JP4723609B2 - Dust core, dust core manufacturing method, choke coil and manufacturing method thereof - Google Patents
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Description
本発明は、スイッチング電源等の電子機器に使用される圧粉磁心、圧粉磁心の製造方法、当該圧粉磁心を備えたチョークコイル及びその製造方法に関する。 The present invention relates to a dust core used in electronic equipment such as a switching power supply, a method for manufacturing a dust core, a choke coil including the dust core, and a method for manufacturing the choke coil.
従来から、高周波電流を阻止するために用いられるチョークコイルには、フェライト磁心や圧粉磁心が一般的に使用される。ここで、フェライト磁心は、飽和磁束密度が低いといった欠点を有しているのに対し、金属合金粉末を成形して作製される圧粉磁心は、軟磁性のフェライト磁心に比べて高い飽和磁束密度を有するので直流重畳特性に優れている。 Conventionally, ferrite cores and dust cores are generally used for choke coils used to block high-frequency currents. Here, the ferrite magnetic core has a drawback that the saturation magnetic flux density is low, whereas the powder magnetic core produced by molding the metal alloy powder has a higher saturation magnetic flux density than the soft magnetic ferrite magnetic core. It has excellent direct current superposition characteristics.
この圧粉磁心に使用される金属合金粉末には、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金のセンダスト、Ｆｅ−Ｎｉ合金のパーマロイ、Ｆｅ−Ｓｉ合金が用いられており、近年は、より低損失で、透磁率が高く、さらに安価なセンダストが頻繁に用いられている。 The metal alloy powder used for this dust core is made of Fe-Si-Al alloy Sendust, Fe-Ni alloy permalloy, and Fe-Si alloy. Sendust, which is expensive and cheaper, is frequently used.
また、圧粉磁心では、エネルギー交換効率の向上や低発熱等の観点から、小さな印加磁場において大きな磁束密度を取得できるといった磁気特性と、磁束密度の変化におけるエネルギー損失の低減といった磁気特性が求められている。しかしながら、圧粉磁心を交流磁場で使用した場合には、ヒステリシス損失、渦電流損失、異常渦電流損失の和で示される鉄損と称するエネルギー損失が生じてしまい、特に、ヒステリシス損失と渦電流損失が問題となる。 In addition, from the standpoints of improving energy exchange efficiency and low heat generation, the dust core requires magnetic properties such that a large magnetic flux density can be obtained with a small applied magnetic field, and magnetic properties such as reduction of energy loss due to changes in magnetic flux density. ing. However, when a dust core is used in an alternating magnetic field, an energy loss called iron loss, which is the sum of hysteresis loss, eddy current loss, and abnormal eddy current loss, occurs, in particular hysteresis loss and eddy current loss. Is a problem.
なお、このヒステリシス損失は動作周波数に比例し、渦電流損失は動作周波数の２乗に比例するので、当該ヒステリシス損失は低周波側領域で支配的になり、当該渦電流損失は高周波領域で支配的になる。そのため、低周波側領域では、ヒステリシス損失を抑制し、高周波側領域では渦電流損失を抑制することで、この鉄損を低減させる必要がある。 Since this hysteresis loss is proportional to the operating frequency and the eddy current loss is proportional to the square of the operating frequency, the hysteresis loss is dominant in the low frequency region, and the eddy current loss is dominant in the high frequency region. become. Therefore, it is necessary to reduce this iron loss by suppressing hysteresis loss in the low frequency region and suppressing eddy current loss in the high frequency region.
従来では、主に渦電流損失を低減させることを目的として、様々な絶縁性結着剤の検討が行われており、例えば、絶縁性に優れ接着強度が強いエポキシ樹脂等の有機系樹脂が絶縁性結着剤として主に使用されている。つまり、絶縁性結着剤であるエポキシ樹脂で金属合金粉末を被覆し、加圧成形した後に加熱処理（焼鈍）を行うことで圧粉磁心を形成している。 Conventionally, various insulating binders have been studied mainly for the purpose of reducing eddy current loss. For example, an organic resin such as an epoxy resin having excellent insulating properties and strong adhesive strength is insulated. It is mainly used as a sex binder. That is, the powder magnetic core is formed by coating the metal alloy powder with an epoxy resin that is an insulating binder, press-molding, and then performing heat treatment (annealing).
しかしながら、圧粉磁心を作製するにあたり、軟磁性の金属粉末を加圧成形した場合には、圧縮歪みによる軟磁気特性の劣化が生じ、成形圧力が高いほど劣化が進行する。そのため、このような劣化のもととなる圧縮歪みに対しては、成形体を熱処理することにより歪みを開放し、軟磁気特性を回復させている。 However, when a soft magnetic metal powder is pressure-molded in producing a dust core, soft magnetic properties are deteriorated due to compressive strain, and the deterioration proceeds as the molding pressure is higher. For this reason, the compression strain that causes such deterioration is released by heat-treating the molded body to restore the soft magnetic characteristics.
ところが、この圧縮歪みが開放される温度範囲においては、多くの有機系絶縁性結着剤は分解されてしまい、当該結着剤を使用することができないでいた。こういった問題を解消するために、従来技術として、無機系の絶縁性結着剤である水ガラスが使用された圧粉磁心が提案されている（特許文献１参照）。 However, in the temperature range where the compression strain is released, many organic insulating binders are decomposed, and the binders cannot be used. In order to solve these problems, a dust core using water glass, which is an inorganic insulating binder, has been proposed as a conventional technique (see Patent Document 1).
しかし、水ガラスを結着剤として使用した場合、熱処理後も水を吸収して耐久性が低下するといった問題が生じ、さらに、接着強度が弱いため充分な機械的強度が得られないといった問題も生じてしまう。そこで、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金粉末に、有機バインダーとして、シリコーン樹脂とステアリン酸を混ぜ合わせ、その後、Ａｒ雰囲気中と酸化雰囲気中の各々で５００〜９００℃の熱処理を行い圧環強度と耐電圧の改善を図った製造手法が提案されている（特許文献２、３参照）。
ところで、上記のようなＦｅ−Ｓｉ−Ａｌを主成分とする合金粉末に、有機バインダーとして、シリコーン樹脂とステアリン酸を混ぜ合わせ、その後、Ａｒ雰囲気中と酸化雰囲気中の各々で熱処理を行う製造手法では、ヒステリシス損失や渦電流損失の低減について特に考慮していない。また、シランカップリン剤等の耐熱性保護被膜を使用していないため、酸化雰囲気中で熱処理を行うと、透磁率の低下が著しい。 By the way, the manufacturing method which mixes a silicone resin and a stearic acid as an organic binder with the alloy powder which has the above-mentioned Fe-Si-Al as a main component, and then heat-processes each in Ar atmosphere and oxidation atmosphere However, no particular consideration is given to the reduction of hysteresis loss and eddy current loss. Further, since a heat-resistant protective film such as a silane coupling agent is not used, the magnetic permeability is remarkably lowered when heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere.
本発明は、上記課題を解消するために提案されたものであって、その目的は、圧粉磁心を交流磁場で使用した場合であっても鉄損を低減させることができ、さらに、酸化雰囲気中において熱処理を行った際も透磁率が低下せず、優れた直流重畳特性の圧粉磁心、圧粉磁心の製造方法、チョークコイル及びその製造方法を提供することにある。 The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems, and the object thereof is to reduce iron loss even when the dust core is used in an alternating magnetic field, and further, in an oxidizing atmosphere. An object of the present invention is to provide a dust core having excellent direct current superposition characteristics, a dust core manufacturing method, a choke coil, and a method for manufacturing the same, even when heat treatment is performed.
本発明は、鉄、珪素、アルミニウムを主成分とする軟磁性合金粉末をメチルフェニル系シリコーン樹脂で被覆した前記軟磁性合金粉末を、所定の形状に成形加工した後に、酸化雰囲気中で熱処理することで形成される圧粉磁心であって、In the present invention, the soft magnetic alloy powder obtained by coating a soft magnetic alloy powder mainly composed of iron, silicon, and aluminum with a methylphenyl silicone resin is molded into a predetermined shape and then heat-treated in an oxidizing atmosphere. A dust core formed of
前記軟磁性合金粉末の表面が、耐熱性保護皮膜で被覆され、前記メチルフェニル系シリコーン樹脂の添加量が０．５〜１．５ｗｔ％であり、前記耐熱性保護皮膜と前記メチルフェニル系シリコーン樹脂の添加量の合計が１．０ｗｔ％を超えかつ３．５ｗｔ％以下であることを特徴とする。 The surface of the soft magnetic alloy powder is coated with a heat-resistant protective film, and the addition amount of the methylphenyl silicone resin is 0.5 to 1.5 wt%. The heat-resistant protective film and the methylphenyl silicone resin It is characterized in that the total amount of added exceeds 1.0 wt% and not more than 3.5 wt%.
本発明において、前記耐熱性保護皮膜を形成する材料としてシランカップリング剤を使用することが好ましい。また、前記のような圧粉磁心の製造方法、前記のような構成の圧粉磁心を使用したチョークコイル及びその製造方法も、本発明の一態様である。In the present invention, it is preferable to use a silane coupling agent as a material for forming the heat-resistant protective film. Moreover, the manufacturing method of the above-mentioned powder magnetic core, the choke coil using the powder magnetic core of the above structure, and its manufacturing method are also one aspect | mode of this invention.
以上のような態様によれば、メチルフェニル系シリコーン樹脂を使用することにより、酸化雰囲気中（大気中）で熱処理が行われると、このメチルフェニル系シリコーン樹脂は、３５０℃程度でＳｉ基に直結しているメチル基が熱分解し、その後、シリカ（ＳｉＯ２）層として軟磁性合金粉末の表面に残り、強固なバインダー、かつ絶縁膜となる。これは、緻密で強固なシリカ膜であるため、大気中における高温での熱処理を行った場合であっても絶縁性は劣化せず、酸化等によるヒステリシス損失の増加の影響を低減させることができる。 According to the above aspect, when a methylphenyl silicone resin is used and heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere (in the air), the methylphenyl silicone resin is directly bonded to the Si group at about 350 ° C. The methyl group is thermally decomposed, and then remains on the surface of the soft magnetic alloy powder as a silica (SiO 2 ) layer, forming a strong binder and insulating film. Since this is a dense and strong silica film, even when heat treatment is performed at a high temperature in the atmosphere, the insulating property does not deteriorate, and the influence of an increase in hysteresis loss due to oxidation or the like can be reduced. .
なお、低周波数側ではヒステリシス損失が支配的になることから、周波数が２００ｋＨｚ以下においては、大気中で熱処理を行う方が窒素雰囲気中で熱処理を行うものよりも鉄損（主にヒステリシス損失）を低減させることが可能となる。 Since hysteresis loss is dominant on the low frequency side, iron loss (mainly hysteresis loss) is higher when heat treatment is performed in the atmosphere than when heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere at a frequency of 200 kHz or less. It can be reduced.
また、上記のような軟磁性合金粉末において、メチルフェニル系シリコーン樹脂では、スプリングバックによるクラックの影響によりメチル系シリコーン樹脂では得られない高圧成形を行うことが可能である。これにより、成形体の密度が向上するので、ヒステリシス損失は低減し、最大磁束密度も向上する。よって、メチルフェニル系シリコーン樹脂により作製した圧粉磁心の方がメチル系シリコーン樹脂により作製した圧粉磁心よりも鉄損が低減し、優れた磁気特性を取得することができる。 In addition, in the soft magnetic alloy powder as described above, it is possible to perform high-pressure molding that cannot be obtained with a methyl silicone resin due to the influence of cracks caused by springback. Thereby, since the density of a molded object improves, a hysteresis loss reduces and a maximum magnetic flux density also improves. Therefore, a powder magnetic core made of a methylphenyl silicone resin has a lower iron loss than a powder magnetic core made of a methyl silicone resin, and excellent magnetic properties can be obtained.
しかも、メチルフェニル系シリコーン樹脂の分量を０．５ｗｔ％以上とすることにより、当該メチルフェニル系シリコーン樹脂により形成されるシリカ（ＳｉＯ２）層が、緻密で強固なシリカ膜となるため、高圧環強度を維持し、絶縁性は劣化せずに酸化等によるヒステリシス損失の増加の影響を低減させることが可能となる。なお、０．５ｗｔ％より少ないと、このメチルフェニル系シリコーン樹脂により形成された成形体にクラックが発生するため、磁気特性の低下等の不具合が生じてしまう。 In addition, by setting the amount of the methylphenyl silicone resin to 0.5 wt% or more, the silica (SiO 2 ) layer formed by the methylphenyl silicone resin becomes a dense and strong silica film. The strength can be maintained, and the influence of an increase in hysteresis loss due to oxidation or the like can be reduced without deteriorating the insulating properties. If the amount is less than 0.5 wt%, cracks occur in the molded body formed of this methylphenyl silicone resin, resulting in problems such as deterioration in magnetic properties.
また、メチルフェニル系シリコーン樹脂の分量を１．５ｗｔ％以下としているのは、このメチルフェニル系シリコーン樹脂量が増加し過ぎると、合金粉末の密度が低下することで最大磁束密度が低下し、また、ヒステリシス損失が増加してしまうことを防止するためである。 In addition, the amount of methylphenyl silicone resin is 1.5 wt% or less because when the amount of methylphenyl silicone resin is excessively increased, the density of the alloy powder is reduced, so that the maximum magnetic flux density is reduced. This is to prevent the hysteresis loss from increasing.
シランカップリング剤とメチルフェニル系シリコーン樹脂との添加量の合計が１．０ｗｔ％を超えかつ３．５ｗｔ％以下としたので、メチルフェニル系シリコーン樹脂から形成された成形体にクラックが生じたり、最大磁束密度が低下し、ヒステリシス損失が増加する等の影響を抑制することが可能となる。 Since the total addition amount of the silane coupling agent and the methylphenyl silicone resin exceeds 1.0 wt% and 3.5 wt% or less , cracks occur in the molded body formed from the methylphenyl silicone resin, It becomes possible to suppress the influence such as a decrease in the maximum magnetic flux density and an increase in hysteresis loss.
具体的には、メチルフェニル系シリコーン樹脂の添加量の上限は、上述した通り、最大磁束密度の低下やヒステリシス損失の増加の観点から１．５ｗｔ％であり、また、シランカップリング剤の上限は、圧環強度との関係で２．０ｗｔ％であるため、このような状況を考慮して、シランカップリング剤とメチルフェニル系シリコーン樹脂との添加量の上限を３．５ｗｔ％となる。 Specifically, as described above, the upper limit of the amount of methylphenyl silicone resin added is 1.5 wt% from the viewpoint of a decrease in the maximum magnetic flux density and an increase in hysteresis loss, and the upper limit of the silane coupling agent is In view of such a situation, the upper limit of the addition amount of the silane coupling agent and the methylphenyl silicone resin is 3.5 wt%.
一方、シランカップリング剤を使用しない場合よりも、最大磁束密度の低下やヒステリシス損失の増加を抑制することが可能となり、優れた磁気特性を実現する上で、メチルフェニル系シリコーン樹脂とシランカップリング剤の添加量の下限を１．０ｗｔ％としている。 On the other hand, lowering the maximum magnetic flux density and increasing hysteresis loss can be suppressed compared to when no silane coupling agent is used, and in order to achieve superior magnetic properties, methylphenyl silicone resin and silane coupling are used. The lower limit of the addition amount of the agent is 1.0 wt%.
以上のような態様によれば、耐熱性保護皮膜としてシランカップリング剤を使用すると、大気中で熱処理を行った場合においても透磁率を低下することなく、当該シランカップリング剤を使用しない場合よりも鉄損を低減させることが可能となる。そのため、メチルフェニル系シリコーン樹脂の分量が少なくてもシランカップリング剤を使用することで鉄損を低減可能な圧粉磁心を作製できる。 According to the above aspect, when a silane coupling agent is used as the heat-resistant protective film, the magnetic permeability is not lowered even when heat treatment is performed in the atmosphere, and the case where the silane coupling agent is not used. Also, iron loss can be reduced. Therefore, even if there is little quantity of a methylphenyl-type silicone resin, the powder magnetic core which can reduce an iron loss can be produced by using a silane coupling agent.
以上のような態様によれば、使用されるメチルフェニル系シリコーン樹脂に被覆された合金粉末は、大気中熱処理されることで、上述した通り、シリカ（ＳｉＯ２）層として軟磁性合金粉末の表面に残り、緻密で強固なシリカ膜となるため、大気中における高温での熱処理を行った場合であっても絶縁性は劣化せず、酸化等によるヒステリシス損失を低減させる圧粉磁心を使用したチョークコイルを作製することが可能である。 According to the above-described aspect, the alloy powder coated with the methylphenyl silicone resin to be used is heat-treated in the atmosphere, and as described above, the surface of the soft magnetic alloy powder as a silica (SiO 2 ) layer. In addition, since it becomes a dense and strong silica film, the insulation does not deteriorate even when heat treatment is performed at high temperature in the atmosphere, and the choke using a dust core that reduces hysteresis loss due to oxidation or the like A coil can be made.
また、直流重畳電流が所定値を超える場合には、大気中で熱処理を行い形成した圧粉磁心を使用することでチョークコイルのインダクタンスが高くなり、さらに、当該インダクタンスの低減する幅も小さいため、良好な直流重畳特性を実現できる。 In addition, when the DC superposition current exceeds a predetermined value, the inductance of the choke coil is increased by using a dust core formed by heat treatment in the atmosphere, and further, the width for reducing the inductance is small, Good DC superposition characteristics can be realized.
以上のような本発明によれば、メチルフェニル系シリコーン樹脂を使用することにより、酸化雰囲気中（大気中）で熱処理が行われると、このメチルフェニル系シリコーン樹脂は、３５０℃程度でＳｉ基に直結しているメチル基が熱分解し、その後、シリカ（ＳｉＯ２）層として軟磁性合金粉末の表面に残り、緻密で強固なシリカ膜を形成するため、大気中における高温での熱処理を行った場合であっても絶縁性は劣化せず、酸化等によるヒステリシス損失の増加の影響を低減させることが可能な圧粉磁心、圧粉磁心の製造方法、チョークコイル及びその製造方法を提供することができる。 According to the present invention as described above, when a heat treatment is performed in an oxidizing atmosphere (in the air) by using a methylphenyl silicone resin, the methylphenyl silicone resin becomes Si-based at about 350 ° C. The directly bonded methyl groups were thermally decomposed, and then remained on the surface of the soft magnetic alloy powder as a silica (SiO 2 ) layer, and heat treatment was performed at high temperature in the atmosphere to form a dense and strong silica film. It is possible to provide a dust core, a method for manufacturing a dust core, a choke coil, and a method for manufacturing the same, which can reduce the influence of an increase in hysteresis loss due to oxidation or the like, even if the insulation property does not deteriorate. it can.
［本実施形態］
［１．製造工程］
次に、本発明の製造工程を以下に説明する。なお、本発明は、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金を主成分とする軟磁性合金粉末を、結着性絶縁樹脂であるメチルフェニル系シリコーン粘着剤により被覆し、その後、所定の形状に成形し、酸化雰囲気中（大気中）で熱処理することで圧粉磁心を作製する点に特徴を有する。
[This embodiment]
[1. Manufacturing process]
Next, the manufacturing process of the present invention will be described below. In the present invention, a soft magnetic alloy powder mainly composed of Fe-Si-Al alloy is coated with a methylphenyl silicone adhesive, which is a binding insulating resin, and then molded into a predetermined shape and oxidized. It is characterized in that a dust core is produced by heat treatment in an atmosphere (in the air).
具体的には、まず、センダスト等のＦｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金を主成分とする軟磁性合金粉末を、例えばメチルフェニル系シリコーンワニスにより被覆し、２００℃前後の加熱乾燥を行う。その後、メチル基の熱分解速度を速めるために、潤滑剤としてステアリン酸の金属塩を混入させる。なお、後述するが、本実施形態では、この潤滑剤としてエチレンビスステアラマイド又はステアリン酸亜鉛を０．５質量％混合させている。 Specifically, first, a soft magnetic alloy powder mainly composed of an Fe—Si—Al alloy such as Sendust is coated with, for example, a methylphenyl silicone varnish, and is heated and dried at about 200 ° C. Thereafter, in order to increase the thermal decomposition rate of the methyl group, a metal salt of stearic acid is mixed as a lubricant. As will be described later, in this embodiment, 0.5% by mass of ethylene bisstearamide or zinc stearate is mixed as the lubricant.
そして、室温にて加圧成形することで成形体を形成する。ここで、加熱乾燥されたメチルフェニル系シリコーンワニスは、成形時のバインダーとして作用する。その後、この成形体に対して大気中で６００〜８００℃の熱処理が行われることで圧粉磁心が作製される。なお、６００〜８００℃の範囲で熱処理を行うのは、ある程度の圧環強度を維持し、一方で、焼鈍温度を上げ過ぎると絶縁性能の劣化から磁気特性が劣化し、特に渦電流損失が大きく増加してしまうことで鉄損が増加するのを抑制するためである。 And a molded object is formed by pressure-molding at room temperature. Here, the heat-dried methylphenyl silicone varnish acts as a binder during molding. Thereafter, the compact is subjected to heat treatment at 600 to 800 ° C. in the atmosphere to produce a dust core. Note that heat treatment in the range of 600 to 800 ° C. maintains a certain level of crushing strength. On the other hand, if the annealing temperature is raised too much, the magnetic properties deteriorate due to the deterioration of the insulation performance, and particularly the eddy current loss greatly increases. This is to prevent the iron loss from increasing.
ここで、本実施形態において合金粉末を被覆するメチルフェニル系シリコーンワニスは、樹脂濃度が高く溶剤が揮発した後は粘着感があり、上述した２００℃前後の加熱乾燥においては成形時のバインダーとして最適に作用する。なお、メチル系のシリコーンレジンは何れも３官能基が導入されているのに対し、このメチルフェニル系シリコーンワニスは２官能のシロキサンが導入されているので、柔軟性が維持されている。 Here, the methylphenyl silicone varnish covering the alloy powder in the present embodiment has a sticky feeling after the resin concentration is high and the solvent is volatilized, and is optimal as a binder at the time of heating and drying at around 200 ° C. Act on. The methyl silicone resin has a trifunctional group introduced, whereas the methylphenyl silicone varnish has a bifunctional siloxane introduced, so that flexibility is maintained.
また、このメチルフェニル系シリコーンワニスは、３５０℃程度でＳｉ基に直結しているメチル基が熱分解し、その後、シリカ（ＳｉＯ２）層として軟磁性合金粉末の表面に残り、緻密で強固なバインダー、並びに絶縁膜となる。実際には、圧粉磁心の熱処理が大気中で行われることで、緻密で強固なシリカ膜となるので、高温で熱処理を行っても絶縁性が劣化せず、酸化などによるヒステリシス損失が増加しない。さらに、この大気中における熱処理により、熱分解したメチル基が炭素として残存しないので、機械的強度が改善できる。 In this methylphenyl silicone varnish, the methyl group directly bonded to the Si group is thermally decomposed at about 350 ° C., and then remains on the surface of the soft magnetic alloy powder as a silica (SiO 2 ) layer, which is dense and strong. It becomes a binder and an insulating film. Actually, the heat treatment of the dust core is performed in the air, resulting in a dense and strong silica film. Therefore, even if heat treatment is performed at a high temperature, the insulation does not deteriorate and the hysteresis loss due to oxidation does not increase. . Furthermore, since the thermally decomposed methyl group does not remain as carbon by this heat treatment in the atmosphere, the mechanical strength can be improved.
なお、上述した通り、潤滑材としてステアリン酸の金属塩を使用することで、金属の種類によってメチル基の熱分解速度を速めることが可能となり（触媒効果）、より低温からでも丈夫なシリカ層が形成される。 As described above, by using a metal salt of stearic acid as a lubricant, it becomes possible to increase the thermal decomposition rate of methyl groups depending on the type of metal (catalytic effect), and a durable silica layer can be obtained even at a lower temperature. It is formed.
また、軟磁性合金粉末に対して、有機金属カップリング剤（例えば、シランカップリング剤）を混合させて、当該軟磁性合金粉末の表面に耐熱性保護皮膜を形成する手法も利用することで、当該カップリング剤を使用しない手法よりもヒステリシス損失を格段に低減させ、鉄損を低下させることができる。 In addition, by using a technique of mixing an organic metal coupling agent (for example, a silane coupling agent) to the soft magnetic alloy powder and forming a heat-resistant protective film on the surface of the soft magnetic alloy powder, Hysteresis loss can be remarkably reduced and iron loss can be reduced as compared with a method not using the coupling agent.
［２．実施例］
次に、本実施形態に係る第１〜５の実施例を、図１、２及び表１〜３を参照して、以下に説明する。
[2. Example]
Next, first to fifth examples according to the present embodiment will be described below with reference to FIGS.
［２．０．測定項目］
なお、測定項目として、透磁率と鉄損（コアロス）を次のような手法により測定する。透磁率は、作製された圧粉磁心に１次巻き線（２０Ｔ）を施し、インピーダンスアナライザーを使用することで、１００ｋＨｚ、０．５Ｖにおけるインダクタンスから算出した。
[2.0. Measurement item]
In addition, as a measurement item, magnetic permeability and iron loss (core loss) are measured by the following methods. The magnetic permeability was calculated from the inductance at 100 kHz and 0.5 V by applying a primary winding (20T) to the produced dust core and using an impedance analyzer.
鉄損は、圧粉磁心に１次及び２次巻線を施し、ＢＨアナライザを用いて、最大磁束密度Ｂｍ＝０．１Ｔの条件下で測定した。また、この測定された鉄損からヒステリシス損失と渦電流損失を、鉄損の周波数曲線で最小２乗法を用いた下記［数１］の３式により、ヒステリシス損係数、渦電流損係数を算出することで求めた。 The iron loss was measured under the condition of maximum magnetic flux density Bm = 0.1 T using a BH analyzer with primary and secondary windings applied to the dust core. The hysteresis loss coefficient and eddy current loss coefficient are calculated from the measured iron loss by the following three formulas using the least square method on the iron loss frequency curve, and the hysteresis loss coefficient and eddy current loss coefficient. I asked for it.
［数１］
Ｐｃ＝Ｋｈ×ｆ＋Ｋｅ×ｆ２
Ｐｈ＝Ｋｈ×ｆ
Ｐｅ＝Ｋｅ×ｆ２
Ｐｃ：鉄損
Ｋｈ：ヒステリシス損係数
Ｋｅ：渦電流損係数
ｆ：周波数
Ｐｈ：ヒステリシス損失
Ｐｅ：渦電流損失
[Equation 1]
Pc = Kh × f + Ke × f 2
Ph = Kh × f
Pe = Ke × f 2
Pc: Iron loss Kh: Hysteresis loss coefficient Ke: Eddy current loss coefficient f: Frequency Ph: Hysteresis loss Pe: Eddy current loss
［２．１．第１の実施例］
次に、本実施形態に係る第１の実施例を、表１を参照して以下に説明する。
なお、第１の実施例で使用する試料は下記のように作製される。
粉砕法により得られた、平均粒子経（Ｄ５０）３７μｍで、分量がＦｅ：Ｓｉ：Ａｌ＝８４．６：９．７：５．７の合金粉末を用意し、この粉末を１０００℃で６時間、水素雰囲気中において熱処理を行う。
[2.1. First Example]
Next, a first example according to the present embodiment will be described below with reference to Table 1.
Note that the sample used in the first example is manufactured as follows.
An alloy powder having an average particle diameter (D50) of 37 μm and a quantity of Fe: Si: Al = 84.6: 9.7: 5.7 obtained by a pulverization method is prepared, and this powder is heated at 1000 ° C. for 6 hours. Then, heat treatment is performed in a hydrogen atmosphere.
次に、この合金粉末に対してシランカップリング剤とメチルフェニル系シリコーンワニスを後述する表１の比率で混ぜ合わせ、１５０℃で２時間の加熱乾燥を行い、その後潤滑剤としてエチレンビスステアラマイドを０．５質量％混ぜ合わせた。続いて、これを室温状況下において１６００ＭＰａで加圧成形し、外径１６．５ｍｍ、内径１１ｍｍ、高さ１１ｍｍのリング状の成形体を形成し、さらに、この成形体に対して酸化雰囲気（大気）中において７００℃で６時間の熱処理を行うことにより圧粉磁心を作製した。 Next, a silane coupling agent and a methylphenyl silicone varnish are mixed with the alloy powder at a ratio shown in Table 1 described later, followed by heat drying at 150 ° C. for 2 hours, and then ethylene bisstearamide as a lubricant. Of 0.5% by mass. Subsequently, this was pressure-molded at 1600 MPa under room temperature conditions to form a ring-shaped molded body having an outer diameter of 16.5 mm, an inner diameter of 11 mm, and a height of 11 mm. ) Was heated at 700 ° C. for 6 hours to prepare a dust core.
なお、合金粉末に混合させるシランカップリング剤とメチルフェニル系シリコーンワニスの分量は、表１の通り、参考例１では、シランカップリング剤は０ｗｔ％、メチルフェニル系シリコーンワニスは１．５ｗｔ％、実施例２では、シランカップリング剤は１．０ｗｔ％、メチルフェニル系シリコーンワニスは１．０ｗｔ％、実施例３では、シランカップリング剤は１．５ｗｔ％、メチルフェニル系シリコーンワニスは０．７５ｗｔ％、実施例４では、シランカップリング剤は２．０ｗｔ％、メチルフェニル系シリコーンワニスは０．５ｗｔ％とする。 The amounts of the silane coupling agent and methylphenyl silicone varnish to be mixed with the alloy powder are as shown in Table 1, and in Reference Example 1 , the silane coupling agent is 0 wt%, the methylphenyl silicone varnish is 1.5 wt%, In Example 2, the silane coupling agent was 1.0 wt%, the methylphenyl silicone varnish was 1.0 wt%, and in Example 3, the silane coupling agent was 1.5 wt% and the methylphenyl silicone varnish was 0.75 wt%. %, In Example 4, the silane coupling agent is 2.0 wt%, and the methylphenyl silicone varnish is 0.5 wt%.
一方、比較例として、シランカップリング剤を使用せずに、メチルフェニル系シリコーンワニスを１．０、１．５ｗｔ％混合させ、さらに、大気中ではなく窒素雰囲気（Ｎ２ガス）で熱処理を行った圧粉磁心も作製した（比較例１、３）。また、シランカップリング剤を使用せずに、メチルフェニル系シリコーンワニスを１．０ｗｔ％混合させ、大気中でで熱処理を行った圧粉磁心も作製した（比較例２）。なお、比較例１〜３は、シランカップリング剤とメチルフェニル系シリコーンワニスの分量、及び熱処理を行う雰囲気が参考例１及び実施例２〜４と相違するのみで、それ以外は同様である。 On the other hand, as a comparative example, 1.0 and 1.5 wt% of methylphenyl silicone varnish was mixed without using a silane coupling agent, and heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere (N 2 gas) instead of in the air. A dust core was also produced (Comparative Examples 1 and 3). Further, a dust core was prepared by mixing 1.0 wt% of methylphenyl silicone varnish without using a silane coupling agent and performing heat treatment in the atmosphere (Comparative Example 2). In Comparative Examples 1 to 3, the amounts of the silane coupling agent and the methylphenyl-based silicone varnish and the atmosphere in which the heat treatment is performed are different from those of Reference Example 1 and Examples 2 to 4, and the others are the same.
また、上記では、軟磁性合金粉末として、Ｆｅ：Ｓｉ：Ａｌ＝８４．６：９．７：５．７の分量のものを使用しているが、この比率に限定するものではなく、約１０％のＳｉ、約６％のＡｌ、及び残部鉄からなる組成であれば、結晶磁気異方性定数及び磁歪定数が共に０に近くなり、低損失で高い透磁率が得られるので構わない。特に、Ｓｉが８〜１２％、Ａｌが４〜８％及び残部鉄からなる組成が高い透磁率を有する軟磁性合金粉末となる。また、Ｓｉが６〜１４％、Ａｌが２〜１０％、残部鉄からなる組成の軟磁性合金粉末でも構わない。 Further, in the above, the soft magnetic alloy powder having a quantity of Fe: Si: Al = 84.6: 9.7: 5.7 is used, but this ratio is not limited to about 10 In the case of a composition composed of% Si, about 6% Al, and the balance iron, both the magnetocrystalline anisotropy constant and magnetostriction constant are close to 0, and high permeability can be obtained with low loss. In particular, a soft magnetic alloy powder having a high magnetic permeability is composed of 8 to 12% Si, 4 to 8% Al, and the balance iron. Alternatively, soft magnetic alloy powder having a composition of 6 to 14% Si, 2 to 10% Al, and the balance iron may be used.
なお、本実施形態は、上記で使用した平均粒子経（Ｄ５０）３７μｍの合金粉末に限定するものではなく、平均粒径が５〜１００μｍの範囲のもので構わないが、平均粒子経が大き過ぎると渦電流損失が増大し、一方、平均粒子経が小さ過ぎると密度低下によるヒステリシス損失が増加するので、平均粒子経２０〜５０μｍの合金粉末が好ましい。 In addition, this embodiment is not limited to the alloy powder having an average particle diameter (D50) of 37 μm used in the above, and the average particle diameter may be in the range of 5 to 100 μm, but the average particle diameter is too large. On the other hand, eddy current loss increases. On the other hand, if the average particle diameter is too small, hysteresis loss due to density reduction increases, so an alloy powder having an average particle diameter of 20 to 50 μm is preferable.
参考例１及び実施例２〜４と比較例１〜３について、１００ｋＨｚにおける透磁率、及び１００ｋＨｚ−０．１Ｔにおける鉄損（ヒステリシス損失、渦電流損失を含む）は、表１の通りである。
表１によれば、大気中で熱処理を行う参考例１及び実施例２〜４の方が、窒素雰囲気中で熱処理を行う比較例１、３よりも鉄損（主に、ヒステリシス損失）が低下している。 According to Table 1, the iron loss (mainly hysteresis loss) is lower in Reference Example 1 and Examples 2 to 4 in which heat treatment is performed in the air than in Comparative Examples 1 and 3 in which heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere. is doing.
すなわち、メチルフェニル系シリコーン樹脂（例えばメチルフェニル系シリコーンワニス）を使用することにより、大気中で熱処理が行われると、このメチルフェニル系シリコーンワニスは、３５０℃程度でＳｉ基に直結しているメチル基が熱分解し、その後、シリカ（ＳｉＯ２）層として軟磁性合金粉末の表面に残り、強固なバインダー、かつ絶縁膜となる。これは、緻密で強固なシリカ膜であるため、大気中における高温での熱処理を行った場合であっても絶縁性は劣化せず、酸化等によるヒステリシス損失の増加の影響は低減する。 That is, when a heat treatment is performed in the atmosphere by using a methylphenyl silicone resin (for example, a methylphenyl silicone varnish), the methylphenyl silicone varnish is directly bonded to the Si group at about 350 ° C. The group is thermally decomposed, and then remains on the surface of the soft magnetic alloy powder as a silica (SiO 2) layer to form a strong binder and insulating film. Since this is a dense and strong silica film, even when heat treatment is performed at a high temperature in the atmosphere, the insulating property does not deteriorate, and the influence of an increase in hysteresis loss due to oxidation or the like is reduced.
また、シランカップリング剤を使用した実施例２〜４の方が、シランカップリング剤を使用しない比較例１〜３よりも鉄損が低下している。つまり、メチルフェニル系シリコーンワニスの分量が少なくてもシランカップリング剤を使用すれば鉄損を低減させることが可能な圧粉磁心を作製することができる。さらに、大気中で熱処理を行った場合であっても、表１の通り、参考例１及び実施例２〜４の透磁率は低下を抑制できる。 Moreover, the direction of Examples 2-4 using a silane coupling agent has a lower iron loss than Comparative Examples 1-3 which do not use a silane coupling agent. That is, even if the amount of the methylphenyl silicone varnish is small, if a silane coupling agent is used, a dust core capable of reducing iron loss can be produced. Furthermore, even if it is a case where it heat-processes in air | atmosphere, the magnetic permeability of the reference example 1 and Examples 2-4 can suppress a fall as Table 1. FIG.
なお、混合させるメチルフェニル系シリコーンワニスの最適な添加量は、下記の理由から０．５〜１．５ｗｔ％とされる。すなわち、メチルフェニル系シリコーンワニスが熱処理されることで形成されるシリカ（ＳｉＯ２）層が強固なバインダーとなり、圧環強度も高く維持するためには、メチルフェニル系シリコーンワニスの添加量を０．５ｗｔ％以上にする必要がある。０．５ｗｔ％より少ないと圧環強度が低下してしまう他、高圧成形（例えば、１７００ＭＰａ）した際に側面にクラックが生じるからである。 The optimum addition amount of the methylphenyl silicone varnish to be mixed is 0.5 to 1.5 wt% for the following reason. That is, the silica (SiO 2 ) layer formed by heat-treating the methylphenyl silicone varnish serves as a strong binder and maintains a high crushing strength. % Or more is necessary. If the content is less than 0.5 wt%, the crushing strength is reduced, and cracks are generated on the side surface when high pressure molding (for example, 1700 MPa) is performed.
一方、メチルフェニル系シリコーンワニスを増やし過ぎてしまうと、密度低下することにより最大磁束密度が低下し、さらには、ヒステリシス損失が増加してしまうので、磁気特性の劣化を防ぐ上で、上限を１．５ｗｔ％としている。 On the other hand, if the methylphenyl silicone varnish is excessively increased, the maximum magnetic flux density is decreased due to the decrease in density, and further, the hysteresis loss is increased. .5 wt%.
また、表１では、耐熱保護皮膜として使用するシランカップリング剤を１．０〜２．０ｗｔ％としているが、特に下限があるわけではなく、少量でも混合させることで鉄損が低下する。但し、シランカップリン剤を使用し過ぎると圧環強度が低下するので、上限を２．０ｗｔ％としている。 Moreover, in Table 1, although the silane coupling agent used as a heat-resistant protective film is 1.0-2.0 wt%, there is no particular lower limit, and iron loss is reduced by mixing even a small amount. However, if the silane coupling agent is used excessively, the crushing strength is reduced, so the upper limit is set to 2.0 wt%.
なお、以上のことから、メチルフェニル系シリコーンワニスとシランカップリング剤の添加量の合計の上限は、３．５ｗｔ％（メチルフェニル系シリコーンワニス１．５ｗｔ％＋シランカップリング剤２．０ｗｔ％）となり、下限は、シランカップリング剤は少量でもいいが、高圧環強度、並びに鉄損が低減する優れた磁気特性を得る上でも、１．０ｗｔ％とする。 From the above, the upper limit of the total amount of methylphenyl silicone varnish and silane coupling agent added is 3.5 wt% (methylphenyl silicone varnish 1.5 wt% + silane coupling agent 2.0 wt%). Thus, the lower limit may be a small amount of the silane coupling agent, but is 1.0 wt% in order to obtain high-pressure ring strength and excellent magnetic properties in which iron loss is reduced.
［２．２．第２の実施例］
次に、本実施形態に係る第２の実施例を、図１を参照して以下に説明する。なお、第２の実施例では、第１の実施例で作製した実施例４と、当該実施例４で行う熱処理を大気中から窒素雰囲気中に変更し作製した比較例４と、における鉄損の周波数特性を測定した。
[2.2. Second embodiment]
Next, a second example according to this embodiment will be described below with reference to FIG. In the second example, the iron loss of Example 4 produced in the first example and Comparative Example 4 produced by changing the heat treatment performed in Example 4 from the atmosphere to the nitrogen atmosphere are as follows. Frequency characteristics were measured.
具体的には、第１の実施例と同様に、粉砕法により得られた、平均粒子経（Ｄ５０）３７μｍで、分量がＦｅ：Ｓｉ：Ａｌ＝８４．６：９．７：５．７の合金粉末を用意し、この粉末を１０００℃で６時間、水素雰囲気中において熱処理を行う。次に、この合金粉末に対してシランカップリング剤２ｗｔ％と、メチルフェニル系シリコーンワニス０．５ｗｔ％を混ぜ合わせ、加熱乾燥後に潤滑剤としてエチレンビスステアラマイドを０．５質量％混ぜ合わせた。 Specifically, as in the first example, the average particle diameter (D50) obtained by the pulverization method was 37 μm, and the amount was Fe: Si: Al = 84.6: 9.7: 5.7. An alloy powder is prepared, and this powder is heat-treated at 1000 ° C. for 6 hours in a hydrogen atmosphere. Next, 2 wt% of silane coupling agent and 0.5 wt% of methylphenyl silicone varnish were mixed with this alloy powder, and 0.5% by mass of ethylene bisstearamide was mixed as a lubricant after heat drying. .
続いて、これを室温状況下において１６００ＭＰａで加圧成形し、外形１６．５ｍｍ、内径１１ｍｍ、高さ１１ｍｍのリング状の成形体を形成し、さらに、この成形体に対して大気中において７００℃で６時間の熱処理を行うことにより圧粉磁心を作製した（実施例４）。一方、比較例として、上記実施例４と同じ条件のもとで（熱処理の雰囲気以外）、大気中ではなく窒素雰囲気（Ｎ２ガス）で熱処理を行った圧粉磁心も作製した（比較例４）。 Subsequently, this was pressure-molded at 1600 MPa under a room temperature condition to form a ring-shaped molded body having an outer diameter of 16.5 mm, an inner diameter of 11 mm, and a height of 11 mm. A powder magnetic core was prepared by performing a heat treatment for 6 hours (Example 4). On the other hand, as a comparative example, a dust core that was heat-treated not in the air but in a nitrogen atmosphere (N 2 gas) under the same conditions as in Example 4 (other than the heat treatment atmosphere) was also produced (Comparative Example 4 ).
実施例４と比較例４について、最大磁束密度３０ｍＴ、１００ｍＴにおける鉄損の周波数特性は、図１の通りである。 Regarding Example 4 and Comparative Example 4, the frequency characteristics of iron loss at the maximum magnetic flux densities of 30 mT and 100 mT are as shown in FIG.
この図１によれば、周波数が１００ｋＨｚ以下においては、大気中で熱処理を行った実施例４の方が窒素雰囲気中で熱処理を行った比較例４よりも鉄損が小さくなっている。なお、低周波数側では、ヒステリシス損失が支配的になることから、大気中で熱処理を行うことにより主にヒステリシス損失が低減する。 According to FIG. 1, at a frequency of 100 kHz or less , the iron loss is smaller in Example 4 in which heat treatment is performed in the atmosphere than in Comparative Example 4 in which heat treatment is performed in a nitrogen atmosphere. Since the hysteresis loss is dominant on the low frequency side, the hysteresis loss is mainly reduced by performing heat treatment in the atmosphere.
［２．３．第３の実施例］
次に、本実施形態に係る第３の実施例を、図２を参照して以下に説明する。なお、第３の実施例では、第２の実施例で使用した実施例４と比較例４の圧粉磁心に５０Ｔの巻線を施して作製した各々のチョークコイルの直流バイアス電流０〜１０Ａにおけるインダクタンスを測定した（図２）。
[2.3. Third Example]
Next, a third example according to this embodiment will be described below with reference to FIG. In the third example, the DC bias currents of 0 to 10 A of the respective choke coils produced by applying 50 T windings to the dust cores of Example 4 and Comparative Example 4 used in the second example were used. Inductance was measured (FIG. 2).
図２によれば、直流バイアス電流が４Ａ以上になると、実施例４の方が比較例４よりもインダクタンスが高く、さらには、当該インダクタンスの低減する幅も小さいため、良好な直流重畳特性が得られる。 According to FIG. 2, when the DC bias current is 4 A or more, the inductance of Example 4 is higher than that of Comparative Example 4, and further, the width of reduction of the inductance is small. It is done.
［２．４．第４の実施例］
次に、本実施形態に係る第４の実施例を、表２を参照して以下に説明する。なお、第４の実施例では、メチル系シリコーン樹脂とメチルフェニル系シリコーン樹脂とにおいて、加圧成形を行う圧力を変化させた場合の成形体のクラック状態を測定した。
[2.4. Fourth Example]
Next, a fourth example according to this embodiment will be described below with reference to Table 2. In the fourth example, the crack state of the molded product was measured when the pressure for pressure molding was changed in the methyl silicone resin and the methylphenyl silicone resin.
ここで、第４の実施例で使用する試料は、次のように作製される。
粉砕法により得られた、平均粒子径が４０μｍで、分量がＦｅ：Ｓｉ：Ａｌ＝８５：９：６の合金粉末を用意し、この合金粉末に対し、メチルフェニル系シリコーンワニスを１．０ｗｔ％混ぜ合わせ、１５０℃で２時間の加熱乾燥を行い、その後、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．５質量％混ぜ合わせた。続いて、これを室温状況下において１０００〜１７００ＭＰａで加圧成形し、外径１６ｍｍ、内径８ｍｍ、高さ７ｍｍのリング状の成形体を作製した（参考例５）。
Here, the sample used in the fourth embodiment is manufactured as follows.
An alloy powder having an average particle size of 40 μm and a quantity of Fe: Si: Al = 85: 9: 6 obtained by a pulverization method is prepared, and 1.0 wt% of methylphenyl silicone varnish is prepared with respect to the alloy powder. The mixture was mixed and heat-dried at 150 ° C. for 2 hours, and then 0.5 mass% of zinc stearate was mixed as a lubricant. Subsequently, this was pressure molded at 1000 to 1700 MPa under room temperature conditions to produce a ring-shaped molded body having an outer diameter of 16 mm, an inner diameter of 8 mm, and a height of 7 mm ( Reference Example 5 ).
一方、比較例として、上記参考例５で使用したメチルフェニル系シリコーンワニスの代わりにメチル系シリコーン樹脂のうち、例えばメチル系シリコーンワニスを使用し、それ以外は当該参考例５と同条件において成形体を作製した（比較例５）。 On the other hand, as a comparative example, a methyl silicone varnish is used instead of the methylphenyl silicone varnish used in Reference Example 5 above, for example, a methyl silicone varnish, and other than that, a molded body under the same conditions as in Reference Example 5 (Comparative Example 5).
参考例５と比較例５の成形体のクラック状態は表２の通りである。
表２によれば、メチルフェニル系シリコーンワニスを使用した参考例５の方が、メチル系シリコーンワニスを使用した比較例５より、成形圧力の高い状況下においても、クラック状態が生じない。 According to Table 2, the reference example 5 using the methylphenyl silicone varnish does not cause a crack state even under a higher molding pressure than the comparative example 5 using the methyl silicone varnish.
すなわち、Ｆｅ−Ｓｉ−Ａｌ合金を主成分とする軟磁性合金粉末において、メチルフェニル系シリコーン樹脂では高圧成形が得られるが、メチル系シリコーン樹脂ではクラックの影響により高圧成形が得られないことがわかる。高圧成形を行った場合にメチル系シリコーンワニスの成形体にクラック状態が生じるのは、スプリングバックが要因である。 That is, in the soft magnetic alloy powder mainly composed of Fe-Si-Al alloy, it can be seen that high pressure molding can be obtained with methylphenyl silicone resin, but high pressure molding cannot be obtained with the influence of cracks with methyl silicone resin. . The spring back is a cause of the occurrence of cracks in the molded body of methyl silicone varnish when high pressure molding is performed.
なお、高圧力で成形した方が成形体の密度が向上することで、ヒステリシス損失は低減し、最大磁束密度も向上する。そのため、メチルフェニル系シリコーン樹脂により作製した圧粉磁心の方が、メチル系シリコーン樹脂により作製した圧粉磁心よりも鉄損が低減し、優れた磁気特性を取得することが可能である。 In addition, when it shape | molds with a high pressure, the density of a molded object improves, A hysteresis loss reduces and a maximum magnetic flux density also improves. For this reason, a powder magnetic core made of a methylphenyl silicone resin has a lower iron loss than that of a powder magnetic core made of a methyl silicone resin, and excellent magnetic properties can be obtained.
［２．５．第５の実施例］
次に、本実施形態に係る第５の実施例を、表３を参照して以下に説明する。なお、第５の実施例では、メチル系シリコーン樹脂とメチルフェニル系シリコーン樹脂により作製された圧粉磁心の絶縁性を対比した。
[2.5. Fifth embodiment]
Next, a fifth example according to this embodiment will be described below with reference to Table 3. In the fifth example, the insulating properties of the dust cores made of methyl silicone resin and methylphenyl silicone resin were compared.
ここで、第５の実施例で使用する試料は、次のように作製される。
粉砕法により得られた、平均粒子径が４０μｍで分量がＦｅ：Ｓｉ：Ａｌ＝８５：９：６の合金粉末を用意し、この粉末に対して、例えば、メチルフェニル系シリコーンワニスを１．５ｗｔ％混ぜ合わせ、１５０℃で２時間の加熱乾燥を行い、その後、潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を０．５質量％混ぜ合わせた。続いて、これを室温状況下において１５００ＭＰａで加圧成形し、外径１６ｍｍ、内径８ｍｍ、高さ７ｍｍのリング状の成形体を形成し、大気中で７５０℃（保持３０分）の条件で熱処理を行うことで試料を作製した（実施例６）。
Here, the sample used in the fifth embodiment is manufactured as follows.
An alloy powder having an average particle diameter of 40 μm and a quantity of Fe: Si: Al = 85: 9: 6 obtained by a pulverization method is prepared. For example, 1.5 wt. %, And dried by heating at 150 ° C. for 2 hours, and then 0.5 mass% of zinc stearate as a lubricant was mixed. Subsequently, this was pressure-molded at 1500 MPa at room temperature to form a ring-shaped molded body having an outer diameter of 16 mm, an inner diameter of 8 mm, and a height of 7 mm, and heat-treated in the atmosphere at 750 ° C. (holding for 30 minutes). (Example 6).
一方、比較例として、上記実施例６で使用したメチルフェニル系シリコーンワニスの代わりにメチル系シリコーンワニスを使用し、それ以外は当該実施例６と同条件において成形体を作製した（比較例６）。 On the other hand, as a comparative example, a methyl silicone varnish was used instead of the methyl phenyl silicone varnish used in Example 6 above, and a molded product was produced under the same conditions as in Example 6 (Comparative Example 6). .
実施例６と比較例６の圧粉磁心の磁気特性は、表３の通りである。
表３によれば、高温で熱処理を行った場合であっても、メチルフェニル系シリコーン樹脂を使用した実施例６の方が、メチル系シリコーン樹脂を使用した比較例６よりも渦電流損失が低減していることがわかる。すなわち、メチルフェニル系シリコーン樹脂を使用した圧粉磁心の方が絶縁性が高いことがわかる。 According to Table 3, even when heat treatment was performed at a high temperature, the eddy current loss was reduced in Example 6 using the methylphenyl silicone resin than in Comparative Example 6 using the methyl silicone resin. You can see that That is, it can be seen that the powder magnetic core using methylphenyl silicone resin has higher insulation.
ここで、一般的に、メチル系シリコーン樹脂の動摩擦係数が０．２６４であるのに対し、メチルフェニル系の動摩擦係数は０．１６５である。そのため、加圧成形を行うことで成形体を形成する際、メチルフェニル系シリコーン樹脂の方がメチル系シリコーン樹脂よりも粉末間の摩擦による絶縁被膜の破損が減少するので、より強固な絶縁膜を形成することが可能となる。 Here, in general, the dynamic friction coefficient of the methyl silicone resin is 0.264, whereas the dynamic friction coefficient of the methyl phenyl system is 0.165. For this reason, when forming a molded body by pressure molding, the methyl phenyl silicone resin is less damaged by the friction between the powders than the methyl silicone resin, so a stronger insulating film can be formed. It becomes possible to form.
Claims (6)
前記軟磁性合金粉末の表面が、耐熱性保護皮膜で被覆され、
前記メチルフェニル系シリコーン樹脂の添加量が０．５〜１．５ｗｔ％であり、
前記耐熱性保護皮膜と前記メチルフェニル系シリコーン樹脂の添加量の合計が１．０ｗｔ％を超えかつ３．５ｗｔ％以下であることを特徴とする圧粉磁心。 The soft magnetic alloy powder obtained by coating a soft magnetic alloy powder mainly composed of iron, silicon, and aluminum with a methylphenyl silicone resin is molded into a predetermined shape and then heat-treated in an oxidizing atmosphere. A dust core,
The surface of the soft magnetic alloy powder is coated with a heat-resistant protective film,
The addition amount of the methylphenyl silicone resin is 0.5 to 1.5 wt%,
The dust core according to claim 1, wherein the total amount of the heat-resistant protective film and the methylphenyl silicone resin is more than 1.0 wt% and not more than 3.5 wt% .
この軟磁性合金粉末を、所定の形状に成形加工した後に熱処理する圧粉磁心の製造方法であって、
前記熱処理を酸化雰囲気中で行い、
前記メチルフェニル系シリコーン樹脂の添加量が０．５〜１．５ｗｔ％であり、
前記耐熱性保護皮膜を形成する材料と前記メチルフェニル系シリコーン樹脂の添加量の合計が１．０ｗｔ％を超えかつ３．５ｗｔ％以下であることを特徴とする圧粉磁心の製造方法。 Soft magnetic alloy powder mainly composed of iron, silicon and aluminum, a material for forming a heat-resistant protective film on the surface thereof, and a methylphenyl silicone resin are mixed and coated with the heat-resistant protective film The surface of is coated with the methylphenyl silicone resin,
This soft magnetic alloy powder is a method for producing a dust core that is heat-treated after being molded into a predetermined shape,
Performing the heat treatment in an oxidizing atmosphere;
The addition amount of the methylphenyl silicone resin is 0.5 to 1.5 wt%,
The method for producing a dust core, wherein the total amount of the material for forming the heat-resistant protective film and the methylphenyl silicone resin is more than 1.0 wt% and not more than 3.5 wt% .
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