JP5965189B2 - Heat treatment method for dust cores - Google Patents
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Description
本発明は、内部潤滑剤を用いて作製された圧粉磁心の歪取りのための圧粉磁心の熱処理方法に関するものである。 The present invention relates to a heat treatment method for a dust core for removing distortion of a dust core produced using an internal lubricant.
鉄やその合金、フェライトといった酸化物などの軟磁性材料からなる磁心と、この磁心に配置されるコイルとを備える磁気部品が種々の分野で利用されている。具体的には、例えば、ハイブリッド自動車や電気自動車といった車両に載置される車載部品、種々の電気機器の電源回路部品などに利用されるモータ、トランス、リアクトル、チョークコイルなどが挙げられる。 Magnetic parts including a magnetic core made of a soft magnetic material such as iron, an alloy thereof, or an oxide such as ferrite and a coil disposed on the magnetic core are used in various fields. Specifically, for example, there are motor parts, transformers, reactors, choke coils, and the like that are used for in-vehicle parts mounted on vehicles such as hybrid cars and electric cars, and power circuit parts for various electric devices.
上記磁気部品を交流磁場で使用する場合、磁心には、鉄損（概ね、ヒステリシス損と渦電流損との和）と呼ばれるエネルギー損失が生じる。渦電流損は作動周波数の２乗に比例するため、上記磁気部品が数ｋＨｚ以上といった高周波数で使用される場合、鉄損が顕著になる。このように作動周波数が高い用途には、鉄や鉄基合金などの軟磁性金属粒子の外周に絶縁被覆を設けた被覆粒子の粉末を加圧成形した圧粉磁心を利用する。被覆粒子の粉末を用いることで、各被覆粒子の絶縁被覆が軟磁性金属粒子同士の接触を抑制し、圧粉磁心における渦電流損（つまり、鉄損）を効果的に低減できる。 When the magnetic component is used in an alternating magnetic field, an energy loss called iron loss (generally the sum of hysteresis loss and eddy current loss) occurs in the magnetic core. Since eddy current loss is proportional to the square of the operating frequency, when the magnetic component is used at a high frequency of several kHz or more, iron loss becomes significant. For such applications with a high operating frequency, a powder magnetic core obtained by pressure-molding powder of coated particles in which an insulating coating is provided on the outer periphery of soft magnetic metal particles such as iron or iron-based alloy is used. By using the powder of the coated particles, the insulating coating of each coated particle suppresses the contact between the soft magnetic metal particles, and the eddy current loss (that is, iron loss) in the dust core can be effectively reduced.
上記被覆粒子の粉末を用いた圧粉磁心の作製にあたっては、加圧成形により絶縁被覆が損傷しないようにする。例えば、特許文献１には、金型内周面に潤滑剤を塗布したり、被覆粒子の粉末に潤滑剤（以下、内部潤滑剤）を混ぜ込んだりして、加圧成形により圧粉磁心を作製することが開示されている。特に、内部潤滑剤を利用すれば、圧粉磁心内部での被覆粒子同士の摩擦を低減でき、被覆粒子の絶縁被覆の損傷を抑制できる。その結果として、絶縁被覆の損傷に起因する圧粉磁心の渦電流損の増加を抑制できる。 In the production of the dust core using the powder of the coated particles, the insulation coating is not damaged by pressure molding. For example, in Patent Document 1, a lubricant is applied to the inner peripheral surface of a mold, or a lubricant (hereinafter referred to as an internal lubricant) is mixed with powder of coated particles, and a dust core is formed by pressure molding. Making is disclosed. In particular, if an internal lubricant is used, friction between the coated particles inside the dust core can be reduced, and damage to the insulating coating of the coated particles can be suppressed. As a result, it is possible to suppress an increase in eddy current loss of the dust core due to damage to the insulating coating.
上記圧粉磁心は、加圧成形後に、加圧成形の圧力によって圧粉磁心を構成する軟磁性粉末に導入された歪を取るために熱処理される。軟磁性粉末に導入された歪が圧粉磁心のヒステリシス損を増加させるからである。この熱処理によって、歪の除去と共に、圧粉磁心から内部潤滑剤を除去することもできる。このような歪取りのための熱処理には、例えば、特許文献２に記載されるメッシュベルト炉などの熱処理炉を利用することができる。メッシュベルト炉は、炉本体と、その内部に圧粉磁心を搬送するメッシュベルトと、を備える。当該メッシュベルトは、鋼帯などからなるコンベア部の表面に、格子網状のメッシュ部を形成した構成を備えている。このようなメッシュベルトの構成によって、炉本体内の雰囲気がメッシュベルト上に載置される圧粉磁心の全周面に接触できるようになっており、それによって圧粉磁心が均一的に熱処理される。 The powder magnetic core is subjected to heat treatment after pressure molding in order to remove strain introduced into the soft magnetic powder constituting the powder magnetic core by the pressure of pressure molding. This is because the strain introduced into the soft magnetic powder increases the hysteresis loss of the dust core. By this heat treatment, the internal lubricant can be removed from the dust core as well as the strain. For such heat treatment for strain relief, for example, a heat treatment furnace such as a mesh belt furnace described in Patent Document 2 can be used. The mesh belt furnace includes a furnace body and a mesh belt that conveys the dust core into the furnace body. The mesh belt has a configuration in which a lattice-like mesh portion is formed on the surface of a conveyor portion made of a steel strip or the like. With such a mesh belt configuration, the atmosphere in the furnace body can come into contact with the entire peripheral surface of the dust core placed on the mesh belt, whereby the dust core is uniformly heat-treated. The
上記従来の圧粉磁心の熱処理方法では、内部潤滑剤を用いて作製された圧粉磁心を熱処理炉で熱処理した際、圧粉磁心から内部潤滑剤を除去しきることができず、内部潤滑剤の残滓が圧粉磁心の表面に付着した状態となることがある。特に、圧粉磁心の載置面（熱処理炉において圧粉磁心が載置される台部に対向する面）において、残滓の付着が顕著である。これは、圧粉磁心が載置される台部がメッシュベルトであるメッシュベルト炉であっても生じる問題である。 In the conventional heat treatment method of the dust core, when the dust core produced using the internal lubricant is heat-treated in a heat treatment furnace, the internal lubricant cannot be completely removed from the dust core. Residue may become attached to the surface of the dust core. In particular, adhesion of residue is remarkable on the surface where the dust core is placed (the surface facing the platform where the dust core is placed in the heat treatment furnace). This is a problem that occurs even in a mesh belt furnace in which the platform on which the dust core is placed is a mesh belt.
熱処理後に圧粉磁心の載置面に付着した内部潤滑剤の残滓は、圧粉磁心の磁気特性を損なうものではないが、圧粉磁心が工業製品である以上、圧粉磁心の出荷前に拭き取っておく必要がある。この拭き取り作業は非常に煩雑で、圧粉磁心の生産性を低下させる。また、拭き取り作業中に誤って圧粉磁心の表面を傷付け、思わぬ圧粉磁心の磁気特性の低下を招く恐れもある。 The residue of the internal lubricant adhering to the mounting surface of the dust core after heat treatment does not impair the magnetic properties of the dust core, but since the dust core is an industrial product, wipe it off before shipping the dust core. It is necessary to keep. This wiping operation is very complicated and reduces the productivity of the dust core. In addition, the surface of the dust core may be accidentally damaged during the wiping operation, leading to an unexpected deterioration of the magnetic properties of the dust core.
本発明は上記事情に鑑みてなされたものであり、その目的の一つは、内部潤滑剤を用いて作製された圧粉磁心を熱処理したとき、その圧粉磁心の載置面に内部潤滑剤の残滓が付着し難い圧粉磁心の熱処理方法を提供することにある。 The present invention has been made in view of the above circumstances, and one of its purposes is that when a powder magnetic core manufactured using an internal lubricant is heat-treated, the internal lubricant is placed on the mounting surface of the powder magnetic core. It is an object of the present invention to provide a heat treatment method for a dust core in which no residue remains.
本発明は、軟磁性金属粒子とその表面に形成される絶縁被覆とを有する被覆粒子の集合体である軟磁性粉末を内部潤滑剤と共に加圧成形することで得られた圧粉磁心を熱処理して、加圧成形時に軟磁性金属粉末に導入された歪を除去する圧粉磁心の熱処理方法に係る。そして、本発明圧粉磁心の熱処理方法は、熱処理を行なう熱処理炉内の台部の上に、底上げされたメッシュ台を設け、そのメッシュ台の上に、圧粉磁心を載置して熱処理を行なうことを特徴とする。なお、台部とは、従来技術で圧粉磁心が載置される部材であり、例えば、メッシュベルト炉であればメッシュベルト、バッチ炉であれば炉底面や棚面（台座面）である。 The present invention heat-treats a powder magnetic core obtained by pressure-molding soft magnetic powder, which is an aggregate of coated particles having soft magnetic metal particles and an insulating coating formed on the surface thereof, together with an internal lubricant. The present invention relates to a heat treatment method for a dust core that removes strain introduced into the soft magnetic metal powder during pressure molding. In the heat treatment method for the dust core according to the present invention, a bottomed mesh base is provided on a base in a heat treatment furnace for performing heat treatment, and the dust core is placed on the mesh base for heat treatment. It is characterized by performing. In addition, a base part is a member in which a powder magnetic core is mounted by a prior art, for example, a mesh belt in the case of a mesh belt furnace, and a furnace bottom face or a shelf surface (pedestal surface) in the case of a batch furnace.
上記本発明の構成とすることで、熱処理炉の台部とメッシュ台との間に、雰囲気の対流を生じさせる隙間を形成することができる。また、台部とメッシュ台との間に隙間を形成することで、メッシュ台のメッシュ孔を介してメッシュ台の厚み方向にも対流が生じる。その対流は、圧粉磁心の載置面を撫で、圧粉磁心を効果的に加熱すると共に、その加熱によって圧粉磁心から滲み出した内部潤滑剤を圧粉磁心の載置面から除去する。また、圧粉磁心の載置面から垂れた内部潤滑剤は、メッシュ台から台部に落ち、再び圧粉磁心に付着することがない。そのため、熱処理後の圧粉磁心の表面（載置面を含む）に内部潤滑剤の残滓が付着した状態となり難く、その結果、熱処理後の圧粉磁心の表面を拭き取る手間を低減でき、もって圧粉磁心の生産性を向上させることができる。 By setting it as the structure of the said invention, the clearance gap which produces the convection of an atmosphere can be formed between the base part of a heat treatment furnace, and a mesh base. Further, by forming a gap between the platform and the mesh platform, convection also occurs in the thickness direction of the mesh platform via the mesh holes of the mesh platform. The convection heats the dust core effectively by scoring the placement surface of the dust core, and removes the internal lubricant exuded from the dust core by the heating from the placement surface of the dust core. Further, the internal lubricant that hangs down from the surface on which the dust core is placed does not fall from the mesh platform to the platform, and does not adhere to the dust core again. For this reason, it is difficult for the internal lubricant residue to adhere to the surface (including the mounting surface) of the dust core after the heat treatment. As a result, it is possible to reduce the trouble of wiping the surface of the dust core after the heat treatment. Productivity of the powder magnetic core can be improved.
本発明圧粉磁心の熱処理方法の一形態として、熱処理炉は、メッシュベルト炉である形態を挙げることができる。その場合、メッシュベルト炉に備わる圧粉磁心の台部であるメッシュベルト上に、底上げされたメッシュ台を設けると良い。 As one form of the heat processing method of this invention magnetic powder core, the heat processing furnace can mention the form which is a mesh belt furnace. In that case, it is good to provide the mesh stand raised up on the mesh belt which is the base part of the dust core provided in the mesh belt furnace.
メッシュベルト炉は、一度に大量の圧粉磁心を連続的に熱処理することに向いているため、圧粉磁心の生産性を向上させることができる。もちろん、メッシュ台を備えることで、大量の圧粉磁心を熱処理しても、その圧粉磁心に内部潤滑剤の残滓が付着した状態となり難い。 Since the mesh belt furnace is suitable for continuously heat-treating a large amount of dust cores at a time, the productivity of the dust core can be improved. Of course, by providing the mesh platform, even if a large amount of dust cores are heat-treated, it is difficult for the residue of the internal lubricant to adhere to the dust cores.
本発明圧粉磁心の熱処理方法の一形態として、熱処理炉は、バッチ炉である形態を挙げることができる。その場合、バッチ炉に備わる炉底面を含む台部上に、底上げされたメッシュ台を設けると良い。バッチ炉の台部は、メッシュベルト炉と異なり、動かないため、台部上に設けられるメッシュ台も、そのメッシュ台の上に載置される圧粉磁心も熱処理の間に動かない。 As one form of the heat processing method of this invention powder magnetic core, the heat processing furnace can mention the form which is a batch furnace. In that case, it is good to provide the mesh stand raised up on the stand part including the bottom face of the furnace provided in the batch furnace. Unlike the mesh belt furnace, the batch furnace base does not move, so neither the mesh base provided on the base nor the dust core placed on the mesh base moves during the heat treatment.
バッチ炉では、熱処理の間中、炉内雰囲気が密閉されているため、炉内雰囲気の温度が安定している。そのため、バッチ炉によれば、圧粉磁心の歪取りを確実に行なえるし、炉内雰囲気の温度を保つための追加のエネルギーが少なくて済む（つまり、エネルギー効率が良い）。 In the batch furnace, the temperature in the furnace atmosphere is stable because the furnace atmosphere is sealed during the heat treatment. Therefore, according to the batch furnace, the dust core can be surely distorted, and additional energy for maintaining the temperature of the atmosphere in the furnace can be reduced (that is, energy efficiency is good).
本発明圧粉磁心の熱処理方法の一形態として、圧粉磁心の熱処理の間、熱処理炉内に不活性ガスを導入する形態を挙げることができる。 As an embodiment of the heat treatment method for the dust core of the present invention, an embodiment in which an inert gas is introduced into the heat treatment furnace during the heat treatment of the dust core can be mentioned.
熱処理炉内に不活性ガスを導入することで、圧粉磁心の構成材料に不要な化学反応が生じることを抑制できる。また、高温になる熱処理炉内に不活性ガスを導入すれば、熱処理炉内に大きな雰囲気の対流ができるので、圧粉磁心から滲み出た内部潤滑剤が圧粉磁心の表面から除去され易くなる。不活性ガスには、例えばＮ２ガスやＡｒガスなどを利用することができる。 By introducing an inert gas into the heat treatment furnace, it is possible to suppress an unnecessary chemical reaction from occurring in the constituent material of the dust core. In addition, if an inert gas is introduced into the heat treatment furnace that reaches a high temperature, convection of a large atmosphere can be performed in the heat treatment furnace, so that the internal lubricant that has oozed out of the powder magnetic core is easily removed from the surface of the powder magnetic core. . For example, N 2 gas or Ar gas can be used as the inert gas.
本発明圧粉磁心の熱処理方法の一形態として、台部からのメッシュ台の底上げ高さは、２ｍｍ以上である形態を挙げることができる。 As one form of the heat processing method of this invention powder magnetic core, the raising height of the mesh stand from a base part can mention the form which is 2 mm or more.
底上げ高さが２ｍｍ以上あれば、台部とメッシュ台との間に十分な雰囲気の対流を生じさせることができる。その結果、圧粉磁心の載置面に内部潤滑剤の残滓が付着した状態となることを効果的に抑制できる。なお、メッシュ台の底上げ高さに上限はなく、熱処理炉の内部空間の高さを考慮して適宜選択すると良い。例えば、底上げ高さは３０ｍｍ以下とすると良い。 If the raised height is 2 mm or more, sufficient convection can be generated between the platform and the mesh platform. As a result, it is possible to effectively suppress the residue of the internal lubricant from adhering to the mounting surface of the dust core. In addition, there is no upper limit to the height of raising the bottom of the mesh platform, and it may be selected as appropriate in consideration of the height of the internal space of the heat treatment furnace. For example, the raised height is preferably 30 mm or less.
本発明圧粉磁心の熱処理方法の一形態として、メッシュ台に形成される各メッシュ孔の孔面積は、当該メッシュ台上に載置される圧粉磁心の載置面面積の１／１００〜１／２である形態を挙げることができる。 As one form of the heat processing method of this invention powder magnetic core, the hole area of each mesh hole formed in a mesh base is 1 / 100-1 of the mounting surface area of the powder magnetic core mounted on the said mesh base. The form which is / 2 can be mentioned.
メッシュ孔面積は当然、メッシュ台の上に載せる圧粉磁心の載置面面積よりも小さくなければならない。メッシュ孔面積を圧粉磁心の載置面面積の１／１００以上とすることで、熱処理炉内の雰囲気が圧粉磁心の載置面に十分に接触し、当該載置面の内部潤滑剤を効果的に除去することができる（より好ましくは1／６０以上）。また、メッシュ孔面積を圧粉磁心の載置面面積の１／２以下とすることで、メッシュ台上での圧粉磁心の安定性を向上させることができる（より好ましくは1／４以下）。加えて、高重量物である圧粉磁心を載せても容易に撓まない強度をメッシュ台に持たせることができる。 Naturally, the mesh hole area must be smaller than the placement surface area of the dust core placed on the mesh platform. By setting the mesh hole area to be 1/100 or more of the placement surface area of the dust core, the atmosphere in the heat treatment furnace is sufficiently in contact with the placement surface of the dust core, and the internal lubricant on the placement surface is removed. It can be effectively removed (more preferably 1/60 or more). Further, the stability of the dust core on the mesh platform can be improved (more preferably 1/4 or less) by setting the mesh hole area to ½ or less of the placement surface area of the dust core. . In addition, the mesh base can have a strength that does not easily bend even when a dust core that is a heavy object is placed thereon.
本発明圧粉磁心の熱処理方法の一形態として、メッシュ台の上方にさらに、圧粉磁心を載置する別のメッシュ台が設けられている形態を挙げることができる。 As one form of the heat processing method of the dust core of the present invention, a form in which another mesh stand on which the dust core is placed is further provided above the mesh stand.
高さ方向に複数のメッシュ台を積み上げることで、一度により多くの圧粉磁心の熱処理を行なうことができ、その結果として、圧粉磁心の生産性を向上させることができる。 By stacking a plurality of mesh stands in the height direction, a larger number of dust cores can be heat-treated at once, and as a result, the productivity of the dust core can be improved.
高さ方向に複数のメッシュ台を備える本発明圧粉磁心の熱処理方法の一形態として、上下方向に隣接するメッシュ台の間隔は、下方のメッシュ台に載置される圧粉磁心の上端から上方のメッシュ台までの距離が２ｍｍ以上となるように設定されている形態を挙げることができる。 As one form of the heat treatment method of the present invention dust core having a plurality of mesh stands in the height direction, the interval between the mesh stands adjacent in the vertical direction is upward from the upper end of the dust core placed on the lower mesh stand. The form set so that the distance to the mesh stage may be 2 mm or more can be mentioned.
隣接するメッシュ台の間に上記の間隔を持たせることで、各メッシュ台の間に十分な雰囲気の対流を生じさせることができる。その結果、各メッシュ台に載置される圧粉磁心の載置面における内部潤滑剤を効果的に除去することができる。 By providing the above-described interval between adjacent mesh stands, convection with a sufficient atmosphere can be generated between the mesh stands. As a result, the internal lubricant on the placement surface of the dust core placed on each mesh platform can be effectively removed.
本発明圧粉磁心の熱処理方法によれば、内部潤滑剤を用いて作製された圧粉磁心を熱処理した際、その圧粉磁心の載置面に内部潤滑剤の残滓が付着した状態となり難い。その結果、熱処理後の圧粉磁心の載置面から内部潤滑剤の残滓を拭き取る作業を低減でき、圧粉磁心の生産性を向上させることができる。 According to the heat treatment method of a dust core of the present invention, when a dust core produced using an internal lubricant is heat-treated, it is difficult for a residue of the internal lubricant to adhere to the mounting surface of the dust core. As a result, the work of wiping off the residue of the internal lubricant from the mounting surface of the dust core after the heat treatment can be reduced, and the productivity of the dust core can be improved.
以下、本発明圧粉磁心の熱処理方法の実施形態を図面に基づいて説明する。 Hereinafter, an embodiment of a heat treatment method for a dust core of the present invention will be described with reference to the drawings.
＜実施形態１＞
本発明圧粉磁心の熱処理方法の説明にあたって、まず初めに熱処理を行なう圧粉磁心の構成について説明する。その後、本発明圧粉磁心の熱処理方法を説明する。
<Embodiment 1>
In the description of the heat treatment method for the dust core of the present invention, the structure of the dust core for heat treatment will be described first. Then, the heat processing method of this invention powder magnetic core is demonstrated.
≪圧粉磁心≫
圧粉磁心は、軟磁性金属粒子の表面に絶縁被覆を施した被覆粒子の集合体である軟磁性粉末を加圧成形することで作製される。その加圧成形の際、軟磁性粉末に内部潤滑剤を混合し、被覆粒子同士が強く擦れ合うことを抑制し、各被覆粒子の絶縁被覆が損傷しないようにしている。
≪Dust core≫
The dust core is produced by press-molding soft magnetic powder, which is an aggregate of coated particles obtained by applying an insulating coating to the surface of soft magnetic metal particles. At the time of the pressure molding, an internal lubricant is mixed with the soft magnetic powder to prevent the coated particles from being rubbed strongly, so that the insulating coating of each coated particle is not damaged.
［軟磁性金属粒子］
軟磁性金属粒子の材質は、鉄を５０質量％以上含有するものが好ましい。例えば、純鉄（Ｆｅ）、その他、Ｆｅ−Ｓｉ系合金，Ｆｅ−Ａｌ系合金，Ｆｅ−Ｎ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ系合金，Ｆｅ−Ｃ系合金，Ｆｅ−Ｂ系合金，Ｆｅ−Ｃｏ系合金，Ｆｅ−Ｐ系合金，Ｆｅ−Ｎｉ−Ｃｏ系合金，及びＦｅ−Ａｌ−Ｓｉ系合金から選択される１種の鉄合金が挙げられる。特に、透磁率及び磁束密度の点から、９９質量％以上がＦｅである純鉄が好ましい。
[Soft magnetic metal particles]
The material of the soft magnetic metal particles preferably contains 50% by mass or more of iron. For example, pure iron (Fe), Fe-Si alloy, Fe-Al alloy, Fe-N alloy, Fe-Ni alloy, Fe-C alloy, Fe-B alloy, Fe-Co alloy One type of iron alloy selected from an alloy, an Fe—P alloy, an Fe—Ni—Co alloy, and an Fe—Al—Si alloy may be mentioned. In particular, from the viewpoint of magnetic permeability and magnetic flux density, pure iron in which 99% by mass or more is Fe is preferable.
軟磁性金属粒子は、その平均粒径ｄが１μｍ以上７０μｍ以下であることが好ましい。平均粒径ｄが１μｍ以上であることで、流動性に優れる上に、圧粉磁心におけるヒステリシス損の増加を抑制でき、７０μｍ以下であることで、圧粉磁心における渦電流損を効果的に低減できる。特に、平均粒径ｄが５０μｍ以上であると、ヒステリシス損の低減効果を得易い上に、粉末を取り扱い易い。上記平均粒径ｄは、粒径のヒストグラム中、粒径の小さい粒子からの質量の和が総質量の５０％に達する粒子の粒径、つまり５０％粒径（質量）をいう。 The soft magnetic metal particles preferably have an average particle diameter d of 1 μm or more and 70 μm or less. When the average particle size d is 1 μm or more, the fluidity is excellent and the increase in hysteresis loss in the dust core can be suppressed, and when it is 70 μm or less, the eddy current loss in the dust core is effectively reduced. it can. In particular, when the average particle diameter d is 50 μm or more, it is easy to obtain an effect of reducing hysteresis loss and it is easy to handle the powder. The average particle diameter d refers to a particle diameter of a particle in which the sum of masses from particles having a small particle diameter reaches 50% of the total mass in the particle diameter histogram, that is, 50% particle diameter (mass).
［絶縁被覆］
絶縁被覆は、例えば、Ｆｅ，Ａｌ，Ｃａ，Ｍｎ，Ｚｎ，Ｍｇ，Ｖ，Ｃｒ，Ｙ，Ｂａ，Ｓｒ及び希土類元素（Ｙを除く）などから選択された１種以上の金属元素の酸化物、窒化物、炭化物などの金属酸化物、金属窒化物、金属炭化物などで構成することができる。また、絶縁被覆は、例えば、リン化合物、ケイ素化合物（シリコーン樹脂など）、ジルコニウム化合物及びアルミニウム化合物から選択された１種以上の化合物で構成しても良い。その他、絶縁被覆は、金属塩化合物、例えば、リン酸金属塩化合物（代表的には、リン酸鉄やリン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウムなど）、ホウ酸金属塩化合物、ケイ酸金属塩化合物、チタン酸金属塩化合物などで構成しても良い。
[Insulation coating]
The insulating coating is, for example, an oxide of one or more metal elements selected from Fe, Al, Ca, Mn, Zn, Mg, V, Cr, Y, Ba, Sr and rare earth elements (excluding Y), It can be composed of metal oxides such as nitrides and carbides, metal nitrides, metal carbides, and the like. The insulating coating may be composed of, for example, one or more compounds selected from a phosphorus compound, a silicon compound (silicone resin, etc.), a zirconium compound, and an aluminum compound. In addition, the insulating coating may be a metal salt compound such as a phosphate metal salt compound (typically iron phosphate, manganese phosphate, zinc phosphate, calcium phosphate, etc.), borate metal salt compound, silicate metal salt compound. Further, it may be composed of a metal titanate salt compound or the like.
上記絶縁被覆の厚さは、１０ｎｍ以上１μｍ以下とすることが好ましい。１０ｎｍ以上であると、軟磁性金属粒子間の絶縁を確保でき、１μｍ以下であると、絶縁被覆の存在により、圧粉磁心における軟磁性粉末の含有割合の低下を抑制できる。 The thickness of the insulating coating is preferably 10 nm or more and 1 μm or less. When the thickness is 10 nm or more, insulation between the soft magnetic metal particles can be secured, and when the thickness is 1 μm or less, a decrease in the content of the soft magnetic powder in the dust core can be suppressed due to the presence of the insulating coating.
［内部潤滑剤］
内部潤滑剤は、液体潤滑剤でも良いし、潤滑剤粉末からなる固体潤滑剤でも良い。特に、軟磁性粉末との混合し易さを考慮して、内部潤滑剤は、固体潤滑剤とすることが好ましい。固体潤滑剤としては、軟磁性粉末に均一的に混合し易く、圧粉磁心の成形時、被覆粒子間で十分に変形可能であり、得られた圧粉磁心に熱処理を施した際、この加熱により除去し易いものを利用することが好ましい。例えば、ステアリン酸リチウム、ステアリン酸亜鉛などの金属石鹸を固体潤滑剤として利用することができる。その他、ラウリン酸アミド、ステアリン酸アミド、パルミチン酸アミドなどの脂肪酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミドなどの高級脂肪酸アミドを利用することもできる。
[Internal lubricant]
The internal lubricant may be a liquid lubricant or a solid lubricant made of a lubricant powder. In particular, considering the ease of mixing with soft magnetic powder, the internal lubricant is preferably a solid lubricant. As a solid lubricant, it is easy to mix uniformly with soft magnetic powder, and it can be sufficiently deformed between coated particles during molding of the dust core, and this heat is applied when the obtained dust core is heat treated. It is preferable to use a material that can be easily removed. For example, a metal soap such as lithium stearate or zinc stearate can be used as the solid lubricant. In addition, fatty acid amides such as lauric acid amide, stearic acid amide, and palmitic acid amide, and higher fatty acid amides such as ethylene bis stearic acid amide can be used.
上記内部潤滑剤の好ましい混合量、即ち、被覆軟磁性粉末を１００としたときに、その被覆軟磁性粉末に混合する内部潤滑剤の混合量は、０．４質量％〜０．８質量％とすることが好ましい。また、内部潤滑剤を構成する固体潤滑剤は、最大径が２０μｍ以下の固体潤滑剤であることが好ましい。この大きさの固体潤滑剤であれば、内部潤滑剤粒子が、被覆軟磁性粒子の間に入り込み易く、被覆軟磁性粒子間の摩擦を効果的に低減して、被覆軟磁性の絶縁被覆の損傷を効果的に防止できる。内部潤滑剤を被覆軟磁性粉末に混合する場合、ダブルコーン型混合機やＶ型混合機を利用すると良い。 A preferable mixing amount of the internal lubricant, that is, when the coated soft magnetic powder is 100, the mixed amount of the internal lubricant mixed with the coated soft magnetic powder is 0.4% by mass to 0.8% by mass. It is preferable to do. Further, the solid lubricant constituting the internal lubricant is preferably a solid lubricant having a maximum diameter of 20 μm or less. With a solid lubricant of this size, the internal lubricant particles can easily enter between the coated soft magnetic particles, effectively reducing the friction between the coated soft magnetic particles and damaging the coated soft magnetic insulation coating. Can be effectively prevented. When mixing the internal lubricant with the coated soft magnetic powder, a double cone type mixer or a V type mixer may be used.
［加圧成形］
圧粉磁心の加圧成形には、筒状のダイと、そのダイの上下の開口部に挿入される上パンチおよび下パンチとを備える公知の金型を用いると良い。このような金型を用いる場合、ダイに下パンチを挿入し、そのダイと下パンチとで囲まれるキャビティに上述した軟磁性粉末と内部潤滑剤を含む混合粉末を入れる。そして、ダイに上パンチを挿入し、上パンチと下パンチとの間で軟磁性粉末を加圧すると良い。ここで、ダイの内周面にも潤滑剤を塗布すると、圧粉磁心の外周面における絶縁被覆の損傷を効果的に抑制することができる。
[Pressure molding]
A known mold having a cylindrical die and upper and lower punches inserted into upper and lower openings of the die may be used for pressure molding of the dust core. When such a mold is used, a lower punch is inserted into a die, and a mixed powder containing the above-described soft magnetic powder and an internal lubricant is placed in a cavity surrounded by the die and the lower punch. Then, it is preferable to insert an upper punch into the die and press the soft magnetic powder between the upper punch and the lower punch. Here, when the lubricant is applied also to the inner peripheral surface of the die, damage to the insulating coating on the outer peripheral surface of the dust core can be effectively suppressed.
加圧成形の圧力は、３９０ＭＰａ以上１５００ＭＰａ以下とすることが好ましい。３９０ＭＰａ以上とすることで、軟磁性粉末を十分に圧縮することができ、圧粉磁心の相対密度を高められ、１５００ＭＰａ以下とすることで、軟磁性粉末を構成する被覆粒子同士の接触による絶縁被覆の損傷を抑制できる。７００ＭＰａ以上１３００ＭＰａ以下がより好ましい圧力である。 The pressure for pressure molding is preferably 390 MPa or more and 1500 MPa or less. By setting the pressure to 390 MPa or more, the soft magnetic powder can be sufficiently compressed, and the relative density of the powder magnetic core can be increased, and by setting the pressure to 1500 MPa or less, the insulating coating by contact between the coated particles constituting the soft magnetic powder Can prevent damage. The pressure is more preferably 700 MPa or more and 1300 MPa or less.
≪圧粉磁心の熱処理方法≫
加圧成形することで作製された圧粉磁心の軟磁性金属粒子には、歪が導入される。この歪は、圧粉磁心のヒステリシス損を増加させる要因となるため、圧粉磁心を熱処理することによって除去する。この熱処理に、本発明圧粉磁心の熱処理方法を用いる。
≪Method of heat treatment of dust core≫
Strain is introduced into the soft magnetic metal particles of the dust core produced by pressure molding. Since this distortion increases the hysteresis loss of the dust core, it is removed by heat-treating the dust core. For this heat treatment, the heat treatment method for the dust core of the present invention is used.
［熱処理炉］
本発明圧粉磁心の熱処理方法に利用する熱処理炉の一例を図１に基づいて説明する。図１に示す熱処理炉は、炉本体２と、その炉本体２に熱処理対象の圧粉磁心９を導入するメッシュベルト３と、を備えるメッシュベルト炉１である。このメッシュベルト炉１の従来と異なる点は、従来技術で圧粉磁心９を載置する台部となるメッシュベルト３の上に底上げされたメッシュ台４を設けることで、メッシュベルト３とメッシュ台４との間に所定の隙間を形成し、当該隙間に雰囲気の対流を生じさせることができるように構成したことにある。
[Heat treatment furnace]
An example of a heat treatment furnace used in the heat treatment method for the dust core of the present invention will be described with reference to FIG. The heat treatment furnace shown in FIG. 1 is a mesh belt furnace 1 including a furnace body 2 and a mesh belt 3 for introducing a dust core 9 to be heat treated into the furnace body 2. The mesh belt furnace 1 is different from the prior art in that the mesh belt 4 and the mesh platform 3 are arranged on the mesh belt 3 which is a platform on which the dust core 9 is placed in the prior art. 4 is formed so that a predetermined gap is formed between the gaps 4 and convection of the atmosphere can be generated in the gap.
炉本体２は、その内部の雰囲気を所望の温度に加熱する加熱手段を備える。また、炉本体２の内部を不活性ガス雰囲気（例えば、Ｎ２ガスやＡｒガスなど）とすることができるように、当該不活性ガスを導入するガス導入管を備える。ガス導入管から導入する不活性ガスはある程度加熱された状態であることが好ましい。加熱手段による内部雰囲気の温度調節を行ない易いからである。 The furnace body 2 includes heating means for heating the atmosphere inside the furnace body 2 to a desired temperature. In addition, a gas introduction pipe for introducing the inert gas is provided so that the interior of the furnace body 2 can be an inert gas atmosphere (for example, N 2 gas or Ar gas). The inert gas introduced from the gas introduction pipe is preferably heated to some extent. This is because it is easy to adjust the temperature of the internal atmosphere by the heating means.
炉本体２による熱処理の温度は、高いほどヒステリシス損を低減できるが、高過ぎると絶縁被覆の構成材料が熱分解されることがあるため、当該構成材料の熱分解温度未満の範囲で選択する。代表的には、熱処理の温度は４００℃〜７００℃、保持時間は３０分以上６０分以下とすることが挙げられる。絶縁被覆がリン酸鉄やリン酸亜鉛などの非晶質リン酸塩からなる場合、上記加熱温度は５００℃程度までが好ましく、金属酸化物やシリコーン樹脂などの耐熱性に優れる絶縁材料からなる場合、５５０℃以上、更に６００℃以上、特に６５０℃以上に加熱温度を高められる。 As the temperature of the heat treatment by the furnace body 2 is higher, the hysteresis loss can be reduced. However, if the temperature is too high, the constituent material of the insulating coating may be thermally decomposed, so the temperature is selected within the range below the thermal decomposition temperature of the constituent material. Typically, the heat treatment temperature is 400 ° C. to 700 ° C., and the holding time is 30 minutes to 60 minutes. When the insulating coating is made of an amorphous phosphate such as iron phosphate or zinc phosphate, the heating temperature is preferably up to about 500 ° C., and the insulating coating is made of an insulating material having excellent heat resistance such as a metal oxide or silicone resin. The heating temperature can be increased to 550 ° C. or higher, further 600 ° C. or higher, particularly 650 ° C. or higher.
一方、メッシュベルト３は、図示しないローラで炉本体２に送り出される鋼帯３０と、その鋼帯３０の表面に取り付けられるメッシュ部３１と、を備えるコンベア状の部材である。従来技術では、このメッシュベルト３（メッシュ部３１）が、圧粉磁心９を載置する台部となる。既に述べたように、本実施形態のメッシュベルト炉１は、メッシュベルト３上に、底上げされたメッシュ台４が備わっており、熱処理する圧粉磁心９は、メッシュベルト３上ではなく、このメッシュ台４上に載置される。 On the other hand, the mesh belt 3 is a conveyor-like member provided with a steel strip 30 fed to the furnace body 2 by a roller (not shown) and a mesh portion 31 attached to the surface of the steel strip 30. In the prior art, the mesh belt 3 (mesh portion 31) serves as a base portion on which the dust core 9 is placed. As already described, the mesh belt furnace 1 of the present embodiment is provided with the mesh base 4 raised on the mesh belt 3, and the dust core 9 to be heat-treated is not on the mesh belt 3 but on the mesh belt 3. Placed on the table 4.
メッシュ台４は、その厚さ方向に貫通する複数の孔を備える部材であって、本実施形態では剛性を有する線材を格子状に編んだ部材である。メッシュ台４に複数の孔を形成することで、このメッシュ台４上に圧粉磁心９を載置したとき、圧粉磁心９の載置面（メッシュ台４に対向する面）に、炉本体２の雰囲気が接触し易くなる。 The mesh platform 4 is a member having a plurality of holes penetrating in the thickness direction, and in this embodiment, the mesh platform 4 is a member obtained by knitting a rigid wire rod in a lattice shape. By forming a plurality of holes in the mesh table 4, when the dust core 9 is placed on the mesh table 4, the furnace body The atmosphere of 2 becomes easy to contact.
メッシュ台４の材質としては、圧粉磁心９の熱処理雰囲気によって軟化しないものを利用する。例えば、ステンレスなどの鋼をメッシュ台４の材質として利用することができる。 As the material of the mesh base 4, a material that is not softened by the heat treatment atmosphere of the dust core 9 is used. For example, steel such as stainless steel can be used as the material for the mesh platform 4.
メッシュ台４の実質部分の寸法（即ち、孔以外の部分の寸法であって、本実施形態では、線材の線径）は、圧粉磁心９の重みでメッシュ台４が曲がらないように設定する。例えば、鋼線を格子状に編み込んだメッシュ台４であれば、その鋼線の線径を約０．５ｍｍ以上とすれば良い。なお、鋼線が太すぎると、メッシュ台４の孔が小さくなるので、鋼線の太さは３ｍｍ以下とすることが好ましい。 The size of the substantial part of the mesh base 4 (that is, the dimension of the part other than the hole, and in this embodiment, the wire diameter of the wire) is set so that the mesh base 4 is not bent by the weight of the dust core 9. . For example, in the case of the mesh base 4 in which steel wires are knitted in a lattice shape, the diameter of the steel wires may be about 0.5 mm or more. In addition, since the hole of the mesh stand 4 will become small if a steel wire is too thick, it is preferable that the thickness of a steel wire shall be 3 mm or less.
メッシュ台４に形成される各メッシュ孔の孔面積は、圧粉磁心９の載置面面積の１／１００〜１／２とすることが好ましい。各メッシュ孔の孔面積を圧粉磁心９の載置面面積の１／１００以上とすることで、炉本体２内の雰囲気が圧粉磁心９の載置面に十分に接触し、当該載置面の内部潤滑剤を効果的に除去することができる。また、当該孔面積を圧粉磁心９の載置面面積の１／２以下とすることで、メッシュ台４上での圧粉磁心９の安定性を向上させることができる。加えて、高重量物である圧粉磁心９を載せても容易に撓まない強度をメッシュ台４に持たせることができる。より好ましい孔面積は、圧粉磁心９の載置面面積の１／６０〜１／４である。 The hole area of each mesh hole formed in the mesh base 4 is preferably 1/100 to 1/2 of the mounting surface area of the dust core 9. By setting the hole area of each mesh hole to be 1/100 or more of the placement surface area of the dust core 9, the atmosphere in the furnace body 2 sufficiently contacts the placement surface of the dust core 9, and the placement The internal lubricant on the surface can be effectively removed. Moreover, the stability of the dust core 9 on the mesh base 4 can be improved by setting the hole area to ½ or less of the placement surface area of the dust core 9. In addition, the mesh base 4 can be provided with a strength that does not easily bend even when a dust core 9 that is a heavy object is placed thereon. A more preferable hole area is 1/60 to 1/4 of the placement surface area of the dust core 9.
上記メッシュ台４は、支持部材５によってメッシュベルト３（即ち、台部）から底上げされている。支持部材５の材質は、熱処理温度で軟化しない物であれば特に限定されず、例えば、アルミナやムライトといったセラミックスなどを利用することができる。また、メッシュ台４を構成する線材を部分的に盛り上げて、その盛り上げた部分をメッシュベルト３に向けて配置することで、メッシュ台４をメッシュベルト３から底上げしても良い。 The mesh platform 4 is raised from the mesh belt 3 (ie, the platform) by a support member 5. The material of the support member 5 is not particularly limited as long as it does not soften at the heat treatment temperature. For example, ceramics such as alumina and mullite can be used. Alternatively, the mesh base 4 may be raised from the mesh belt 3 by partially raising the wire constituting the mesh base 4 and arranging the raised portion toward the mesh belt 3.
支持部材５によるメッシュ台４の底上げ高さは、２ｍｍ以上とすることが好ましい。メッシュ台４の底上げ高さは例え僅かであっても、メッシュベルト３とメッシュ台４との間に雰囲気の対流を生じさせることができる。しかし、メッシュ台４の底上げ高さを５ｍｍ以上とすることで、メッシュベルト３とメッシュ台４との間に十分な雰囲気の対流を生じさせ、その雰囲気の対流が圧粉磁心９の載置面を確実に撫でるようにすることができる。その結果、圧粉磁心９の載置面に内部潤滑剤の残滓が付着した状態となり難い。 The bottom raising height of the mesh platform 4 by the support member 5 is preferably 2 mm or more. Even if the raised height of the mesh platform 4 is small, convection of the atmosphere can be generated between the mesh belt 3 and the mesh platform 4. However, by setting the raised height of the mesh platform 4 to 5 mm or more, sufficient convection is generated between the mesh belt 3 and the mesh platform 4, and the convection in the atmosphere is the mounting surface of the dust core 9. Can be surely boiled. As a result, it is difficult for the internal lubricant residue to adhere to the mounting surface of the dust core 9.
［熱処理手順］
図１を参照して説明したメッシュベルト炉１を用いて圧粉磁心９を熱処理する。圧粉磁心９の熱処理にあたっては、圧粉磁心９は決してメッシュベルト３上に直接載置せず、メッシュ台４上に載置する。そして、炉本体２内の雰囲気を加熱し、メッシュベルト３を動作させて、メッシュ台４に載置された状態の圧粉磁心９を炉本体２内に搬入する。
[Heat treatment procedure]
The dust core 9 is heat-treated using the mesh belt furnace 1 described with reference to FIG. In the heat treatment of the dust core 9, the dust core 9 is never placed directly on the mesh belt 3 but placed on the mesh platform 4. Then, the atmosphere in the furnace body 2 is heated, the mesh belt 3 is operated, and the dust core 9 placed on the mesh table 4 is carried into the furnace body 2.
炉本体２内に導入された圧粉磁心９は、炉本体２内の雰囲気に加熱され、圧粉磁心９を構成する軟磁性金属粒子に導入された歪が除去される。同時に、その加熱によって、圧粉磁心９の内部に含まれる内部潤滑剤が溶解し、圧粉磁心９の表面に滲み出す。ここで、圧粉磁心９の載置面以外の面は、雰囲気に直接触れているので、それらの面に滲み出た内部潤滑剤は蒸散する。また、圧粉磁心９の載置面に滲み出た内部潤滑剤も、圧粉磁心９を載置するメッシュ台４が底上げられているため、雰囲気の対流により蒸散する。 The dust core 9 introduced into the furnace body 2 is heated to the atmosphere in the furnace body 2 and the strain introduced into the soft magnetic metal particles constituting the dust core 9 is removed. At the same time, due to the heating, the internal lubricant contained in the dust core 9 is dissolved and oozes out on the surface of the dust core 9. Here, since the surfaces other than the mounting surface of the dust core 9 are in direct contact with the atmosphere, the internal lubricant that has oozed out on those surfaces evaporates. Further, the internal lubricant that has oozed out on the mounting surface of the dust core 9 is evaporated by the convection of the atmosphere because the mesh platform 4 on which the dust core 9 is placed is raised.
以上説明した本発明圧粉磁心の熱処理方法によれば、圧粉磁心９の表面（載置面を含む）に内部潤滑剤の残滓が付着した状態となり難い。そのため、熱処理後の圧粉磁心９の表面を拭う作業を軽減でき、その分だけ圧粉磁心９の生産性を向上させることができる。また、圧粉磁心９の表面を拭う作業に伴う圧粉磁心９の表面損傷を低減でき、圧粉磁心９の歩留りを向上させることができる。 According to the heat treatment method for a dust core of the present invention described above, it is difficult for the residue of the internal lubricant to adhere to the surface (including the mounting surface) of the dust core 9. Therefore, the work of wiping the surface of the dust core 9 after heat treatment can be reduced, and the productivity of the dust core 9 can be improved accordingly. Moreover, the surface damage of the powder magnetic core 9 accompanying the operation | work which wipes the surface of the powder magnetic core 9 can be reduced, and the yield of the powder magnetic core 9 can be improved.
＜変形実施形態＞
実施形態１では、焼き網状のメッシュ台を用いたが、当該メッシュ台は、剛性を有する板材にパンチ孔を形成したパンチングメタル状の構成としても良い。ここで、パンチングメタル状のメッシュ台の場合、メッシュ台と圧粉磁心とが面接触する部分が多くなる。そこで、メッシュ台のうち、パンチ孔以外の部分に凹凸をつけるなどして、メッシュ台と載置面との接触面積を小さくすると良い。
<Modified Embodiment>
In the first embodiment, a net-like mesh base is used, but the mesh base may have a punching metal configuration in which punch holes are formed in a rigid plate material. Here, in the case of a punching metal mesh base, there are many portions where the mesh base and the powder magnetic core are in surface contact. Therefore, it is preferable to reduce the contact area between the mesh platform and the placement surface by making irregularities in the mesh platform other than the punch holes.
＜実施形態２＞
実施形態２では、メッシュ台４の上にさらに別のメッシュ台４０を配置したメッシュベルト炉１’を用いた圧粉磁心の熱処理方法を図２に基づいて説明する。
<Embodiment 2>
In the second embodiment, a heat treatment method for a powder magnetic core using a mesh belt furnace 1 ′ in which another mesh table 40 is arranged on the mesh table 4 will be described with reference to FIG. 2.
図２に示すメッシュベルト炉１’では、図１で説明した実施形態１のメッシュベルト炉１に備わるメッシュ台４の上に、さらに別のメッシュ台４０を設けた。追加で設けたメッシュ台４０の材質・形状は、下段のメッシュ台４と同じで良い。また、その上段のメッシュ台４０を支える支持部材５０の材質も、下段のメッシュ台４を支える支持部材５と同じで良い。 In the mesh belt furnace 1 ′ shown in FIG. 2, another mesh stage 40 is provided on the mesh stage 4 provided in the mesh belt furnace 1 of the first embodiment described in FIG. 1. The material and shape of the additionally provided mesh platform 40 may be the same as those of the lower mesh platform 4. The material of the support member 50 that supports the upper mesh base 40 may be the same as the support member 5 that supports the lower mesh base 4.
ここで、上段のメッシュ台４０の底上げ高さ（下段のメッシュ台４からの高さ）は、次のように決定することが好ましい。まず、下段のメッシュ台４上に載置される圧粉磁心９の載置高さ、即ち、下段のメッシュ台４上に圧粉磁心９を置いたときの下段のメッシュ台４表面から圧粉磁心９の上端までの高さを把握しておく。形状・高さの異なる複数の圧粉磁心９を熱処理する場合、最も大きな載置高さを把握しておく。そして、その把握した『載置高さ』＋２ｍｍを、上段のメッシュ台４０の底上げ高さ（メッシュ台４からメッシュ台４０までの距離）とする。そうすることで、上段のメッシュ台４０の上に載置された圧粉磁心９の載置面に、炉内雰囲気を十分に接触させることができる。 Here, it is preferable to determine the height of raising the bottom of the upper mesh platform 40 (the height from the lower mesh platform 4) as follows. First, the placement height of the dust core 9 placed on the lower mesh platform 4, that is, the dust from the surface of the lower mesh platform 4 when the dust core 9 is placed on the lower mesh platform 4. The height to the upper end of the magnetic core 9 is grasped. When heat-treating a plurality of dust cores 9 having different shapes and heights, the largest mounting height is known. Then, the grasped “mounting height” +2 mm is set as the bottom raising height of the upper mesh base 40 (the distance from the mesh base 4 to the mesh base 40). By doing so, the atmosphere in the furnace can be sufficiently brought into contact with the placement surface of the dust core 9 placed on the upper mesh base 40.
以上説明した多段に積み上げたメッシュ台４，４０を備え、かつ各メッシュ台４，４０の下に所定の隙間を設けたメッシュベルト炉１’を使用すれば、一度に大量の圧粉磁心９を熱処理することができ、しかも各圧粉磁心９の表面に内部潤滑剤の残滓が付着した状態とならないようにすることができる。 If the mesh belt furnace 1 ′ having the mesh bases 4, 40 stacked in multiple stages as described above and having a predetermined gap under each mesh base 4, 40 is used, a large number of dust cores 9 can be formed at a time. Heat treatment can be performed, and it is possible to prevent the residue of the internal lubricant from adhering to the surface of each dust core 9.
なお、メッシュ台を３段以上重ねる場合、高さ方向に隣接するメッシュ台の間隔は、上述した１段目のメッシュ台と２段目のメッシュ台との間隔を決定した理屈と同じ理屈で決定すると良い。 When three or more mesh bases are stacked, the distance between the mesh bases adjacent to each other in the height direction is determined according to the same theory as that for determining the distance between the first and second mesh bases described above. Good.
＜試験例＞
図１を参照して説明した実施形態１のメッシュベルト炉１を用いて実際に圧粉磁心の熱処理を行なった。その際、メッシュ台４上に圧粉磁心を載置すると共に、メッシュ台４が設けられていないメッシュベルト３上に直接圧粉磁心を載置しておいた。そうすることで、メッシュ台４上に載置して熱処理する本発明熱処理方法で熱処理された圧粉磁心と、メッシュベルト３上に直置きして熱処理する従来熱処理方法で熱処理された圧粉磁心と、を同一の熱処理条件で熱処理できる。
<Test example>
The dust core was actually heat-treated using the mesh belt furnace 1 of Embodiment 1 described with reference to FIG. At that time, the dust core was placed on the mesh base 4, and the dust core was placed directly on the mesh belt 3 on which the mesh base 4 was not provided. By doing so, the dust core heat-treated by the heat treatment method of the present invention, which is placed on the mesh table 4 and heat-treated, and the dust core heat-treated by the conventional heat treatment method of placing directly on the mesh belt 3 and heat-treating Can be heat-treated under the same heat treatment conditions.
≪熱処理した圧粉磁心≫
・軟磁性粉末…平均粒径ｄ＝５０μｍの純鉄の表面に、化成処理により燐酸金属塩化合物からなる絶縁層（厚さ：２０ｎｍ以下程度）を被覆した被覆粒子の集合体
・内部潤滑剤…平均粒径１６μｍのステアリン酸亜鉛有機複合体
・混合割合…軟磁性粉末を１００としたとき、上記内部潤滑材が０．６質量％となるように混合
・加圧条件…７００ＭＰａ
・最終寸法…縦３０ｍｍ×横３０ｍｍ×厚さ２０ｍｍの直方体
≪Heat-treated dust core≫
Soft magnetic powder: Aggregate of coated particles in which the surface of pure iron having an average particle diameter d = 50 μm is coated with an insulating layer (thickness: about 20 nm or less) made of a metal phosphate compound by chemical conversion treatment. Internal lubricant ... Zinc stearate organic composite with an average particle size of 16 μm. Mixing ratio: Mixing and pressing conditions such that the internal lubricant is 0.6% by mass when the soft magnetic powder is 100. 700 MPa
・ Final dimensions: 30mm vertical x 30mm horizontal x 20mm thick rectangular parallelepiped
≪圧粉磁心の熱処理条件≫
・雰囲気…Ｎ２ガス
・熱処理温度…４００℃
・熱処理時間…３０分
・メッシュ台４の各メッシュ孔の孔面積…２５ｍｍ２（正方形）
・メッシュ台４の高さ…メッシュベルト３の表面から５ｍｍ
≪Heat treatment condition of dust core≫
・ Atmosphere… N 2 gas ・ Heat treatment temperature… 400 ° C.
・ Heat treatment time… 30 minutes ・ Pore area of each mesh hole in mesh stand 4… 25 mm 2 (square)
-Height of the mesh stand 4 ... 5 mm from the surface of the mesh belt 3
≪試験結果≫
以上説明した条件で熱処理した圧粉磁心の表面状態の写真を図３，図４に示す。図３は、メッシュ台上に載置して熱処理する本発明熱処理方法で熱処理した圧粉磁心の写真、図４は、メッシュベルト上に直置きして熱処理する従来熱処理方法で熱処理した圧粉磁心の写真である。図３、図４ともに、（Ａ）が上面、（Ｂ）が下面（つまり、載置面）である。
≪Test results≫
3 and 4 show photographs of the surface state of the dust core heat-treated under the conditions described above. FIG. 3 is a photograph of a dust core heat-treated by the heat treatment method of the present invention in which heat treatment is performed by placing it on a mesh table, and FIG. 4 is a dust core heat-treated by a conventional heat treatment method in which heat treatment is performed by placing directly on a mesh belt. It is a photograph of. 3 and 4, (A) is the upper surface and (B) is the lower surface (that is, the placement surface).
図３に示すように、本発明熱処理方法で熱処理した圧粉磁心は、上面および下面とも光沢があり、内部潤滑剤の残滓の付着が殆どなかった。 As shown in FIG. 3, the dust core heat-treated by the heat treatment method of the present invention was glossy on both the upper surface and the lower surface, and there was almost no adhesion of the internal lubricant residue.
一方、図４に示すように、従来熱処理方法で熱処理した圧粉磁心は、図４（Ａ）に示す上面には光沢があるものの、図４（Ｂ）に示す下面（載置面）には内部潤滑剤の残滓が斑に付着していた。そのため、この圧粉磁心は、その表面を丁寧に拭わなければ出荷可能な状態とならない。その丁寧に拭う作業は煩雑である上、圧粉磁心の表面を傷付ける恐れがあるので注意が必要である。 On the other hand, as shown in FIG. 4, the dust core heat-treated by the conventional heat treatment method has gloss on the upper surface shown in FIG. 4 (A), but on the lower surface (mounting surface) shown in FIG. 4 (B). Residue of internal lubricant adhered to the plaques. Therefore, the dust core cannot be shipped unless the surface is carefully wiped. Careful wiping is necessary because it is complicated and may damage the surface of the dust core.
なお、本発明は、上述した実施の形態に限定されるものではなく、本発明の要旨を逸脱しない範囲において適宜変更が可能である。例えば、圧粉磁心を熱処理するための熱処理炉は、バッチ炉であっても構わない。 The present invention is not limited to the above-described embodiment, and can be appropriately changed without departing from the gist of the present invention. For example, the heat treatment furnace for heat treating the dust core may be a batch furnace.
本発明圧粉磁心の熱処理方法は、内部潤滑剤を用いて作製された圧粉磁心の歪取りに好適に利用することができる。 The heat treatment method for a dust core of the present invention can be suitably used for strain removal of a dust core produced using an internal lubricant.
１，１’ メッシュベルト炉（熱処理炉）
２ 炉本体
３ メッシュベルト ３０ 鋼帯 ３１ メッシュ部
４，４０ メッシュ台
５，５０ 支持部材
９ 圧粉磁心
1,1 'mesh belt furnace (heat treatment furnace)
2 Furnace body 3 Mesh belt 30 Steel strip 31 Mesh part 4, 40 Mesh base 5, 50 Support member 9 Dust core
Claims (6)
前記メッシュベルト炉に備わるメッシュベルト上に、底上げされたメッシュ台を設け、
そのメッシュ台の上に、前記圧粉磁心を載置して熱処理を行なう圧粉磁心の熱処理方法。 The dust core obtained by pressure forming soft magnetic powder, which is an aggregate of coated particles having soft magnetic metal particles and an insulating coating formed on the surface thereof, together with an internal lubricant is heat-treated in a mesh belt furnace. A heat treatment method for a dust core that removes strain introduced into the soft magnetic metal particles during pressure molding,
On the mesh belt provided in the mesh belt furnace, a bottomed mesh platform is provided,
Over the mesh base, the heat treatment method of the dust core cormorants rows and placed to a heat treatment the pressure powder magnetic core.
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