JP2012186255A - Dust core and manufacturing method therefor - Google Patents

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Shigeki Egashira
繁樹 江頭
Toru Maeda
前田  徹
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Sumitomo Electric Industries Ltd
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dust core having a high permeability equivalent to or exceeding that of Sendust, and a low iron loss approximate to that of Sendust.SOLUTION: The dust core is composed of coated powder consisting of multiple coated particles, i.e. soft magnetic particles having an insulation coating on the surface, and a shape-retaining material which integrates these coated particles. In the dust core, the soft magnetic particles are composed of mixed particles of Fe-Si-Al alloy particles and Fe-Ni alloy particles, and when the dust core is analyzed by X-ray diffractometry, the next diffraction peak intensity ratio is 0.45 or less. Integrated intensity of 1st peak of FeO/{(integrated intensity of 1st peak of duplicated Fe-Si-Al and Fe-Ni×volume fraction of Fe-Ni occupying the total volume of Fe-Si-Al and Fe-Ni)+integrated intensity of 1st peak of FeNi}.

Description

本発明は、圧粉磁心とその製造方法に関する。特に、Fe-Si-Al合金粉末を主たる材料とし、低保磁力・低鉄損の圧粉磁心と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. In particular, the present invention relates to a powder magnetic core having a low coercive force and a low iron loss, and a manufacturing method thereof, mainly composed of Fe-Si-Al alloy powder.

スイッチング電源やDC/DCコンバータなど、エネルギーを変換する回路で、チョークコイルなどを代表例とするインダクタが使用される。インダクタの構成例として、軟磁性粉末の圧粉成形体を焼成して得られた圧粉磁心と、圧粉磁心の外周に巻線を巻回して構成したコイルとを備えるものが知られている。   Inductors such as choke coils are used in circuits that convert energy, such as switching power supplies and DC / DC converters. As a configuration example of an inductor, one having a powder magnetic core obtained by firing a powder compact of soft magnetic powder and a coil formed by winding a winding around the outer periphery of the powder magnetic core is known. .

この圧粉磁心は、例えば、軟磁性粒子の表面に絶縁被膜を形成した複合磁性粒子の集合体である軟磁性粉末を用意し、この軟磁性粉末を所定の形状に加圧成形し、その成形体を熱処理することで作製される。このような方法により得られた圧粉磁心によれば、絶縁被膜により軟磁性粒子同士の絶縁が確保され、低鉄損が実現されるとされる。   This powder magnetic core is prepared, for example, by preparing a soft magnetic powder that is an aggregate of composite magnetic particles in which an insulating film is formed on the surface of the soft magnetic particles, and press-molding the soft magnetic powder into a predetermined shape. It is made by heat-treating the body. According to the dust core obtained by such a method, insulation between soft magnetic particles is ensured by the insulating coating, and low iron loss is realized.

このような圧粉磁心、特に、周波数100kHz程度で利用される圧粉磁心の原料となる軟磁性粉末としては、センダストに代表されるFe-Si-Al合金の粉末がある。センダストは、低鉄損を実現できる材料であるが、非常に硬くて変形しにくい材料であるため、圧粉磁心に成形した場合、粉末を構成する個々の粒子間に空隙が多くなり、透磁率や飽和磁束密度が低くなる傾向にある。   As a soft magnetic powder as a raw material for such a powder magnetic core, particularly a powder magnetic core used at a frequency of about 100 kHz, there is an Fe—Si—Al alloy powder represented by Sendust. Although Sendust is a material that can achieve low iron loss, it is a material that is extremely hard and difficult to deform, so when formed into a powder magnetic core, there are more voids between the individual particles that make up the powder, and the magnetic permeability And the saturation magnetic flux density tends to be low.

そのため、これらを改善する技術として、特許文献1に記載の技術がある。この文献には、酸化皮膜を有するセンダストの合金粉末と高圧縮性軟磁性金属粉とを所定の配合で混合した混合物を、バインダを介して結合させた複合磁性材料が開示されている。このような複合磁性材料は、センダストに高圧縮性金属粉を混合した原料粉末を用いることで、センダストの合金粒子間の隙間を変形性に富む高圧縮性金属粉で埋め、透磁率及び飽和磁束密度を改善するものと考えられる。そして、この文献では、高圧縮性軟磁性金属粉の具体例としては、純鉄とFe-Si合金とが挙げられている。   Therefore, there is a technique described in Patent Document 1 as a technique for improving these. This document discloses a composite magnetic material in which a mixture obtained by mixing a sendust alloy powder having an oxide film and a highly compressible soft magnetic metal powder in a predetermined composition is bonded through a binder. Such a composite magnetic material uses raw material powder in which sendust is mixed with highly compressible metal powder, thereby filling gaps between alloy particles of sendust with highly compressible metal powder rich in deformability, permeability and saturation magnetic flux. It is thought to improve the density. In this document, pure iron and Fe—Si alloy are listed as specific examples of the highly compressible soft magnetic metal powder.

特開平6-236808号公報JP-A-6-236808

しかし、特許文献1に係る複合磁性材料では、センダストと混合する高圧縮性材料が、いずれも保磁力の大きい材料であり、透磁率はセンダストに比べて改善されるものの、鉄損、とりわけヒステリシス損は大幅に増大してしまう。
本発明は、上記の事情に鑑みてなされたもので、その目的の一つは、センダストと同等、或いはセンダストを超える高透磁率で、かつセンダストに近似する低鉄損の圧粉磁心とその製造方法とを提供することにある。
However, in the composite magnetic material according to Patent Document 1, all of the highly compressible materials mixed with Sendust are materials having a large coercive force, and the magnetic permeability is improved as compared with Sendust. Will increase significantly.
The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is a dust core having a high magnetic permeability equivalent to or higher than Sendust and having a low iron loss similar to Sendust and its manufacture. And to provide a method.

本発明者らは、高圧縮性でセンダストと同等の保持力を持つFe-Ni合金、代表的にはパーマロイをセンダストに混合した原料粉末を用い、それにより高透磁率、低保磁力、低鉄損の圧粉磁心を得ることを検討した。しかし、単にセンダストにパーマロイを混合した原料粉末を用いて、従来と同様の成形・熱処理を行った場合、透磁率は改善できるものの、鉄損の低減は実現できないことが判明した。その主な原因としては、後述する試験例から理解されるように、圧粉磁心に対して歪を緩和するための熱処理を行った際における、パーマロイの粒子表面におけるFe2O3相(以下、酸化相ということがある)の発生や、圧粉磁心中における保磁力の大きなFeNi3規則相(以下、異相ということがある)の発生が挙げられる。そこで、さらに種々の試行錯誤を行った結果、圧粉成形体に施す熱処理に工夫を施すことで、酸化相や異相の生成を抑制し、高透磁率、低保磁力、低鉄損の圧粉磁心が得られるとの知見を得て、本発明を完成するに至った。 The present inventors use a Fe-Ni alloy having a high compressibility and a holding power equivalent to Sendust, typically a raw material powder in which Permalloy is mixed with Sendust, thereby achieving high permeability, low coercive force, and low iron. It was investigated to obtain a lossy magnetic core. However, it has been found that when the raw material powder obtained by simply mixing permalloy with Sendust is subjected to the same molding and heat treatment as before, the magnetic permeability can be improved but the iron loss cannot be reduced. As the main cause, as will be understood from the test examples described later, the Fe 2 O 3 phase (hereinafter referred to as the Fe 2 O 3 phase) on the particle surface of the permalloy when the heat treatment for relaxing the strain on the powder magnetic core was performed. Generation of an oxidized phase) and generation of a FeNi 3 ordered phase (hereinafter also referred to as a different phase) having a large coercive force in the dust core. Therefore, as a result of various trials and errors, the heat treatment applied to the green compact was devised to suppress the generation of oxidized and foreign phases, and high dust permeability, low coercive force, and low iron loss powder. Obtaining knowledge that a magnetic core can be obtained, the present invention has been completed.

本発明の圧粉磁心は、軟磁性粒子の表面に絶縁被膜を有する複数の被覆粒子からなる被覆粉末と、これら被覆粒子を一体化する保形材とを備える。この圧粉磁心は、前記軟磁性粒子は、Fe-Si-Al合金粒子とFe-Ni合金粒子と混合粒子で構成され、当該圧粉磁心をX線回折法により分析した際、次の回折ピーク強度比が0.45以下である。
《回折ピーク強度比》
Fe2O3の1stピークの積分強度/{(Fe-Si-AlとFe-Niの重複した1stピークの積分強度×Fe-Si-AlとFe-Niの合計体積に占めるFe-Niの体積分率)+FeNi3の1stピークの積分強度}
The dust core of the present invention comprises a coating powder comprising a plurality of coated particles having an insulating coating on the surface of soft magnetic particles, and a shape-retaining material that integrates these coated particles. In the dust core, the soft magnetic particles are composed of mixed particles of Fe-Si-Al alloy particles and Fe-Ni alloy particles. When the dust core is analyzed by X-ray diffraction, the following diffraction peak is obtained. The intensity ratio is 0.45 or less.
<< Diffraction peak intensity ratio >>
Integral intensity of 1st peak of Fe 2 O 3 / {(Integral intensity of 1st peak overlapping Fe-Si-Al and Fe-Ni x volume of Fe-Ni in total volume of Fe-Si-Al and Fe-Ni Fraction) + integrated intensity of 1st peak of FeNi 3 }

この構成によれば、硬質のFe-Si-Al合金粉末と比較的軟質のFe-Ni合金粉末との混合粉末を用いることで、Fe-Si-Al合金粒子間の隙間にFe-Ni合金粒子が充填され、高密度で高透磁率の圧粉磁心を得ることができる。   According to this configuration, by using a mixed powder of hard Fe-Si-Al alloy powder and relatively soft Fe-Ni alloy powder, Fe-Ni alloy particles are placed in the gaps between Fe-Si-Al alloy particles. Can be obtained, and a dust core with high density and high permeability can be obtained.

また、X線回折ピークの強度比を上記の値に限定することで、圧粉磁心の保磁力に影響を及ぼすFe2O3相の発生が抑制された圧粉磁心とすることができる。酸化相は、Fe-Ni合金粒子の外周に生じやすく、Fe-Ni合金とは線膨張係数が異なる。この酸化相の生じたFe-Ni合金粉末を含む圧粉成形体に対して歪除去のための熱処理(後述する第二熱処理)を行うと、その熱処理の特に冷却過程で、Fe-Ni合金は応力を受け、軟質であるため、歪(転移)が入ることがある。この歪の発生は、磁壁の移動を妨げるなどして、圧粉磁心の保磁力を増大させることになる。保磁力はヒステリシス損と強い相関があり、保磁力を低減すると、鉄損、特にヒステリシス損が低減される。つまり、上記の構成によれば、保磁力に影響を及ぼす酸化相の発生が抑制された圧粉磁心とすることで、Fe-Ni合金粉末の本来の特性である低保磁力を活かすことができ、鉄損が低減された圧粉磁心とできる。 Further, by limiting the intensity ratio of the X-ray diffraction peak to the above value, a dust core in which the generation of the Fe 2 O 3 phase affecting the coercive force of the dust core is suppressed can be obtained. The oxidation phase tends to occur on the outer periphery of the Fe—Ni alloy particles, and has a linear expansion coefficient different from that of the Fe—Ni alloy. When heat treatment for removing strain (second heat treatment described later) is performed on the compacted body including the Fe-Ni alloy powder in which the oxidation phase is generated, the Fe-Ni alloy is cooled during the cooling process. Since it is stressed and soft, strain (transition) may occur. The generation of the distortion increases the coercive force of the dust core by preventing the domain wall from moving. The coercive force has a strong correlation with the hysteresis loss. When the coercive force is reduced, the iron loss, particularly the hysteresis loss is reduced. In other words, according to the above configuration, the low coercivity, which is the original characteristic of the Fe-Ni alloy powder, can be utilized by using a dust core in which the generation of an oxidation phase that affects the coercive force is suppressed. It is possible to obtain a dust core with reduced iron loss.

さらに、この構成によれば、圧粉磁心の保磁力を増大させるFeNi3規則相の析出が抑制された圧粉磁心とすることができる。この異相の発生は、それ自体が圧粉磁心の保磁力を増大させることになる。そのため、異相の発生が抑制されれば、低鉄損の圧粉磁心とできる。 Furthermore, according to this configuration, it is possible to dust core deposition of FeNi 3 ordered phase to increase the coercive force of the powder core is suppressed. The occurrence of this heterogeneous phase itself increases the coercive force of the dust core. Therefore, if generation | occurrence | production of a different phase is suppressed, it can be set as the powder magnetic core of a low iron loss.

本発明の圧粉磁心の一形態として、前記混合粒子の配合は、質量%で、Fe-Si-Al合金粒子が80%以上99%以下、Fe-Ni合金粒子が1%以上20%以下であることが挙げられる。   As one form of the powder magnetic core of the present invention, the blended particles are mixed in mass%, Fe—Si—Al alloy particles are 80% to 99%, and Fe—Ni alloy particles are 1% to 20%. There are some.

この構成によれば、高透磁率で、かつ低鉄損の圧粉磁心を得ることに好適である。   According to this structure, it is suitable for obtaining a dust core having high magnetic permeability and low iron loss.

本発明の圧粉磁心の一形態として、前記Fe-Si-Al合金粒子は、当該合金に占めるSiとAlの含有量(質量%)が、以下の式を満たす材料で構成されることが挙げられる。
Si含有量+(Al含有量/2)≧5質量%
As one form of the powder magnetic core of the present invention, the Fe-Si-Al alloy particles are composed of a material in which the contents (mass%) of Si and Al in the alloy satisfy the following formula: It is done.
Si content + (Al content / 2) ≥ 5% by mass

この組成のFe-Si-Al合金粒子であれば、成形時の圧力で変形し難く、Fe-Ni合金粒子と混合することで、高透磁率の圧粉磁心を成形性良く得ることに適している。   Fe-Si-Al alloy particles of this composition are not easily deformed by the pressure during molding, and are suitable for obtaining a high permeability powder core with good moldability by mixing with Fe-Ni alloy particles. Yes.

一方、本発明の圧粉磁心の製造方法は、次の各工程を備える。
Fe-Si-Al合金粒子とFe-Ni合金粒子と混合粒子からなる軟磁性粒子の表面に絶縁被膜を有する複数の被覆粒子で構成される被覆粉末を準備する原料粉末準備工程。
この被覆粉末に、成形体を保形するための成形用樹脂を混合して造粒する造粒工程。
この造粒粉を圧縮成形して圧粉成形体とする成形工程。
この圧粉成形体を大気雰囲気下で所定温度に加熱して前記バインダを気化させる第一熱処理工程。
第一熱処理工程後の成形体を非酸化性雰囲気で所定温度に加熱してから冷却することによって、圧粉成形体を構成する軟磁性粉末の歪を緩和する第二熱処理工程。
そして、前記第一熱処理工程から第二熱処理工程に移行する過程で雰囲気の入れ替えを行う際、雰囲気中の酸素濃度が5000ppm以下になるまでは、雰囲気温度を500℃以下に保持する。
On the other hand, the manufacturing method of the powder magnetic core of the present invention includes the following steps.
A raw material powder preparation step of preparing a coating powder composed of a plurality of coated particles having an insulating coating on the surface of soft magnetic particles composed of Fe-Si-Al alloy particles, Fe-Ni alloy particles, and mixed particles.
A granulation step in which a molding resin for retaining the molded body is mixed with the coating powder and granulated.
A molding process in which this granulated powder is compression molded to form a compact.
A first heat treatment step of evaporating the binder by heating the green compact to a predetermined temperature in an air atmosphere.
A second heat treatment step for relaxing the distortion of the soft magnetic powder constituting the green compact by heating the compact after the first heat treatment to a predetermined temperature in a non-oxidizing atmosphere and then cooling.
When the atmosphere is changed during the transition from the first heat treatment step to the second heat treatment step, the atmosphere temperature is kept at 500 ° C. or lower until the oxygen concentration in the atmosphere becomes 5000 ppm or less.

上記の構成によれば、大気雰囲気から非酸化性雰囲気に雰囲気の入れ替えを行う際、ほぼ雰囲気の入れ替えが完了するまで、つまり雰囲気中の酸素濃度が5000ppm以下になるまでは、雰囲気温度を500℃以下に保持することで、保磁力に影響を及ぼす酸化相の生成を抑制することができる。よって、低鉄損の圧粉磁心を得ることができる。   According to the above configuration, when the atmosphere is replaced from the air atmosphere to the non-oxidizing atmosphere, the atmosphere temperature is set to 500 ° C. until the replacement of the atmosphere is almost completed, that is, until the oxygen concentration in the atmosphere becomes 5000 ppm or less. By maintaining below, it is possible to suppress the generation of an oxidized phase that affects the coercive force. Therefore, a dust core with a low iron loss can be obtained.

本発明の製造方法の一形態として、前記第二熱処理工程における冷却過程は、500℃〜350℃の温度域を1℃/min以上の急冷とすることが挙げられる。   As one form of the manufacturing method of this invention, the cooling process in said 2nd heat treatment process makes the temperature range of 500 to 350 degreeC be rapid cooling of 1 degreeC / min or more.

この構成によれば、異相の析出しやすい温度域を急冷により早期に通過させることで、保磁力の大きい異相の生成を抑制することができる。よって、低鉄損の圧粉磁心を得ることができる。   According to this configuration, it is possible to suppress the generation of a heterogeneous phase having a large coercive force by passing through a temperature range in which the heterogeneous phase is likely to precipitate at an early stage by rapid cooling. Therefore, a dust core with a low iron loss can be obtained.

本発明の製造方法の一形態として、前記第二熱処理工程における加熱温度が600℃以上850℃以下であることが挙げられる。   As one form of the manufacturing method of this invention, it is mentioned that the heating temperature in said 2nd heat treatment process is 600 degreeC or more and 850 degrees C or less.

この加熱温度によれば、低鉄損の圧粉磁心を得ることに適している。下限値が600℃以上であることで、圧粉磁心のヒステリシス損失を効果的に低減できる。逆に、上限を850℃以下とすることで、軟磁性粒子が備える絶縁被膜の熱的損傷を抑制して、渦電流損の増大を抑制することができる。   This heating temperature is suitable for obtaining a dust core having a low iron loss. When the lower limit is 600 ° C. or more, the hysteresis loss of the dust core can be effectively reduced. Conversely, by setting the upper limit to 850 ° C. or less, it is possible to suppress the thermal damage of the insulating coating provided in the soft magnetic particles and suppress the increase in eddy current loss.

本発明の圧粉磁心は、高透磁率で、かつ低鉄損の圧粉磁心である。また、本発明の圧粉磁心の製造方法によれば、高透磁率で、かつ低鉄損の圧粉磁心を容易に製造することができる。   The dust core of the present invention is a dust core having high permeability and low iron loss. In addition, according to the method for manufacturing a dust core of the present invention, a dust core having high magnetic permeability and low iron loss can be easily manufactured.

試験例における第一熱処理と第二熱処理の温度履歴の異なるパターンを示す説明図である。It is explanatory drawing which shows the pattern from which the temperature history of the 1st heat processing and the 2nd heat processing in a test example differs. (A)は実施例である試料No.1-5の組織を示す顕微鏡写真であり、(B)は比較例である試料No.1-3の組織を示す顕微鏡写真である。(A) is a photomicrograph showing the structure of sample No. 1-5 as an example, and (B) is a photomicrograph showing the structure of sample No. 1-3 as a comparative example. 回折ピークの積分強度の求め方を示す説明図である。It is explanatory drawing which shows how to obtain | require the integrated intensity | strength of a diffraction peak. X線回折パターンの一例を示す模式図である。It is a schematic diagram which shows an example of an X-ray diffraction pattern. 第二熱処理の冷却過程における温度履歴を示すグラフである。It is a graph which shows the temperature history in the cooling process of 2nd heat processing. 第二熱処理温度と損失の関係を示すグラフである。It is a graph which shows the relationship between 2nd heat processing temperature and loss.

以下、本発明の実施の形態を説明する。ここでは、先に圧粉磁心の製造方法について説明し、その後に圧粉磁心の構成について説明する。   Embodiments of the present invention will be described below. Here, the manufacturing method of a dust core will be described first, and then the configuration of the dust core will be described.

〔圧粉磁心の製造方法〕
本発明に係る圧粉磁心は、原料粉末準備工程、造粒工程、成形工程、第一熱処理工程、第二熱処理工程の各工程を経て製造される。
[Production method of dust core]
The dust core according to the present invention is manufactured through the raw material powder preparation step, the granulation step, the molding step, the first heat treatment step, and the second heat treatment step.

(原料粉末準備工程)
この準備工程では、軟磁性粉末を構成する合金粒子として、Fe-Si-Al合金粒子とFe-Ni合金粒子とを用意する。個々の合金粒子は、後に絶縁被膜が形成されて被覆粉末とされる。
(Raw material powder preparation process)
In this preparation step, Fe—Si—Al alloy particles and Fe—Ni alloy particles are prepared as alloy particles constituting the soft magnetic powder. The individual alloy particles are later formed into a coating powder by forming an insulating coating.

<Fe-Si-Al合金粒子>
この粒子を構成する合金は、Feをベースとし、Si及びAlを含み、残部が不純物で構成される。Fe-Si-Al合金の代表例としては、センダストを挙げることができる。同合金中のSiの含有量は、4〜13質量%程度が好ましい。より好ましいSiの含有量は、7〜10質量%程度である。Alの含有量は、4〜10質量%程度が好ましい。より好ましいAlの含有量は、5〜7質量%である。中でも、{ Si含有量+(Al含有量/2)}≧5質量%を満たし、さらにはこの式が7質量%以上、特に10質量%以上を満たすことが好ましい。この式の値が大きいほど、Fe-Si-Al合金は硬質になる傾向があり、この組成のFe-Si-Al合金粒子であれば、成形時の圧力で変形し難く、Fe-Ni合金粒子と混合することで、高透磁率の圧粉磁心を成形性良く得ることができる。
<Fe-Si-Al alloy particles>
The alloy constituting this particle is based on Fe, contains Si and Al, and the remainder is made of impurities. A representative example of the Fe—Si—Al alloy is Sendust. The Si content in the alloy is preferably about 4 to 13% by mass. A more preferable Si content is about 7 to 10% by mass. The content of Al is preferably about 4 to 10% by mass. A more preferable content of Al is 5 to 7% by mass. Among them, it is preferable that {Si content + (Al content / 2)} ≧ 5 mass% is satisfied, and further, this formula satisfies 7 mass% or more, particularly 10 mass% or more. The larger the value of this formula, the more the Fe-Si-Al alloy tends to become harder, and if it is Fe-Si-Al alloy particles of this composition, the Fe-Ni alloy particles are less likely to be deformed by the pressure during molding. By mixing with, a powder core having a high magnetic permeability can be obtained with good moldability.

Fe-Si-Al合金粒子の平均粒径は、40〜150μm程度の範囲が好ましい。このような粒径の粉末を用いれば、1kHz以上の高周波域で使用したときに渦電流損の増大抑制に効果的である。渦電流損の抑制には、平均粒径が小さいほど好ましい。より好ましい平均粒径は、50〜80μm程度である。また、Fe-Si-Al合金粒子の平均粒径は、次述するFe-Ni合金粒子の平均粒径の5倍以上であることが好ましい。このような寸法であれば、硬質のFe-Si-Al合金粒子の間に比較的軟質のFe-Ni合金粒子が充填され、高密度で高透磁率の圧粉磁性体を構成しやすい。最密充填状態を実現するには、上記倍率が7倍であることが理想的であるが、実際には、成形時にFe-Ni合金粒子の変形が生じるため、5倍以上程度でも構わないと考えられる。   The average particle size of the Fe—Si—Al alloy particles is preferably in the range of about 40 to 150 μm. Use of powder having such a particle size is effective in suppressing an increase in eddy current loss when used in a high frequency range of 1 kHz or higher. For suppression of eddy current loss, the smaller the average particle size, the better. A more preferable average particle diameter is about 50 to 80 μm. In addition, the average particle diameter of the Fe—Si—Al alloy particles is preferably 5 times or more the average particle diameter of the Fe—Ni alloy particles described below. With such dimensions, the soft Fe-Ni alloy particles are filled between the hard Fe-Si-Al alloy particles, and a high-density, high-permeability powder magnetic material can be easily formed. In order to realize the close-packed state, it is ideal that the magnification is 7 times, but in reality, deformation of Fe-Ni alloy particles occurs during molding, so it may be about 5 times or more. Conceivable.

<Fe-Ni合金粒子>
この粒子を構成する合金は、基本的には、Feをベースとし、Niを含んで、残部が不純物で構成される。さらにCu、Cr、Co、Moなどの添加元素を含む場合もある。Fe-Ni合金の代表例としては、パーマロイが挙げられる。JIS規格には、Ni含有量41〜51質量%のPBパーマロイ、Ni含有量70〜85質量%で、Moなどの添加元素を含むPCパーマロイ、Ni含有量35〜40%のPEパーマロイなどが規定されている。本例では、Ni含有量が41〜80質量%のFe-Ni合金がFe-Ni合金粒子に適している。特に、Ni含有量41〜51質量%のFe-Ni合金、即ちPBパーマロイが好適に利用できる。
<Fe-Ni alloy particles>
The alloy that constitutes the particles is basically based on Fe, contains Ni, and the remainder is composed of impurities. Furthermore, it may contain additional elements such as Cu, Cr, Co, and Mo. A typical example of the Fe—Ni alloy is permalloy. JIS standards include PB permalloy with Ni content of 41-51% by mass, PC permalloy with Ni content of 70-85% by mass and containing additive elements such as Mo, PE permalloy with Ni content of 35-40%, etc. Has been. In this example, an Fe—Ni alloy having a Ni content of 41 to 80% by mass is suitable for Fe—Ni alloy particles. In particular, an Fe—Ni alloy having a Ni content of 41 to 51 mass%, that is, PB permalloy can be suitably used.

<両合金粒子の配合割合>
Fe-Si-Al合金粉末とFe-Ni合金粉末との配合割合は、質量%で、Fe-Si-Al合金粒子が80%以上99%以下、Fe-Ni合金粒子が1%以上20%以下であることが好ましい。Fe-Ni合金粒子の含有量が1質量%以上であることで、センダストのみからなる圧粉磁心に比べて透磁率を増大させることができる。一方、Fe-Ni合金粒子の含有量を20質量%以下とすることで、Fe-Ni合金粒子が過剰に多くならず、Fe-Ni合金粒子同士が導通して、渦損が増大することを抑制できる。より好ましいFe-Ni合金粒子の含有量は、2質量%以上、15質量%以下である。
<Blending ratio of both alloy particles>
The blending ratio of Fe-Si-Al alloy powder and Fe-Ni alloy powder is mass%, Fe-Si-Al alloy particles are 80% to 99%, Fe-Ni alloy particles are 1% to 20%. It is preferable that When the content of the Fe—Ni alloy particles is 1% by mass or more, the magnetic permeability can be increased as compared with a dust core made of only sendust. On the other hand, by setting the content of Fe—Ni alloy particles to 20% by mass or less, Fe—Ni alloy particles are not excessively increased, and Fe—Ni alloy particles are electrically connected to each other to increase eddy loss. Can be suppressed. The content of Fe—Ni alloy particles is more preferably 2% by mass or more and 15% by mass or less.

<絶縁被膜>
絶縁被膜は、例えば酸化ケイ素を主成分とする無機質からなる無機絶縁層を備える。無機絶縁層は、軟磁性粒子の外周面を覆うことで、軟磁性粉末間の絶縁を確保する。この酸化ケイ素を主成分とする無機絶縁層は、高硬度で、後に被覆粉末を用いた造粒粉を圧縮して成形体を形成する際に、その加圧力で破壊されることがなく、かつ成形体を焼成した際の熱にも分解されることがない。無機絶縁層における酸化ケイ素の含有量は、50質量%以上が好ましく、より好ましくは70質量%以上、さらに好ましくは90質量%以上である。このような酸化ケイ素としては、代表的にはSiO2を挙げることができるが、そのSiO2中にSiO、Si2O3の少なくとも一方が含まれていても良い。酸化ケイ素を主成分とする無機質からなる無機絶縁層としては、例えば、酸素を含む雰囲気中でシリコーン樹脂を熱処理することにより形成した被膜が挙げられる。
<Insulating coating>
The insulating coating includes an inorganic insulating layer made of an inorganic material mainly composed of silicon oxide, for example. The inorganic insulating layer ensures insulation between the soft magnetic powders by covering the outer peripheral surface of the soft magnetic particles. This inorganic insulating layer mainly composed of silicon oxide has high hardness and is not destroyed by the applied pressure when a granulated powder using a coating powder is compressed later to form a molded body, and It is not decomposed by heat when the molded body is fired. The content of silicon oxide in the inorganic insulating layer is preferably 50% by mass or more, more preferably 70% by mass or more, and further preferably 90% by mass or more. A typical example of such silicon oxide is SiO 2 , but SiO 2 may contain at least one of SiO and Si 2 O 3 . Examples of the inorganic insulating layer made of an inorganic substance mainly composed of silicon oxide include a film formed by heat-treating a silicone resin in an atmosphere containing oxygen.

無機絶縁層の厚さは、20nm以上、1μm以下とすることが好ましい。当該厚みを下限値以上とすることで、軟磁性粒子間の絶縁を確保すると共に、造粒粉圧縮時の加圧力で破壊されない機械的強度を有する無機絶縁層とすることができる。また、当該厚みを上限値以下とすることで、被覆粉末から圧粉磁心を作製したときに、その圧粉磁心における軟磁性粒子の量を十分に確保することができる。   The thickness of the inorganic insulating layer is preferably 20 nm or more and 1 μm or less. By making the said thickness more than a lower limit, while ensuring the insulation between soft-magnetic particles, it can be set as the inorganic insulating layer which has the mechanical strength which is not destroyed by the applied pressure at the time of granulated powder compression. In addition, by setting the thickness to the upper limit value or less, when a dust core is produced from the coating powder, a sufficient amount of soft magnetic particles in the dust core can be secured.

この絶縁被膜の形成は、軟磁性粉末と絶縁剤とを混合・乾燥後、必要に応じて熱処理することで行われる。絶縁剤には、低分子のシリコーン樹脂、又は水ガラス等の珪酸塩の水溶液が好ましい。上記混合は、ミキサーなどで行うことが好適である。絶縁剤の配合量は、混合する軟磁性粒子の比表面積に応じて選択することが好ましい。軟磁性粒子の比表面積に応じて絶縁剤の配合量を決定することで、所定の厚みの絶縁被膜を軟磁性粒子の外周面に形成した被覆粒子を作製することができる。軟磁性粒子と絶縁剤との配合量は、例えば両者の混合物に対して絶縁剤が0.02〜1.8質量%程度となるようにすることが挙げられる。この配合量は、より好ましくは0.05〜1.5質量%、さらに好ましくは0.1〜1.0質量%である。   The insulating coating is formed by mixing and drying the soft magnetic powder and the insulating agent, followed by heat treatment as necessary. The insulating agent is preferably a low molecular silicone resin or a silicate aqueous solution such as water glass. The mixing is preferably performed with a mixer or the like. The blending amount of the insulating agent is preferably selected according to the specific surface area of the soft magnetic particles to be mixed. By determining the blending amount of the insulating agent according to the specific surface area of the soft magnetic particles, coated particles in which an insulating coating having a predetermined thickness is formed on the outer peripheral surface of the soft magnetic particles can be produced. The blending amount of the soft magnetic particles and the insulating agent is, for example, such that the insulating agent is about 0.02 to 1.8% by mass with respect to the mixture of both. The blending amount is more preferably 0.05 to 1.5% by mass, and still more preferably 0.1 to 1.0% by mass.

絶縁剤がシリコーン樹脂の場合は、被覆後に熱処理を行い、シリコーン樹脂を分解してガラス化することが好ましい。好ましい熱処理温度は、400℃〜1000℃であり、さらに好ましい熱処理温度は、600℃〜900℃である。また、好ましい熱処理時間は30分〜2時間程度である。   In the case where the insulating agent is a silicone resin, it is preferable to perform a heat treatment after the coating to decompose and vitrify the silicone resin. A preferred heat treatment temperature is 400 ° C to 1000 ° C, and a more preferred heat treatment temperature is 600 ° C to 900 ° C. A preferable heat treatment time is about 30 minutes to 2 hours.

絶縁剤が珪酸塩の水溶液の場合は、被覆後に50〜100℃で乾燥を行うのみで良い。また、次工程の造粒と連続で実施しても良く、シリコーン樹脂と比べて取り扱いが簡便である。   When the insulating agent is an aqueous solution of silicate, it is only necessary to dry at 50 to 100 ° C. after coating. Moreover, you may implement continuously with the granulation of the following process, and handling is simple compared with a silicone resin.

(造粒工程)
上記の軟磁性粉末は、さらに成形用樹脂と混合されて造粒粉とされる。この造粒粉は、少なくとも成形用樹脂と軟磁性粉末とが一体化されており、必要に応じて、さらに焼成用樹脂も一体化されていても良い。
(Granulation process)
The soft magnetic powder is further mixed with a molding resin to form a granulated powder. In this granulated powder, at least a molding resin and a soft magnetic powder are integrated, and if necessary, a baking resin may be further integrated.

<成形用樹脂>
成形用樹脂は、被覆粉末を圧縮して圧粉成形体とする場合、同成形体を保形するための樹脂であり、成形時の変形性と、成形体の機械的強度両立の観点から熱可塑性樹脂であることが好ましい。熱可塑性樹脂の具体例としては、ポリビニルブチラールの他、ポリビニルアルコール、アクリル樹脂、ポリエチレン樹脂等が利用できる。特に、アクリル樹脂は、成形時の変形性と、保形時の機械的強度の両立の観点から好ましい。この成形用樹脂は、後述する第一熱処理工程において気化(揮発)され、同熱処理を経て圧粉磁心とされた場合、実質的に残存しない。
<Resin for molding>
The molding resin is a resin for maintaining the shape of the compact when the coating powder is compressed into a green compact, and it is heated from the viewpoint of both the deformability during molding and the mechanical strength of the compact. A plastic resin is preferred. Specific examples of the thermoplastic resin include polyvinyl alcohol, acrylic resin, polyethylene resin and the like in addition to polyvinyl butyral. In particular, an acrylic resin is preferable from the viewpoint of both the deformability during molding and the mechanical strength during shape retention. This molding resin does not substantially remain when vaporized (volatilized) in a first heat treatment step to be described later and formed into a dust core through the heat treatment.

この成形用樹脂は、450℃以下で気化する樹脂が好適である。気化温度が500℃を超えると、軟磁性粉末に酸化相が生成される虞があり、それよりも十分低い温度にて成形用樹脂の気化を完了させておくことが好ましいからである。必要に応じて、被覆粉末を保形するための樹脂と、成形時に潤滑性を確保するための樹脂など、複数種の成形用樹脂を用いても良い。さらに、成形用樹脂は第一熱処理工程で炭化しないことが好ましく、同樹脂の炭化温度は450℃超が適している。   The molding resin is preferably a resin that vaporizes at 450 ° C. or lower. This is because if the vaporization temperature exceeds 500 ° C., an oxidized phase may be generated in the soft magnetic powder, and it is preferable to complete the vaporization of the molding resin at a temperature sufficiently lower than that. If necessary, a plurality of types of molding resins such as a resin for retaining the coating powder and a resin for ensuring lubricity during molding may be used. Furthermore, the molding resin is preferably not carbonized in the first heat treatment step, and the carbonization temperature of the resin is suitably higher than 450 ° C.

軟磁性粉末とバインダとの混合物は、添加するバインダの合計量が混合物の0.5〜3質量%となるように混合することが好ましい。この下限以上の樹脂含有量とすることで、圧粉成形体または圧粉磁心を十分に保形することができ、逆に上限以下とすることで、混合物中の樹脂量が適量となり、圧粉成形体や圧粉磁心を高密度化することができる。   The mixture of the soft magnetic powder and the binder is preferably mixed so that the total amount of the binder to be added is 0.5 to 3% by mass of the mixture. By setting the resin content above this lower limit, the powder compact or the powder magnetic core can be sufficiently retained. Conversely, by setting the resin content below the upper limit, the amount of resin in the mixture becomes an appropriate amount, and the dust compact The molded body and the powder magnetic core can be densified.

<焼成用樹脂>
焼成用樹脂は、被覆粉末を圧縮した圧粉成形体に後述する第二熱処理を施して焼成体(圧粉磁心)とした場合、セラミックス系の化合物となって被覆粉末を保持する保形材となる。代表的には、焼成用樹脂にはシリコーン樹脂が用いられる。そして、このシリコーン樹脂は、第二熱処理工程でSi、C、及びOを含む非晶質体の保形材になっていると推定される。その他、焼成用樹脂には、珪酸ソーダ系結着剤(水ガラス)などが利用できる。
<Resin for baking>
The firing resin comprises a shape-retaining material that retains the coating powder as a ceramic compound when the compacted body obtained by compressing the coating powder is subjected to a second heat treatment to be described later to form a sintered body (powder magnetic core). Become. Typically, a silicone resin is used as the firing resin. The silicone resin is presumed to be an amorphous shape-retaining material containing Si, C, and O in the second heat treatment step. In addition, a sodium silicate binder (water glass) can be used as the firing resin.

(成形工程)
成形工程は、造粒工程後の混合原料、つまり造粒粉を金型に充填して圧縮し、所定形状に成形して圧粉成形体とする。この圧縮時の圧力は、10〜12ton/cm2程度が好ましい。圧力を下限値以上とすることで、高密度の成形体を得ることができる。また、圧力を上限値以下とすることで、軟磁性粒子の変形に伴う無機絶縁層の損傷を抑制することができる。この加圧は、常温下でよいが、成形用樹脂として熱可塑性樹脂を使用した場合には樹脂のガラス転移温度以上で成形することが好ましい。これによって成形体の密度と強度の向上を図ることができる。
(Molding process)
In the molding step, the mixed raw material after the granulation step, that is, granulated powder, is filled in a mold and compressed, and molded into a predetermined shape to obtain a compacted body. The pressure during compression is preferably about 10 to 12 ton / cm 2 . By setting the pressure to the lower limit value or more, a high-density molded body can be obtained. Moreover, the damage of the inorganic insulating layer accompanying a deformation | transformation of a soft-magnetic particle can be suppressed because a pressure shall be below an upper limit. This pressurization may be performed at room temperature, but when a thermoplastic resin is used as the molding resin, it is preferably molded at a temperature equal to or higher than the glass transition temperature of the resin. This can improve the density and strength of the molded body.

(第一熱処理工程)
第一熱処理は、上記成形用樹脂を気化させるために大気雰囲気で行う熱処理である。大気雰囲気で行うのは、非酸化雰囲気で第一熱処理を行うと、炭化残渣物が出やすいためである。
(First heat treatment process)
The first heat treatment is a heat treatment performed in an air atmosphere in order to vaporize the molding resin. The reason why it is performed in the air atmosphere is that carbonized residue is easily generated when the first heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere.

この第一熱処理では、上記成形用樹脂を炭化させないように気化させる。その加熱温度は、500℃以下とすることが好ましい。500℃以下であれば、成形用樹脂を炭化させることなく気化させやすい。この加熱温度での保持時間は、成形用樹脂を気化させるのに十分な時間で、かつ不必要に長くない時間とする。具体的には、15分〜90分程度である。   In the first heat treatment, the molding resin is vaporized so as not to be carbonized. The heating temperature is preferably 500 ° C. or lower. If it is 500 degrees C or less, it will be easy to vaporize, without carbonizing molding resin. The holding time at this heating temperature is a time sufficient for vaporizing the molding resin, and a time that is not unnecessarily long. Specifically, it is about 15 minutes to 90 minutes.

上述したように、複数種の成形用樹脂を用いた場合、各樹脂の気化温度に応じた複数段階の温度に保持して、第一熱処理を行っても良い。複数種の成形用樹脂のうち、高い気化温度に一気に昇温して全ての成形用樹脂を気化させることも可能であるが、各樹脂の気化温度に応じた温度に段階的に保持することで、各樹脂を炭化させることなく確実に気化させることができるからである。   As described above, when a plurality of types of molding resins are used, the first heat treatment may be performed while maintaining a plurality of stages according to the vaporization temperature of each resin. Although it is possible to evaporate all molding resins by heating to a high vaporization temperature at once, among multiple types of molding resins, it is possible to maintain the temperature step by step according to the vaporization temperature of each resin. This is because each resin can be reliably vaporized without being carbonized.

(第二熱処理工程)
第二熱処理は、圧粉成形体の成形時に軟磁性粉末に導入された歪を緩和し、ヒステリシス損を低減するために非酸化性雰囲気で行う熱処理である。この熱処理を窒素雰囲気などの非酸化性雰囲気で行うのは、保磁力に影響を及ぼす酸化相の生成を抑制するためである。
(Second heat treatment process)
The second heat treatment is a heat treatment performed in a non-oxidizing atmosphere in order to relieve strain introduced into the soft magnetic powder during molding of the green compact and reduce hysteresis loss. This heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere such as a nitrogen atmosphere in order to suppress the generation of an oxidized phase that affects the coercive force.

その加熱温度は600℃以上850℃以下が好ましい。600℃以上であることで、圧粉磁心のヒステリシス損失を効果的に低減できる。逆に、850℃以下とすることで、軟磁性粒子が備える絶縁被膜の熱的損傷を抑制して、渦電流損の増大を抑制することができる。より好ましい加熱温度は、700℃以上、850℃以下、特に好ましい加熱温度は700℃以上、800℃以下である。この加熱温度における保持時間は、15分以上、2時間以下が好ましい。15分以上とすることで、十分な歪除去効果を達成できる。2時間以下とすることで、工業的生産効率を高めると共に、絶縁被膜の熱的損傷を抑制することができる。30分〜1時間程度が実用的である。   The heating temperature is preferably 600 ° C. or higher and 850 ° C. or lower. Hysteresis loss of the dust core can be effectively reduced when the temperature is 600 ° C. or higher. On the contrary, by setting it as 850 degrees C or less, the thermal damage of the insulating film with which a soft-magnetic particle is equipped can be suppressed, and the increase in eddy current loss can be suppressed. A more preferable heating temperature is 700 ° C. or higher and 850 ° C. or lower, and a particularly preferable heating temperature is 700 ° C. or higher and 800 ° C. or lower. The holding time at this heating temperature is preferably 15 minutes or longer and 2 hours or shorter. By setting it to 15 minutes or more, a sufficient distortion removing effect can be achieved. By setting it as 2 hours or less, industrial production efficiency can be improved and thermal damage of the insulating coating can be suppressed. About 30 minutes to 1 hour is practical.

さらに、第二熱処理における加熱温度から常温への冷却過程において、500℃〜350℃の温度域を1℃/min以上の急冷とすることが好ましい。異相であるFeNi3規則相は、500℃〜350℃の温度域で析出しやすい。そのため、この温度域を急冷して短時間で通過することにより、異相の低減された低鉄損の圧粉磁心を得ることができる。この冷却速度は、速いほど異相の生成を抑制できる。よって、より好ましい冷却速度は3℃/min以上、特に好ましい冷却速度は10℃/min以上である。 Furthermore, in the cooling process from the heating temperature to the normal temperature in the second heat treatment, it is preferable that the temperature range of 500 ° C. to 350 ° C. is rapidly cooled to 1 ° C./min or more. The FeNi 3 ordered phase which is a different phase is likely to precipitate in a temperature range of 500 ° C to 350 ° C. Therefore, by rapidly cooling this temperature range and passing in a short time, a low magnetic core powder core with reduced foreign phase can be obtained. The faster the cooling rate, the more the generation of heterogeneous phases can be suppressed. Therefore, a more preferable cooling rate is 3 ° C./min or more, and a particularly preferable cooling rate is 10 ° C./min or more.

(両熱処理の移行期における雰囲気の入れ替え条件)
第一熱処理は大気雰囲気で行うのに対し、第二熱処理は非酸化性雰囲気で行う。そのため、両熱処理の移行期には、熱処理炉内の雰囲気の入れ替えが行われる。この雰囲気の入れ替えを行う際、雰囲気中の酸素濃度が5000ppm(体積比)以下になるまでは、雰囲気温度を500℃以下に保持する。この入れ替えは、徐々に大気を窒素に入れ替えることで行うが、第一熱処理よりも第二熱処理温度が高いため、その入れ替えの間も昇温されると、十分に雰囲気が窒素に入れ替わる前に、つまり酸素濃度が高い状態のまま、酸化相が生じる高温に達してしまう虞がある。従来、第一熱処理による成形用樹脂の気化を終えると、この移行期の間も第二熱処理温度への昇温を行っていたため、その間に酸化相の生成が生じていたと考えられる。よって、熱処理炉内の酸素濃度が十分に低くなり、非酸化性雰囲気に入れ替わるまでの間も酸化相が生じ難い温度に保持することで、酸化相の発生を抑制することができ、低損失の圧粉磁心を得ることができる。
(Conditions for changing atmosphere during transition between both heat treatments)
The first heat treatment is performed in an air atmosphere, while the second heat treatment is performed in a non-oxidizing atmosphere. Therefore, the atmosphere in the heat treatment furnace is changed during the transition period between both heat treatments. When the atmosphere is replaced, the atmospheric temperature is maintained at 500 ° C. or lower until the oxygen concentration in the atmosphere becomes 5000 ppm (volume ratio) or lower. This replacement is performed by gradually replacing the atmosphere with nitrogen, but since the second heat treatment temperature is higher than the first heat treatment, if the temperature is raised during the replacement, before the atmosphere is sufficiently replaced with nitrogen, That is, there is a possibility that the high temperature at which an oxidation phase is generated may be reached while the oxygen concentration is high. Conventionally, when vaporization of the molding resin by the first heat treatment is completed, the temperature is raised to the second heat treatment temperature during this transition period, so that it is considered that the generation of the oxidized phase occurred during that time. Therefore, by maintaining the temperature at which the oxygen concentration in the heat treatment furnace is sufficiently low and the oxidation phase is unlikely to occur until the non-oxidizing atmosphere is replaced, the generation of the oxidation phase can be suppressed, and low loss can be achieved. A dust core can be obtained.

〔圧粉磁心〕
上記の方法により得られた圧粉磁心は、上述した被覆粉末と、この被覆粉末を一体化する保形材とを備える。被覆粉末は、上述したようにFe-Si-Al合金粉末とFe-Ni合金粉末との混合粉末を含む。一方、保形材は、焼成用樹脂が焼成時の熱で変性したセラミックス系の材料である。この保形材は、焼成用樹脂として添加したシリコーン樹脂が焼成過程でSi、C、及びOを含む非晶質体になっていると推定される。つまり、保形材中に軟磁性粉末が保持された状態の圧粉磁心となっている。この圧粉磁心において、軟磁性粒子の外表面近傍は酸化ケイ素を主成分とする無機絶縁層で構成されているが、その無機絶縁層の外側は、無機絶縁層に比べてCの含有量が多い材料、つまりSi、C、及びOを含む非晶質体となっていると考えられる。
[Dust core]
The dust core obtained by the above method includes the above-described coating powder and a shape-retaining material that integrates the coating powder. As described above, the coating powder includes a mixed powder of Fe—Si—Al alloy powder and Fe—Ni alloy powder. On the other hand, the shape-retaining material is a ceramic material in which a firing resin is modified by heat during firing. In this shape-retaining material, it is presumed that the silicone resin added as a firing resin is an amorphous body containing Si, C, and O during the firing process. That is, the powder magnetic core is in a state where the soft magnetic powder is held in the shape-retaining material. In this dust core, the vicinity of the outer surface of the soft magnetic particles is composed of an inorganic insulating layer mainly composed of silicon oxide, but the outside of the inorganic insulating layer has a C content as compared with the inorganic insulating layer. It is considered that the amorphous material contains many materials, that is, Si, C, and O.

この圧粉磁心は、XRD(X‐ray diffraction)により分析した際、以下の回折ピーク強度比が、0.45以下である。
Fe2O3の1stピークの積分強度/{(Fe-Si-AlとFe-Niの重複した1stピークの積分強度×Fe-Si-AlとFe-Niの合計体積に占めるFe-Niの体積分率)+FeNi3の1stピークの積分強度}
When the dust core is analyzed by XRD (X-ray diffraction), the following diffraction peak intensity ratio is 0.45 or less.
Integral intensity of 1st peak of Fe 2 O 3 / {(Integral intensity of 1st peak overlapping Fe-Si-Al and Fe-Ni x volume of Fe-Ni in total volume of Fe-Si-Al and Fe-Ni Fraction) + integrated intensity of 1st peak of FeNi 3 }

このピーク強度比を満たすことにより、酸化相の析出が少なく、保磁力の増大が抑制されて、低損失の圧粉磁心ということができる。より好ましいピーク強度比は0.30以下、さらに好ましいピーク強度比は0.20以下である。   By satisfying this peak intensity ratio, there is little precipitation of an oxidation phase, the increase in coercive force is suppressed, and it can be said that it is a low loss dust core. A more preferable peak intensity ratio is 0.30 or less, and a more preferable peak intensity ratio is 0.20 or less.

その他、この圧粉磁心の透磁率は、例えば65以上、より好ましくは70以上、さらに好ましくは75以上、特に好ましくは80以上である。本例の圧粉磁心をコイルと組み合わせて電磁部品を構成した際、電流値が大きい場合は、透磁率が低く、電流値が小さい場合は、透磁率を高くすることが好ましい。   In addition, the magnetic permeability of the dust core is, for example, 65 or more, more preferably 70 or more, still more preferably 75 or more, and particularly preferably 80 or more. When an electromagnetic component is configured by combining the dust core of this example with a coil, the magnetic permeability is preferably low when the current value is large, and the magnetic permeability is preferably high when the current value is small.

〔試験例1:磁気特性分析〕
以下の条件で被覆粉末の作製、造粒粉の生成、圧粉成形体の成形、第一熱処理及び第二熱処理を行って圧粉磁心の試験片を作製し、その試験片について磁気特性を評価した。
[Test Example 1: Magnetic property analysis]
Preparation of coated powder, generation of granulated powder, molding of compacted body, first heat treatment and second heat treatment under the following conditions to produce a powder core test piece, and evaluate the magnetic properties of the test piece did.

<試料の作製>
まず、組成が異なる複数種の軟磁性粉末を用意した。軟磁性粉末は軟磁性粒子の集合体である。各軟磁性粉末の組成は、後段の表1に示す通りである。試料No.1-1はセンダスト、試料No.1-2は特許文献1に記載の従来例、試料No.1-3〜No.1-5はセンダストとパーマロイの混合軟磁性粉末に相当する。いずれもFe-Si-Al合金粉末の平均粒径は約60μmであった。一方、試料No.1-2におけるFe粉末及び試料No.1-3〜No.1-5におけるFe-Ni合金粉末の平均粒径は約10μmであった。いずれの試料の軟磁性粒子もリン酸塩被膜を有している。これら各試料の軟磁性粉末のうち、試料No.1-2〜No.1-5の粉末は、V型混合機にて120分混合した。
<Preparation of sample>
First, a plurality of types of soft magnetic powders having different compositions were prepared. Soft magnetic powder is an aggregate of soft magnetic particles. The composition of each soft magnetic powder is as shown in Table 1 below. Sample No. 1-1 corresponds to Sendust, Sample No. 1-2 corresponds to the conventional example described in Patent Document 1, and Samples No. 1-3 to No. 1-5 correspond to mixed soft magnetic powder of Sendust and Permalloy. In either case, the average particle size of the Fe—Si—Al alloy powder was about 60 μm. On the other hand, the average particle size of the Fe powder in sample No. 1-2 and the Fe—Ni alloy powder in samples No. 1-3 to No. 1-5 was about 10 μm. The soft magnetic particles of any sample have a phosphate coating. Among the soft magnetic powders of these samples, the powders of samples No. 1-2 to No. 1-5 were mixed for 120 minutes with a V-type mixer.

次に、珪酸カリウムを主成分とする水溶液を用意する。この水溶液の珪酸カリウムの濃度は30質量%とした。この水溶液と前記軟磁性粉末とをミキサーで混合し、80℃程度で乾燥させ、軟磁性粒子の表面に珪酸カリウムを主成分とする無機絶縁層を形成した。軟磁性粉末と水溶液との配合量は、両者の混合物に対して水溶液の固形分が0.3質量%となるようにした。   Next, an aqueous solution containing potassium silicate as a main component is prepared. The concentration of potassium silicate in this aqueous solution was 30% by mass. This aqueous solution and the soft magnetic powder were mixed with a mixer and dried at about 80 ° C. to form an inorganic insulating layer mainly composed of potassium silicate on the surface of the soft magnetic particles. The blending amount of the soft magnetic powder and the aqueous solution was such that the solid content of the aqueous solution was 0.3% by mass with respect to the mixture of both.

以上の工程により、軟磁性粒子の表面に酸化ケイ素を主成分とする無機絶縁層を形成した被覆粒子の集合体である被覆粉末を作製した。   Through the above-described steps, a coated powder that was an aggregate of coated particles in which an inorganic insulating layer mainly composed of silicon oxide was formed on the surface of soft magnetic particles was produced.

得られた被覆粉末に成形用樹脂を混合して、造粒粉を作製した。造粒粉中の軟磁性粉末と成形用樹脂との混合比は、質量比で100:1である。成形用樹脂には2種類のアクリル樹脂を用いた。   The obtained coating powder was mixed with a molding resin to produce granulated powder. The mixing ratio of the soft magnetic powder and the molding resin in the granulated powder is 100: 1 by mass ratio. Two types of acrylic resins were used as the molding resin.

次に、各試料の造粒粉を金型に供給し、圧縮することで成形体とする。この加圧成形時の面圧は10ton/cm2である。この面圧であれば、成形時にFe-Si-Al合金粒子は実質的に変形しない。 Next, the granulated powder of each sample is supplied to a mold and compressed to form a molded body. The surface pressure during this pressure molding is 10 ton / cm 2 . With this surface pressure, the Fe—Si—Al alloy particles are not substantially deformed during molding.

そして、得られた圧粉成形体に、図1に示すパターン1〜パターン3の温度履歴にて第一熱処理及び第二熱処理を行う。各パターンの温度履歴において、大気雰囲気で行っている熱処理が第一熱処理、窒素雰囲気で行っている熱処理が第二熱処理である。パターン1では第一熱処理から第二熱処理に入れ替える過程でも昇温が行われ、雰囲気が大気から窒素に置換された時点における温度は約600℃である。これに対し、パターン2では、雰囲気の入れ替え過程の間も450℃に保持し、雰囲気が大気から窒素に置換された後に昇温を開始している。さらに、パターン3は、パターン2とは第二熱処理における冷却過程が異なる。即ち、パターン2では加熱温度(775℃)から常温に至る間を6時間かけて炉冷したのに対し、パターン3では加熱炉から冷却炉に試料を移送することで、加熱温度(775℃)から常温に至る間を10分で急冷した。冷却炉は、その炉壁が冷媒により循環冷却されている。   And the 1st heat processing and the 2nd heat processing are performed to the obtained compacting body by the temperature history of the pattern 1-the pattern 3 shown in FIG. In the temperature history of each pattern, the heat treatment performed in the air atmosphere is the first heat treatment, and the heat treatment performed in the nitrogen atmosphere is the second heat treatment. In Pattern 1, the temperature is raised even in the process of switching from the first heat treatment to the second heat treatment, and the temperature at the time when the atmosphere is replaced with nitrogen from the atmosphere is about 600 ° C. On the other hand, in pattern 2, the temperature is maintained at 450 ° C. during the atmosphere replacement process, and the temperature rise is started after the atmosphere is replaced with nitrogen from the atmosphere. Further, the pattern 3 is different from the pattern 2 in the cooling process in the second heat treatment. That is, in Pattern 2, the furnace temperature was cooled over 6 hours from the heating temperature (775 ° C) to room temperature, whereas in Pattern 3, the heating temperature (775 ° C) was transferred by transferring the sample from the heating furnace to the cooling furnace. It was rapidly cooled in 10 minutes from room temperature to room temperature. In the cooling furnace, the furnace wall is circulated and cooled by a refrigerant.

いずれのパターンにおいても第一熱処理の保持温度が2段階となっているのは、成形用樹脂に気化温度の異なる2種類の樹脂を用いて、各気化温度ごとに保持を行っているからである。350℃での保持時間は60分、450℃での保持時間は60分である。一方、第二熱処理での保持時間は60分である。この第二熱処理により、成形用樹脂は実質的に消失していると考えられる。得られた試験片は、リング状で外径34mm、内径20mm、厚み5mmであった。   The reason why the holding temperature of the first heat treatment is in two stages in any pattern is that two types of resins having different vaporization temperatures are used as the molding resin and holding is performed at each vaporization temperature. . The holding time at 350 ° C. is 60 minutes, and the holding time at 450 ° C. is 60 minutes. On the other hand, the holding time in the second heat treatment is 60 minutes. It is considered that the molding resin is substantially lost by the second heat treatment. The obtained test piece was ring-shaped and had an outer diameter of 34 mm, an inner diameter of 20 mm, and a thickness of 5 mm.

<評価>
上述のようにして作製した各試料について、次に示す手順で磁気特性を測定した。
<Evaluation>
About each sample produced as mentioned above, the magnetic characteristic was measured in the procedure shown next.

まず、リング状の試験片に巻線を施し、試験片の磁気特性を測定するための測定部材を作製した。この測定部材について、透磁率μ(H/m)を測定した。透磁率の測定には(DC/AC-BHトレーサ(メトロン技研株式会社製)を用いた。さらに、この測定部材に対し、岩通計測株式会社製B-H/μアナライザ SY-8258を用いて、励起磁束密度Bm:1kG(=0.1T)、測定周波数:100kHzにおける鉄損W1/100kを測定した。それらの結果も表1に示す。なお、表1では、ヒステリシス損を「ヒス損」、渦電流損を「渦損」と表示している。後述する他の試験例においても同様の表示を行うことがある。   First, a winding was applied to a ring-shaped test piece, and a measurement member for measuring the magnetic properties of the test piece was produced. The magnetic permeability μ (H / m) of this measuring member was measured. (DC / AC-BH tracer (Metron Giken Co., Ltd.) was used for the permeability measurement. Furthermore, this measurement member was excited using a BH / μ analyzer SY-8258 made by Iwatatsu Measurement Co., Ltd. The iron loss W1 / 100k was measured at magnetic flux density Bm: 1kG (= 0.1T) and measurement frequency: 100kHz, and the results are also shown in Table 1. In Table 1, the hysteresis loss is "His loss" and eddy current. The loss is indicated as “vortex loss.” In other test examples described later, the same indication may be displayed.

なお、鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損からなる。本試験例では鉄損の周波数曲線を下記の3つの式で最小二乗法によりフィッティングし、ヒステリシス損および渦電流損を算出した。
(鉄損)=(ヒステリシス損)+(渦電流損)
(ヒステリシス損)=(ヒステリシス損係数)×(周波数)
(渦電流損)=(渦電流損係数)×(周波数)2
The iron loss is composed of hysteresis loss and eddy current loss. In this test example, the hysteresis loss and eddy current loss were calculated by fitting the frequency curve of iron loss with the following three formulas using the least square method.
(Iron loss) = (Hysteresis loss) + (Eddy current loss)
(Hysteresis loss) = (Hysteresis loss coefficient) x (Frequency)
(Eddy current loss) = (Eddy current loss coefficient) x (Frequency) 2

表1の結果から明らかなように、試料No.1-1のセンダストは、鉄損は低いものの、透磁率も低いことがわかる。   As is clear from the results in Table 1, it can be seen that Sendust of Sample No. 1-1 has a low magnetic loss but a low iron loss.

次に、センダストに純鉄を加えた試料No.1-2は、透磁率はセンダストよりも高くなったものの、鉄損は大幅に増大している。   Next, in Sample No. 1-2, in which pure iron was added to Sendust, the magnetic permeability was higher than Sendust, but the iron loss was greatly increased.

試料No.1-3はセンダストにパーマロイを加えた軟磁性粉末を用いており、透磁率はセンダストよりも改善しているものの、鉄損は大幅に増加している。これは、両熱処理の雰囲気入れ替え過程においても昇温を行ったため、その過程で酸化相であるFe2O3相がパーマロイ粒子の外周に形成されたためであると考えられる。また、保磁力の大きいFeNi3規則相が比較的多く析出したためであると考えられる。このことは、後述する写真分析とX線回折の結果からも裏付けられる。 Sample No. 1-3 uses a soft magnetic powder obtained by adding permalloy to Sendust. Although the permeability is improved compared to Sendust, the iron loss is greatly increased. This is presumably because the temperature was raised in the atmosphere exchange process of both heat treatments, and the Fe 2 O 3 phase, which was an oxidation phase, was formed on the outer periphery of the permalloy particles in the process. It is also considered that a relatively large amount of FeNi 3 ordered phase having a large coercive force was precipitated. This is supported by the results of photographic analysis and X-ray diffraction described later.

試料No.1-4は、試料No.1-1のセンダストに比べて透磁率が大きく向上し、さらに鉄損も試料1-1に比較的近い値となっている。試料No.1-4は、軟磁性粉末の材料は試料No.1-3と同じであるものの、第一熱処理から第二熱処理への雰囲気の入れ替え過程で昇温を行うことなく、入れ替えが完了するまで450℃に保持している。そのため、保磁力に影響を与える酸化相の生成が抑制され、鉄損が低減したものと考えられる。特に、試料No.3と比べれば、ヒステリシス損が大幅に低減していることがわかる。   Sample No. 1-4 has a significantly improved permeability compared to Sendust of sample No. 1-1, and the iron loss is relatively close to that of sample 1-1. For sample No.1-4, the soft magnetic powder material is the same as sample No.1-3, but the replacement is completed without raising the temperature in the process of changing the atmosphere from the first heat treatment to the second heat treatment. Hold at 450 ° C until Therefore, it is considered that the generation of an oxidized phase that affects the coercive force is suppressed and the iron loss is reduced. In particular, it can be seen that the hysteresis loss is significantly reduced as compared with Sample No. 3.

試料No.1-5は、試料No.1-4と同じ透磁率であり、鉄損はさらに低減されている。これは、試料No.5の第二熱処理における冷却過程で急冷を行ったため、保磁力の大きなFeNi3規則相の析出が抑制されたためと考えられる。 Sample No. 1-5 has the same magnetic permeability as sample No. 1-4, and the iron loss is further reduced. This is presumably because the precipitation of FeNi 3 ordered phase having a large coercive force was suppressed because quenching was performed in the cooling process in the second heat treatment of Sample No. 5.

〔試験例2:写真分析〕
次に、試験例1における試料No.1-3及びNo.1-5について、SEMにて写真撮影を行い、得られた圧粉磁心の組織について評価を行った。写真における各粒子成分の同定は、EDS(Energy-dispersive X-ray Spectroscopy)により行った。その結果を図2に示す。
[Test Example 2: Photo analysis]
Next, Sample Nos. 1-3 and No. 1-5 in Test Example 1 were photographed with an SEM, and the structure of the obtained dust core was evaluated. Each particle component in the photograph was identified by EDS (Energy-dispersive X-ray Spectroscopy). The result is shown in FIG.

図2(A)に示す試料No.1-5の写真を図2(B)に示す試料No.1-3の写真と比較すると、前者にはFe2O3相が少なく、かつFeNi3規則相の析出も少ないことがわかる。つまり、第一熱処理と第二熱処理の雰囲気を入れ替える過程において、昇温を行わずに450℃に保持することで、Fe2O3相の生成が抑制されていると考えられる。また、第二熱処理工程の冷却過程において、急冷することによりFeNi3規則相の析出が抑制されていると考えられる。 Comparing the photograph of sample No.1-5 shown in FIG. 2 (A) with the photograph of sample No.1-3 shown in FIG. 2 (B), the former has few Fe 2 O 3 phases and the FeNi 3 rule It can be seen that there is little phase precipitation. That is, it is considered that the formation of the Fe 2 O 3 phase is suppressed by maintaining the temperature at 450 ° C. without increasing the temperature in the process of switching the atmospheres of the first heat treatment and the second heat treatment. Further, it is considered that precipitation of the FeNi 3 ordered phase is suppressed by quenching in the cooling process of the second heat treatment step.

〔試験例3:X線回折〕
次に、各試料をX線回折法で分析してX線回折パターンを得て、各材料のピーク強度を調べた。本試験例では、試料No.2-1〜No.2-3の3種類の試料についてX線回折を行った。試料No.2-1(パターン3)が試験例1における試料No.1-5に、試料No.2-3(パターン1)が試験例1における試料No.1-3に相当する。試料No.2-2は、第一熱処理から第二熱処理に雰囲気を入れ替える過程において、酸素濃度が5000ppmであるときに昇温を開始している。試料No.2-2の他の温度履歴は試料No.2-1と同じである。さらに、試料No.2-2についても試験例1と同様に透磁率と鉄損を調べた。
[Test Example 3: X-ray diffraction]
Next, each sample was analyzed by an X-ray diffraction method to obtain an X-ray diffraction pattern, and the peak intensity of each material was examined. In this test example, X-ray diffraction was performed on three types of samples No. 2-1 to No. 2-3. Sample No. 2-1 (Pattern 3) corresponds to Sample No. 1-5 in Test Example 1, and Sample No. 2-3 (Pattern 1) corresponds to Sample No. 1-3 in Test Example 1. In Sample No. 2-2, in the process of changing the atmosphere from the first heat treatment to the second heat treatment, the temperature increase was started when the oxygen concentration was 5000 ppm. The other temperature history of sample No. 2-2 is the same as that of sample No. 2-1. Further, for Sample No. 2-2, the magnetic permeability and iron loss were examined in the same manner as in Test Example 1.

得られた両試料の回折パターンを比較してみると、試料No.2-1の方が試料No.2-3よりもFe2O3相の1stピークが顕著に認められた。 When the diffraction patterns of the two samples were compared, the first peak of the Fe 2 O 3 phase was more noticeable in sample No. 2-1 than in sample No. 2-3 .

さらに、このX線回折パターンから、次の回折強度比を求めた。
Fe2O3の1stピークの積分強度/{(Fe-Si-AlとFe-Niの重複した1stピークの積分強度×Fe-Si-AlとFe-Niの合計体積に占めるFe-Niの体積分率)+FeNi3の1stピークの積分強度}
Further, the following diffraction intensity ratio was determined from this X-ray diffraction pattern.
Integral intensity of 1st peak of Fe 2 O 3 / {(Integral intensity of 1st peak overlapping Fe-Si-Al and Fe-Ni x volume of Fe-Ni in total volume of Fe-Si-Al and Fe-Ni Fraction) + integrated intensity of 1st peak of FeNi 3 }

各材料の1stピークは、JCPDSカードにおける各材料の1stピークのことである。積分強度とは、例えば、2θ=X1のピークにおける積分強度は、図3の斜線部の面積で示される。具体的には、ピークの近似式を用いた次式で示される。なお、図3における横軸はバックグラウンドラインを示し、同図中の近似式におけるA1、B1はピークの曲線に応じて適宜選択される定数である。
積分強度=(各ピークにおける近似式とy=ymax/2とで囲まれる部分の面積)+(半値幅×ymax/2)
The 1st peak of each material is the 1st peak of each material in the JCPDS card. For example, the integrated intensity at the peak of 2θ = X1 is indicated by the area of the hatched portion in FIG. Specifically, it is represented by the following expression using an approximate expression of the peak. The horizontal axis in FIG. 3 represents the background line, and A 1 and B 1 in the approximate expression in the figure are constants that are appropriately selected according to the peak curve.
Integral intensity = (area of the portion surrounded by the approximate expression at each peak and y = y max / 2) + (half-value width x y max / 2)

例えば、図4に試料No.2-3の回折パターンを示す。この回折パターンでは、Fe-Si-AlとFe-Niの各1stピーク(○で表示)は互いに重複している。そのため、Fe-Si-AlとFe-Niの1stピークの積分強度には、この重複したピークを一つのピークとして、その積分強度を用いる。また、「(Fe-Si-AlとFe-Niの重複した1stピークの積分強度)」に「Fe-Si-AlとFe-Niの合計体積に占めるFe-Niの体積分率」を乗ずることで、軟磁性粉末に占めるFe-Niの体積分率に応じたFe-Niの1stピークの積分強度を求めている。各試料の雰囲気入れ替え時において、昇温を開始したときの雰囲気中の酸素濃度と、ピーク強度比(表2では単に「ピーク比」と記載)を表2に示す。   For example, FIG. 4 shows the diffraction pattern of Sample No. 2-3. In this diffraction pattern, each 1st peak of Fe—Si—Al and Fe—Ni (indicated by ○) overlaps each other. Therefore, the integrated intensity of the 1st peak of Fe—Si—Al and Fe—Ni is used with this overlapping peak as one peak. Multiply "(Integral intensity of the 1st peak where Fe-Si-Al and Fe-Ni overlap)" by "Fe-Ni volume fraction of total volume of Fe-Si-Al and Fe-Ni". Thus, the integrated intensity of the 1st peak of Fe-Ni corresponding to the volume fraction of Fe-Ni in the soft magnetic powder is obtained. Table 2 shows the oxygen concentration in the atmosphere and the peak intensity ratio (indicated simply as “peak ratio” in Table 2) when the temperature increase was started when the atmosphere of each sample was changed.

この表2から明らかなように、第一熱処理から第二熱処理に移行する過程で雰囲気の入れ替えを行う際、酸素濃度が5000ppm以下になるまで500℃以下に保持しておけば、回折ピーク強度比を0.45以下とでき、酸化相の生成が抑制されることがわかる。その結果、低鉄損の圧粉磁心を得ることができる。   As is clear from Table 2, when the atmosphere is changed during the transition from the first heat treatment to the second heat treatment, if the oxygen concentration is kept below 500 ° C. until the oxygen concentration becomes 5000 ppm or less, the diffraction peak intensity ratio Is 0.45 or less, and it can be seen that the formation of an oxidized phase is suppressed. As a result, a low iron loss powder magnetic core can be obtained.

〔試験例4:第二熱処理の冷却条件〕
さらに、第二熱処理の冷却過程における冷却速度と圧粉磁心の磁気特性との関係を調べた。本試験例では、上記冷却速度を変えて試料No.3-1〜No.3-4の4種類の試料を作製し、試験例1と同様に透磁率と鉄損を調べた。試料No.3-1が試験例1における試料No.1-5に相当する。各試料の冷却過程の温度履歴を図5に、その結果を表3に示す。
[Test Example 4: Cooling conditions for second heat treatment]
Furthermore, the relationship between the cooling rate in the cooling process of the second heat treatment and the magnetic properties of the dust core was investigated. In this test example, four types of samples No. 3-1 to No. 3-4 were prepared by changing the cooling rate, and the magnetic permeability and iron loss were examined in the same manner as in Test Example 1. Sample No. 3-1 corresponds to Sample No. 1-5 in Test Example 1. FIG. 5 shows the temperature history of the cooling process of each sample, and Table 3 shows the results.

この表3から明らかなように、試料No.3-3、試料No.3-4では鉄損が1050kW/m3以上であるのに対し、試料No.3-1、試料No.3-2では鉄損が1010kW/m3台である。よって、上記冷却速度を1℃/min以上の急冷とすれば、FeNi3規則相の析出抑制に効果的であるといえる。また、図5より、FeNi3規則相の析出しやすい500℃から350℃の温度域を早期に冷却すれば、FeNi3規則相の析出抑制に効果的であることがわかる。この温度域さえ急冷すれば、他の温度域の冷却は急冷でなくても良い。 As is apparent from Table 3, the iron loss in Sample No. 3-3 and Sample No. 3-4 is 1050 kW / m 3 or more, whereas Sample No. 3-1 and Sample No. 3-2 in the iron loss is a three 1010kW / m. Therefore, it can be said that if the cooling rate is a rapid cooling of 1 ° C./min or more, it is effective for suppressing precipitation of the FeNi 3 ordered phase. Further, FIG. 5 shows that if the temperature range from 500 ° C. to 350 ° C. at which the FeNi 3 ordered phase is likely to precipitate is cooled early, it is effective in suppressing the precipitation of the FeNi 3 ordered phase. As long as this temperature range is rapidly cooled, the cooling in other temperature ranges may not be rapid.

〔試験例5:第二熱処理温度と損失の関係〕
次に、第二熱処理における加熱温度と損失の関係を調べた。ここでの試料は、試験例1における試料No.1-5を基準とし、その加熱温度を変えて合計6種類の試料を作製し、試験例1と同様に鉄損、渦電流損及びヒステリシス損を求めた。その結果を図6に示す。
[Test Example 5: Relationship between second heat treatment temperature and loss]
Next, the relationship between the heating temperature and loss in the second heat treatment was examined. Samples here are based on Sample No. 1-5 in Test Example 1, and the heating temperature was changed to prepare a total of 6 types of samples. As in Test Example 1, iron loss, eddy current loss, and hysteresis loss were obtained. Asked. The results are shown in FIG.

図6から明らかなように、加熱温度を600℃以上とすると、ヒステリシス損が大幅に下がることがわかる。一方、850℃を超えると渦損が増大する。そのため、ヒステリシス損と渦損の和で示される鉄損は、600℃以上850℃以下で第二熱処理を行うことで、効果的に低減できることがわかる。特に、750℃以上800℃以下においては顕著に鉄損が低い。   As is apparent from FIG. 6, it can be seen that when the heating temperature is 600 ° C. or higher, the hysteresis loss is greatly reduced. On the other hand, when the temperature exceeds 850 ° C., vortex loss increases. Therefore, it can be seen that the iron loss represented by the sum of hysteresis loss and vortex loss can be effectively reduced by performing the second heat treatment at 600 ° C. or higher and 850 ° C. or lower. In particular, the iron loss is remarkably low at 750 ° C. or higher and 800 ° C. or lower.

なお、本発明の実施例は、上述した実施例に限定されるわけではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更可能である。   In addition, the Example of this invention is not necessarily limited to the Example mentioned above, In the range which does not deviate from the summary of this invention, it can change suitably.

本発明の圧粉磁心は、高周波チョークコイル、高周波同調用コイル、バーアンテナコイル、電源用チョークコイル、電源トランス、スイッチング電源用トランス、リアクトルなどに好適に利用できる。本発明の圧粉磁心の製造方法は、各種インダクタに用いられる圧粉磁心を得るのに好適に利用できる。   The dust core of the present invention can be suitably used for a high-frequency choke coil, a high-frequency tuning coil, a bar antenna coil, a power choke coil, a power transformer, a switching power transformer, a reactor, and the like. The method for manufacturing a dust core of the present invention can be suitably used to obtain dust cores used for various inductors.

Claims (6)

軟磁性粒子の表面に絶縁被膜を有する複数の被覆粒子からなる被覆粉末と、これら被覆粒子を一体化する保形材とを備える圧粉磁心であって、
前記軟磁性粒子は、Fe-Si-Al合金粒子とFe-Ni合金粒子と混合粒子で構成され、
当該圧粉磁心をX線回折法により分析した際、次の回折ピーク強度比が0.45以下であることを特徴とする圧粉磁心。
Fe2O3の1stピークの積分強度/{(Fe-Si-AlとFe-Niの重複した1stピークの積分強度×Fe-Si-AlとFe-Niの合計体積に占めるFe-Niの体積分率)+FeNi3の1stピークの積分強度}
A dust core comprising a coating powder composed of a plurality of coated particles having an insulating coating on the surface of soft magnetic particles, and a shape-retaining material that integrates these coated particles,
The soft magnetic particles are composed of mixed particles of Fe-Si-Al alloy particles, Fe-Ni alloy particles,
A dust core having a diffraction peak intensity ratio of 0.45 or less when the dust core is analyzed by an X-ray diffraction method.
Integral intensity of 1st peak of Fe 2 O 3 / {(Integral intensity of 1st peak overlapping Fe-Si-Al and Fe-Ni x volume of Fe-Ni in total volume of Fe-Si-Al and Fe-Ni Fraction) + integrated intensity of 1st peak of FeNi 3 }
前記混合粒子の配合は、質量%で、
Fe-Si-Al合金粒子が80%以上99%以下、
Fe-Ni合金粒子が1%以上20%以下であることを特徴とする請求項1に記載の圧粉磁心。
The mixing of the mixed particles is in mass%,
Fe-Si-Al alloy particles are 80% or more and 99% or less,
2. The dust core according to claim 1, wherein the Fe—Ni alloy particles are 1% or more and 20% or less.
前記Fe-Si-Al合金粒子は、当該合金に占めるSiとAlの含有量が、以下の式を満たす材料で構成されることを特徴とする請求項1又は2に記載の圧粉磁心。
{Si含有量+(Al含有量/2)}≧5質量%
3. The dust core according to claim 1, wherein the Fe—Si—Al alloy particles are made of a material in which the contents of Si and Al in the alloy satisfy the following formula.
{Si content + (Al content / 2)} ≧ 5 mass%
Fe-Si-Al合金粒子とFe-Ni合金粒子との混合粒子からなる軟磁性粒子の表面に絶縁被膜を有する複数の被覆粒子で構成される被覆粉末を準備する原料粉末準備工程と、
この被覆粉末に、成形体を保形するための成形用樹脂を混合して造粒する造粒工程と、
この造粒粉を圧縮成形して圧粉成形体とする成形工程と、
この圧粉成形体を大気雰囲気下で所定温度に加熱して前記バインダを気化させる第一熱処理工程と、
第一熱処理工程後の成形体を非酸化性雰囲気で所定温度に加熱してから冷却することによって、圧粉成形体を構成する軟磁性粉末の歪を緩和する第二熱処理工程とを備え、
前記第一熱処理工程から第二熱処理工程に移行する過程で雰囲気の入れ替えを行う際、雰囲気中の酸素濃度が5000ppm以下になるまでは、雰囲気温度を500℃以下に保持することを特徴とする圧粉磁心の製造方法。
A raw material powder preparation step of preparing a coating powder composed of a plurality of coated particles having an insulating coating on the surface of soft magnetic particles composed of mixed particles of Fe-Si-Al alloy particles and Fe-Ni alloy particles;
A granulating step of mixing and granulating a molding resin for retaining the molded body in this coating powder; and
A molding process for compressing and molding this granulated powder into a green compact,
A first heat treatment step of evaporating the binder by heating the green compact to a predetermined temperature in an air atmosphere;
A second heat treatment step for relieving the distortion of the soft magnetic powder constituting the powder compact by heating the compact after the first heat treatment step to a predetermined temperature in a non-oxidizing atmosphere and then cooling it,
When the atmosphere is changed during the transition from the first heat treatment step to the second heat treatment step, the atmospheric temperature is maintained at 500 ° C. or less until the oxygen concentration in the atmosphere becomes 5000 ppm or less. Manufacturing method of a powder magnetic core.
前記第二熱処理工程における冷却過程は、500℃〜350℃の温度域を1℃/min以上の急冷とすることを特徴とする請求項4に記載の圧粉磁心の製造方法。   5. The method of manufacturing a dust core according to claim 4, wherein the cooling process in the second heat treatment step is performed by rapidly cooling a temperature range of 500 ° C. to 350 ° C. at 1 ° C./min or more. 前記第二熱処理工程における加熱温度が600℃以上850℃以下であることを特徴とする請求項4又は5に記載の圧粉磁心の製造方法。   6. The method for producing a dust core according to claim 4, wherein the heating temperature in the second heat treatment step is 600 ° C. or higher and 850 ° C. or lower.
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Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN103594218A (en) * 2013-09-13 2014-02-19 横店集团东磁股份有限公司 Manufacturing method of high-superposition low-loss metal magnetic powder core
JP2014114487A (en) * 2012-12-10 2014-06-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Powder-compressed molded body, manufacturing method of powder-compressed molded body, heat-treated body, and coil component
WO2016158336A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 住友電工焼結合金株式会社 Molded body heat treatment method, and powder magnetic core
CN106373694A (en) * 2016-08-31 2017-02-01 北京康普锡威科技有限公司 Fabrication method of Fe-based amorphous soft magnetic composite powder core
CN109285685A (en) * 2018-07-04 2019-01-29 横店集团东磁股份有限公司 A kind of preparation method of high magnetic permeability aerosolization Fe-Si-Al magnetic core
WO2020008866A1 (en) * 2018-07-04 2020-01-09 住友電気工業株式会社 Method for manufacturing powder magnetic core
JP2020092224A (en) * 2018-12-07 2020-06-11 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of powder magnetic core

Cited By (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2014114487A (en) * 2012-12-10 2014-06-26 Sumitomo Electric Ind Ltd Powder-compressed molded body, manufacturing method of powder-compressed molded body, heat-treated body, and coil component
CN103594218B (en) * 2013-09-13 2015-11-18 横店集团东磁股份有限公司 A kind of preparation method of high superposition low-loss metal powder core
CN103594218A (en) * 2013-09-13 2014-02-19 横店集团东磁股份有限公司 Manufacturing method of high-superposition low-loss metal magnetic powder core
CN107405690B (en) * 2015-03-27 2019-11-01 住友电工烧结合金株式会社 Heat treatment method and dust core for formed body
WO2016158336A1 (en) * 2015-03-27 2016-10-06 住友電工焼結合金株式会社 Molded body heat treatment method, and powder magnetic core
CN107405690A (en) * 2015-03-27 2017-11-28 住友电工烧结合金株式会社 Heat treatment method and dust core for formed body
JPWO2016158336A1 (en) * 2015-03-27 2018-01-25 住友電工焼結合金株式会社 Heat treatment method for compact and powder magnetic core
US20180079006A1 (en) * 2015-03-27 2018-03-22 Sumitomo Electric Sintered Alloy, Ltd. Heat-treating method for compact, and dust core
CN106373694A (en) * 2016-08-31 2017-02-01 北京康普锡威科技有限公司 Fabrication method of Fe-based amorphous soft magnetic composite powder core
CN106373694B (en) * 2016-08-31 2019-05-07 山东康普锡威新材料科技有限公司 A kind of preparation method of Fe base amorphous soft magnet composite core
CN109285685A (en) * 2018-07-04 2019-01-29 横店集团东磁股份有限公司 A kind of preparation method of high magnetic permeability aerosolization Fe-Si-Al magnetic core
WO2020008866A1 (en) * 2018-07-04 2020-01-09 住友電気工業株式会社 Method for manufacturing powder magnetic core
CN112437965A (en) * 2018-07-04 2021-03-02 住友电气工业株式会社 Method for manufacturing dust core
JPWO2020008866A1 (en) * 2018-07-04 2021-08-02 住友電気工業株式会社 Manufacturing method of dust core
JP7124081B2 (en) 2018-07-04 2022-08-23 住友電気工業株式会社 Method for manufacturing dust core
US11636963B2 (en) 2018-07-04 2023-04-25 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Method for manufacturing powder magnetic core
JP2020092224A (en) * 2018-12-07 2020-06-11 トヨタ自動車株式会社 Manufacturing method of powder magnetic core

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