JP6346412B2 - Soft magnetic powder, core and manufacturing method thereof - Google Patents

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Description

本発明は、平滑用チョークコイル等のコアに使用される軟磁性粉末、その軟磁性粉末を用いたコア及びその製造方法に関する。   The present invention relates to a soft magnetic powder used for a core such as a smoothing choke coil, a core using the soft magnetic powder, and a manufacturing method thereof.

スイッチング電源等の出力波形を平滑するために、チョークコイルが使用されている。各種電子機器の高性能化・多機能化に伴い、それに使用されるチョークコイルのコアにおいても、大電流でも特性変化の小さいものが要求されている。具体的には、優れた直流重畳特性と低損失特性を有するコアが求められている。この種のコアとしては、従来から、フェライトコアや圧粉磁心が使用されている。中でも、非晶質軟磁性合金(アモルファス軟磁性合金)の粉末から作製された圧粉磁心は、直流重畳特性に優れ、損失が少ない特性を有している。   A choke coil is used to smooth the output waveform of a switching power supply or the like. As various electronic devices become more sophisticated and multifunctional, the core of the choke coil used therein is required to have a small characteristic change even at a large current. Specifically, a core having excellent direct current superposition characteristics and low loss characteristics is required. Conventionally, ferrite cores and dust cores have been used as this type of core. Among these, a powder magnetic core made from an amorphous soft magnetic alloy (amorphous soft magnetic alloy) powder has excellent DC superposition characteristics and low loss characteristics.

これらの非晶質軟磁性合金粉末を用いて圧粉磁心とするためには、合金粉末を低融点ガラスと結着性樹脂などと混合し、その混合物を常温あるいは高温下で圧縮成形した後、得られた成形体に対して熱処理を行う。また、低融点ガラスはコストが高いという問題点があることから、低融点ガラスに代えて、特許文献1に示すように、第一リン酸アルミニウムを絶縁被膜として用いることで、絶縁性能の改善を図った提案や、特許文献2に示すように、アルミニウムを含有するリン酸塩またはリン酸化合物を使用することで、高い絶縁性と磁束密度を得ようとする試みもなされている。しかし、これらの先行技術は、いずれも絶縁性能の向上に着目したものであり、コアの強度向上を目的としたものではなかった。   In order to obtain a powder magnetic core using these amorphous soft magnetic alloy powders, the alloy powder is mixed with a low melting glass and a binder resin, and the mixture is compression-molded at room temperature or high temperature. A heat treatment is performed on the obtained molded body. In addition, since low-melting glass has a problem of high cost, instead of low-melting glass, as shown in Patent Document 1, the use of primary aluminum phosphate as an insulating film improves the insulation performance. As shown in the proposed proposal and Patent Document 2, attempts have been made to obtain high insulation and magnetic flux density by using a phosphate or phosphate compound containing aluminum. However, all of these prior arts focus on improving the insulation performance, and are not intended to improve the core strength.

特開2003−272911号公報JP 2003-272911 A 特開2005−113258号公報JP 2005-113258 A

特許文献1の発明に使用される第一リン酸アルミニウムは、Al・3P・6HOの示性式で表される水溶性の酸性リン酸塩で、骨材との反応や、加熱による脱水縮合および高温加熱による結晶転移等により硬化結合性を発現させるものである。その反面、吸湿性が非常に高く、常温下でも周囲の水蒸気と急激な反応を示すため、取り扱いが困難であり、また、吸湿による膨張により成形体密度が低下するなどの問題点があり、量産性が難しい。また、軟磁性粉末の硬度が高いと圧縮成形時における粉末同士のアンカー効果が弱くなり、成形体強度が低下して、コアが破損する問題点が生じる。 The primary aluminum phosphate used in the invention of Patent Document 1 is a water-soluble acidic phosphate represented by the formula of Al 2 O 3 .3P 2 O 5 .6H 2 O. The curing bond is developed by reaction, dehydration condensation by heating, crystal transition by high temperature heating, or the like. On the other hand, it has a very high hygroscopic property and exhibits a rapid reaction with ambient water vapor even at room temperature, making it difficult to handle. Sex is difficult. Further, if the hardness of the soft magnetic powder is high, the anchor effect between the powders during compression molding becomes weak, the strength of the compact is reduced, and the core is damaged.

特許文献2に記載の発明は、リン酸化合物と金属化合物を混合して軟磁性粉末に添加し、軟磁性粉末の表面で化成反応を生じさせることにより、金属粉末表面の化成膜の密着性の向上を可能としたものであるが、その反面、リン酸化合物と金属化合物を混合を適切に制御しないと軟磁性粉末の表面での化成反応が不十分となり、初期の効果を得られない。また、リン酸塩またはリン酸化合物中に遊離リン酸が未反応のまま残存し、かような残存遊離リン酸は、粉末が吸湿性を持つ原因となる問題もあった。   In the invention described in Patent Document 2, a phosphoric acid compound and a metal compound are mixed and added to a soft magnetic powder, and a chemical conversion reaction is caused on the surface of the soft magnetic powder, whereby adhesion of the chemical film on the surface of the metal powder is achieved. However, if the mixing of the phosphoric acid compound and the metal compound is not properly controlled, the chemical reaction on the surface of the soft magnetic powder becomes insufficient, and the initial effect cannot be obtained. Further, free phosphoric acid remains unreacted in the phosphate or phosphoric acid compound, and such residual free phosphoric acid has a problem that causes the powder to be hygroscopic.

本発明は、上記のような従来技術の問題点を解決するために提案されたもので、機械的強度が高く、軟磁気特性の優れた圧粉磁心を提供することを目的とする。   The present invention has been proposed in order to solve the above-described problems of the prior art, and an object thereof is to provide a dust core having high mechanical strength and excellent soft magnetic properties.

本発明の軟磁性粉末は、軟磁性粉末に、その0.25〜2.0wt%のトリポリリン酸アルミニウムまたはメタリン酸アルミニウムの一方または両方を混合し、軟磁性粉末の周囲に前記トリポリリン酸アルミニウムまたはメタリン酸アルミニウムの一方または両方の被覆を形成し、前記軟磁性粉末の粉末硬度が100MPa以上であることを特徴とするIn the soft magnetic powder of the present invention, one or both of 0.25 to 2.0 wt% of aluminum tripolyphosphate or aluminum metaphosphate is mixed with the soft magnetic powder, and the aluminum tripolyphosphate or metallin is mixed around the soft magnetic powder. One or both coatings of aluminum oxide are formed, and the soft magnetic powder has a powder hardness of 100 MPa or more .

前記トリポリリン酸アルミニウムまたはメタリン酸アルミニウムの一方または両方に、硬化促進剤として、Al、SiO、MgO、Mg(OH)、CaO、Ca(OH)、石綿、タルク、フライアッシュの少なくとも1種類を添加することもできる。
As one or both of the aluminum tripolyphosphate and aluminum metaphosphate , as a hardening accelerator, Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, Mg (OH) 2 , CaO, Ca (OH) 2 , asbestos, talc, fly ash At least one kind can also be added.

前記のような軟磁性粉末を使用したコア、及びそのようなコアの製造方法も、本発明の一態様である。   The core using the soft magnetic powder as described above and a method for manufacturing such a core are also one embodiment of the present invention.

本発明によれば、リン酸の金属化合物を加熱して脱水縮合させて成る縮合リン酸金属塩をバインダーとして用いることで、常温下における吸湿性がなく、取り扱いが容易な軟磁性粉末を得ることができる。縮合リン酸金属塩のコストは、低融点ガラスと比較して各段に低く、製品のコスト競争力に高い利点がある。縮合リン酸金属塩は、一般に防錆剤としても使用されており、圧粉磁心の錆対策に有効であり、低融点ガラスのようなヒステリシス損を悪化させる事象は発生しない。   According to the present invention, a soft magnetic powder having no hygroscopic property at room temperature and easy to handle can be obtained by using a condensed metal phosphate obtained by heating and dehydrating and condensing a metal phosphate compound as a binder. Can do. The cost of the condensed metal phosphate is lower in each stage as compared with the low melting point glass, and there is an advantage that the cost competitiveness of the product is high. The condensed metal phosphate is generally used as a rust preventive agent, and is effective for rust prevention of the dust core, and does not cause an event of worsening hysteresis loss as in a low melting glass.

軟磁性粉末に対する縮合リン酸金属塩の添加量と、得られた圧粉磁心の圧環強度の関係を示すグラフ。The graph which shows the relationship between the addition amount of the condensed phosphoric acid metal salt with respect to soft-magnetic powder, and the crushing strength of the obtained powder magnetic core.

(1)軟磁性粉末
軟磁性粉末としては、純鉄粉、センダスト(Fe−Si−Al合金)粉、Fe−Si合金粉、非晶質軟磁性粉末などが使用できる。非晶質軟磁性粉末としては、Fe系(Fe−Si−B―Cr系)の合金アトマイズ粉、粉砕粉が挙げられる。例えば、Fe系の合金粉末として、Si成分が6.7%、B成分が2.5%、Cr成分が2.5%、C成分が0.75%、残り成分がFeのものや、金属ガラスを使用できる。
(1) Soft magnetic powder As the soft magnetic powder, pure iron powder, sendust (Fe-Si-Al alloy) powder, Fe-Si alloy powder, amorphous soft magnetic powder, or the like can be used. Examples of the amorphous soft magnetic powder include Fe-based (Fe-Si-B-Cr-based) alloy atomized powder and pulverized powder. For example, as an Fe-based alloy powder, the Si component is 6.7%, the B component is 2.5%, the Cr component is 2.5%, the C component is 0.75%, and the remaining component is Fe. Glass can be used.

他に、軟磁性粉末としては、FeBPN(NはCu,Ag,Au,Pt,Pdから選ばれる1種以上の元素)が使用できる。軟磁性粉末は、水アトマイズ法、ガスアトマイズ法、水・ガスアトマイズ法により製造されるものを使用できるが、特に、水アトマイズ法によるものが好ましい。理由は、水アトマイズ法はアトマイズ時に急冷するため、結晶化しにくいからである。   In addition, FeBPN (N is one or more elements selected from Cu, Ag, Au, Pt, and Pd) can be used as the soft magnetic powder. As the soft magnetic powder, those produced by a water atomizing method, a gas atomizing method, or a water / gas atomizing method can be used, and those by a water atomizing method are particularly preferable. The reason is that the water atomization method is rapidly cooled at the time of atomization, so that it is difficult to crystallize.

軟磁性粉末の平均粒径は30〜100μmが好ましい。軟磁性粉末の結晶化開始温度は、通常、約450℃前後である。軟磁性粉末としては、ガラス転移温度Tgが結晶化温度Txより低く、過冷却液体領域を示す金属ガラスであるのが望ましい。これは、金属ガラスとすることにより、結晶磁気異方性が抑制されるため、コア損失を抑制できるからである。磁歪が大きく、透磁率は外部応力の影響を受けやすい。   The average particle size of the soft magnetic powder is preferably 30 to 100 μm. The crystallization start temperature of the soft magnetic powder is usually about 450 ° C. The soft magnetic powder is preferably a metallic glass having a glass transition temperature Tg lower than the crystallization temperature Tx and showing a supercooled liquid region. This is because the core loss can be suppressed because the magnetocrystalline anisotropy is suppressed by using metallic glass. Magnetostriction is large and magnetic permeability is easily affected by external stress.

軟磁性粉末としては、その粉末硬度(10%変位するのに必要な圧力)が100MPa以上であることが好ましい。例えば、非晶質合金の粉末硬度は700MPa、Fe−6.5Si合金の粉末硬度は390MPa、FeSiAl合金の粉末硬度は100MPaであるから、これらの合金が本発明に適している。但し、粉末硬度が30MPa程度の純鉄粉に対して、本発明を適用することも可能である。   The soft magnetic powder preferably has a powder hardness (pressure required for displacement of 10%) of 100 MPa or more. For example, since the powder hardness of the amorphous alloy is 700 MPa, the powder hardness of the Fe-6.5Si alloy is 390 MPa, and the powder hardness of the FeSiAl alloy is 100 MPa, these alloys are suitable for the present invention. However, the present invention can also be applied to pure iron powder having a powder hardness of about 30 MPa.

(2)縮合リン酸金属塩
縮合リン酸金属塩としては、第一リン酸アルミを加熟して脱水反応させたトリポリリン酸アルミニウムやメタリン酸アルミニウムなどが適している。他にも、縮合リン酸カルシウムや縮合リン酸マグネシウムなども同様の効果がある。
(2) Condensed phosphate metal salt As the condensed phosphate metal salt, aluminum tripolyphosphate and aluminum metaphosphate obtained by aging and dehydrating primary aluminum phosphate are suitable. In addition, condensed calcium phosphate and condensed magnesium phosphate have the same effect.

軟磁性粉末に対する縮合リン酸金属塩の添加量は、0.25〜2.0wt%が好ましい。添加量が0.25wt%以上で、作製したコアの強度が増加する効果が得られるが、添加量が2.0wt%を超えると、コアの密度が低下し、強度も低下する。   The amount of the condensed metal phosphate added to the soft magnetic powder is preferably 0.25 to 2.0 wt%. When the addition amount is 0.25 wt% or more, an effect of increasing the strength of the manufactured core can be obtained. However, when the addition amount exceeds 2.0 wt%, the density of the core decreases and the strength also decreases.

(3)硬化促進剤
縮合リン酸金属塩に、硬化促進剤として、Al、SiO、MgO、Mg(OH)、CaO、Ca(OH)、石綿、タルク、フライアッシュの少なくとも1種類を添加することもできる。硬化促進剤は、縮合リン酸金属塩に対して、その10〜30wt%が好ましい。10%以下では硬化剤としての効果が少なく、30wt%を超えると軟磁性粉末表面における縮合リン酸金属塩の皮膜形成の妨げとなるからである。
(3) Cure Accelerator At least of Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, Mg (OH) 2 , CaO, Ca (OH) 2 , asbestos, talc, fly ash as a cure accelerator in the condensed phosphate metal salt One kind can also be added. The curing accelerator is preferably 10 to 30 wt% with respect to the condensed phosphate metal salt. If it is 10% or less, the effect as a curing agent is small, and if it exceeds 30% by weight, the formation of a film of condensed metal phosphate on the surface of the soft magnetic powder is hindered.

(4)結着性樹脂
結着性樹脂は、軟磁性粉末と縮合リン酸金属塩の混合粉に添加する。結着性樹脂としては、常温で軟磁性粉末と縮合リン酸金属塩の混合物を加圧した場合に、ある程度緻密化された状態の成形体が得られ、しかも、その成形体に過大な力が加わらない限り、所定の形状を維持することのできる程度の粘性のある樹脂を用いる。
(4) Binder Resin The binder resin is added to the mixed powder of soft magnetic powder and condensed phosphate metal salt. As a binder resin, when a mixture of a soft magnetic powder and a condensed metal phosphate is pressed at room temperature, a molded body that is densified to a certain degree is obtained, and an excessive force is exerted on the molded body. Unless it is added, a resin that is viscous enough to maintain a predetermined shape is used.

例として、シリコーン系樹脂、ワックスなどが挙げられる。シリコーン系の樹脂としては、メチルフェニル系シリコーン樹脂が好ましい。メチルフェニル系シリコーン樹脂の添加量は、軟磁性粉末に対して0.75〜2.0wt%が適量である。これよりも少なければ成形体の強度が不足して、割れが発生する。これより多いと、密度低下による最大磁束密度の低下、ヒステリシス損失の増加による磁気特性が低下する問題が発生する。   Examples include silicone resins and waxes. As the silicone resin, methylphenyl silicone resin is preferable. An appropriate amount of methylphenyl silicone resin added is 0.75 to 2.0 wt% with respect to the soft magnetic powder. If it is less than this, the strength of the molded product will be insufficient and cracks will occur. If it is more than this, there arises a problem that the maximum magnetic flux density is decreased due to the decrease in density and the magnetic characteristics are decreased due to an increase in hysteresis loss.

その他の結着性樹脂として、アクリル酸共重合樹脂(EAA)エマルジョンを使用することができる。混合するアクリル酸共重合樹脂(EAA)エマルジョンの添加量は合金粉末に対して0.5〜2.0wt%であり、その場合の乾燥温度と乾燥時間は、80℃〜150℃で2時間である。アクリル酸共重合樹脂(EAA)エマルジョンの代りに、PVA(ポリビニルアルコール)水溶液(12%水溶液)を使用しても良い。PVA(ポリビニルアルコール)水溶液(12%水溶液)の添加量は、軟磁性粉末に対して0.5〜3.0wt%が適量である。   As other binder resin, an acrylic acid copolymer resin (EAA) emulsion can be used. The addition amount of the acrylic acid copolymer resin (EAA) emulsion to be mixed is 0.5 to 2.0 wt% with respect to the alloy powder, and the drying temperature and drying time in that case are 80 ° C. to 150 ° C. for 2 hours. is there. Instead of the acrylic acid copolymer resin (EAA) emulsion, an aqueous PVA (polyvinyl alcohol) solution (12% aqueous solution) may be used. The addition amount of the PVA (polyvinyl alcohol) aqueous solution (12% aqueous solution) is an appropriate amount of 0.5 to 3.0 wt% with respect to the soft magnetic powder.

(5)潤滑性樹脂
潤滑性樹脂として、ステアリン酸及びその金属塩ならびにエチレンビスステアラマイドなどのワックスが使用できる。これらを混合することにより、粉末同士の滑りを良くすることができるので、混合時の密度を向上させ成形密度を高くすることができる。さらに、成形時の上パンチの抜き圧低減、金型と粉末の接触によるコア壁面の縦筋の発生を防止することが可能である。潤滑性樹脂の添加量は、軟磁性粉末に対して、0.1wt%〜1.0wt%程度が好ましく、一般的には、0.5wt%程度である。
(5) Lubricating resin As the lubricating resin, stearic acid and metal salts thereof and waxes such as ethylene bisstearamide can be used. By mixing these, it is possible to improve the sliding between the powders, so that the density during mixing can be improved and the molding density can be increased. Furthermore, it is possible to reduce the punching pressure of the upper punch during molding and to prevent the vertical stripes on the core wall surface from being generated due to the contact between the mold and the powder. The addition amount of the lubricating resin is preferably about 0.1 wt% to 1.0 wt% with respect to the soft magnetic powder, and is generally about 0.5 wt%.

(6)製造方法
本実施形態のコアの製造方法は、次のような各工程を有する。
(a)軟磁性粉末と、縮合リン酸金属塩を混合する工程。
(b)混合工程で得られた混合物に対して、結着性樹脂を添加する工程。
(c)結着性樹脂添加工程を経た混合物を、加圧して成形体を作製する成形工程。
(d)成形工程によって得られた成形体を加熱する熱処理工程。
(6) Manufacturing method The core manufacturing method of the present embodiment includes the following steps.
(A) A step of mixing the soft magnetic powder and the condensed metal phosphate.
(B) A step of adding a binder resin to the mixture obtained in the mixing step.
(C) A molding step for producing a molded body by pressurizing the mixture that has undergone the binder resin addition step.
(D) A heat treatment step for heating the molded body obtained by the molding step.

以下、各工程について、詳細に説明する。
(a)縮合リン酸金属塩の混合工程
混合工程では、例えば、平均粒径が30〜100μmの軟磁性粉末に対して、その0.25〜2.0wt%の縮合リン酸金属塩を添加して混合する。例えば、前記の混合物を、V型混合機を使用して2時間程度混合する。縮合リン酸金属塩を添加するタイミングは、必ずしもこの工程でなくとも良く、(b)の結着性樹脂の添加工程において、潤滑剤と共に添加混合することも可能である。但し、前工程で縮合リン酸金属塩を混合しておいた方が、軟磁性粉末表面における皮膜形成が効果的に行われる。
Hereinafter, each step will be described in detail.
(A) Mixing step of condensed phosphate metal salt In the mixing step, for example, 0.25 to 2.0 wt% of condensed phosphate metal salt is added to soft magnetic powder having an average particle size of 30 to 100 μm. And mix. For example, the above mixture is mixed for about 2 hours using a V-type mixer. The timing of adding the condensed phosphoric acid metal salt does not necessarily need to be this step, and in the step (b) of adding the binding resin, it can be added and mixed together with the lubricant. However, the film formation on the surface of the soft magnetic powder is more effectively performed by mixing the condensed phosphate metal salt in the previous step.

(b)結着性樹脂の添加工程
軟磁性粉末と縮合リン酸金属塩の混合物に対して、軟磁性粉末に対して0.75〜2.0wt%の結着性樹脂と、0.1〜1.0wt%の潤滑性樹脂を添加して、更に混合する。前記(a)の縮合リン酸金属塩の混合と、(b)の結着性樹脂及び潤滑性樹脂の混合を同時に行うことも可能である。
(B) Binder resin addition step With respect to the mixture of the soft magnetic powder and the condensed metal phosphate, 0.75 to 2.0 wt% of the binder resin with respect to the soft magnetic powder, and 0.1 to Add 1.0 wt% of a lubricious resin and mix. It is also possible to simultaneously perform the mixing of the condensed phosphate metal salt (a) and the binding resin and the lubricating resin (b).

結着性樹脂の添加工程において、シランカップリング剤を加えることもできる。シランカップリング剤を使用した場合は、結着性樹脂の分量を少なくすることができる。相性の良いシランカップリング剤の種類としては、アミノ系のシランカップリング剤を使用することができ、特に、γ-アミノプロピルトリエトキシシランが良い。結着性樹脂に対するシランカップリング剤の添加量は、0.25wt%〜1.0wt%が好ましい。結着性樹脂にこの範囲のシランカップリング剤を添加することで、成形された圧粉磁心の密度の標準偏差、磁気特性、強度特性を向上させることができる。   In the step of adding the binder resin, a silane coupling agent can also be added. When a silane coupling agent is used, the amount of the binder resin can be reduced. As the type of silane coupling agent having good compatibility, an amino silane coupling agent can be used, and γ-aminopropyltriethoxysilane is particularly preferable. The amount of the silane coupling agent added to the binder resin is preferably 0.25 wt% to 1.0 wt%. By adding a silane coupling agent in this range to the binder resin, the standard deviation of density of the molded dust core, magnetic characteristics, and strength characteristics can be improved.

(c)成形工程
成形工程では、結着性樹脂を添加した混合物を金型内に充填して、加圧成形する。その場合、金型温度は常温が好ましいが、80℃までの範囲であっても構わない。すなわち、ここでの常温とは、5℃〜35℃までの範囲をいうが、5℃〜80℃の範囲であっても構わない。成形圧力は、例えば、1300〜1700MPaである。
(C) Molding step In the molding step, the mixture to which the binder resin has been added is filled into a mold and pressure-molded. In that case, the mold temperature is preferably room temperature, but may be in the range up to 80 ° C. That is, the normal temperature here means a range from 5 ° C. to 35 ° C., but may be a range from 5 ° C. to 80 ° C. The molding pressure is, for example, 1300 to 1700 MPa.

(d)熱処理工程
成形体に対する熱処理は、大気雰囲気などの非還元雰囲気で行う。非還元雰囲気としては大気中以外に、100%窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中でも良い。例えば、成形体を、大気中で、350℃の温度で、2時間加熱し、その後、窒素雰囲気に切り換えて、470℃で、2時間加熱することもできる。
(D) Heat treatment step The heat treatment for the molded body is performed in a non-reducing atmosphere such as an air atmosphere. The non-reducing atmosphere may be in an inert gas atmosphere such as 100% nitrogen gas in addition to the air. For example, the molded body can be heated in the atmosphere at a temperature of 350 ° C. for 2 hours, and then switched to a nitrogen atmosphere and heated at 470 ° C. for 2 hours.

熱処理温度は、非晶質軟磁性合金粉末の場合400℃〜440℃が好ましく、加熱時間は2〜4時間程度である。このような温度と加熱時間を保持する理由は、軟磁性粉末の結晶化温度以下の状態で、しかも、圧粉磁心を環状に成形した場合に必要とする圧環強度を確保するためである。一方、熱処理温度を上げ過ぎると、軟磁性粉末の結晶化が進み、透磁率が低下し、鉄損(ヒステリシス)が増加する。そのため、400℃〜440℃の温度を保持することは、鉄損の増加を抑制するために効果的である。また、センダスト合金やFe−Si合金の場合には、600〜750℃の温度で熱処理することが好ましい。   In the case of amorphous soft magnetic alloy powder, the heat treatment temperature is preferably 400 ° C. to 440 ° C., and the heating time is about 2 to 4 hours. The reason for maintaining such a temperature and heating time is to ensure the crushing strength required when the powder magnetic core is formed into a ring shape in a state below the crystallization temperature of the soft magnetic powder. On the other hand, if the heat treatment temperature is increased too much, the crystallization of the soft magnetic powder proceeds, the magnetic permeability decreases, and the iron loss (hysteresis) increases. Therefore, maintaining a temperature of 400 ° C. to 440 ° C. is effective for suppressing an increase in iron loss. In the case of Sendust alloy or Fe—Si alloy, it is preferable to perform heat treatment at a temperature of 600 to 750 ° C.

本発明の軟磁性粉末は、必ずしも圧粉磁心にのみ使用するものではない。例えば、本発明の軟磁性粉末と所定の樹脂を射出成型やトランスファー成型することによって、コアを形成することもできる。その場合、樹脂に対する軟磁性金属粉末の充填率は、55〜95重量%が好ましい。樹脂としては、成形後の寸法安定性に優れる樹脂、例えば、熱硬化性樹脂であればエポキシ樹脂またはフェノール樹脂が、熱可塑性樹脂であればポリエーテルサルホンが、好適である。軟磁性金属粉末の充填率が低い場合には、磁気性能が低下する問題がある。一方で、95wt%以上に高充填とした場合には、結着材の充填量が少なくなり、コアの強度が低下する。   The soft magnetic powder of the present invention is not necessarily used only for the dust core. For example, the core can be formed by injection molding or transfer molding of the soft magnetic powder of the present invention and a predetermined resin. In that case, the filling ratio of the soft magnetic metal powder to the resin is preferably 55 to 95% by weight. As the resin, a resin excellent in dimensional stability after molding, for example, an epoxy resin or a phenol resin is preferable for a thermosetting resin, and a polyether sulfone is preferable for a thermoplastic resin. When the filling rate of the soft magnetic metal powder is low, there is a problem that the magnetic performance is lowered. On the other hand, when the filling is high to 95 wt% or more, the filling amount of the binder is reduced and the strength of the core is lowered.

本発明の実施例を、表1〜表5及び図1を参照して、以下に説明する。   Examples of the present invention will be described below with reference to Tables 1 to 5 and FIG.

(1)測定項目
測定項目として、透磁率と鉄損を次のような手法により測定した。透磁率は、作成された各圧粉磁心に1次巻線(10ターン)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。
(1) Measurement items As measurement items, permeability and iron loss were 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 (10 turns) to each dust core produced and using an impedance analyzer.

鉄損については、各圧粉磁心に1次巻線(15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100kHz、最大磁束密度Bm=0.05Tの条件下で鉄損を算出した。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、渦電流損失係数を算出することで行った。   For iron loss, the primary winding (15 turns) and the secondary winding (3 turns) are applied to each dust core, and a BH analyzer (Iwatsu Measurement Co., Ltd .: SY-8232), which is a magnetic measurement device, is used. The iron loss was calculated under the conditions of a frequency of 100 kHz and a maximum magnetic flux density Bm = 0.05T. This calculation was performed by calculating the hysteresis loss coefficient and the eddy current loss coefficient of the iron loss frequency curve by the following method (1) to (3) by the least square method.

Pc=Kh×f+Ke×f…(1)
Ph=Kh×f…(2)
Pe=Ke×f…(3)
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
Pc = Kh × f + Ke × f 2 (1)
Ph = Kh × f (2)
Pe = Ke × f 2 (3)
Pc: Iron loss Kh: Hysteresis loss coefficient Ke: Eddy current loss coefficient f: Frequency Ph: Hysteresis loss Pe: Eddy current loss

強度については、圧環強度をJIS2507に従って測定を行った。   Regarding the strength, the crushing strength was measured according to JIS 2507.

(2)サンプルの作製方法
特性比較で使用する試料は、下記のように作製した。
(2) Sample preparation method The sample used for the characteristic comparison was prepared as follows.

硬度700MPa、平均粒経50μmの非晶質軟磁性合金粉末に、トリポリリン酸二水素アルミニウムに対して、その硬化促進剤である酸化マグネシウムが25wt%配合された縮合リン酸金属塩を0〜4%混合し、この混合粉末に対してメチルフェニル系シリコーンレジンを2.0wt%混合し、180℃で2時間の加熱乾燥を行い、さらに潤滑剤としてステアリン酸リチウムを0.3w%混合して、造粒粉末を作製した。   0 to 4% of a condensed phosphate metal salt in which 25 wt% of magnesium oxide, which is a hardening accelerator, is blended with an amorphous soft magnetic alloy powder having a hardness of 700 MPa and an average grain size of 50 μm with respect to aluminum dihydrogen phosphate. Then, 2.0 wt% of methylphenyl silicone resin is mixed with the mixed powder, heat-dried at 180 ° C. for 2 hours, and further mixed with 0.3 w% of lithium stearate as a lubricant. Granule powder was produced.

これを常温にて1500MPaの圧力で成形体を作成し、大気雰囲気中410℃の温度で120分の熱処理を行い、圧粉磁心を作製した。   A compact was prepared from this at a normal pressure and a pressure of 1500 MPa, and a heat treatment was performed in an air atmosphere at a temperature of 410 ° C. for 120 minutes to prepare a dust core.

(3)測定結果
表1および図1に作製された圧粉磁心の圧環強度を示す。
(3) Measurement results Table 1 and FIG. 1 show the crushing strength of the dust core produced.

表1及び図1から分かるように、縮合リン酸金属塩とその硬化剤の添加量が0.25wt%以上で強度が増加し効果が得られるが、添加量が2.0wt%を超えると、密度が低下し、強度も低下する。   As can be seen from Table 1 and FIG. 1, the strength is increased and the effect is obtained when the addition amount of the condensed phosphate metal salt and its curing agent is 0.25 wt% or more, but when the addition amount exceeds 2.0 wt%, Density decreases and strength also decreases.

(4)Fe−6.5Si合金粉末
硬度390MPa、平均粒子径20μmのFe−6.5Si合金粉末に対して、トリポリリン酸二水素アルミニウム+酸化マグネシウムを0.5wt%混合し、この混合粉末に対してメチルフェニル系シリコーンレジンを1.8wt%混合し、180℃で2時間の加熱乾燥を行い、さらに潤滑剤としてステアリン酸亜鉛を0.6質量%混合した。
(4) Fe-6.5Si alloy powder 0.5 wt% of aluminum dihydrogen phosphate + magnesium oxide is mixed with Fe-6.5Si alloy powder having a hardness of 390 MPa and an average particle diameter of 20 μm. Then, 1.8 wt% of methylphenyl-based silicone resin was mixed, heat-dried at 180 ° C. for 2 hours, and 0.6 mass% of zinc stearate as a lubricant was further mixed.

これを室温にて1500MPaの圧力で加圧成型し、外形16mm、内径8mm、高さ5mmのリング状の成型体を作製した。さらに、この成型体を窒素雰囲気(N)中にて、700℃で120分間の熱処理を行い、圧粉磁心を作製した。 This was pressure-molded at a pressure of 1500 MPa at room temperature to produce a ring-shaped molded body having an outer diameter of 16 mm, an inner diameter of 8 mm, and a height of 5 mm. Furthermore, this molded body was heat-treated at 700 ° C. for 120 minutes in a nitrogen atmosphere (N 2 ) to produce a dust core.

この実施例から分かるように、トリポリリン酸二水素アルミニウムと硬化促進剤である酸化マグネシウムを添加することで、強度が増加する。 As can be seen from this example, the strength increases by adding aluminum dihydrogen tripolyphosphate and magnesium oxide as a hardening accelerator.

(5)純鉄とセンダスト
軟磁性粉末として、硬度30MPaの純鉄と硬度100MPaのセンダスト(FeSiAl)を使用し、前記と同様な条件で圧粉磁心を作製した。これらのバインダ添加量と、3点曲げ強度及び鉄損の関係を表3に示す。
(5) Pure iron and sendust As soft magnetic powder, pure iron with a hardness of 30 MPa and sendust (FeSiAl) with a hardness of 100 MPa were used to produce a dust core under the same conditions as described above. Table 3 shows the relationship between these binder addition amounts, three-point bending strength, and iron loss.

表3のNo.A1〜A3から分かるように、硬度が30MPaの純鉄では、効果が得られない。硬度が100MPaのセンダストでは、B2のように、低融点ガラス粉末はヒステリシス損失を増加させる。B3,B4から分かるように、センダストに、トリポリリン酸二水素アルミニウムを添加した方が強度が高い。C2,C3を比較すると、センダストに、トリポリリン酸二水素アルミニウムとその硬化剤である酸化マグネシウムを添加した製品は、強度が増加する。   No. in Table 3 As can be seen from A1 to A3, with pure iron having a hardness of 30 MPa, the effect cannot be obtained. In Sendust having a hardness of 100 MPa, low melting point glass powder increases hysteresis loss as in B2. As can be seen from B3 and B4, the strength is higher when aluminum dihydrogen tripolyphosphate is added to Sendust. When C2 and C3 are compared, the strength of a product obtained by adding aluminum dihydrogen tripolyphosphate and magnesium oxide as its hardener to Sendust increases.

Claims (7)

軟磁性粉末に、前記軟磁性粉末に対し0.25〜2.0wt%のトリポリリン酸アルミニウムまたはメタリン酸アルミニウムの一方または両方を混合し、軟磁性粉末の周囲に前記トリポリリン酸アルミニウムまたはメタリン酸アルミニウムの一方または両方の被覆を形成し、前記軟磁性粉末の粉末硬度が100MPa以上であることを特徴とする軟磁性粉末。 One or both of 0.25 to 2.0 wt% of aluminum tripolyphosphate or aluminum metaphosphate is mixed with the soft magnetic powder, and the aluminum tripolyphosphate or aluminum metaphosphate is mixed around the soft magnetic powder. A soft magnetic powder, wherein one or both coatings are formed, and the soft magnetic powder has a powder hardness of 100 MPa or more . 前記トリポリリン酸アルミニウムまたはメタリン酸アルミニウムの一方または両方に、硬化促進剤として、塩基性物質が添加されていることを特徴とする請求項に記載の軟磁性粉末。 The soft magnetic powder according to claim 1, wherein one or both of the tripolyphosphate aluminum or aluminum metaphosphate, as a curing accelerator, wherein the basic substance is added. 前記塩基性物質が、Al、SiO、MgO、Mg(OH)、CaO、Ca(OH)、石綿、タルク、フライアッシュの少なくとも1種類であることを特徴とする請求項に記載の軟磁性粉末。 Claim 2, wherein the basic substance, Al 2 O 3, SiO 2 , MgO, Mg (OH) 2, CaO, Ca (OH) 2, asbestos, talc, characterized in that at least one of fly ash Soft magnetic powder according to 1. 前記請求項1から請求項3のいずれか1項に記載の軟磁性粉末を成型して構成されたコア。 The core comprised by shape | molding the soft-magnetic powder of any one of the said Claims 1-3. 軟磁性粉末に、前記軟磁性粉末に対し0.25〜2.0wt%のトリポリリン酸アルミニウムまたはメタリン酸アルミニウムの一方または両方を混合した後、所定の形状に成型し、前記軟磁性粉末の粉末硬度が100MPa以上であることを特徴とするコアの製造方法。 After mixing one or both of 0.25 to 2.0 wt% of aluminum tripolyphosphate or aluminum metaphosphate with respect to the soft magnetic powder, the soft magnetic powder is molded into a predetermined shape, and the powder hardness of the soft magnetic powder Is 100 MPa or more, The manufacturing method of the core characterized by the above-mentioned . 前記トリポリリン酸アルミニウムまたはメタリン酸アルミニウムの一方または両方に、硬化促進剤として、Al、SiO、MgO、Mg(OH)、CaO、Ca(OH)、石綿、タルク、フライアッシュの少なくとも1種類を添加することを特徴とする請求項に記載のコアの製造方法。 As one or both of the aluminum tripolyphosphate and aluminum metaphosphate, as a hardening accelerator, Al 2 O 3 , SiO 2 , MgO, Mg (OH) 2 , CaO, Ca (OH) 2 , asbestos, talc, fly ash 6. The core manufacturing method according to claim 5 , wherein at least one kind is added. 前記請求項5または請求項6に記載の方法によって製造されたコア。 A core manufactured by the method according to claim 5 or 6 .
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