JP2018190799A - Soft magnetic material, powder magnetic core using soft magnetic material, reactor using powder magnetic core, and manufacturing method of powder magnetic core - Google Patents

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泰雄 大島
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a soft magnetic material in which DC superposition characteristics are improved by reducing loss, when silicon oligomer is used for forming an insulation coat, and to provide a powder magnetic core using the soft magnetic material, a reactor using the powder magnetic core, and a manufacturing method of powder magnetic core.SOLUTION: In a soft magnetic material having soft magnetic powder, and an insulation coat covering the surface of the soft magnetic powder, hardness of the soft magnetic powder is 300 MPa or less, and the insulation coat is silicon oligomer covering the outside of the soft magnetic powder. When the insulation coat is formed using silicon oligomer having strong mechanical coupling force and capable of forming a thick insulation coat, a uniform insulation coat can be formed in the case of powder magnetic core, and good DC superposition characteristics can be realized.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、軟磁性材料、軟磁性材料を用いた圧粉磁心、圧粉磁心を用いたリアクトル、及び圧粉磁心の製造方法に関する。   The present invention relates to a soft magnetic material, a powder magnetic core using the soft magnetic material, a reactor using the powder magnetic core, and a method for manufacturing the powder magnetic core.

モーター、インバーター、コンバーターへの電力供給系統の一部として、リアクトルが利用されている。このリアクトルのコアとして、圧粉磁心が使用される。圧粉磁心は、金属粉末とこれを覆う絶縁皮膜とから構成された粉末を加圧成形することにより形成される。   Reactors are used as part of the power supply system for motors, inverters, and converters. A powder magnetic core is used as the core of this reactor. The dust core is formed by press-molding a powder composed of a metal powder and an insulating film covering the metal powder.

圧粉磁心は、エネルギー交換効率の向上や低発熱などの要求から、小さな印加磁界で大きな磁束密度を得ることが出来る磁気特性と、磁束密度変化におけるエネルギー損失が小さいという磁気特性が求められる。磁束密度に関する磁気特性とは、具体的には透磁率(μ)である。エネルギー損失に関する磁気特性とは、具体的には鉄損(Pcv)である。鉄損(Pcv)は、ヒステリシス損失(Ph)と、渦電流損失(Pe)の和で表される。   The powder magnetic core is required to have a magnetic characteristic capable of obtaining a large magnetic flux density with a small applied magnetic field and a magnetic characteristic such that an energy loss due to a change in the magnetic flux density is small, due to demands for improving energy exchange efficiency and low heat generation. Specifically, the magnetic characteristic relating to the magnetic flux density is the magnetic permeability (μ). Specifically, the magnetic characteristics relating to energy loss are iron loss (Pcv). The iron loss (Pcv) is represented by the sum of hysteresis loss (Ph) and eddy current loss (Pe).

特開2008−305823号公報JP 2008-305823 A 特開2010−001561号公報JP 2010-001561 A 特開2012−129217号公報JP 2012-129217 A

軟磁性粉末を用いた圧粉磁心は、上記の通り磁束密度の向上が求められており、そのためには、圧粉磁心を高密度にする必要がある。そのため、高い圧力で圧粉成形されるが、その際に多くの歪みが軟磁性粉末の粒子内に発生する。この歪みにより圧粉磁心の保磁力が高まり、ヒステリシス損失が増加してしまう。ヒステリシス損失が増加することにより、全体としての損失が増加し、飽和磁束密度が低下することにより、直流重畳特性が悪化してしまう。   The dust core using soft magnetic powder is required to improve the magnetic flux density as described above. For this purpose, it is necessary to increase the density of the dust core. For this reason, compacting is performed at a high pressure, but at that time, many distortions are generated in the particles of the soft magnetic powder. This distortion increases the coercive force of the dust core and increases hysteresis loss. When the hysteresis loss increases, the loss as a whole increases, and the saturation magnetic flux density decreases, so that the direct current superimposition characteristics deteriorate.

そこで、軟磁性粉末の粒子内に発生する歪みの除去を目的として、軟磁性粉末の周囲を絶縁被膜で覆っておき、高い熱処理温度する方法が採用されている。その際、圧粉磁心の絶縁被膜として機械的結合力の弱いものを使用すると、成形時に軟磁性粉末とともに潰れてしまい、絶縁被膜が損傷または裂傷してしまう。また、絶縁被膜の膜厚が薄いものは、熱処理工程において熱分解により破壊または消失されやすく、軟磁性粉末間が絶縁破壊されやすい。   Therefore, for the purpose of removing distortion generated in the particles of the soft magnetic powder, a method in which the periphery of the soft magnetic powder is covered with an insulating coating and a high heat treatment temperature is employed is employed. At that time, if an insulating coating of the powder magnetic core having a weak mechanical coupling force is used, it is crushed together with the soft magnetic powder at the time of molding, and the insulating coating is damaged or torn. Moreover, the thin film of the insulating coating film is easily destroyed or lost by thermal decomposition in the heat treatment process, and the dielectric breakdown is likely to occur between the soft magnetic powders.

軟磁性粉末に対して、機械的結合力が強く、膜厚が厚い絶縁被膜を形成することが可能なシリコーンオリゴマーを使用することで、軟磁性粉末間の絶縁を確保しつつ、熱処理温度を上げることが検討されてきた。しかしながら、シリコーンオリゴマーと組み合わせる軟磁性粉末の種類によっては、その効果が得られなかった。   Uses a silicone oligomer that has a strong mechanical bonding force and can form a thick insulating film against soft magnetic powder, thereby increasing the heat treatment temperature while ensuring insulation between soft magnetic powders. Has been studied. However, the effect could not be obtained depending on the kind of soft magnetic powder combined with the silicone oligomer.

本発明の目的は、絶縁被膜を形成する際にシリコーンオリゴマーを使用した際に、損失を低減し、直流重畳特性を向上した軟磁性材料、軟磁性材料を用いた圧粉磁心、圧粉磁心を用いたリアクトル、及び圧粉磁心の製造方法を提供することにある。   An object of the present invention is to provide a soft magnetic material with reduced loss and improved direct current superposition characteristics, a dust core using a soft magnetic material, and a dust core when a silicone oligomer is used in forming an insulating film. It is in providing the used reactor and the manufacturing method of a powder magnetic core.

上記の目的を達成するため、本発明の軟磁性材料は、軟磁性粉末と、当該軟磁性粉末の表面を覆う絶縁被膜と、を有する軟磁性材料であって、前記軟磁性粉末の硬度が300MPa以下であり、前記絶縁被膜が、前記軟磁性粉末の外側を被覆するシリコーンオリゴマーであること、を特徴とする。   In order to achieve the above object, a soft magnetic material of the present invention is a soft magnetic material having a soft magnetic powder and an insulating coating covering the surface of the soft magnetic powder, and the hardness of the soft magnetic powder is 300 MPa. The insulating film is a silicone oligomer that covers the outside of the soft magnetic powder.

前記シリコーンオリゴマーの添加量が前記軟磁性粉末に対して0.15〜1.25wt%であっても良い。   The addition amount of the silicone oligomer may be 0.15 to 1.25 wt% with respect to the soft magnetic powder.

前記軟磁性粉末がFe−Ni合金、またはFe−Si合金であることしても良い。   The soft magnetic powder may be an Fe—Ni alloy or an Fe—Si alloy.

前記Fe−Si合金粉末において、Feに対するSiの比率は1.5%以上6.5%以下であっても良い。   In the Fe—Si alloy powder, the ratio of Si to Fe may be 1.5% or more and 6.5% or less.

前記シリコーンオリゴマーが、メチル系またはメチルフェニル系のシリコーンオリゴマーであっても良い。   The silicone oligomer may be a methyl or methylphenyl silicone oligomer.

また、前記軟磁性材料を使用した圧粉磁心や、当該圧粉磁心にコイルが巻回されたリアクトルも本発明の一態様である。   A dust core using the soft magnetic material and a reactor in which a coil is wound around the dust core are also one embodiment of the present invention.

本発明によれば、硬度が300MPa以下の軟磁性粉末をシリコーンオリゴマーで覆った軟磁性粉末を使用することで、熱処理工程において高い熱処理温度を実現することが可能となる。これにより、軟磁性粉末内の歪みを除去することができ、ヒステリシス損失を低減し、飽和磁束密度を上げることができる。その結果、低損失で直流重畳特性に優れた圧粉磁心とその製造方法を提供することができる。   According to the present invention, it is possible to achieve a high heat treatment temperature in the heat treatment step by using a soft magnetic powder obtained by covering a soft magnetic powder having a hardness of 300 MPa or less with a silicone oligomer. Thereby, distortion in the soft magnetic powder can be removed, hysteresis loss can be reduced, and saturation magnetic flux density can be increased. As a result, it is possible to provide a dust core with low loss and excellent direct current superposition characteristics and a method for manufacturing the same.

本発明の一実施形態に係る圧粉磁心の製造方法を示すフローチャートである。It is a flowchart which shows the manufacturing method of the powder magnetic core which concerns on one Embodiment of this invention. 本発明の一実施形態に係る粉末硬度と透磁率の増加量の相関を示す図である。It is a figure which shows the correlation of the increase amount of the powder hardness and magnetic permeability which concern on one Embodiment of this invention. 第1の特性における比較例1及び実施例1の鉄損を示すグラフである。It is a graph which shows the iron loss of the comparative example 1 and Example 1 in a 1st characteristic. 第1の特性における比較例1及び実施例1の直流重畳特性を示すグラフである。It is a graph which shows the direct current superposition characteristic of comparative example 1 and Example 1 in the 1st characteristic. 第2の特性における比較例2及び実施例2の鉄損を示すグラフである。It is a graph which shows the iron loss of the comparative example 2 and Example 2 in a 2nd characteristic. 第2の特性における比較例2及び実施例2の直流重畳特性を示すグラフである。It is a graph which shows the direct current superposition characteristic of comparative example 2 and Example 2 in the 2nd characteristic. 第3の特性における比較例3及び実施例3の鉄損を示すグラフである。It is a graph which shows the iron loss of the comparative example 3 and Example 3 in a 3rd characteristic. 第3の特性における比較例3及び実施例3の直流重畳特性を示すグラフである。It is a graph which shows the direct current superposition characteristic of comparative example 3 and Example 3 in the 3rd characteristic. 第4の特性における比較例4及び実施例4の鉄損を示すグラフである。It is a graph which shows the iron loss of the comparative example 4 and Example 4 in a 4th characteristic. 第4の特性における比較例4及び実施例4の直流重畳特性を示すグラフである。It is a graph which shows the direct current superposition characteristic of comparative example 4 and Example 4 in the 4th characteristic.

[1.実施形態]
[1−1.構成]
本実施形態の軟磁性粉末材料は、軟磁性粉末と、軟磁性粉末の表面を覆うシリコーンオリゴマー層とを含み構成される。本実施形態では、軟磁性粉末の硬度を300MPa以下とする。本実施形態では、軟磁性粉末に対し、シリコーンオリゴマーを混合してシリコーンオリゴマー層を形成する。シリコーンオリゴマー層を形成した軟磁性粉末を、所定の形状に加圧成形処理して成形体を作製する。成形体の形状は、例えば、トロイダル状、I型、U型、θ型、E型、EER型など、種々の形状とすることができる。所定の形状に整えた成形体を熱処理することで圧粉磁心が成型される。なお、シリコーンオリゴマー層を形成する前の軟磁性粉末と無機絶縁粉末とを混合し、予め軟磁性粉末の表面に無機絶縁粉末を均一に付着させておいても良い。
[1. Embodiment]
[1-1. Constitution]
The soft magnetic powder material of the present embodiment includes a soft magnetic powder and a silicone oligomer layer that covers the surface of the soft magnetic powder. In this embodiment, the hardness of the soft magnetic powder is 300 MPa or less. In the present embodiment, a silicone oligomer layer is formed by mixing a silicone oligomer with a soft magnetic powder. The soft magnetic powder on which the silicone oligomer layer is formed is pressure-molded into a predetermined shape to produce a molded body. The shape of the molded body can be various shapes such as toroidal, I-type, U-type, θ-type, E-type, and EER-type. The powder magnetic core is molded by heat-treating the molded body arranged in a predetermined shape. The soft magnetic powder before forming the silicone oligomer layer and the inorganic insulating powder may be mixed, and the inorganic insulating powder may be uniformly adhered to the surface of the soft magnetic powder in advance.

(磁性粉末)
本実施形態で使用する磁性粉末としては、硬度が300MPa以下の磁性粉末を使用する。硬度は、粉末の平均粒子径が30〜40μmの1つの磁性粉末を加圧し、その粉末が10%変形した際の圧力値を、その粉末の硬度とする。硬度の測定には島津製作所製の微小圧縮試験機MCTシリーズを使用した。なお、本明細書において「平均粒子径」とは、特に断りがない限り、D50、すなわちメジアン径を指すものとする。
(Magnetic powder)
As the magnetic powder used in the present embodiment, a magnetic powder having a hardness of 300 MPa or less is used. For the hardness, one magnetic powder having an average particle diameter of 30 to 40 μm is pressed, and the pressure value when the powder is deformed by 10% is defined as the hardness of the powder. For the hardness measurement, a MCT series micro compression tester manufactured by Shimadzu Corporation was used. In the present specification, the “average particle diameter” refers to D50, that is, the median diameter unless otherwise specified.

本実施形態で使用する磁性粉末の種類としては、硬度が300MPa以下であれば、種々の粉末を利用することができる。例えば、磁性粉末として鉄を主成分とする軟磁性粉末であるパーマロイ(Fe−Ni合金)、Si含有鉄合金(Fe−Si合金)、純鉄粉、などを用いる。鉄合金は、その他にCo、Cr、またはMnを含んでもよい。パーマロイ(Fe−Ni合金)を用いる場合、Feに対するNiの比率は50:50や25:75が好ましいが、他の比率であってもよい。例えば、Fe−80Ni、Fe−36Niでもよい。FeとNiの他にSi、Cr、Mo、Cu、Nb、Ta等を含んでいても良い。Fe−Si合金粉末は、例えば、Fe−3.5%Si合金粉末、Fe−6.5%Si合金粉末が挙げられるが、Feに対するSiの比率は、3.5%や6.5%以外であっても良く、望ましくは1.5%以上、6.5%以下とする。純鉄粉は、Feを99%以上含むものである。軟磁性粉末は1種類でなく、2種類以上の混合粉でも良い。   As the type of magnetic powder used in the present embodiment, various powders can be used as long as the hardness is 300 MPa or less. For example, permalloy (Fe—Ni alloy), Si-containing iron alloy (Fe—Si alloy), pure iron powder, etc., which are soft magnetic powders containing iron as a main component, are used as the magnetic powder. The iron alloy may further contain Co, Cr, or Mn. When using permalloy (Fe—Ni alloy), the ratio of Ni to Fe is preferably 50:50 or 25:75, but may be other ratios. For example, Fe-80Ni and Fe-36Ni may be used. In addition to Fe and Ni, Si, Cr, Mo, Cu, Nb, Ta, or the like may be included. Examples of the Fe-Si alloy powder include Fe-3.5% Si alloy powder and Fe-6.5% Si alloy powder, but the ratio of Si to Fe is other than 3.5% or 6.5%. It may be 1.5% or more and 6.5% or less. Pure iron powder contains 99% or more of Fe. The soft magnetic powder is not limited to one type but may be a mixed powder of two or more types.

軟磁性粉末の平均粒子径(D50)は20μm〜150μmが好ましい。磁性粉末は、ガスアトマイズ法や水アトマイズ法あるいは水ガスアトマイズ法で製造されたものを使用することができる。ガスアトマイズ法による軟磁性粉末はほぼ球状の粒子である。したがって、加工せずそのまま使用することが可能である。水アトマイズ法で製造された軟磁性粉末は、その表面に凹凸が形成された非球状の粒子である。この場合には、ボールミル、メカニカルアロイング、ジェットミル、アトライター又は表面改質装置を用いて表面の凹凸を均すことで、粒子の平均円形度を0.90以上とすることが望ましい。   The average particle diameter (D50) of the soft magnetic powder is preferably 20 μm to 150 μm. As the magnetic powder, those produced by a gas atomizing method, a water atomizing method or a water gas atomizing method can be used. The soft magnetic powder by the gas atomization method is a substantially spherical particle. Therefore, it can be used as it is without being processed. The soft magnetic powder produced by the water atomization method is non-spherical particles having irregularities formed on the surface thereof. In this case, it is desirable that the average circularity of the particles be 0.90 or more by leveling the surface irregularities using a ball mill, mechanical alloying, jet mill, attritor or surface modification device.

(無機絶縁粉末)
軟磁性粉末の表面に均一に付着させる無機絶縁粉末としては、融点が1000℃以上の無機絶縁粉末であるアルミナ粉末、マグネシア粉末、シリカ粉末、チタニア粉末、ジルコニア粉末の少なくとも1種類以上であることが好ましい。融点が1000℃以上の無機絶縁粉末を使用するのは、後述の成形時に加わった圧力による歪みをとる目的で行う熱処理工程で加えられる熱により、無機絶縁粉末が焼結し圧粉磁心の材料として使用できなくなることを防止するためである。
(Inorganic insulating powder)
The inorganic insulating powder that uniformly adheres to the surface of the soft magnetic powder is at least one of alumina powder, magnesia powder, silica powder, titania powder, and zirconia powder, which is an inorganic insulating powder having a melting point of 1000 ° C. or higher. preferable. The inorganic insulating powder having a melting point of 1000 ° C. or higher is used as a material for the powder magnetic core by sintering the inorganic insulating powder by heat applied in the heat treatment process performed for the purpose of removing distortion due to the pressure applied during the molding described later. This is to prevent it from becoming unusable.

無機絶縁粉末の比表面積は65〜130m2/g(粒子径にすれば7〜200nm)が好ましく、より好ましくは100〜130m2/g(粒子径で7〜50nm)である。無機絶縁粉末の比表面積が大きいほうが、粒子径が小さくなる。粒子径が小さいほうが、軟磁性粉末間に無機絶縁粉末が隙間なく入り込み、密度の高い絶縁被膜が形成され、圧粉磁心成形時の歪が緩和される。一方、無機絶縁粉末の比表面積が大きすぎると、粒子径が小さくなりすぎて製造が困難となる。   The specific surface area of the inorganic insulating powder is preferably 65 to 130 m <2> / g (7 to 200 nm in terms of particle diameter), more preferably 100 to 130 m <2> / g (7 to 50 nm in particle diameter). The larger the specific surface area of the inorganic insulating powder, the smaller the particle size. When the particle diameter is smaller, the inorganic insulating powder enters between the soft magnetic powders without any gaps, and a dense insulating coating is formed, thereby reducing the strain at the time of forming the dust core. On the other hand, when the specific surface area of the inorganic insulating powder is too large, the particle diameter becomes too small and the production becomes difficult.

無機絶縁粉末の添加量は、軟磁性粉末に対して0.2〜2.0wt%とする。これより少なければ絶縁性能が十分に発揮できず、高い熱処理温度では渦電流損失が著しく増加する場合がある。一方、これより多いと絶縁性能は発揮できるが、成形密度が低くなり、渦電流損失以外の磁気特性が低下するという問題点が生じる場合がある。これらの問題が生じない場合は、必ずしも軟磁性粉末の表面に無機絶縁粉末を均一に付着させる必要はない。   The addition amount of the inorganic insulating powder is 0.2 to 2.0 wt% with respect to the soft magnetic powder. If it is less than this, insulation performance cannot fully be exhibited, and eddy current loss may increase remarkably at high heat treatment temperatures. On the other hand, if it is more than this, the insulation performance can be exhibited, but the molding density is lowered, and there may be a problem that the magnetic properties other than the eddy current loss are deteriorated. When these problems do not occur, it is not always necessary to uniformly deposit the inorganic insulating powder on the surface of the soft magnetic powder.

(絶縁被膜)
軟磁性粉末材料に含まれる磁性粉末は、絶縁性を有する2種類の絶縁被膜で覆われる。すなわち、軟磁性粉末を中心として、その外側に第1層目の絶縁被膜が形成され、第1層目の絶縁被膜の外側に第2層目の絶縁被膜が形成される。
(Insulation coating)
The magnetic powder contained in the soft magnetic powder material is covered with two types of insulating coatings having insulating properties. That is, with the soft magnetic powder as the center, the first insulating film is formed on the outer side, and the second insulating film is formed on the outer side of the first insulating film.

第1層目の絶縁被膜は、シリコーンオリゴマー層である。第1層目の絶縁被膜は、磁性粉末に対してシリコーンオリゴマーを所定量添加して、大気雰囲気中、所定の温度で乾燥を行うことで固化したシリコーンオリゴマー層による形成される。   The first insulating film is a silicone oligomer layer. The first insulating film is formed of a silicone oligomer layer solidified by adding a predetermined amount of a silicone oligomer to the magnetic powder and performing drying at a predetermined temperature in an air atmosphere.

シリコーンオリゴマーは、アルコキシシリル基を有し、反応性官能基を有さないメチル系、メチルフェニル系のものや、アルコキシシリル基及び反応性官能基を有するエポキシ系、エポキシメチル系、メルカプト系、メルカプトメチル系、アクリルメチル系、メタクリルメチル系、ビニルフェニル系のもの、アルコキシシリル基を有さずに、反応性官能基を有する脂環式エポキシ系のもの等を用いることができる。特に、メチル系またはメチルフェニル系のシリコーンオリゴマーを用いることで厚く硬い絶縁層を形成することができる。また、シリコーンオリゴマー層形成工程のしやすさを考慮して、粘度の比較的低いメチル系、メチルフェニル系を用いても良い。より具体的には、粘度の比較的低いシリコーンオリゴマーである、アルコキシシラン、オルガノポリシロキサン、アルコキシシロキサン、またはメトキシ官能性メチル-フェニル-ポリシロキサンを含むシリコーンオリゴマーを使用することができる。   Silicone oligomers can be methyl-based or methylphenyl-based having alkoxysilyl groups and no reactive functional groups, and epoxy-based, epoxymethyl-based, mercapto-based, mercapto-based compounds having alkoxysilyl groups and reactive functional groups. Methyl-based, acrylmethyl-based, methacrylmethyl-based, vinylphenyl-based, alicyclic epoxy-based compounds having a reactive functional group without having an alkoxysilyl group can be used. In particular, a thick and hard insulating layer can be formed by using a methyl or methylphenyl silicone oligomer. In view of the ease of the silicone oligomer layer forming step, methyl or methylphenyl having a relatively low viscosity may be used. More specifically, silicone oligomers comprising alkoxysilanes, organopolysiloxanes, alkoxysiloxanes, or methoxy functional methyl-phenyl-polysiloxanes, which are relatively low viscosity silicone oligomers, can be used.

シリコーンオリゴマーの分子量は、100〜4000であることが好ましい。分子量が100より小さい場合、熱処理工程において熱分解により破壊または消失されやすく、軟磁性粉末間が絶縁破壊されやすい。一方、分子量が4000より大きい場合、膜厚が厚くなりすぎて、磁気特性が低下してしまう。   The molecular weight of the silicone oligomer is preferably 100 to 4000. When the molecular weight is less than 100, it is likely to be destroyed or lost by thermal decomposition in the heat treatment step, and the dielectric breakdown is likely to occur between the soft magnetic powders. On the other hand, if the molecular weight is larger than 4000, the film thickness becomes too thick and the magnetic properties are deteriorated.

シリコーンオリゴマーの添加量は、軟磁性粉末に対して、0.15〜3.5wt%であることが好ましく、軟磁性粉末がFe−Ni合金粉末である場合には0.5〜1.25wt%であることがより好ましい。軟磁性粉末がFe−Si合金粉末又は純鉄粉である場合には、0.15〜3.5wt%であることがより好ましい。添加量が0.15wt%より少ないと絶縁被膜として機能せず、渦電流損失が増加することにより磁気特性が低下する。添加量が3.5wt%より多いとコアが膨張することにより成形体の密度が低下し、透磁率が低下する。   The addition amount of the silicone oligomer is preferably 0.15 to 3.5 wt% with respect to the soft magnetic powder, and 0.5 to 1.25 wt% when the soft magnetic powder is Fe—Ni alloy powder. It is more preferable that When the soft magnetic powder is Fe-Si alloy powder or pure iron powder, it is more preferably 0.15 to 3.5 wt%. If the addition amount is less than 0.15 wt%, it does not function as an insulating film, and eddy current loss increases, resulting in deterioration of magnetic characteristics. When the addition amount is more than 3.5 wt%, the core expands to lower the density of the molded body and lower the magnetic permeability.

第2層目の絶縁被膜は、シリコーンレジン層である。第2層目の絶縁被膜は、シリコーンオリゴマー層を形成した磁性粉末に対して、シリコーンレジンを所定量添加して、大気雰囲気中、所定の温度で乾燥を行うことで固化したシリコーンレジン層による形成される。   The second insulating film is a silicone resin layer. The second insulating film is formed of a silicone resin layer solidified by adding a predetermined amount of a silicone resin to a magnetic powder on which a silicone oligomer layer is formed, and drying in an air atmosphere at a predetermined temperature. Is done.

シリコーンレジンはシロキサン結合(Si−O―Si)を主骨格に持つ樹脂である。シリコーンレジンを用いることで可撓性に優れた被膜を形成することができる。シリコーンレジンは、メチル系、メチルフェニル系、プロピルフェニル系、エポキシ樹脂変性系、アルキッド樹脂変性系、ポリエステル樹脂変性系、ゴム系等を用いることができる。この中でも特に、メチルフェニル系のシリコーンレジンを用いた場合、加熱減量が少なく、耐熱性に優れたシリコーンレジン層を形成することができる。   The silicone resin is a resin having a siloxane bond (Si—O—Si) as a main skeleton. By using a silicone resin, a film excellent in flexibility can be formed. As the silicone resin, methyl, methylphenyl, propylphenyl, epoxy resin-modified, alkyd resin-modified, polyester resin-modified, rubber or the like can be used. Among these, in particular, when a methylphenyl-based silicone resin is used, it is possible to form a silicone resin layer with little heat loss and excellent heat resistance.

シリコーンレジンの添加量は、軟磁性粉末に対して、0.8〜1.6wt%であることが好ましい。添加量が0.8wt%より少ないと絶縁被膜として機能せず、渦電流損失が増加することにより磁気特性が低下する。添加量が1.6wt%より多いとコアが膨張することにより成形体の密度が低下し、透磁率が低下する。シリコーンオリゴマーに対するシリコーンレジンの添加量を適宜調整することで、強固で絶縁性能の高い絶縁被膜を形成することができ、特にシリコーンオリゴマーに対するシリコーンレジンの重量比が1:0.8〜1:3の場合に、強度と絶縁性能が優れている。   The addition amount of the silicone resin is preferably 0.8 to 1.6 wt% with respect to the soft magnetic powder. If the addition amount is less than 0.8 wt%, it does not function as an insulating film, and eddy current loss increases, resulting in a decrease in magnetic properties. When the addition amount is more than 1.6 wt%, the core expands to lower the density of the molded body and lower the magnetic permeability. By appropriately adjusting the amount of the silicone resin added to the silicone oligomer, it is possible to form a strong insulating film having a high insulating performance, and particularly the weight ratio of the silicone resin to the silicone oligomer is 1: 0.8 to 1: 3. In case, strength and insulation performance are excellent.

[1−2.圧粉磁心の製造方法]
本実施形態の圧粉磁心の製造方法は、次のような各工程を有する。この工程を図1のフローチャートに示す。
(1)軟磁性粉末に対して、無機絶縁粉末を混合して無機絶縁粉末を付着させる無機絶縁粉末付着工程(ステップ1)。
(2)表面に無機絶縁粉末が付着した軟磁性粉末に対し、シリコーンオリゴマーを混合してシリコーンオリゴマー層を形成するシリコーンオリゴマー層形成工程(ステップ2)。
(3)シリコーンオリゴマー層が形成された軟磁性粉末に対し、シリコーンレジンを混合してシリコーンレジン層を形成するシリコーンレジン層形成工程(ステップ3)。
(4)前記工程を経た前記軟磁性粉末を、加圧成形処理して成形体を作製する成形工程(ステップ4)。
(5)成形工程を経た成形体を600℃以上で熱処理する熱処理工程(ステップ5)。
以下、各工程を具体的に説明する。
[1-2. Manufacturing method of powder magnetic core]
The manufacturing method of the powder magnetic core of the present embodiment includes the following steps. This process is shown in the flowchart of FIG.
(1) An inorganic insulating powder adhering step (step 1) in which an inorganic insulating powder is mixed with an inorganic insulating powder to the soft magnetic powder.
(2) A silicone oligomer layer forming step (step 2) in which a silicone oligomer layer is formed by mixing a silicone oligomer with a soft magnetic powder having an inorganic insulating powder adhered to the surface.
(3) A silicone resin layer forming step of forming a silicone resin layer by mixing a silicone resin with the soft magnetic powder having the silicone oligomer layer formed thereon (step 3).
(4) A molding step (step 4) in which the soft magnetic powder that has undergone the above-described step is subjected to pressure molding treatment to produce a molded body.
(5) A heat treatment process (step 5) in which the molded body that has undergone the molding process is heat treated at 600 ° C. or higher.
Hereafter, each process is demonstrated concretely.

(1)無機絶縁粉末付着工程
無機絶縁粉末付着工程では、軟磁性粉末と、無機絶縁粉末とを混合する。混合は、混合機(W型、V型)、ポットミル等を使用して行い、この時、粉末に内部歪が入らないように混合する。以上により、軟磁性粉末の表面に無機絶縁粉末層を付着することができる。軟磁性粉末の表面に無機絶縁粉末を付着することにより、軟磁性粉末の間を絶縁することができ、熱処理温度を上げることが可能になる。
(1) Inorganic insulating powder adhering step In the inorganic insulating powder adhering step, soft magnetic powder and inorganic insulating powder are mixed. Mixing is performed using a mixer (W type, V type), a pot mill or the like, and at this time, mixing is performed so that internal strain does not enter the powder. As described above, the inorganic insulating powder layer can be adhered to the surface of the soft magnetic powder. By attaching the inorganic insulating powder to the surface of the soft magnetic powder, the soft magnetic powder can be insulated and the heat treatment temperature can be increased.

無機絶縁粉末の付着の態様としては、軟磁性粉末の表面に点状に分散して付着している場合、軟磁性粉末の表面に塊状に分散して付着している場合、軟磁性粉末の全表面若しくは表面の一部を覆うように無機絶縁粉末の層を形成しながら付着している場合などが含まれる。また、軟磁性粉末の表面に付着するだけでなく、軟磁性粉末の外側に形成されたシリコーンオリゴマー層と混合し、シリコーンオリゴマー層の中に分散している場合も含まれる。なお、混合機による撹拌時間などの条件によっては、シリコーンオリゴマー層の中に分散しないこともある。   The inorganic insulating powder may be attached in the form of dots dispersed on the surface of the soft magnetic powder, or in the case of being dispersed and attached in a lump on the surface of the soft magnetic powder. The case where it adheres, forming the layer of an inorganic insulating powder so that the surface or a part of surface may be covered is included. In addition to being attached to the surface of the soft magnetic powder, a case where it is mixed with a silicone oligomer layer formed on the outside of the soft magnetic powder and dispersed in the silicone oligomer layer is also included. In addition, depending on conditions, such as stirring time by a mixer, it may not disperse | distribute in a silicone oligomer layer.

(2)シリコーンオリゴマー層形成工程
シリコーンオリゴマー層形成工程では、軟磁性粉末に対して、シリコーンオリゴマーを所定量添加して、大気雰囲気中、所定の温度で乾燥を行う。シリコーンオリゴマー層形成工程により、軟磁性粉末の外側にシリコーンオリゴマー層が形成される。
(2) Silicone oligomer layer forming step In the silicone oligomer layer forming step, a predetermined amount of silicone oligomer is added to the soft magnetic powder, and drying is performed at a predetermined temperature in the air atmosphere. A silicone oligomer layer is formed outside the soft magnetic powder by the silicone oligomer layer forming step.

シリコーンオリゴマー層の乾燥温度は、25℃〜350℃が好ましく、軟磁性粉末がFe−Ni合金粉末である場合には200℃〜350℃がより好ましい。軟磁性粉末がFe−Si合金粉末又は純鉄粉である場合には、25℃〜350℃がより好ましい。乾燥温度が25℃未満であると膜の形成が不完全となり、渦電流損失が高くなる。一方、乾燥温度350℃より大きいと粉末が酸化することによりヒステリシス損失が高くなり、成形体の密度及び透磁率が低下する。乾燥時間は、数時間程度であり、例えば、1時間〜2時間程度とする。   The drying temperature of the silicone oligomer layer is preferably 25 ° C to 350 ° C, and more preferably 200 ° C to 350 ° C when the soft magnetic powder is an Fe-Ni alloy powder. When the soft magnetic powder is Fe-Si alloy powder or pure iron powder, 25 ° C to 350 ° C is more preferable. When the drying temperature is less than 25 ° C., film formation is incomplete and eddy current loss increases. On the other hand, when the drying temperature is higher than 350 ° C., the powder is oxidized to increase the hysteresis loss, and the density and magnetic permeability of the compact are reduced. The drying time is about several hours, for example, about 1 to 2 hours.

なお、無機絶縁粉末付着工程を設けない場合、シリコーンオリゴマー層形成工程は、軟磁性粉末に対して、シリコーンオリゴマーを所定量添加して、大気雰囲気中、所定の温度で乾燥を行う。シリコーンオリゴマー層形成工程により、軟磁性粉末の表面にシリコーンオリゴマー層を形成する。   In the case where the inorganic insulating powder adhering step is not provided, the silicone oligomer layer forming step adds a predetermined amount of the silicone oligomer to the soft magnetic powder and performs drying at a predetermined temperature in the air atmosphere. A silicone oligomer layer is formed on the surface of the soft magnetic powder by the silicone oligomer layer forming step.

(3)シリコーンレジン層形成工程
シリコーンレジン層形成工程では、シリコーンオリゴマー層が形成された軟磁性粉末に対して、シリコーンレジンを所定量添加し、大気雰囲気中、所定の温度で乾燥させる。シリコーンレジン層形成工程により、シリコーンオリゴマー層の外側にシリコーンレジン層が形成される。
(3) Silicone resin layer forming step In the silicone resin layer forming step, a predetermined amount of silicone resin is added to the soft magnetic powder on which the silicone oligomer layer is formed, and dried at a predetermined temperature in an air atmosphere. A silicone resin layer is formed outside the silicone oligomer layer by the silicone resin layer forming step.

シリコーンレジン層の乾燥温度は、100℃〜400℃が好ましく、軟磁性粉末がFe−Ni合金粉末である場合には200℃〜300℃がより好ましい。軟磁性粉末がFe−Si合金粉末である場合は100℃〜400℃がより好ましい。軟磁性粉末が純鉄粉である場合には100℃〜300℃がより好ましい。乾燥温度が100℃より小さいと膜の形成が不完全となり、渦電流損失が高くなる。一方、乾燥温度300℃より大きいと粉末が酸化することによりヒステリシス損失が高くなり、成形体の密度及び透磁率が低下する。乾燥時間は、2時間程度である。   The drying temperature of the silicone resin layer is preferably 100 ° C to 400 ° C, and more preferably 200 ° C to 300 ° C when the soft magnetic powder is an Fe-Ni alloy powder. When the soft magnetic powder is an Fe—Si alloy powder, 100 ° C. to 400 ° C. is more preferable. When the soft magnetic powder is pure iron powder, 100 ° C. to 300 ° C. is more preferable. When the drying temperature is lower than 100 ° C., film formation is incomplete and eddy current loss increases. On the other hand, when the drying temperature is higher than 300 ° C., the powder is oxidized to increase the hysteresis loss, and the density and magnetic permeability of the compact are reduced. The drying time is about 2 hours.

このような混合工程により、磁性粉末と樹脂との混合物である造粒粉(以下、複合磁性材料ともいう)を得ることができる。   By such a mixing step, granulated powder (hereinafter also referred to as a composite magnetic material) that is a mixture of magnetic powder and resin can be obtained.

(4)成形工程
成形工程では、表面に絶縁被膜が形成された軟磁性粉末を加圧成形することにより、成
形体を形成する。成形時の圧力は10〜20ton/cm2であり、平均で15ton/
cm2程度が好ましい。
(4) Molding step In the molding step, a compact is formed by pressure molding soft magnetic powder having an insulating coating formed on the surface. The pressure during molding is 10 to 20 ton / cm2, and the average is 15 ton /
About cm 2 is preferable.

(5)熱処理工程
熱処理工程では、成形工程を経た成形体に対して、N2ガス中やN2+H2ガス非酸化性雰囲気中にて、600℃以上且つ軟磁性粉末に被覆した絶縁被膜が破壊される温度(例えば、950℃とする)以下で、熱処理を行うことで圧粉磁心が作製される。絶縁被膜が破壊される温度以下で熱処理を行うのは、成形工程での歪みを開放すると共に、熱処理時の熱により軟磁性粉末の周囲に被覆した絶縁被膜が破れることを防止するためである。一方、熱処理温度を上げ過ぎると、この軟磁性粉末に被覆した絶縁被膜が破れることにより、絶縁性能の劣化から渦電流損失が大きく増加してしまう。それにより、磁気特性が低下するという問題が発生する。
(5) Heat treatment step In the heat treatment step, the temperature at which the insulating coating coated with the soft magnetic powder is destroyed at 600 ° C. or higher in a N 2 gas or N 2 + H 2 gas non-oxidizing atmosphere with respect to the molded body that has undergone the molding step. The powder magnetic core is produced by performing heat treatment below (for example, 950 ° C.). The reason why the heat treatment is performed at a temperature lower than the temperature at which the insulating film is broken is to release distortion in the molding process and prevent the insulating film coated around the soft magnetic powder from being broken by the heat during the heat treatment. On the other hand, if the heat treatment temperature is increased too much, the insulating film coated with the soft magnetic powder is broken, and the eddy current loss is greatly increased due to the deterioration of the insulating performance. This causes a problem that the magnetic characteristics are deteriorated.

[1−3.作用・効果]
(a)[請求項1に対応]
本実施形態の圧粉磁心は、硬度が300MPa以下の磁性粉末の周囲をシリコーンオリゴマー由来の絶縁被膜で覆い作成する。表1は、各種の軟磁性粉末の硬度、各種の軟磁性粉末とシランカップリング剤とを用いた圧粉磁心の透磁率の低下率μ1(10kA/m)、各種の軟磁性粉末とオリゴマーとを用いた圧粉磁心の透磁率の低下率μ2(10kA/m)、及び透磁率の低下率μ2の透磁率の低下率μ1に対する増加率を示すグラフである。なお、透磁率の低下率の算出方法は、以下の式1より算出した。
[式1]
透磁率の低下率μ=μ(10kA/m)/μ(0)・・・・(1)
μ(0):磁界を印加しない場合の透磁率
μ(10kA/m):磁界を10kA/m印加した場合の透磁率
[1-3. Action / Effect]
(A) [corresponding to claim 1]
The dust core of this embodiment is formed by covering the periphery of a magnetic powder having a hardness of 300 MPa or less with an insulating coating derived from a silicone oligomer. Table 1 shows the hardness of various soft magnetic powders, the reduction rate μ1 (10 kA / m) of the magnetic permeability of the dust core using various soft magnetic powders and a silane coupling agent, various soft magnetic powders and oligomers. 5 is a graph showing an increase rate of the magnetic permeability decrease rate μ2 (10 kA / m) of the dust core using the magnetic permeability decrease rate μ2 with respect to the permeability decrease rate μ1. In addition, the calculation method of the reduction rate of the magnetic permeability was calculated from the following formula 1.
[Formula 1]
Permeability decrease rate μ = μ (10kA / m) / μ (0) (1)
μ (0): Permeability when no magnetic field is applied
μ (10kA / m): Magnetic permeability when a magnetic field of 10kA / m is applied

[表1]

Figure 2018190799
[Table 1]
Figure 2018190799

また、表1において、軟磁性粉末ごとの効果の有無を、増加率が1.10以上を効果ありとして「〇」、増加率が1.10未満を効果なしとして「×」と評価した。また、表1より、軟磁性粉末の硬度と増加率の相関を示す図2を作成した。   In Table 1, the presence / absence of the effect of each soft magnetic powder was evaluated as “◯” with an increase rate of 1.10 or more as effective, and “×” with an increase rate of less than 1.10 as ineffective. Moreover, FIG. 2 which shows the correlation of the hardness of soft-magnetic powder and an increase rate from Table 1 was created.

表1及び図2より、硬度が300以下の軟磁性粉末の周囲に、シリコーンオリゴマーによる絶縁被膜を形成した圧粉磁心は、シランカップリング剤による絶縁被膜を形成した圧粉磁心と比較して、磁界10kA/mでの透磁率が向上している。磁界10kA/mでの透磁率の増加率を(シリコーンオリゴマーを使用した場合の透磁率の低下率μ2)/(シランカップリング剤を使用した場合の透磁率の低下率μ1)として算出すると、その増加率は、1.1以上となる。対して、硬度が386のFeSiAl粉末を用いた圧粉磁心では、シリコーンオリゴマーの絶縁被膜を形成した圧粉磁心では、シランカップリング剤による絶縁被膜を形成した圧粉磁心と比較して、磁界10kA/mでの透磁率が向上しているが、その増加率は限定である。例えば、増加率は1.1以下である。図2からは、粉末の硬度が低いほど、絶縁被膜の違いによる透磁率の差である増加率が大きくなる傾向があることがわかる。さらに、図中の直線は、各プロットデータより算出した近似直線である。この近似直線によれば、粉末の硬度が300以下の場合に、磁界10kA/mでの透磁率の増加率10%以上であることがわかる。   From Table 1 and FIG. 2, the dust core in which an insulating coating with a silicone oligomer is formed around a soft magnetic powder having a hardness of 300 or less is compared with a dust core in which an insulating coating with a silane coupling agent is formed. The permeability at a magnetic field of 10 kA / m is improved. When the rate of increase in magnetic permeability at a magnetic field of 10 kA / m is calculated as (permeability decrease rate μ2 when using a silicone oligomer) / (permeability decrease rate μ1 when using a silane coupling agent), The increase rate is 1.1 or more. On the other hand, in the dust core using the FeSiAl powder having a hardness of 386, the dust core formed with the silicone oligomer insulating film has a magnetic field of 10 kA compared with the dust core formed with the insulating film using the silane coupling agent. The permeability at / m is improved, but the rate of increase is limited. For example, the increase rate is 1.1 or less. From FIG. 2, it can be seen that the lower the hardness of the powder, the larger the increase rate, which is the difference in magnetic permeability due to the difference in the insulating coating. Furthermore, the straight line in the figure is an approximate straight line calculated from each plot data. According to this approximate straight line, it can be seen that when the hardness of the powder is 300 or less, the permeability increase rate is 10% or more at a magnetic field of 10 kA / m.

すなわち、硬度が300以下の軟磁性粉末に対してシランカップリング剤などによる機械的結合力が弱い絶縁被膜を形成した場合には、加圧工程時の圧力により、球に近い形状の軟磁性粉末が潰れ変形する。例えば、粉末の形状は、球の表面の一部が平面となったり、楕円体となる。軟磁性粉末の形状が球であれば、圧粉磁心とした際に軟磁性粉末同士は、粉末の表面上の1点で他の粉末と対向する。この場合、複数の軟磁性粉末同士の距離はほぼ同距離となり、複数の軟磁性粉末間には、均一な厚さの絶縁被膜が存在する。一方、変形した粉末の変形した部分同士が対向する場合には、複数の点で対向したり、潰れた部分同士で対向する可能性がある。この場合、複数の軟磁性粉末同士の距離にバラつきが生じ、複数の軟磁性粉末間には、様々な厚さの絶縁被膜が存在し、絶縁被膜の厚さにばらつきが生じることとなる。圧粉磁心においては、絶縁被膜が薄い部分があると、その部分より磁化し、直流重畳特性の悪化につながる。これに対して、機械的結合力が強く、膜厚が厚い絶縁被膜を形成することが可能なシリコーンオリゴマーを使用し絶縁被膜を形成した場合には、圧粉磁心とした場合に軟磁性粉末間に均一な絶縁被膜を形成することが可能となり、良好な直流重畳特性を実現することが可能となる。一方、軟磁性粉末としてFeSiAl粉末を使用した場合には、FeSiAl自体の硬度が高い為、加圧工程時の圧力により、FeSiAl粉末に変形が生じず、圧粉磁心とした場合においてもFeSiAl粉末間に均一な厚さの絶縁被膜が存在する。これは、絶縁被膜が、シランカップリング剤によるものでも、シリコーンオリゴマーによるものでも大差ない。これが、FeSiAl粉末に対して、シリコーンオリゴマーによる絶縁層を形成した場合に、磁界10kA/mでの透磁率の増加率が大幅に上昇しない理由と考えられる。以上より、硬度が300MPa以下の磁性粉末の周囲をシリコーンオリゴマー由来の絶縁被膜で覆った軟磁性材料を使用することで、圧粉磁心の損失を低減し、直流重畳特性の向上を可能とする。   That is, when an insulating coating having a weak mechanical coupling force by a silane coupling agent or the like is formed on a soft magnetic powder having a hardness of 300 or less, a soft magnetic powder having a shape close to a sphere due to the pressure during the pressing step Crushed and deformed. For example, as for the shape of the powder, a part of the surface of the sphere becomes a flat surface or an ellipsoid. If the shape of the soft magnetic powder is a sphere, the soft magnetic powders face each other at one point on the surface of the powder when the powder magnetic core is formed. In this case, the distance between the plurality of soft magnetic powders is substantially the same, and an insulating film having a uniform thickness exists between the plurality of soft magnetic powders. On the other hand, when the deformed parts of the deformed powder are opposed to each other, there is a possibility that the parts are opposed at a plurality of points or the crushed parts are opposed to each other. In this case, the distance between the plurality of soft magnetic powders varies, and there are insulation coatings of various thicknesses between the plurality of soft magnetic powders, resulting in variations in the thickness of the insulation coating. In the dust core, if there is a portion with a thin insulating coating, it is magnetized from that portion, leading to deterioration of the DC superposition characteristics. On the other hand, when a silicone oligomer is used that has a strong mechanical bonding force and can form a thick insulating film, when the insulating film is formed, a soft magnetic powder is formed between the soft magnetic powders. It is possible to form a uniform insulating film, and it is possible to realize good DC superposition characteristics. On the other hand, when FeSiAl powder is used as the soft magnetic powder, since the hardness of FeSiAl itself is high, the FeSiAl powder is not deformed by the pressure during the pressurizing process, and even when a powder magnetic core is used, There is an insulating coating of uniform thickness. This is largely the same whether the insulating coating is made of a silane coupling agent or a silicone oligomer. This is considered to be the reason why the permeability increase rate at a magnetic field of 10 kA / m does not increase significantly when an insulating layer made of a silicone oligomer is formed on FeSiAl powder. As described above, by using a soft magnetic material in which the periphery of a magnetic powder having a hardness of 300 MPa or less is covered with an insulating coating derived from a silicone oligomer, the loss of the dust core can be reduced and the direct current superposition characteristics can be improved.

[1−4.実施例]
本発明の実施例を、表2〜9表及び図3〜10を参照して、以下に説明する。
(1)測定項目
測定項目として、透磁率と鉄損(損失)を次のような手法により測定した。透磁率は、作製された圧粉磁心に1次巻線(20ターン)を施し、インピーダンスアナライザー(アジレントテクノロジー:4294A)を使用することで、20kHz、1.0Vにおけるインダクタンスから算出した。
[1-4. Example]
Examples of the present invention will be described below with reference to Tables 2 to 9 and FIGS.
(1) Measurement items As measurement items, permeability and iron loss (loss) were measured by the following methods. The magnetic permeability was calculated from the inductance at 20 kHz and 1.0 V by applying a primary winding (20 turns) to the produced dust core and using an impedance analyzer (Agilent Technology: 4294A).

鉄損は、圧粉磁心に1次巻線(20ターン)及び2次巻線(3ターン)を施し、磁気計測機器であるBHアナライザ(岩通計測株式会社:SY−8232)を用いて、周波数50kHz、最大磁束密度Bm=0.1Tの条件下で鉄損(Pcv)を測定した。そして、鉄損からヒステリシス損失(Ph)と渦電流損失(Pe)を算出した。この算出は、鉄損の周波数曲線を次の(1)〜(3)式で最小2乗法により、ヒステリシス損係数(Kh)、渦電流損係数(Ke)を算出することで行った。   The iron loss is obtained by applying a primary winding (20 turns) and a secondary winding (3 turns) to the dust core, and using a BH analyzer (Iwatori Measurement Co., Ltd .: SY-8232), which is a magnetic measurement instrument, The iron loss (Pcv) was measured under the conditions of a frequency of 50 kHz and a maximum magnetic flux density Bm = 0.1T. And hysteresis loss (Ph) and eddy current loss (Pe) were calculated from the iron loss. This calculation was performed by calculating the hysteresis loss coefficient (Kh) and the eddy current loss coefficient (Ke) from the frequency curve of the iron loss by the following method (1) to (3) by the least square method.

Pcv=Kh×f+Ke×f…(1)
Phv =Kh×f…(2)
Pev =Ke×f…(3)
Pcv:鉄損
Kh :ヒステリシス損失係数
Ke :渦電流損失係数
f :周波数
Phv:ヒステリシス損失
Pev:渦電流損失
Pcv = Kh × f + Ke × f 2 (1)
Phv = Kh × f (2)
Pev = Ke × f 2 (3)
Pcv: Iron loss Kh: Hysteresis loss coefficient Ke: Eddy current loss coefficient f: Frequency Phv: Hysteresis loss Pev: Eddy current loss

なお、本実施例において、各粉末の平均粒子径と円形度は、下記装置を用いて3000個の平均値をとったものであり、ガラス基板上に粉末を分散して、顕微鏡で粉末写真を撮り一個毎自動で画像から測定した。
会社名:Malvern
装置名:morphologi G3S
In this example, the average particle diameter and the circularity of each powder are the average values of 3000 pieces using the following apparatus. The powder is dispersed on a glass substrate, and a powder photograph is taken with a microscope. Each shot was automatically measured from the image.
Company name: Malvern
Device name: morphologic G3S

[第1の特性比較(絶縁被膜の違いによる直流重畳特性への影響:Fe-4.5Si合金粉末)]
第1の特性比較では、軟磁性粉末としてFe-4.5Si合金粉末を使用する場合の絶縁被膜による直流重畳特性への影響について実施例1及び比較例1を作成し比較を行う。
[First characteristic comparison (Influence on direct current superposition characteristics due to difference in insulating coating: Fe-4.5Si alloy powder)]
In the first characteristic comparison, Example 1 and Comparative Example 1 are created and compared with respect to the influence on the direct current superposition characteristics by the insulating coating when Fe-4.5Si alloy powder is used as the soft magnetic powder.

(2)サンプルの作製方法
本実施例1及び比較例1で使用するFe-4.5Si合金粉末は、以下の表2のものを使用した。試料は、下記のように作製した。なお、以下の記述において、「wt%」とは、軟磁性粉末に対する重量比を示す。
[表2]

Figure 2018190799
(2) Sample preparation method The Fe-4.5Si alloy powders used in Example 1 and Comparative Example 1 were those shown in Table 2 below. The sample was produced as follows. In the following description, “wt%” indicates a weight ratio with respect to the soft magnetic powder.
[Table 2]
Figure 2018190799

(a)実施例1として、表2に示す軟磁性粉末に対して、無機絶縁粉末であるアルミナ粉末を0.75wt%混合した。その後、アルミナ粉末を付着させた軟磁性粉末に対して、シリコーンオリゴマーを0.5wt%混合し、大気雰囲気中、150℃で1時間の加熱乾燥を行い、絶縁被膜を形成した。また、比較例1として、表2に示す軟磁性粉末に対して、無機絶縁粉末であるアルミナ粉末を1.25wt%混合した。その後、アルミナ粉末を付着させた軟磁性粉末に対して、シランカップリング剤を0.5wt%混合し、絶縁被膜を形成した。
(b)絶縁被膜を形成した実施例1及び比較例1の軟磁性粉末に対してメチルフェニル系シリコーンレジン(品名:SILRES(登録商標)REN60)を1.4wt%混合して、大気雰囲気中、実施例1については150℃、比較例1においては200℃で2時間の加熱乾燥を行った。
(c)加熱乾燥後に生じた塊を解砕する目的で30目(目開き500μm)の篩通しを行った。その後、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を0.4wt%を混合した。
(d)上記工程により絶縁被膜が形成された軟磁性粉末を、外径17mm、内径11mm、高さ8mmのトロイダル形状の容器に充填し、成形圧力15ton/cmで成形体を作製した。
(f)最後に、成形体を850℃の熱処理温度で窒素雰囲気中にて2時間熱処理を行い、圧粉磁心を作製した。
(A) As Example 1, 0.75 wt% of alumina powder, which is an inorganic insulating powder, was mixed with the soft magnetic powder shown in Table 2. Thereafter, 0.5 wt% of a silicone oligomer was mixed with the soft magnetic powder to which the alumina powder was adhered, and heat-dried at 150 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to form an insulating coating. As Comparative Example 1, 1.25 wt% of alumina powder, which is an inorganic insulating powder, was mixed with the soft magnetic powder shown in Table 2. Thereafter, 0.5 wt% of a silane coupling agent was mixed with the soft magnetic powder to which the alumina powder was adhered to form an insulating coating.
(B) Methylphenyl silicone resin (product name: SILRES (registered trademark) REN60) was mixed with 1.4 wt% of the soft magnetic powder of Example 1 and Comparative Example 1 on which an insulating film was formed, In Example 1, heat drying was performed at 150 ° C. and in Comparative Example 1 at 200 ° C. for 2 hours.
(C) 30 th meshes (aperture 500 μm) were passed through for the purpose of crushing the lump generated after heat drying. Then, 0.4 wt% of zinc stearate was mixed as a lubricant.
(D) The soft magnetic powder with the insulating coating formed by the above process was filled in a toroidal container having an outer diameter of 17 mm, an inner diameter of 11 mm, and a height of 8 mm, and a molded body was produced at a molding pressure of 15 ton / cm 2 .
(F) Finally, the compact was heat-treated in a nitrogen atmosphere at a heat treatment temperature of 850 ° C. for 2 hours to produce a dust core.

表3は、実施例1及び比較例1の圧粉磁心の磁気特性を示した表である。
[表3]

Figure 2018190799
Table 3 is a table showing the magnetic characteristics of the dust cores of Example 1 and Comparative Example 1.
[Table 3]
Figure 2018190799

なお、透磁率は、振幅透磁率であり、前述のインピーダンスアナライザーを使用することで、20kHz、1.0Vにおける各磁界の強さのインダクタンスから算出した。表3中の「μ0」は、直流を重畳させていない状態、すなわち磁界の強さが0H(A/m)の時の初透磁率を示す。表3中の「μ(10kA/m)」は、磁界の強さが10(kA/m)の時の透磁率の低下率を示す。また、表3より、比較例1及び実施例1の鉄損を示す図3、及び比較例1及び実施例1の直流重畳特性を示す図4を作成した。   The magnetic permeability is the amplitude magnetic permeability, and was calculated from the inductance of the strength of each magnetic field at 20 kHz and 1.0 V by using the impedance analyzer described above. “Μ0” in Table 3 represents the initial permeability when DC is not superimposed, that is, when the magnetic field strength is 0 H (A / m). “Μ (10 kA / m)” in Table 3 indicates the rate of decrease in magnetic permeability when the strength of the magnetic field is 10 (kA / m). From Table 3, FIG. 3 showing the iron loss of Comparative Example 1 and Example 1 and FIG. 4 showing the DC superposition characteristics of Comparative Example 1 and Example 1 were prepared.

表3及び図3より、絶縁被膜として機械的結合力が強いシリコーンオリゴマーを使用した実施例1は、機械的結合力が弱いシランカップリング剤を使用した比較例1と比較して、鉄損(Pcv)が低減される。鉄損(Pcv)は、ヒステリシス損失(Phv)と渦電流損失(Pev)の合計であるが、シリコーンオリゴマーの絶縁被膜は、特にヒステリシス損失(Phv)の低減に作用する。   From Table 3 and FIG. 3, Example 1 which uses the silicone oligomer with a strong mechanical bond strength as an insulating film is compared with the comparative example 1 which uses the silane coupling agent with a weak mechanical bond force, and iron loss ( Pcv) is reduced. The iron loss (Pcv) is the sum of hysteresis loss (Phv) and eddy current loss (Pev), but the insulating film of silicone oligomer particularly acts to reduce hysteresis loss (Phv).

また、表3及び図4より、絶縁被膜として機械的結合力が強いシリコーンオリゴマーを使用した実施例1は、機械的結合力が弱いシランカップリング剤を使用した比較例1と比較して、磁界の強さが10(kA/m)の時の透磁率の増加率は、68.8/60.1より1.14となる。   Moreover, from Table 3 and FIG. 4, Example 1 which uses the silicone oligomer with a strong mechanical bonding force as an insulating film is magnetic field compared with the comparative example 1 using a silane coupling agent with a weak mechanical bonding force. The rate of increase in magnetic permeability when the strength of 10 is 10 (kA / m) is 1.14 from 68.8 / 60.1.

以上のように、硬度が300MPa以下のFe-4.5Si合金粉末の周囲をシリコーンオリゴマー層の絶縁被膜で覆うことで、ヒステリシス損失を低減し、その結果、低損失で直流重畳特性に優れた圧粉磁心とその製造方法を提供することができる。   As described above, the hysteresis loss is reduced by covering the periphery of the Fe-4.5Si alloy powder with a hardness of 300 MPa or less with the insulating film of the silicone oligomer layer, and as a result, the powder compact with excellent low DC loss characteristics and low loss. A magnetic core and a manufacturing method thereof can be provided.

[第2の特性比較(絶縁被膜の違いによる直流重畳特性への影響:Fe-1.5Si合金粉末)]
第2の特性比較では、軟磁性粉末としてFe-1.5Si合金粉末を使用する場合の絶縁被膜による直流重畳特性への影響について実施例2及び比較例2を作成し比較を行う。
[Second characteristic comparison (Influence on direct current superposition characteristics due to difference in insulating coating: Fe-1.5Si alloy powder)]
In the second characteristic comparison, Example 2 and Comparative Example 2 are created and compared with respect to the influence of the insulating coating on the DC superposition characteristics when Fe-1.5Si alloy powder is used as the soft magnetic powder.

(3)サンプルの作製方法
本実施例2及び比較例2で使用するFe-1.5Si合金粉末は、以下の表4のものを使用した。
[表4]

Figure 2018190799
(3) Sample preparation method The Fe-1.5Si alloy powders used in Example 2 and Comparative Example 2 were those shown in Table 4 below.
[Table 4]
Figure 2018190799

(a)実施例2として、表4に示す軟磁性粉末に対して、無機絶縁粉末であるアルミナ粉末を0.75wt%混合した。その後、アルミナ粉末を付着させた軟磁性粉末に対して、シリコーンオリゴマーを1.0wt%混合し、大気雰囲気中、150℃で1時間の加熱乾燥を行い、絶縁被膜を形成した。また、比較例1として、表4に示す軟磁性粉末に対して、無機絶縁粉末であるアルミナ粉末を0.75wt%混合した。その後、アルミナ粉末を付着させた軟磁性粉末に対して、シランカップリング剤を1.0wt%混合し、絶縁被膜を形成した。
(b)その後、実施例1及び比較例1と同様に、シリコーンレジンの絶縁被膜を形成し、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を混合した。そして、実施例1及び比較例1と同様のトロイダル形状の容器に充填し、成形圧力15ton/cmで成形体を作製した。最後に、成形体を800℃の熱処理温度で窒素雰囲気中にて2時間熱処理を行い、圧粉磁心を作製した。
(A) As Example 2, 0.75 wt% of alumina powder as inorganic insulating powder was mixed with the soft magnetic powder shown in Table 4. Thereafter, 1.0 wt% of the silicone oligomer was mixed with the soft magnetic powder to which the alumina powder was adhered, and heat-dried at 150 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to form an insulating coating. Further, as Comparative Example 1, 0.75 wt% of alumina powder, which is an inorganic insulating powder, was mixed with the soft magnetic powder shown in Table 4. Thereafter, 1.0 wt% of a silane coupling agent was mixed with the soft magnetic powder to which the alumina powder was adhered to form an insulating coating.
(B) Thereafter, as in Example 1 and Comparative Example 1, a silicone resin insulating film was formed, and zinc stearate was mixed as a lubricant. Then, the same toroidal container as in Example 1 and Comparative Example 1 was filled, and a molded body was produced at a molding pressure of 15 ton / cm 2 . Finally, the compact was heat treated in a nitrogen atmosphere at a heat treatment temperature of 800 ° C. for 2 hours to produce a dust core.

表5は、実施例2及び比較例2の圧粉磁心の磁気特性を示した表である。
[表5]

Figure 2018190799
Table 5 is a table showing the magnetic characteristics of the dust cores of Example 2 and Comparative Example 2.
[Table 5]
Figure 2018190799

表5及び図5より、Fe-4.5Si合金粉末の場合と同様に、絶縁被膜として機械的結合力が強いシリコーンオリゴマーを使用した実施例2は、機械的結合力が弱いシランカップリング剤を使用した比較例2と比較して、鉄損(Pcv)が低減される。鉄損(Pcv)は、ヒステリシス損失(Phv)と渦電流損失(Pev)の合計であるが、シリコーンオリゴマーの絶縁被膜は、特にヒステリシス損失(Phv)の低減に作用する。   From Table 5 and FIG. 5, as in the case of the Fe-4.5Si alloy powder, Example 2 using a silicone oligomer having a strong mechanical bonding force as the insulating film uses a silane coupling agent having a low mechanical bonding force. Compared with the comparative example 2, the iron loss (Pcv) is reduced. The iron loss (Pcv) is the sum of hysteresis loss (Phv) and eddy current loss (Pev), but the insulating film of silicone oligomer particularly acts to reduce hysteresis loss (Phv).

また、表5及び図6より、絶縁被膜として機械的結合力が強いシリコーンオリゴマーを使用した実施例2は、機械的結合力が弱いシランカップリング剤を使用した比較例2と比較して、磁界の強さが10(kA/m)の時の透磁率の増加率は、61.6/50.0より1.23となる。   In addition, from Table 5 and FIG. 6, Example 2 using a silicone oligomer having a strong mechanical bonding force as an insulating film was compared with Comparative Example 2 using a silane coupling agent having a low mechanical bonding force. The rate of increase in the magnetic permeability when the strength is 10 (kA / m) is 1.23 from 61.6 / 50.0.

以上のように、硬度が300MPa以下のFe-1.5Si合金粉末の周囲をシリコーンオリゴマー層の絶縁被膜で覆うことで、ヒステリシス損失を低減し、その結果、低損失で直流重畳特性に優れた圧粉磁心とその製造方法を提供することができる。   As mentioned above, the hysteresis loss is reduced by covering the periphery of the Fe-1.5Si alloy powder having a hardness of 300 MPa or less with the insulating film of the silicone oligomer layer, and as a result, the powder compact that has low loss and excellent DC superposition characteristics. A magnetic core and a manufacturing method thereof can be provided.

[第3の特性比較(絶縁被膜の違いによる直流重畳特性への影響:Fe-6.5Si合金粉末)]
第3の特性比較では、軟磁性粉末としてFe-6.5Si合金粉末を使用する場合の絶縁被膜による直流重畳特性への影響について実施例3及び比較例3を作成し比較を行う。
[Third characteristic comparison (Influence on direct current superposition characteristics due to difference in insulating coating: Fe-6.5Si alloy powder)]
In the third characteristic comparison, Example 3 and Comparative Example 3 are created and compared with respect to the influence on the DC superposition characteristics by the insulating coating when Fe-6.5Si alloy powder is used as the soft magnetic powder.

本実施例3及び比較例3で使用するFe-6.5Si合金粉末は、以下の表6のものを使用した。
[表6]

Figure 2018190799
The Fe-6.5Si alloy powders used in Example 3 and Comparative Example 3 were those shown in Table 6 below.
[Table 6]
Figure 2018190799

(a)実施例3として、表6に示す軟磁性粉末に対して、無機絶縁粉末であるアルミナ粉末を0.75wt%混合した。その後、アルミナ粉末を付着させた軟磁性粉末に対して、シリコーンオリゴマーを1.0wt%混合し、大気雰囲気中、150℃で1時間の加熱乾燥を行い、絶縁被膜を形成した。また、比較例3として、表6に示す軟磁性粉末に対して、無機絶縁粉末であるアルミナ粉末を1.25wt%混合した。その後、アルミナ粉末を付着させた軟磁性粉末に対して、シランカップリング剤を0.5wt%混合し、絶縁被膜を形成した。
(b)その後、実施例1及び比較例1と同様に、シリコーンレジンの絶縁被膜を形成し、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を混合した。そして、実施例1及び比較例1と同様のトロイダル形状の容器に充填し、成形圧力15ton/cmで成形体を作製した。最後に、成形体を850℃の熱処理温度で窒素雰囲気中にて2時間熱処理を行い、圧粉磁心を作製した。
(A) As Example 3, 0.75 wt% of alumina powder, which is an inorganic insulating powder, was mixed with the soft magnetic powder shown in Table 6. Thereafter, 1.0 wt% of the silicone oligomer was mixed with the soft magnetic powder to which the alumina powder was adhered, and heat-dried at 150 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to form an insulating coating. As Comparative Example 3, 1.25 wt% of alumina powder, which is an inorganic insulating powder, was mixed with the soft magnetic powder shown in Table 6. Thereafter, 0.5 wt% of a silane coupling agent was mixed with the soft magnetic powder to which the alumina powder was adhered to form an insulating coating.
(B) Thereafter, as in Example 1 and Comparative Example 1, a silicone resin insulating film was formed, and zinc stearate was mixed as a lubricant. Then, the same toroidal container as in Example 1 and Comparative Example 1 was filled, and a molded body was produced at a molding pressure of 15 ton / cm 2 . Finally, the compact was heat-treated in a nitrogen atmosphere at a heat treatment temperature of 850 ° C. for 2 hours to produce a dust core.

表7は、実施例3及び比較例3の圧粉磁心の磁気特性を示した表である。
[表7]

Figure 2018190799
Table 7 is a table showing the magnetic characteristics of the dust cores of Example 3 and Comparative Example 3.
[Table 7]
Figure 2018190799

表7及び図7より、Fe-4.5Si合金粉末の場合と同様に、絶縁被膜として機械的結合力が強いシリコーンオリゴマーを使用した実施例3は、機械的結合力が弱いシランカップリング剤を使用した比較例3と比較して、鉄損(Pcv)が低減される。鉄損(Pcv)は、ヒステリシス損失(Phv)と渦電流損失(Pev)の合計であるが、シリコーンオリゴマーの絶縁被膜は、特にヒステリシス損失(Phv)の低減に作用する。   From Table 7 and FIG. 7, Example 3, which uses a silicone oligomer with a strong mechanical bonding force as the insulating coating, uses a silane coupling agent with a low mechanical bonding force, as in the case of Fe-4.5Si alloy powder. Compared with the comparative example 3, the iron loss (Pcv) is reduced. The iron loss (Pcv) is the sum of hysteresis loss (Phv) and eddy current loss (Pev), but the insulating film of silicone oligomer particularly acts to reduce hysteresis loss (Phv).

また、表7及び図8より、絶縁被膜として機械的結合力が強いシリコーンオリゴマーを使用した実施例3は、機械的結合力が弱いシランカップリング剤を使用した比較例3と比較して、磁界の強さが10(kA/m)の時の透磁率の増加率は、68.7/61.2より1.12となる。   Moreover, from Table 7 and FIG. 8, Example 3 which uses the silicone oligomer with a strong mechanical bonding force as an insulating film is magnetic field compared with the comparative example 3 which uses a silane coupling agent with a weak mechanical bonding force. The rate of increase in magnetic permeability when the strength of 10 is 10 (kA / m) is 1.12 from 68.7 / 61.2.

以上のように、硬度が300MPa以下のFe-6.5Si合金粉末の周囲をシリコーンオリゴマー層の絶縁被膜で覆うことで、ヒステリシス損失を低減し、その結果、低損失で直流重畳特性に優れた圧粉磁心とその製造方法を提供することができる。   As mentioned above, the hysteresis loss is reduced by covering the periphery of the Fe-6.5Si alloy powder with a hardness of 300 MPa or less with the insulating film of the silicone oligomer layer, and as a result, the powder compact that has low loss and excellent DC superposition characteristics. A magnetic core and a manufacturing method thereof can be provided.

[第4の特性比較(絶縁被膜の違いによる直流重畳特性への影響:Fe-Ni合金粉末)]
第4の特性比較では、軟磁性粉末としてFe-Ni合金粉末を使用する場合の絶縁被膜による直流重畳特性への影響について実施例4及び比較例4を作成し比較を行う。
[Fourth characteristic comparison (Influence on direct current superposition characteristics due to difference in insulating coating: Fe-Ni alloy powder)]
In the fourth characteristic comparison, Example 4 and Comparative Example 4 are created and compared with respect to the influence on the DC superposition characteristics by the insulating coating when Fe—Ni alloy powder is used as the soft magnetic powder.

本実施例4及び比較例4で使用するFe-Ni合金粉末は、以下の表8のものを使用した。
[表8]

Figure 2018190799
The Fe—Ni alloy powders used in Example 4 and Comparative Example 4 were those shown in Table 8 below.
[Table 8]
Figure 2018190799

(a)実施例4として、表8に示す軟磁性粉末に対して、無機絶縁粉末であるアルミナ粉末を0.5wt%混合した。その後、アルミナ粉末を付着させた軟磁性粉末に対して、シリコーンオリゴマーを1.0wt%混合し、大気雰囲気中、150℃で1時間の加熱乾燥を行い、絶縁被膜を形成した。また、比較例4として、表6に示す軟磁性粉末に対して、無機絶縁粉末であるアルミナ粉末を0.75wt%混合した。その後、アルミナ粉末を付着させた軟磁性粉末に対して、シランカップリング剤を0.5wt%混合し、絶縁被膜を形成した。
(b)その後、実施例1及び比較例1と同様に、シリコーンレジンの絶縁被膜を形成し、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を混合した。そして、実施例1及び比較例1と同様のトロイダル形状の容器に充填し、成形圧力15ton/cmで成形体を作製した。最後に、成形体を比較例4については600℃、実施例1については850℃の熱処理温度で窒素雰囲気中にて2時間熱処理を行い、圧粉磁心を作製した。
(A) As Example 4, 0.5 wt% of alumina powder as inorganic insulating powder was mixed with the soft magnetic powder shown in Table 8. Thereafter, 1.0 wt% of the silicone oligomer was mixed with the soft magnetic powder to which the alumina powder was adhered, and heat-dried at 150 ° C. for 1 hour in an air atmosphere to form an insulating coating. Further, as Comparative Example 4, 0.75 wt% of alumina powder, which is an inorganic insulating powder, was mixed with the soft magnetic powder shown in Table 6. Thereafter, 0.5 wt% of a silane coupling agent was mixed with the soft magnetic powder to which the alumina powder was adhered to form an insulating coating.
(B) Thereafter, as in Example 1 and Comparative Example 1, a silicone resin insulating film was formed, and zinc stearate was mixed as a lubricant. Then, the same toroidal container as in Example 1 and Comparative Example 1 was filled, and a molded body was produced at a molding pressure of 15 ton / cm 2 . Finally, the compact was heat-treated in a nitrogen atmosphere for 2 hours at a heat treatment temperature of 600 ° C. for Comparative Example 4 and 850 ° C. for Example 1 to produce a dust core.

表9は、実施例4及び比較例4の圧粉磁心の磁気特性を示した表である。
[表9]

Figure 2018190799
Table 9 is a table showing the magnetic characteristics of the dust cores of Example 4 and Comparative Example 4.
[Table 9]
Figure 2018190799

表9及び図9より、Fe-4.5Si合金粉末の場合と同様に、絶縁被膜として機械的結合力が強いシリコーンオリゴマーを使用した実施例4は、機械的結合力が弱いシランカップリング剤を使用した比較例4と比較して、鉄損(Pcv)が低減される。鉄損(Pcv)は、ヒステリシス損失(Phv)と渦電流損失(Pev)の合計であるが、シリコーンオリゴマーの絶縁被膜は、特にヒステリシス損失(Phv)の低減に作用する。   From Table 9 and FIG. 9, Example 4 which uses the silicone oligomer with a strong mechanical bond strength as an insulating film uses the silane coupling agent with a weak mechanical bond strength similarly to the case of Fe-4.5Si alloy powder. Compared with the comparative example 4, the iron loss (Pcv) is reduced. The iron loss (Pcv) is the sum of hysteresis loss (Phv) and eddy current loss (Pev), but the insulating film of silicone oligomer particularly acts to reduce hysteresis loss (Phv).

また、表9及び図10より、絶縁被膜として機械的結合力が強いシリコーンオリゴマーを使用した実施例4は、機械的結合力が弱いシランカップリング剤を使用した比較例4と比較して、磁界の強さが10(kA/m)の時の透磁率の増加率は、71.7/59.2より1.21となる。   Moreover, from Table 9 and FIG. 10, Example 4 which uses the silicone oligomer with a strong mechanical bonding force as an insulating film is magnetic field compared with the comparative example 4 using a silane coupling agent with a weak mechanical bonding force. The rate of increase in magnetic permeability when the strength of 10 is 10 (kA / m) is 1.21 from 71.7 / 59.2.

以上のように、硬度が300MPa以下のFe-Ni合金粉末の周囲をシリコーンオリゴマー層の絶縁被膜で覆うことで、ヒステリシス損失を低減し、その結果、低損失で直流重畳特性に優れた圧粉磁心とその製造方法を提供することができる。   As described above, the hysteresis loss is reduced by covering the periphery of the Fe-Ni alloy powder with a hardness of 300 MPa or less with the insulating coating of the silicone oligomer layer, and as a result, the dust core has excellent DC superposition characteristics with low loss. And a manufacturing method thereof.

(結論)
以上の第1〜第4の特性比較より、粉末の種類によらず、硬度が300MPa以下の軟磁性粉末の周囲をシリコーンオリゴマー層の絶縁被膜で覆うことで、均一な絶縁被膜を形成することができ、良好な直流重畳特性の圧粉磁心を作成することが可能となる。
(Conclusion)
From the above first to fourth characteristic comparisons, it is possible to form a uniform insulating film by covering the periphery of a soft magnetic powder having a hardness of 300 MPa or less with an insulating film of a silicone oligomer layer, regardless of the type of powder. This makes it possible to create a dust core having good direct current superposition characteristics.

[2.他の実施形態]
本発明は上記実施形態そのままに限定されるものではなく、実施段階ではその要旨を逸脱しない範囲で構成要素を変形して具体化できる。また、上記実施形態に開示されている複数の構成要素の適宜な組み合わせにより、種々の発明を形成できる。
[2. Other Embodiments]
The present invention is not limited to the above-described embodiments as they are, and can be embodied by modifying the constituent elements without departing from the scope of the invention in the implementation stage. In addition, various inventions can be formed by appropriately combining a plurality of components disclosed in the embodiment.

Claims (8)

軟磁性粉末と、当該軟磁性粉末の表面を覆う絶縁被膜と、を有する軟磁性材料であって、
前記軟磁性粉末の硬度が300MPa以下であり、
前記絶縁被膜が、前記軟磁性粉末の外側を被覆するシリコーンオリゴマーであること、
を特徴とする軟磁性材料。
A soft magnetic material having a soft magnetic powder and an insulating coating covering the surface of the soft magnetic powder,
The soft magnetic powder has a hardness of 300 MPa or less,
The insulating coating is a silicone oligomer that coats the outside of the soft magnetic powder;
Soft magnetic material characterized by
前記シリコーンオリゴマーの添加量が前記軟磁性粉末に対して0.15〜1.25wt%であること、
を特徴とする請求項1に記載の軟磁性材料。
The addition amount of the silicone oligomer is 0.15 to 1.25 wt% with respect to the soft magnetic powder,
The soft magnetic material according to claim 1.
前記軟磁性粉末がFe−Ni合金粉末、またはFe−Si合金粉末であることを特徴とする請求項1または請求項2に記載の軟磁性材料。   The soft magnetic material according to claim 1 or 2, wherein the soft magnetic powder is Fe-Ni alloy powder or Fe-Si alloy powder. 前記Fe−Si合金粉末において、Feに対するSiの比率は1.5%以上6.5%以下であることを特徴とする請求項3に記載の軟磁性材料。   4. The soft magnetic material according to claim 3, wherein a ratio of Si to Fe is 1.5% or more and 6.5% or less in the Fe—Si alloy powder. 5. 前記シリコーンオリゴマーが、メチル系またはメチルフェニル系のシリコーンオリゴマーであること、
を特徴とする請求項1乃至4のいずれか1項に記載の軟磁性材料。
The silicone oligomer is a methyl or methylphenyl silicone oligomer;
The soft magnetic material according to any one of claims 1 to 4, wherein:
請求項1乃至5のいずれか1項に記載の軟磁性材料を使用した圧粉磁心。   A dust core using the soft magnetic material according to any one of claims 1 to 5. 請求項6に記載の圧粉磁心にコイルが巻回されたリアクトル。   A reactor in which a coil is wound around the dust core according to claim 6. 硬度が300MPa以下の軟磁性粉末にシリコーンオリゴマーを混合し、乾燥させ、シリコーンオリゴマー層を形成する工程と、
前記シリコーンオリゴマー層が形成された前記軟磁性粉末にシリコーンレジンを混合し、乾燥させ、シリコーンレジン層を形成する工程と、
前記各工程を経た前記軟磁性粉末を、加圧成形処理して成形体を作製する成形工程と、
前記成形工程を経た成形体を600℃以上で熱処理する熱処理工程と、
を有する圧粉磁心の製造方法。
A step of mixing a silicone oligomer with a soft magnetic powder having a hardness of 300 MPa or less and drying to form a silicone oligomer layer;
A step of mixing a silicone resin with the soft magnetic powder having the silicone oligomer layer formed thereon and drying to form a silicone resin layer;
A molding step for producing a compact by subjecting the soft magnetic powder that has undergone each of the above steps to pressure molding, and
A heat treatment step of heat-treating the molded body that has undergone the molding step at 600 ° C. or higher;
The manufacturing method of the powder magnetic core which has this.
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