JP6663182B2 - Method for manufacturing dust core and dust core - Google Patents
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Description
本発明は、Ｆｅ基ナノ結晶粉末を有する圧粉磁芯とその製造方法に関する。 The present invention relates to a dust core having Fe-based nanocrystal powder and a method for producing the same.
Ｆｅ基ナノ結晶粉末を樹脂バインダで結合してなる圧粉磁芯は、例えば、特許文献１に開示されている。 A dust core formed by bonding Fe-based nanocrystal powder with a resin binder is disclosed in, for example, Patent Document 1.
しかしながら、焼結の際、Ｆｅ基ナノ結晶粉末を高温処理すると、結晶粒の粗大化を招いてしまう。そのため、低温且つ短時間での焼結しか行うことができないことから、焼結後の圧粉磁芯には機械的強度が低いという問題がある。加えて、このようにして得られた圧粉磁芯には、透磁率が低く保磁力が高くなってしまいヒステリシス損失が大きいという問題もある。 However, at the time of sintering, when the Fe-based nanocrystal powder is treated at a high temperature, the crystal grains become coarse. Therefore, since only sintering can be performed at a low temperature and in a short time, there is a problem that the dust core after sintering has low mechanical strength. In addition, the dust core thus obtained has a problem that the magnetic permeability is low, the coercive force is high, and the hysteresis loss is large.
そこで、本発明は、高い機械的強度を有し且つ良好な特性を有する圧粉磁芯及びその製造方法を提供することを目的とする。 Accordingly, an object of the present invention is to provide a dust core having high mechanical strength and good characteristics, and a method for manufacturing the same.
本発明は、第１の圧粉磁芯の製造方法として、
Ｆｅ基ナノ結晶粉末又はＦｅ基アモルファス粉末からなる第１の軟磁性粉末と、Ｆｅ基金属ガラス粉末からなる第２の軟磁性粉末とを混合して混合粉末を用意する第１工程であって、前記第２の軟磁性粉末のガラス転移温度である第１所定温度は、前記第１の軟磁性粉末においてＦｅ系化合物相が析出してしまう温度である第２所定温度より低い、第１工程と、
前記第２の軟磁性粉末において結晶が析出してしまう温度である第３所定温度と前記第２所定温度のいずれか低い方よりも低い処理温度であって前記第１所定温度以上の処理温度にて、金型を用いて前記混合粉末を加圧成型し焼結する第２工程と
を備える圧粉磁芯の製造方法を提供する。
The present invention provides, as a first method for producing a dust core,
A first step of preparing a mixed powder by mixing a first soft magnetic powder composed of Fe-based nanocrystalline powder or Fe-based amorphous powder and a second soft magnetic powder composed of Fe-based metallic glass powder, A first predetermined temperature that is a glass transition temperature of the second soft magnetic powder is lower than a second predetermined temperature that is a temperature at which an Fe-based compound phase is precipitated in the first soft magnetic powder; ,
A processing temperature lower than a lower one of the third predetermined temperature, which is a temperature at which crystals are precipitated in the second soft magnetic powder, and the second predetermined temperature, and a processing temperature higher than the first predetermined temperature. And a second step of pressure-molding and sintering the mixed powder using a mold.
また、本発明は、第２の圧粉磁芯の製造方法として、第１の圧粉磁芯の製造方法であって、
前記第１の軟磁性粉末は、Ｆｅ基アモルファス粉末であり、
前記第１の軟磁性粉末においてα−Ｆｅナノ結晶相が析出する温度である第４所定温度は、前記第３所定温度よりも低く、
前記第２工程において、前記処理温度を、前記第４所定温度と前記第１所定温度のいずれか高い方の温度以上の温度とすることにより、前記Ｆｅ基アモルファス粉末からなる前記第１の軟磁性粉末のナノ結晶化も行う
圧粉磁芯の製造方法を提供する。
Further, the present invention provides a method of manufacturing a first dust core, as a method of manufacturing a second dust core,
The first soft magnetic powder is an Fe-based amorphous powder,
A fourth predetermined temperature, which is a temperature at which the α-Fe nanocrystalline phase precipitates in the first soft magnetic powder, is lower than the third predetermined temperature,
In the second step, the processing temperature is set to a temperature equal to or higher than a higher one of the fourth predetermined temperature and the first predetermined temperature, whereby the first soft magnetic material comprising the Fe-based amorphous powder is formed. Provided is a method for manufacturing a dust core that also performs nano-crystallization of powder.
更に、本発明は、上述した製造方法により製造した圧粉磁芯として、Ｆｅ基ナノ結晶粉末をＦｅ基金属ガラスで結合してなる圧粉磁芯を提供する。 Further, the present invention provides a dust core obtained by bonding Fe-based nanocrystal powder with Fe-based metallic glass as the dust core manufactured by the above-described manufacturing method.
本発明は、第１所定温度以上で焼結処理することにより、第２の軟磁性粉末を軟化させ、その軟化した第２の軟磁性粉末をバインダとして、第１の軟磁性粉末を結合して緻密化することとしたため、製造された圧粉磁芯は、高い機械的強度を有している。 In the present invention, the second soft magnetic powder is softened by sintering at a first predetermined temperature or higher, and the first soft magnetic powder is bonded by using the softened second soft magnetic powder as a binder. Due to the densification, the manufactured dust core has high mechanical strength.
また、第１所定温度は、第２所定温度より低い一方、焼結処理の際の処理温度は、第３所定温度と第２所定温度のいずれか低い方よりも低い温度である。そのため、第２の軟磁性粉末はガラス相を維持することができると共に、第１の軟磁性粉末においてはＦｅ系化合物相が析出してしまうことを避けることができるため、製造された圧粉磁芯は、低保磁力及び高い飽和磁束密度を有している。 The first predetermined temperature is lower than the second predetermined temperature, while the processing temperature during the sintering process is lower than the lower one of the third predetermined temperature and the second predetermined temperature. Therefore, the second soft magnetic powder can maintain the glass phase, and can prevent the Fe-based compound phase from being precipitated in the first soft magnetic powder. The core has low coercivity and high saturation magnetic flux density.
このように、本発明においては、過冷却液体の優れた成型性（粘性流動特性）に着目し、Ｆｅ基金属ガラスの過冷却温度領域内で固化成型を行うことにより、従来の樹脂バインダに代えて金属ガラスをバインダとして用いることとしたため、圧粉磁芯の機械的強度を高めることができると共に良好な軟磁気特性を確保することができる。なお、本発明は、樹脂バインダを用いずとも圧粉磁芯を製造できる方法を提案するものであり、圧粉磁芯を製造するに当たり、樹脂バインダ等を一切用いないといった限定をするものではない。必要とされる磁気特性や機械的強度によっては、樹脂バインダ等を所定の割合だけ含めることとしてもよい。その場合であっても、本発明に従って製造された圧粉磁芯には、金属ガラスによるナノ結晶粉末の結合が必ず含まれている。 As described above, in the present invention, attention is paid to the excellent moldability (viscous fluidity) of the supercooled liquid, and solidification molding is performed within the supercooling temperature range of the Fe-based metallic glass, thereby replacing the conventional resin binder. Since the metallic glass is used as the binder, the mechanical strength of the dust core can be increased and good soft magnetic characteristics can be secured. Note that the present invention proposes a method capable of manufacturing a dust core without using a resin binder, and does not limit the use of a resin binder or the like at all in manufacturing a dust core. . Depending on the required magnetic properties and mechanical strength, a resin binder or the like may be included in a predetermined ratio. Even in such a case, the dust core manufactured according to the present invention always includes the bonding of the nanocrystalline powder with the metallic glass.
特に、第１の軟磁性粉末としてＦｅ基アモルファス粉末を用いる場合、第４所定温度と第１所定温度のいずれか高い方の温度以上の温度で焼結処理を行うことから、焼結処理の際に、第１の軟磁性粉末（Ｆｅ基アモルファス粉末）のナノ結晶化も同時に行うことができる。 In particular, when an Fe-based amorphous powder is used as the first soft magnetic powder, the sintering is performed at a temperature equal to or higher than the higher of the fourth predetermined temperature and the first predetermined temperature. In addition, nano-crystallization of the first soft magnetic powder (Fe-based amorphous powder) can be performed at the same time.
本発明の実施の形態による圧粉磁芯１は、図１に示されるように、Ｆｅ基ナノ結晶粉末２をＦｅ基金属ガラス３で結合してなるものである。即ち、本実施の形態の圧粉磁芯１は、Ｆｅ基ナノ結晶粉末２とそれらを結合するＦｅ基金属ガラス３とのみからなる。但し、本発明はこれに限定されるわけではなく、要求される磁気特性や機械的強度によっては、樹脂バインダのような有機バインダや絶縁ガラスを含んでいてもよい。
As shown in FIG. 1, a dust core 1 according to an embodiment of the present invention is formed by bonding Fe-based
本実施の形態による圧粉磁芯１は、原料として第１の軟磁性粉末と第２の軟磁性粉末の２種類の軟磁性粉末を用いる。本実施の形態による第１の軟磁性粉末は、ガラス転移温度を有さないＦｅ基アモルファス粉末であり、第２の軟磁性粉末はＦｅ基金属ガラス粉末（ガラス転移温度を有するＦｅ基アモルファス粉末）である。 In the dust core 1 according to the present embodiment, two kinds of soft magnetic powders of a first soft magnetic powder and a second soft magnetic powder are used as raw materials. The first soft magnetic powder according to the present embodiment is an Fe-based amorphous powder having no glass transition temperature, and the second soft magnetic powder is an Fe-based metallic glass powder (Fe-based amorphous powder having a glass transition temperature). It is.
良く知られているように、Ｆｅ基アモルファス粉末は、α−Ｆｅナノ結晶相が析出する温度である第１結晶化開始温度と、Ｆｅ系化合物相が析出する温度である第２結晶化開始温度とを有している。第１結晶化開始温度及び第２結晶化開始温度は、例えば、図２に示されるようなＤＳＣ曲線１０により特定することができる。具体的には、図２に示されるＤＳＣ曲線１０は、Ｐｔ製試料容器中に投入した試料をＤＳＣ装置内に設置し、不活性雰囲気中において昇温速度４０℃／分で試料を目的の温度まで加熱して得られたものである。図２において、Ｔｘ１は第１結晶化開始温度であり、ベースライン２０と第１上昇接線２１（第１立ち上がり部１２のうちの最も正の傾きの大きい点を通る接線）との交点にて定まる温度である。Ｔｘ２は第２結晶化開始温度であり、ベースライン２２と第２上昇接線２３（第２立ち上がり部１４のうちの最も正の傾きの大きい点を通る接線）との交点にて定まる温度である。なお、第１ピーク１１はα−Ｆｅ析出に伴う発熱ピークであり、第２ピーク１３は、Ｆｅ−Ｂ系化合物相やＦｅ−Ｐ系化合物相などのＦｅ系化合物相（具体的には、アモルファス粉末の組成による）の析出に伴う発熱ピークである。図２に示されるように、第２結晶化開始温度Ｔｘ２は、第１結晶化開始温度Ｔｘ１より高い。本実施の形態においては、第２結晶化開始温度Ｔｘ２を第２所定温度とし、第１結晶化開始温度Ｔｘ１を第４所定温度とする。
As is well known, the Fe-based amorphous powder has a first crystallization start temperature at which an α-Fe nanocrystalline phase is precipitated and a second crystallization start temperature at which an Fe-based compound phase is precipitated. And The first crystallization start temperature and the second crystallization start temperature can be specified by, for example, a
第２の軟磁性粉末は、金属ガラス粉末であるので、ガラス転移温度と、結晶化し始める温度である結晶化開始温度とを有している。結晶化開始温度は、第１の軟磁性粉末の場合と同様に、図３に示されるようなＤＳＣ曲線３０により特定することができる。図３において、Ｔｇはガラス転移温度である。また、Ｔｘは結晶化開始温度であり、ベースライン４０と第１上昇接線４１（第１立ち上がり部３２のうちの最も正の傾きの大きい点を通る接線）との交点にて定まる温度である。ピーク３１は共晶型の結晶の析出に伴う発熱ピークである。図３に示されるように、結晶化開始温度Ｔｘは、ガラス転移温度Ｔｇより高い。本実施の形態においては、ガラス転移温度Ｔｇを第１所定温度とし、結晶化開始温度Ｔｘを第３所定温度とする。
Since the second soft magnetic powder is a metallic glass powder, it has a glass transition temperature and a crystallization start temperature that is a temperature at which crystallization starts. The crystallization start temperature can be specified by a
第１の軟磁性粉末は、最終的には、圧粉磁芯１に含まれるＦｅ基ナノ結晶粉末２となるものであり、圧粉磁芯１の特性に大きな影響を与えるものである。本実施の形態のように、第１の軟磁性粉末がＦｅ基アモルファス粉末である場合、良好な特性を有するＦｅ基ナノ結晶粉末２の出発原料であることが望ましい。このような第１の軟磁性粉末の例としては、例えば、特許第４５１４８２８号、特許第４５８４３５０号及び特許第４６２９８０７号に開示されている。
The first soft magnetic powder eventually becomes the Fe-based
具体的には、第１の軟磁性粉末は、次に掲げる（１）〜（３）のいずれかのＦｅ基アモルファス合金からなる粉末であることが望ましい。
（１）組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚのＦｅ基アモルファス合金であって、８１≦ａ≦８６ａｔ％、６≦ｂ≦１０ａｔ％、２≦ｃ≦８ａｔ％、２≦ｘ≦５ａｔ％、０≦ｙ≦４ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％、及び０．０８≦ｚ／ｘ≦０．８であるＦｅ基アモルファス合金。
（２）組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｙＣｕｚのＦｅ基アモルファス合金であって、７９≦ａ≦８６ａｔ％、５≦ｂ≦１３ａｔ％、０＜ｃ≦８ａｔ％、１≦ｘ≦８ａｔ％、０＜ｙ≦５ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％、及び０．０８≦ｚ／ｘ≦０．８であるＦｅ基アモルファス合金。
（３）組成式ＦｅａＢｂＳｉｃＰｘＣｕｚのＦｅ基アモルファス合金であって、８１≦ａ≦８６ａｔ％、６≦ｂ≦１０ａｔ％、２≦ｃ≦８ａｔ％、２≦ｘ≦５ａｔ％、０．４≦ｚ≦１．４ａｔ％、及び０．０８≦ｚ／ｘ≦０．８であるＦｅ基アモルファス合金において、Ｆｅの３ａｔ％以下を、Ｔｉ、Ｚｒ，Ｈｆ，Ｎｂ，Ｔａ，Ｍｏ，Ｗ，Ｃｒ，Ｃｏ，Ｎｉ，Ａｌ，Ｍｎ，Ａｇ，Ｚｎ，Ｓｎ，Ａｓ，Ｓｂ，Ｂｉ，Ｙ，Ｎ，Ｏ及び希土類元素のうち、１種類以上の元素で置換してなるＦｅ基アモルファス合金。
Specifically, the first soft magnetic powder is desirably a powder made of any one of the following Fe-based amorphous alloys (1) to (3).
(1) an Fe-based amorphous alloy of the compositional formula Fe a B b Si c P x C y Cu z, 81 ≦ a ≦ 86at%, 6 ≦ b ≦ 10at%, 2 ≦ c ≦ 8at%, 2 ≦ x An Fe-based amorphous alloy in which ≦ 5 at%, 0 ≦ y ≦ 4 at%, 0.4 ≦ z ≦ 1.4 at%, and 0.08 ≦ z / x ≦ 0.8.
(2) an Fe-based amorphous alloy of the compositional formula Fe a B b Si c P x C y Cu z, 79 ≦ a ≦ 86at%, 5 ≦ b ≦ 13at%, 0 <c ≦ 8at%, 1 ≦ x An Fe-based amorphous alloy in which ≦ 8 at%, 0 <y ≦ 5 at%, 0.4 ≦ z ≦ 1.4 at%, and 0.08 ≦ z / x ≦ 0.8.
(3) an Fe-based amorphous alloy of the compositional formula Fe a B b Si c P x Cu z, 81 ≦ a ≦ 86at%, 6 ≦ b ≦ 10at%, 2 ≦ c ≦ 8at%, 2 ≦ x ≦ 5at %, 0.4 ≦ z ≦ 1.4 at%, and 0.08 ≦ z / x ≦ 0.8, 3 at% or less of Fe is replaced with Ti, Zr, Hf, Nb, Ta, Fe-based amorphous substituted by at least one of Mo, W, Cr, Co, Ni, Al, Mn, Ag, Zn, Sn, As, Sb, Bi, Y, N, O and rare earth elements alloy.
上述したように、第２の軟磁性粉末は、最終的には、圧粉磁芯１内においてＦｅ基ナノ結晶粉末２を結合するためのバインダとして機能するＦｅ基金属ガラス３となるものである。本実施の形態のよる圧粉磁芯１の製造方法に用いるためには、第２の軟磁性粉末は、第１所定温度（Ｔｇ）が第２所定温度（Ｔｘ２）より低く且つ第３所定温度（Ｔｘ）が第４所定温度（Ｔｘ１）より高い条件を満たしていることが必要とされる。即ち、第２の軟磁性粉末（Ｆｅ基金属ガラス粉末）のガラス転移温度Ｔｇが第１の軟磁性粉末（Ｆｅ基アモルファス粉末）の第２結晶化開始温度Ｔｘ２よりも低く、且つ、第２の軟磁性粉末（Ｆｅ基金属ガラス粉末）の結晶化開始温度Ｔｘが第１の軟磁性粉末（Ｆｅ基アモルファス粉末）の第１結晶化開始温度Ｔｘ１より高いことが必要とされる。
As described above, the second soft magnetic powder finally becomes the Fe-based
第１の軟磁性粉末（Ｆｅ基アモルファス粉末）として、例えば、Ｆｅ８１．４Ｓｉ３Ｂ１０Ｐ５Ｃｕ０．６の合金を想定すると、第１の軟磁性粉末（Ｆｅ基アモルファス粉末）に対応する第２の軟磁性粉末としては、例えば、Ｆｅ５５Ｎｉ１５Ｍｏ５Ｐ１０Ｃ１０Ｂ５、Ｆｅ７７．４Ｃｒ２Ｐ８．８Ｃ９．８Ｂ１Ｓｉ１又はＦｅ６９．９Ｎｉ６Ｃｒ３Ｐ１０．８Ｃ６．３Ｂ２Ｓｉ１の合金を使用することができる。詳しくは、Ｆｅ８１．４Ｓｉ３Ｂ１０Ｐ５Ｃｕ０．６の第１結晶化開始温度Ｔｘ１は７１８Ｋであり、第２結晶化開始温度Ｔｘ２は８１７Ｋである。Ｆｅ５５Ｎｉ１５Ｍｏ５Ｐ１０Ｃ１０Ｂ５のガラス転移温度Ｔｇは７１８Ｋであり、結晶化開始温度Ｔｘは７９２Ｋである。即ち、ガラス転移温度Ｔｇ（７１８Ｋ）が第２結晶化開始温度Ｔｘ２（８１７Ｋ）よりも低く、且つ、結晶化開始温度Ｔｘ（７９２Ｋ）が第１結晶化開始温度Ｔｘ１（７１８Ｋ）よりも高い。同様に、Ｆｅ７７．４Ｃｒ２Ｐ８．８Ｃ９．８Ｂ１Ｓｉ１のガラス転移温度Ｔｇは７０２Ｋであり、結晶化開始温度Ｔｘは７３１Ｋである。また、Ｆｅ６９．９Ｎｉ６Ｃｒ３Ｐ１０．８Ｃ６．３Ｂ２Ｓｉ１のガラス転移温度Ｔｇは７０７Ｋであり、結晶化開始温度Ｔｘは７３５Ｋである。即ち、Ｆｅ７７．４Ｃｒ２Ｐ８．８Ｃ９．８Ｂ１Ｓｉ１もＦｅ６９．９Ｎｉ６Ｃｒ３Ｐ１０．８Ｃ６．３Ｂ２Ｓｉ１も上述した条件を満たしている。 Assuming that the first soft magnetic powder (Fe-based amorphous powder) is, for example, an alloy of Fe 81.4 Si 3 B 10 P 5 Cu 0.6 , it corresponds to the first soft magnetic powder (Fe-based amorphous powder). As the second soft magnetic powder to be used, for example, Fe 55 Ni 15 Mo 5 P 10 C 10 B 5 , Fe 77.4 Cr 2 P 8.8 C 9.8 B 1 Si 1 or Fe 69.9 Ni 6 An alloy of Cr 3 P 10.8 C 6.3 B 2 Si 1 can be used. Specifically, the first crystallization start temperature Tx1 of Fe 81.4 Si 3 B 10 P 5 Cu 0.6 is 718K, and the second crystallization start temperature Tx2 is 817K. The glass transition temperature Tg of Fe 55 Ni 15 Mo 5 P 10 C 10 B 5 is 718K, the crystallization starting temperature Tx is 792k. That is, the glass transition temperature Tg (718K) is lower than the second crystallization start temperature Tx2 (817K), and the crystallization start temperature Tx (792K) is higher than the first crystallization start temperature Tx1 (718K). Similarly, the glass transition temperature Tg of Fe 77.4 Cr 2 P 8.8 C 9.8 B 1 Si 1 is 702K, and the crystallization onset temperature Tx is 731K. Further, the glass transition temperature Tg of Fe 69.9 Ni 6 Cr 3 P 10.8 C 6.3 B 2 Si 1 is 707 K, and the crystallization start temperature Tx is 735 K. That is, both Fe 77.4 Cr 2 P 8.8 C 9.8 B 1 Si 1 and Fe 69.9 Ni 6 Cr 3 P 10.8 C 6.3 B 2 Si 1 satisfy the above-described conditions.
本実施の形態による圧粉磁芯１の製造方法においては、まず、上述したような条件を満たす第１の軟磁性粉末と第２の軟磁性粉末とを混合して混合粉末を用意する（第１工程）。次いで、金型を用いて所定の処理温度条件下において混合粉末を加圧成型して焼結し、その後、速やかに冷却する（第２工程）。ここで、所定の処理温度は、第１所定温度（ガラス転移温度Ｔｇ）と第４所定温度（第１結晶化開始温度Ｔｘ１）のいずれか高い方の温度以上の温度であり、且つ、第３所定温度（結晶化開始温度Ｔｘ）と第２所定温度（第２結晶化開始温度Ｔｘ２）のいずれか低い方より低い温度である。換言すると、所定の処理温度は、Ｆｅ基金属ガラス粉末の過冷却温度領域内の温度であって、Ｆｅ基アモルファス粉末の第１結晶化開始温度以上第２結晶化開始温度未満の温度である。焼結は、例えば、放電プラズマ焼結法（ＳＰＳ法）により行うことができる。 In the method for manufacturing the dust core 1 according to the present embodiment, first, the first soft magnetic powder and the second soft magnetic powder satisfying the above-described conditions are mixed to prepare a mixed powder (first mixed powder). 1 step). Next, the mixed powder is pressed and sintered under a predetermined processing temperature condition using a mold, and then rapidly cooled (second step). Here, the predetermined processing temperature is a temperature equal to or higher than a higher one of a first predetermined temperature (glass transition temperature Tg) and a fourth predetermined temperature (first crystallization start temperature Tx1), and a third processing temperature. The temperature is lower than the lower one of the predetermined temperature (crystallization start temperature Tx) and the second predetermined temperature (second crystallization start temperature Tx2). In other words, the predetermined processing temperature is a temperature within the supercooling temperature range of the Fe-based metallic glass powder, and is equal to or higher than the first crystallization start temperature and lower than the second crystallization start temperature of the Fe-based amorphous powder. Sintering can be performed by, for example, a spark plasma sintering method (SPS method).
例えば、第１の軟磁性粉末としてＦｅ８１．４Ｓｉ３Ｂ１０Ｐ５Ｃｕ０．６の合金を用い、第２の軟磁性粉末としてＦｅ５５Ｎｉ１５Ｍｏ５Ｐ１０Ｃ１０Ｂ５の合金を用いた場合、処理温度を７３３Ｋとすることを考える。この場合、第１所定温度（ガラス転移温度Ｔｇ）及び第４所定温度（第１結晶化開始温度Ｔｘ１）はいずれも７１８Ｋであるので、処理温度（７３３Ｋ）は第１所定温度（ガラス転移温度Ｔｇ）と第４所定温度（第１結晶化開始温度Ｔｘ１）の両方よりも高い。また、第３所定温度（結晶化開始温度Ｔｘ）の７９２Ｋと第２所定温度（第２結晶化開始温度Ｔｘ２）の８１７Ｋのうち低い方は第３所定温度（結晶化開始温度Ｔｘ）の７９２Ｋであり、処理温度（７３３Ｋ）はその第３所定温度（結晶化開始温度Ｔｘ）の７９２Ｋよりも低い。この温度で処理すると、第１の軟磁性粉末（Ｆｅ８１．４Ｓｉ３Ｂ１０Ｐ５Ｃｕ０．６）の第４所定温度（第１結晶化開始温度Ｔｘ１）よりも高いことからα−Ｆｅナノ結晶相を析出させることができる一方で、第２の軟磁性粉末（Ｆｅ５５Ｎｉ１５Ｍｏ５Ｐ１０Ｃ１０Ｂ５）のガラス転移温度Ｔｇより高く、第２の軟磁性粉末（Ｆｅ５５Ｎｉ１５Ｍｏ５Ｐ１０Ｃ１０Ｂ５）の粘度が約１０９Ｐａ・ｓとなるので、一定の流動性が期待できる。また、第１の軟磁性粉末（Ｆｅ８１．４Ｓｉ３Ｂ１０Ｐ５Ｃｕ０．６）の第２所定温度（第２結晶化開始温度Ｔｘ２）や第２の軟磁性粉末（Ｆｅ５５Ｎｉ１５Ｍｏ５Ｐ１０Ｃ１０Ｂ５）の第３所定温度（結晶化開始温度Ｔｘ）までは達していないので、Ｆｅ系化合物相や共晶型のサイズの大きい結晶は析出していない。 For example, an alloy of Fe 81.4 Si 3 B 10 P 5 Cu 0.6 as the first soft magnetic powder, the Fe 55 Ni 15 Mo 5 P 10 C 10 B 5 alloy as a second soft magnetic powder If used, consider setting the processing temperature to 733K. In this case, since the first predetermined temperature (glass transition temperature Tg) and the fourth predetermined temperature (first crystallization start temperature Tx1) are both 718K, the processing temperature (733K) is the first predetermined temperature (glass transition temperature Tg). ) And a fourth predetermined temperature (first crystallization start temperature Tx1). The lower one of 792K of the third predetermined temperature (crystallization start temperature Tx) and 817K of the second predetermined temperature (second crystallization start temperature Tx2) is 792K of the third predetermined temperature (crystallization start temperature Tx). Yes, the processing temperature (733K) is lower than the third predetermined temperature (crystallization start temperature Tx) of 792K. When treated at this temperature, α-Fe is higher than the fourth predetermined temperature (first crystallization start temperature Tx1) of the first soft magnetic powder (Fe 81.4 Si 3 B 10 P 5 Cu 0.6 ). While the nanocrystalline phase can be precipitated, it is higher than the glass transition temperature Tg of the second soft magnetic powder (Fe 55 Ni 15 Mo 5 P 10 C 10 B 5 ), and the second soft magnetic powder (Fe 55 Ni) Since the viscosity of 15 Mo 5 P 10 C 10 B 5 ) is about 10 9 Pa · s, a certain fluidity can be expected. Further, a second predetermined temperature (second crystallization start temperature Tx2) of the first soft magnetic powder (Fe 81.4 Si 3 B 10 P 5 Cu 0.6 ) and a second soft magnetic powder (Fe 55 Ni 15 Since the temperature does not reach the third predetermined temperature (crystallization start temperature Tx) of Mo 5 P 10 C 10 B 5 ), no Fe-based compound phase or a crystal having a large eutectic type size is precipitated.
このようにして、本実施の形態によれば、良好な特性を有するＦｅ基ナノ結晶粉末２をＦｅ基金属ガラス３により結合することができることから、圧粉磁芯１の機械的強度を高めることができると共に良好な磁気特性を得ることができる。特に、本実施の形態の圧粉磁芯１は、低周波数領域において優れた鉄損特性を有している。
Thus, according to the present embodiment, since the Fe-based
第１の軟磁性粉末と第２の軟磁性粉末との混合比（即ち、圧粉磁芯１におけるＦｅ基ナノ結晶粉末２とＦｅ基金属ガラス３の比率）に関しては、第２の軟磁性粉末の割合が高くなると緻密で機械的強度の高い圧粉磁芯１を得ることができるが、飽和磁束密度が低下してしまうことから、要求される磁気特性及び機械的強度に応じて調整すればよい。なお、上述した焼結処理温度の条件を満たしている限り、第２の軟磁性粉末の割合にかかわらず、圧粉磁芯１内にはα−Ｆｅナノ結晶相のみが析出しており、軟磁気特性を劣化させるＦｅ系化合物相などは析出されない。
Regarding the mixing ratio of the first soft magnetic powder and the second soft magnetic powder (that is, the ratio of the Fe-based
このようにして得られた圧粉磁芯１は、三次元形状磁気異方性が小さいことから、モーターコアなどに適している。 The dust core 1 thus obtained has a small three-dimensional magnetic anisotropy and is suitable for a motor core or the like.
上述した実施の形態において、第１の軟磁性粉末がＦｅ基アモルファス粉末である場合について説明してきたが、本発明は、これに限定されるわけではない。例えば、Ｆｅ基アモルファス粉末を熱処理して予めＦｅ基ナノ結晶粉末を作製しておき、そのＦｅ基ナノ結晶粉末を第１の軟磁性粉末として用いることとしてもよい。この場合、焼結処理の際には、ナノ結晶化を行う必要がなくなることから、焼結処理温度の下限は、第１所定温度（ガラス転移温度Ｔｇ）となる。その他の点については、特に変更はない。 In the above-described embodiment, the case where the first soft magnetic powder is Fe-based amorphous powder has been described, but the present invention is not limited to this. For example, the Fe-based amorphous powder may be heat-treated to prepare an Fe-based nanocrystalline powder in advance, and the Fe-based nanocrystalline powder may be used as the first soft magnetic powder. In this case, since it is not necessary to perform nanocrystallization during the sintering process, the lower limit of the sintering process temperature is the first predetermined temperature (glass transition temperature Tg). There are no other changes in other respects.
１ 圧粉磁芯
２ Ｆｅ基ナノ結晶粉末
３ Ｆｅ基金属ガラス
DESCRIPTION OF SYMBOLS 1
Claims (2)
前記第２の軟磁性粉末において結晶が析出してしまう温度である第３所定温度と前記第２所定温度のいずれか低い方よりも低い処理温度であって前記第１所定温度以上の処理温度にて、金型を用いて前記混合粉末を加圧成型し焼結する第２工程との
２工程のみからなる圧粉磁芯の製造方法。 A first step of preparing a mixed powder by mixing a first soft magnetic powder composed of Fe-based nanocrystalline powder or Fe-based amorphous powder and a second soft magnetic powder composed of Fe-based metallic glass powder, A first predetermined temperature that is a glass transition temperature of the second soft magnetic powder is lower than a second predetermined temperature that is a temperature at which an Fe-based compound phase is precipitated in the first soft magnetic powder; ,
A processing temperature lower than a lower one of the third predetermined temperature, which is a temperature at which crystals are precipitated in the second soft magnetic powder, and the second predetermined temperature, and a processing temperature higher than the first predetermined temperature. And a second step of press-molding and sintering the mixed powder using a mold .
A method for producing a dust core comprising only two steps .
前記第１の軟磁性粉末は、Ｆｅ基アモルファス粉末であり、
前記第１の軟磁性粉末においてα−Ｆｅナノ結晶相が析出する温度である第４所定温度は、前記第３所定温度よりも低く、
前記第２工程において、前記処理温度を、前記第４所定温度と前記第１所定温度のいずれか高い方の温度以上の温度とすることにより、前記Ｆｅ基アモルファス粉末からなる前記第１の軟磁性粉末のナノ結晶化も行い、
前記第１所定温度は、７０２〜７１８Ｋである
圧粉磁芯の製造方法。 It is a manufacturing method of the dust core of Claim 1, Comprising:
The first soft magnetic powder is an Fe-based amorphous powder,
A fourth predetermined temperature, which is a temperature at which the α-Fe nanocrystalline phase precipitates in the first soft magnetic powder, is lower than the third predetermined temperature,
In the second step, the processing temperature is set to a temperature equal to or higher than a higher one of the fourth predetermined temperature and the first predetermined temperature, whereby the first soft magnetic material comprising the Fe-based amorphous powder is formed. nanocrystallization powder had line,
The method of manufacturing a dust core , wherein the first predetermined temperature is 702 to 718K .
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