step of pressing the mixture into a core shape (S3), any core shape can be applied while applying heat and pressure to the mixture (kneaded material) of the composite magnetic particles and carbon-containing lubricant obtained as described above. To form. Such pressure molding may be performed by a known method, and is not particularly limited, but a molding die having a cavity having a desired shape is used, the mixture is filled in the cavity, and a predetermined molding temperature and a predetermined molding pressure are used. The mixture is preferably compression molded. At the time of pressure molding, mold lubrication known in the art may be applied to the mold using higher fatty acid or metal soap.
加圧成形時の成形温度は、特に限定されないが、通常、室温２５℃〜２００℃である。成形温度は、使用する複合磁性粒子及び炭素含有潤滑剤や、目的とする圧粉磁芯の性能によって異なり、特に限定されない。例えば、５０℃以上１６０℃以下、より好ましくは８０℃以上１４０℃以下の条件下で温間成形することにより、得られるコアの密度が向上する傾向にある。一方、室温〜５０℃未満の条件下で成形することにより、電気抵抗を高められる傾向にある。 Although the molding temperature at the time of pressure molding is not particularly limited, it is usually from room temperature to 25 ° C to 200 ° C. The molding temperature varies depending on the composite magnetic particles and carbon-containing lubricant used and the performance of the target dust core, and is not particularly limited. For example, the density of the resulting core tends to be improved by warm molding under conditions of 50 ° C. or higher and 160 ° C. or lower, more preferably 80 ° C. or higher and 140 ° C. or lower. On the other hand, electrical resistance tends to be increased by molding under conditions of room temperature to less than 50 ° C.
加圧成形時の成形圧力は、特に限定されないが、通常、４〜１２ｔｏｎ／ｃｍ2程度とされる。加圧成形時の成形圧力が６ｔｏｎ／ｃｍ2を下回ると、加圧成形による高密度化及び１Ｔ磁界の低減を図り難くなる傾向にある。一方、加圧成形時の成形圧力が１２ｔｏｎ／ｃｍ2を上回ると、圧力印加効果が飽和する傾向にあるとともに、製造コストが増加して生産性及び経済性が損なわれ得る傾向にあり、また、成形金型が劣化し易くなり耐久性が低下する傾向にある。なお、成形時間は、使用する素材（複合磁性粒子、炭素含有潤滑剤等）及びこれらの使用量、並びに、所望する圧粉磁芯の形状、寸法及び密度などに応じて適宜決定することができ、特に限定されないが、通常、最大圧力に保持する時間を０．１秒間〜１分間程度とすることが好ましい。 The molding pressure at the time of pressure molding is not particularly limited, but is usually about 4 to 12 ton / cm 2 . If the molding pressure at the time of pressure molding is less than 6 ton / cm 2 , it tends to be difficult to increase the density and reduce the 1T magnetic field by pressure molding. On the other hand, when the molding pressure at the time of pressure molding exceeds 12 ton / cm 2 , the pressure application effect tends to be saturated, and the manufacturing cost increases and the productivity and economy tend to be impaired. The mold tends to deteriorate and the durability tends to decrease. The molding time can be appropriately determined according to the materials to be used (composite magnetic particles, carbon-containing lubricant, etc.), the amount of these materials used, and the desired shape, size and density of the dust core. Although not particularly limited, it is usually preferable that the time for maintaining the maximum pressure is about 0.1 seconds to 1 minute.
得られたコアをアニール処理する工程（Ｓ４）では、加圧成形時において発生する圧縮歪を解放してコアロス（特に、ヒステリシス損失）を低減させる。かかるアニール処理は、公知の方法により行えばよく、特に限定されないが、一般的には、加圧成形により任意のコア形状に成形されたコアを、アニール炉を用いて所定の温度で熱処理することにより行うことが好ましい。 In the step of annealing the obtained core (S4), the compressive strain generated during pressure molding is released to reduce core loss (particularly hysteresis loss). Such annealing treatment may be performed by a known method, and is not particularly limited. In general, a core formed into an arbitrary core shape by pressure molding is heat-treated at a predetermined temperature using an annealing furnace. Is preferably performed.
アニール処理時の処理温度は、特に限定されないが、コアロスを低減させるとともに高温処理による性能劣化が抑制する観点から、３００〜６００℃が好ましい。処理温度が６００℃を超えると、絶縁膜の分解が促進されて絶縁性が損なわれ、電気抵抗が小さくなる傾向にあり、処理温度が３００℃を下回ると、圧縮歪を十分に開放することができない傾向にあり、コアロスを十分に低減し得なくなる傾向にある。これらの観点から、アニール処理時の処理温度は、３５０℃以上５５０℃以下が好ましく、より好ましくは５００℃未満である。なお、アニール処理時の処理時間は、特に限定されないが、一般的には、１０分〜３時間程度が好ましい。 Although the processing temperature at the time of annealing treatment is not specifically limited, 300-600 degreeC is preferable from a viewpoint which suppresses the performance deterioration by high temperature processing while reducing core loss. When the processing temperature exceeds 600 ° C., the decomposition of the insulating film is promoted to deteriorate the insulation, and the electric resistance tends to decrease. When the processing temperature is lower than 300 ° C., the compression strain can be sufficiently released. There is a tendency that the core loss cannot be sufficiently reduced. From these viewpoints, the annealing temperature is preferably 350 ° C. or more and 550 ° C. or less, more preferably less than 500 ° C. In addition, although the processing time at the time of annealing treatment is not specifically limited, Generally about 10 minutes-3 hours are preferable.
アニール処理時の処理雰囲気は、酸素濃度が低い真空雰囲気又は炭酸ガス雰囲気であることが好ましく、酸素濃度が低い真空雰囲気であることが特に好ましい。換言すれば、アニール処理時の処理雰囲気は、弱酸化性雰囲気であることが好ましい。ここで、酸素濃度が低い真空雰囲気又は炭酸ガス雰囲気とは、真空度が０．１Ｐａ以上２０Ｐａ以下の雰囲気、又は、炭酸ガスを導入した雰囲気を意味する。使用する炭素原子含有潤滑剤の熱分解温度により異なるが、４００〜５００℃程度で熱分解を開始する炭素原子含有潤滑剤を用いた場合、真空又は炭酸ガス雰囲気下で３００〜６００℃のアニール処理を行うことにより、コア中に含まれる炭素原子含有潤滑剤が比較的に緩やかに熱分解され、炭素原子含有潤滑剤の一部が炭素水素等として外部に放出され易くなり、その結果、圧粉磁芯に残留する炭素量が低減する。また、絶縁膜の分解が抑制されてコア抵抗を格別に高めることができるとともに、コアロスを著しく低下させることができる。 The treatment atmosphere during the annealing treatment is preferably a vacuum atmosphere or a carbon dioxide atmosphere with a low oxygen concentration, and particularly preferably a vacuum atmosphere with a low oxygen concentration. In other words, the processing atmosphere during the annealing process is preferably a weak oxidizing atmosphere. Here, the vacuum atmosphere or carbon dioxide gas atmosphere having a low oxygen concentration means an atmosphere having a degree of vacuum of 0.1 Pa or more and 20 Pa or less, or an atmosphere into which carbon dioxide gas is introduced. Depending on the thermal decomposition temperature of the carbon atom-containing lubricant to be used, when a carbon atom-containing lubricant that starts thermal decomposition at about 400 to 500 ° C. is used, annealing treatment is performed at 300 to 600 ° C. in a vacuum or a carbon dioxide atmosphere. As a result, the carbon atom-containing lubricant contained in the core is thermally decomposed relatively slowly, and a part of the carbon atom-containing lubricant is easily released to the outside as carbon hydrogen or the like. The amount of carbon remaining in the magnetic core is reduced. Further, the decomposition of the insulating film is suppressed, so that the core resistance can be significantly increased and the core loss can be remarkably reduced.
なお、必要に応じて、熱処理工程の後に、圧粉磁芯に防錆処理を施す防錆処理工程を経てもよい。防錆処理は、公知の手法にしたがって行えばよく、例えば、エポキシ樹脂等をスプレーコートする等して行う。スプレーコートによる膜厚は、通常、数十μｍ程度である。また、定法にしたがい、防錆処理を施した後には、再度、熱処理を行うことが望ましい。 In addition, you may pass through the rust prevention process process which performs a rust prevention process to a dust core after a heat treatment process as needed. The rust prevention treatment may be performed according to a known method, for example, by spray coating an epoxy resin or the like. The film thickness by spray coating is usually about several tens of μm. Further, according to a regular method, it is desirable to perform heat treatment again after the rust prevention treatment.
かくして得られる圧粉磁芯は、密度（成形密度）が７．５０ｇ／ｃｍ3以上であることが好ましい。密度が７．５０ｇ／ｃｍ3以上に高密度化された圧粉磁芯は、高強度、高コア抵抗（高絶縁性）、低１Ｔ磁界（高透磁率）、低コアロスといった各種性能においても優れる傾向にある。なお、圧粉磁芯の高密度化は、磁気特性及び機械特性の向上のために好ましいが、使用する素材（複合磁性粒子、炭素含有潤滑剤等）及びこれらの使用量によって技術上の限界がある。したがって、成形密度７．５０ｇ／ｃｍ3以上を実現できる組成及び配合を見出したという点において、本実施形態の圧粉磁芯は有意なものであると言える。 The dust core thus obtained preferably has a density (molding density) of 7.50 g / cm 3 or more. A dust core with a density of 7.50 g / cm 3 or higher is excellent in various properties such as high strength, high core resistance (high insulation), low 1T magnetic field (high permeability), and low core loss. There is a tendency. Although higher density of the dust core is preferable for improving magnetic properties and mechanical properties, there are technical limitations depending on the materials used (composite magnetic particles, carbon-containing lubricants, etc.) and the amount used. is there. Therefore, it can be said that the powder magnetic core of the present embodiment is significant in that a composition and a composition capable of realizing a molding density of 7.50 g / cm 3 or more have been found.
また、かくして得られる圧粉磁芯は、密度（成形密度）が７．５０ｇ／ｃｍ3以上であるとともにコア抵抗が２００ｍΩ以上であることが好ましい。密度が７．５０ｇ／ｃｍ3以上に高密度化されるとともにコア抵抗が２００ｍΩ以上に高められた圧粉磁芯を実現した点において、本実施形態の圧粉磁芯は有意なものであると言える。 The dust core thus obtained preferably has a density (molding density) of 7.50 g / cm 3 or more and a core resistance of 200 mΩ or more. The powder magnetic core according to the present embodiment is significant in that the powder magnetic core with the density increased to 7.50 g / cm 3 or higher and the core resistance increased to 200 mΩ or higher is realized. I can say that.
以下、実施例及び比較例を挙げて、本発明を詳細に説明するが、本発明はこれらに限定されるものではない。 EXAMPLES Hereinafter, although an Example and a comparative example are given and this invention is demonstrated in detail, this invention is not limited to these.
（実施例１〜４）
まず、鉄を９９％以上含有する金属磁性粉末の表面に絶縁膜としてリン酸鉄被膜が形成された複合磁性粉末（絶縁膜付き純鉄、ヘガネス社製、商品名：Somaloy 700、平均粒径Ｄ５０：２１０μｍ）を準備した。次に、炭素含有潤滑剤として所定量（０．１ｗｔ％、０．２ｗｔ％、０．３ｗｔ％、０．４ｗｔ％）のステアリン酸亜鉛を添加し、その混合物を混合機（筒井理化学器械製、商品名：Ｖミキサー）に入れ、回転数１２ｒｐｍで１０分間処理した。次いで、得られた混合物（混錬物）を、室温２５℃で成形圧力９８０Ｍｐａ（１０ｔｏｎ／ｃｍ2）の条件下において加圧成形し、１７．５ｍｍ×１０．０ｍｍ、厚さ約４．０ｍｍの成形体（コア）を作製した。その後、得られたコアを、以下の条件でアニール処理することにより、実施例１〜４の圧粉磁芯を作製した。アニール処理は、炭酸ガス雰囲気下（流量：３Ｌ／ｍｉｎ）にて、５℃／ｍｉｎで４５０℃まで昇温し、そのまま４５０℃で１時間保持した後、室温まで自然冷却することにより行った。
(Examples 1-4)
First, a composite magnetic powder in which an iron phosphate coating is formed as an insulating film on the surface of a metal magnetic powder containing 99% or more of iron (pure iron with an insulating film, manufactured by Höganäs, trade name: Somaloy 700, average particle size D50 : 210 μm). Next, a predetermined amount (0.1 wt%, 0.2 wt%, 0.3 wt%, 0.4 wt%) of zinc stearate is added as a carbon-containing lubricant, and the mixture is mixed with a mixer (made by Tsutsui Riken Kikai, (Product name: V mixer) and processed for 10 minutes at 12 rpm. Subsequently, the obtained mixture (kneaded material) was pressure-molded under a condition of a molding pressure of 980 Mpa (10 ton / cm 2 ) at a room temperature of 25 ° C., and was 17.5 mm × 10.0 mm and a thickness of about 4.0 mm. A molded body (core) was produced. Then, the obtained magnetic core of Examples 1-4 was produced by annealing the obtained core on the following conditions. The annealing treatment was performed by raising the temperature to 450 ° C. at 5 ° C./min in a carbon dioxide atmosphere (flow rate: 3 L / min), holding it at 450 ° C. for 1 hour, and then naturally cooling to room temperature.
（実施例５〜８）
アニール処理を以下の条件で行なうこと以外は、実施例１〜４と同様に処理して、実施例５〜８の圧粉磁芯を作製した。アニール処理は、真空度が２０Ｐａ以下の真空雰囲気下にて、５℃／ｍｉｎで４５０℃まで昇温し、そのまま４５０℃で１時間保持した後、室温まで自然冷却することにより行った。
(Examples 5 to 8)
The dust cores of Examples 5 to 8 were produced in the same manner as in Examples 1 to 4 except that the annealing treatment was performed under the following conditions. The annealing treatment was performed by raising the temperature to 450 ° C. at 5 ° C./min in a vacuum atmosphere with a degree of vacuum of 20 Pa or less, holding it at 450 ° C. for 1 hour, and then naturally cooling to room temperature.
（比較例１〜４）
アニール処理を省略すること以外は、実施例１〜４と同様に処理して、比較例１〜４の圧粉磁芯を作製した。
(Comparative Examples 1-4)
The dust cores of Comparative Examples 1 to 4 were manufactured in the same manner as in Examples 1 to 4 except that the annealing treatment was omitted.
（比較例５〜８）
アニール処理を以下の条件で行なうこと以外は、実施例１〜４と同様に処理して、比較例５〜８の圧粉磁芯を作製した。アニール処理は、窒素ガス雰囲気下（流量：３Ｌ／ｍｉｎ）にて５℃／ｍｉｎで１６０℃まで昇温した後、大気開放して（流量：３Ｌ／ｍｉｎ）５℃／ｍｉｎで４５０℃まで昇温し、４５０℃で１時間保持した後、室温まで自然冷却することにより行った。
(Comparative Examples 5 to 8)
The dust cores of Comparative Examples 5 to 8 were produced in the same manner as in Examples 1 to 4 except that the annealing treatment was performed under the following conditions. In the annealing treatment, the temperature was raised to 160 ° C. at 5 ° C./min in a nitrogen gas atmosphere (flow rate: 3 L / min), then released to the atmosphere (flow rate: 3 L / min) and raised to 450 ° C. at 5 ° C./min. The sample was heated and held at 450 ° C. for 1 hour, and then naturally cooled to room temperature.
（比較例９〜１０）
炭素含有潤滑剤の添加量を、０．５ｗｔ％及び０．６ｗｔ％に各々変更すること以外は、実施例５と同様に処理して、比較例９〜１０の圧粉磁芯を作製した。
(Comparative Examples 9 to 10)
The dust cores of Comparative Examples 9 to 10 were produced in the same manner as in Example 5 except that the addition amount of the carbon-containing lubricant was changed to 0.5 wt% and 0.6 wt%, respectively.
［評価］
実施例１〜８の圧粉磁芯及び比較例１〜１０の圧粉磁芯について、各種性能の測定を行った。表１に、評価結果を示す。また、炭素含有潤滑剤の配合量、及び、混合物に対する炭素含有潤滑剤の炭素含有量についても、表１に併せて示した。
なお、１Ｔ磁界（Ａ／ｍ）、１Ｔの際の１ｋＨｚコアロス（Ｗ／ｇ）は、B-H/μ ANALYZR (IWASTU製、SY-8258)及び直流磁化測定装置（METRON SK110）を用いて測定した。また、密度（ｇ／ｃｍ3）は、トロイダルコアの電子天秤により計測した重さとマイクロメータを用いて測定した体積から求めた。さらに、コア抵抗（ｍΩ）は、トロイダルコアを研磨してＩｎ−Ｇａペーストを塗り、その両端の抵抗値を、抵抗計（TSURUGA製、Model 3569）を用いて４端子法で測定した。一方、圧粉磁芯の炭素含有量については、圧粉磁芯をサンドブラストで表面をきれいにした後、砕いて得た粉末全量を用い、炭素硫黄同時分析装置（LECO社製、CS600）を用いて測定した。
[Evaluation]
Various performances of the dust cores of Examples 1 to 8 and the dust cores of Comparative Examples 1 to 10 were measured. Table 1 shows the evaluation results. Further, the blending amount of the carbon-containing lubricant and the carbon content of the carbon-containing lubricant with respect to the mixture are also shown in Table 1.
In addition, 1T magnetic field (A / m) and 1kHz core loss (W / g) at the time of 1T were measured using BH / μ ANALYZR (manufactured by IWASTU, SY-8258) and a DC magnetization measuring device (METRON SK110). The density (g / cm 3 ) was determined from the weight measured with a toroidal core electronic balance and the volume measured using a micrometer. Further, the core resistance (mΩ) was measured by a four-terminal method using a resistance meter (manufactured by TSURUGA, Model 3569) by polishing an toroidal core and applying an In—Ga paste. On the other hand, regarding the carbon content of the dust core, clean the surface of the dust core with sand blasting, then use the total amount of powder obtained by crushing, using a carbon-sulfur simultaneous analyzer (CS600, manufactured by LECO). It was measured.
表１に示すとおり、実施例１〜８の圧粉磁芯は、１Ｔ磁界及び１ｋＨｚコアロスが小さく、さらにはコア抵抗が高められた、高性能な圧粉磁芯であることが確認された。また、実施例１〜８の圧粉磁芯は、比較例４〜１０の圧粉磁芯に比して、炭素量が少なく、コア抵抗が高いものであることが確認された。 As shown in Table 1, it was confirmed that the dust cores of Examples 1 to 8 were high-performance dust cores having a small 1T magnetic field and 1 kHz core loss and further increased core resistance. Moreover, it was confirmed that the dust cores of Examples 1 to 8 have a smaller amount of carbon and a higher core resistance than the dust cores of Comparative Examples 4 to 10.
さらに、比較例１〜４と比較例５〜８との対比から、アニール処理を行うことにより、炭素含有量を大幅に激減でき、１Ｔ磁界及び１ｋＨｚコアロスを低減できる一方、コア抵抗が大幅に低下することが示された。そして、実施例１〜８と比較例４〜８との対比から、アニール処理として、真空又は炭酸ガス雰囲気中で３００〜６００℃の熱処理を施すことにより、１Ｔ磁界及び１ｋＨｚコアロスが小さく、炭素含有量が少なく、さらにはコア抵抗がに高められた、高性能な圧粉磁芯が得られることが確認された。 Furthermore, from the comparison between Comparative Examples 1 to 4 and Comparative Examples 5 to 8, by performing annealing treatment, the carbon content can be drastically reduced, and 1T magnetic field and 1 kHz core loss can be reduced, while the core resistance is greatly reduced. Was shown to do. And from the comparison with Examples 1-8 and Comparative Examples 4-8, 1T magnetic field and 1 kHz core loss are small by performing heat processing of 300-600 degreeC in a vacuum or a carbon dioxide gas atmosphere as annealing treatment, and carbon containing It was confirmed that a high-performance dust core having a small amount and further increased core resistance was obtained.
なお、上述したとおり、本発明は、上記実施形態及び実施例に限定されるものではなく、その要旨を逸脱しない範囲内において適宜変更を加えることが可能である。 In addition, as above-mentioned, this invention is not limited to the said embodiment and Example, In the range which does not deviate from the summary, it can add suitably.
以上説明した通り、本発明の圧粉磁芯及びその製造方法は、電気・磁気デバイス、及びそれらを備える各種機器、設備、システム等に広く且つ有効に利用可能である。 As described above, the dust core and the manufacturing method thereof according to the present invention can be widely and effectively used for electric / magnetic devices and various devices, facilities, systems, and the like including them.
Claims (6)
前記金属磁性粉末は、鉄を９９％以上含有するものであり、
前記潤滑剤は、炭素原子含有潤滑剤であり、
炭素含有量が７２ｐｐｍ以下である、
圧粉磁芯。 A powder magnetic core formed by heat-treating a mixture containing at least a composite magnetic particle having a metal magnetic powder and a plurality of composite magnetic particles having an insulating film formed on the surface of the metal magnetic powder and a lubricant into a core shape. ,
The metal magnetic powder contains 99% or more of iron,
The lubricant is a carbon atom-containing lubricant,
The carbon content is 72 ppm or less,
Powder magnetic core.
請求項１に記載の圧粉磁芯。 The carbon content of the carbon atom-containing lubricant is 0.27 wt% or less with respect to the total amount of the mixture,
The dust core according to claim 1.
請求項１又は２に記載の圧粉磁芯。 The carbon atom-containing lubricant is a metal soap,
The dust core according to claim 1 or 2.
請求項１〜３のいずれか一項に記載の圧粉磁芯。 The carbon atom-containing lubricant is at least one selected from the group consisting of zinc stearate, aluminum stearate, calcium stearate, copper stearate, and zinc oleate.
The dust core according to any one of claims 1 to 3.
請求項１〜４のいずれか一項に記載の圧粉磁芯。 It is obtained by subjecting the mixture containing at least the composite magnetic particles and the carbon atom-containing lubricant to a core shape and then performing heat treatment at 300 to 600 ° C. in a vacuum or a carbon dioxide atmosphere.
The dust core according to any one of claims 1 to 4.
鉄を９９％以上含有する金属磁性粉末及び該金属磁性粉末の表面に形成された絶縁膜を有する複数の複合磁性粒子と炭素原子含有潤滑剤とを少なくとも含有する混合物を調製する工程と、
前記混合物をコア形状に成形する加圧成形工程と、
得られたコアを真空又は炭酸ガス雰囲気中で３００〜６００℃の熱処理を施して炭素含有量が７２ｐｐｍ以下である圧粉磁芯を作製するアニール処理工程と、を有する、
圧粉磁芯の製造方法。 A method of manufacturing a dust core,
Preparing a mixture containing at least a metal magnetic powder containing 99% or more of iron and a plurality of composite magnetic particles having an insulating film formed on the surface of the metal magnetic powder and a carbon atom-containing lubricant;
A pressure forming step of forming the mixture into a core shape;
An annealing treatment step of producing a dust core having a carbon content of 72 ppm or less by subjecting the obtained core to a heat treatment at 300 to 600 ° C. in a vacuum or a carbon dioxide atmosphere.
A method for producing a dust core.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010116058A JP2011243830A (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | Powder magnetic core and method for manufacturing the same |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2010116058A JP2011243830A (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | Powder magnetic core and method for manufacturing the same |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2011243830A true JP2011243830A (en) | 2011-12-01 |
Family
ID=45410173
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2010116058A Pending JP2011243830A (en) | 2010-05-20 | 2010-05-20 | Powder magnetic core and method for manufacturing the same |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2011243830A (en) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021020402A1 (en) * | 2019-07-29 | 2021-02-04 | ||
| WO2021201518A1 (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 최우희 | Non-rotating direct current electric generator |
| KR20210122376A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-12 | 최우희 | Non-rotation type AC Electric Generator With Non-rotation type Core Member |
| KR20210122380A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-12 | 최우희 | Non-rotation Type DC Electric Generator |
| KR20210122377A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-12 | 최우희 | Non-rotation Type AC Generator With High-elasticity Insulation Plate |
| WO2021230496A1 (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 최우희 | Non-rotating alternating current generating device |
| KR20210141811A (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-23 | 최우희 | Power Converting Apparatus |
| JP7475352B2 (en) | 2019-07-29 | 2024-04-26 | 株式会社村田製作所 | Soft magnetic powder and its manufacturing method, coil component using soft magnetic powder, and manufacturing method for magnetic material using soft magnetic powder |
Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005232535A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Jfe Steel Kk | Iron powder for powder magnetic core, and powder magnetic core |
| WO2007142075A1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for producing magnetic powder and process for producing dust core |
| JP2008140929A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Powder magnetic core and its manufacturing method |
| JP2008189950A (en) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing soft magnetic powder, method for manufacturing soft magnetic material, method for manufacturing powder magnetic core, soft magnetic powder, soft magnetic material and powder magnetic core |
| WO2009013979A1 (en) * | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Iron-based soft magnetic powder for dust core and dust core |
| JP2009235517A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Jfe Steel Corp | Metal powder for dust core and method for producing dust core |
| JP2009302165A (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Dust core and manufacturing method thereof |
| JP2010016290A (en) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Denso Corp | Ferrous metal magnetic particle, soft magnetic material, powder magnetic core and manufacturing method of them |
-
2010
- 2010-05-20 JP JP2010116058A patent/JP2011243830A/en active Pending
Patent Citations (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2005232535A (en) * | 2004-02-19 | 2005-09-02 | Jfe Steel Kk | Iron powder for powder magnetic core, and powder magnetic core |
| WO2007142075A1 (en) * | 2006-05-31 | 2007-12-13 | Toyota Jidosha Kabushiki Kaisha | Process for producing magnetic powder and process for producing dust core |
| JP2008140929A (en) * | 2006-11-30 | 2008-06-19 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Powder magnetic core and its manufacturing method |
| JP2008189950A (en) * | 2007-02-01 | 2008-08-21 | Sumitomo Electric Ind Ltd | Method for manufacturing soft magnetic powder, method for manufacturing soft magnetic material, method for manufacturing powder magnetic core, soft magnetic powder, soft magnetic material and powder magnetic core |
| WO2009013979A1 (en) * | 2007-07-26 | 2009-01-29 | Kabushiki Kaisha Kobe Seiko Sho | Iron-based soft magnetic powder for dust core and dust core |
| JP2009235517A (en) * | 2008-03-27 | 2009-10-15 | Jfe Steel Corp | Metal powder for dust core and method for producing dust core |
| JP2009302165A (en) * | 2008-06-11 | 2009-12-24 | Tamura Seisakusho Co Ltd | Dust core and manufacturing method thereof |
| JP2010016290A (en) * | 2008-07-07 | 2010-01-21 | Denso Corp | Ferrous metal magnetic particle, soft magnetic material, powder magnetic core and manufacturing method of them |
Cited By (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPWO2021020402A1 (en) * | 2019-07-29 | 2021-02-04 | ||
| JP7475352B2 (en) | 2019-07-29 | 2024-04-26 | 株式会社村田製作所 | Soft magnetic powder and its manufacturing method, coil component using soft magnetic powder, and manufacturing method for magnetic material using soft magnetic powder |
| KR102410952B1 (en) * | 2020-03-30 | 2022-06-21 | 최우희 | Non-rotation type AC Electric Generator With Non-rotation type Core Member |
| KR102587050B1 (en) | 2020-03-30 | 2023-10-20 | 유형주 | Non-rotation type AC Electric Generator With Non-rotation type Core Member |
| KR20210122377A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-12 | 최우희 | Non-rotation Type AC Generator With High-elasticity Insulation Plate |
| WO2021201518A1 (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-07 | 최우희 | Non-rotating direct current electric generator |
| KR20210122380A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-12 | 최우희 | Non-rotation Type DC Electric Generator |
| KR102344370B1 (en) * | 2020-03-30 | 2021-12-30 | 최우희 | Non-rotation Type AC Generator With High-elasticity Insulation Plate |
| KR20210122376A (en) * | 2020-03-30 | 2021-10-12 | 최우희 | Non-rotation type AC Electric Generator With Non-rotation type Core Member |
| KR102410949B1 (en) * | 2020-03-30 | 2022-06-21 | 최우희 | Non-rotation Type DC Electric Generator |
| KR20220088654A (en) * | 2020-03-30 | 2022-06-28 | 유형주 | Non-rotation type AC Electric Generator With Non-rotation type Core Member |
| KR20210141811A (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-23 | 최우희 | Power Converting Apparatus |
| KR102452616B1 (en) * | 2020-05-13 | 2022-10-12 | 최우희 | Power Converting Apparatus |
| KR102588494B1 (en) * | 2020-05-13 | 2023-10-12 | 유형주 | Power Converting Apparatus |
| KR20220135233A (en) * | 2020-05-13 | 2022-10-06 | 최우희 | Power Converting Apparatus |
| WO2021230496A1 (en) * | 2020-05-13 | 2021-11-18 | 최우희 | Non-rotating alternating current generating device |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6662436B2 (en) | Manufacturing method of dust core | |
| JP5501970B2 (en) | Powder magnetic core and manufacturing method thereof | |
| JP4134111B2 (en) | Method for producing insulating soft magnetic metal powder compact | |
| US8398879B2 (en) | Soft magnetic powdered core and method for producing same | |
| JP5482097B2 (en) | Soft magnetic material, dust core and method for manufacturing the same | |
| JP2010251696A (en) | Soft magnetic powder core and method of manufacturing the same | |
| JP2012160726A (en) | Magnetic powder material, low-loss composite magnetic material containing magnetic powder material, and magnetic element containing low-loss composite magnetic material | |
| JP2013098384A (en) | Dust core | |
| JP2011243830A (en) | Powder magnetic core and method for manufacturing the same | |
| WO2012173239A1 (en) | Iron-base soft magnetic powder for dust cores, manufacturing method thereof, and dust core | |
| JP2008297606A (en) | Method for manufacturing metal powder for dust core and dust core | |
| JP5703749B2 (en) | Powder core | |
| JP2008172257A (en) | Method for manufacturing insulating soft magnetic metal powder molding | |
| JP6213809B2 (en) | Powder magnetic core, coil component using the same, and method for manufacturing powder magnetic core | |
| KR101639960B1 (en) | Iron powder for powder magnetic core and process for producing powder magnetic core | |
| CA2891206A1 (en) | Iron powder for dust cores | |
| JP5435398B2 (en) | Soft magnetic dust core and manufacturing method thereof | |
| JPWO2013140762A1 (en) | Composite magnetic material and manufacturing method thereof | |
| JP2012151179A (en) | Dust core | |
| JP6168382B2 (en) | Manufacturing method of dust core | |
| JP4856602B2 (en) | Iron-based soft magnetic powder for dust core and dust core | |
| JP5431490B2 (en) | Manufacturing method of dust core | |
| WO2015045561A1 (en) | Dust core, method for producing dust core and coil component | |
| KR101564740B1 (en) | Fe-P soft magnetic materials with low core loss containing Fe and Fe-Si and method of manufacturing the same | |
| JP2011199049A (en) | Pressed powder core, and method for manufacturing the same |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20121225 |
|
| RD05 | Notification of revocation of power of attorney |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A7425 Effective date: 20130419 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20130508 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20131030 |
|
| A02 | Decision of refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A02 Effective date: 20140311 |