JP7148891B2 - Powder magnetic core and its manufacturing method - Google Patents
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本発明は、軟磁性金属粉末の粒子間における絶縁性を確保しつつ結着剤で形状固定した圧粉磁心及びその製造方法に関し、特に、扁平形状を有する軟磁性金属粉末を用い高密度に加圧成形した圧粉磁心及び製造方法に関する。 The present invention relates to a powder magnetic core whose shape is fixed with a binder while ensuring insulation between particles of soft magnetic metal powder, and a manufacturing method thereof. The present invention relates to compacted powder magnetic cores and manufacturing methods.
軟磁性金属粉末の粒子間における絶縁性を確保しつつ結着剤で形状固定した圧粉磁心が知られている。かかる圧粉磁心は、例えば、絶縁被覆された軟磁性金属粉末をバインダと混合し金型に詰めて加圧成形し製造される。成形加工後には、適宜、熱処理を施すことで成形加工中に金属粉末に生じた歪みを除去し高い磁気特性を得られる。一方で、焼結磁石のような磁性金属粉末の粒子同士の接合がないため、この接合のために結着剤が必要となる。かかる結着剤は磁気特性に直接的な関係を有さないため、結着性を維持しつつ結着剤の量をなるべく減じて軟磁性金属粉末の密度を高めることで磁気特性を向上させ得る。このためには、より高い結着性を有する結着剤が求められる。 A powder magnetic core is known in which the shape is fixed with a binder while ensuring insulation between particles of soft magnetic metal powder. Such a powder magnetic core is produced, for example, by mixing a soft magnetic metal powder coated with an insulating material with a binder, filling the mixture in a mold, and molding the powder under pressure. After the molding process, heat treatment is appropriately applied to remove the strain generated in the metal powder during the molding process, and high magnetic properties can be obtained. On the other hand, since there is no bonding between magnetic metal powder particles as in sintered magnets, a binder is required for this bonding. Since such a binder has no direct relationship with the magnetic properties, the magnetic properties can be improved by increasing the density of the soft magnetic metal powder by reducing the amount of the binder as much as possible while maintaining the binding properties. . For this purpose, a binder having higher binding properties is required.
例えば、特許文献１では、一般的なシリコーン樹脂よりも高い結着性を得られる結着剤として、ポリシロキサンの主鎖に、エポキシ基やビニル基を代表とする官能基を付加した高分子材料を開示している。ここでは、扁平形状を有する軟磁性金属粉末では比表面積が大きくなるため、加圧成形工程におけるスプリングバックによる密度低下がより生じやすくなること、これに対して、かかる高い結着性を有する結着剤を用いることでスプリングバックを抑制し、軟磁性金属粉末の密度を高めて磁気特性を向上させ得ることが述べられている。 For example, in Patent Document 1, a polymeric material obtained by adding a functional group such as an epoxy group or a vinyl group to the main chain of polysiloxane as a binder that can obtain higher binding properties than general silicone resins. is disclosed. Here, since the soft magnetic metal powder having a flat shape has a large specific surface area, the density decrease due to springback in the pressure molding process is more likely to occur. It is stated that the use of the agent can suppress springback, increase the density of the soft magnetic metal powder, and improve the magnetic properties.
また、特許文献２では、軟磁性金属粉末の粒子同士の強固な結着を得る方法として、シロキサン結合を有する樹脂からなるバインダを用いることで、加圧成形工程後の熱処理でバインダを変化させて得られるシリカが軟磁性金属粉末の粒子の上に与えられている絶縁被覆同士を強固に結着させることを開示している。ここでは、まず、膜厚を数十ｎｍまで薄膜化しても優れた耐熱性及び絶縁性を得られる膨潤性層状粘土鉱物は軟磁性金属粉末の粒子の上での絶縁被覆として優れるものの、結着力が弱いことを述べた上で、かかる熱処理による変化でシリカを得る方法によれば、軟磁性金属粉末の密度を高め磁気特性を向上させるとしている。 Further, in Patent Document 2, as a method for obtaining strong binding between particles of soft magnetic metal powder, by using a binder made of a resin having siloxane bonds, the binder is changed by heat treatment after the pressure molding process. It is disclosed that the resulting silica strongly binds together the insulating coatings provided on the particles of the soft magnetic metal powder. Here, first, the swelling layered clay mineral that can obtain excellent heat resistance and insulation even if the film thickness is reduced to several tens of nanometers is excellent as an insulating coating on the particles of the soft magnetic metal powder, but it has a binding strength. However, according to the method of obtaining silica by such a change due to heat treatment, the density of the soft magnetic metal powder is increased and the magnetic properties are improved.
特許文献１でも述べられているように、形状磁気異方性をもつ扁平形状を有する軟磁性金属粉末を配向させた磁心によれば、磁気特性、特に、高い透磁率を得ることができる。一方、高密度に加圧成形した圧粉磁心を得るには、加圧成形工程後のスプリングバックを抑制する必要がある。 As described in Patent Document 1, according to a magnetic core in which soft magnetic metal powder having a flat shape with shape magnetic anisotropy is oriented, magnetic properties, particularly high magnetic permeability can be obtained. On the other hand, in order to obtain a powder magnetic core press-molded with high density, it is necessary to suppress springback after the press-molding process.
本発明は、以上のような状況に鑑みてなされたものであって、その目的とするところは、扁平形状を有する軟磁性金属粉末を用い高密度に加圧成形した圧粉磁心及びその製造方法を提供することにある。 SUMMARY OF THE INVENTION The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a powder magnetic core obtained by press-molding a soft magnetic metal powder having a flat shape at a high density, and a method for manufacturing the same. is to provide
本発明による圧粉磁心の製造方法は、絶縁被覆を与えられた扁平形状を有する軟磁性金属粉末の粒子間を結着剤にて結合させた圧粉磁心の製造方法であって、粘土を含むバインダと前記軟磁性金属粉末とを混合して混合物を形成し、前記混合物を加圧成形することにより前記バインダを前記結着剤とすることを特徴とする。 A method for producing a powder magnetic core according to the present invention is a method for producing a powder magnetic core in which particles of soft magnetic metal powder having a flat shape provided with an insulating coating are bonded with a binder, and the powder magnetic core contains clay. A binder and the soft magnetic metal powder are mixed to form a mixture, and the mixture is pressure-molded to use the binder as the binder.
かかる特徴によれば、扁平形状を有する軟磁性金属粉末を加圧成形する加工の前後における形状安定性を高めることができて、磁気特性に優れる高密度に加圧成形した圧粉磁心を得られるのである。 According to this feature, it is possible to improve the shape stability before and after the processing of pressure-molding the soft magnetic metal powder having a flat shape, and it is possible to obtain a high-density pressure-molded dust core with excellent magnetic properties. of.
上記した発明において、前記粘土は木節粘土であることを特徴としてもよい。かかる特徴によれば、成形加工性を高めつつ、加圧成形加工前後の形状安定性を高め得て、磁気特性に優れる高密度に加圧成形した圧粉磁心を得られるのである。 In the above invention, the clay may be Kibushi clay. According to such characteristics, it is possible to improve the shape stability before and after the pressure molding process while improving the molding workability, and obtain a high-density pressure-molded powder magnetic core having excellent magnetic properties.
上記した発明において、前記バインダは、熱硬化性樹脂をさらに含むことを特徴としてもよい。このとき、前記熱硬化性樹脂は、シリコーン樹脂であることを特徴としてもよい。また、前記混合物を加圧成形した後に、さらに熱処理を行うことにより前記バインダを乾燥させてもよい。かかる特徴によれば、成形加工性を高めるとともに粒子の結着性を高め、且つ、加圧成形加工前後の形状安定性を高め得て、磁気特性に優れる高密度に加圧成形した圧粉磁心を得られるのである。 In the above invention, the binder may further contain a thermosetting resin. At this time, the thermosetting resin may be a silicone resin. Moreover, after pressure-molding the mixture, the binder may be dried by further performing a heat treatment. According to such characteristics, it is possible to improve the molding processability, improve the cohesion of particles, and improve the shape stability before and after the pressure molding process, resulting in a high-density pressure-molded powder magnetic core with excellent magnetic properties. is obtained.
本発明による圧粉磁心は、絶縁被覆を与えられた扁平形状を有する軟磁性金属粉末の粒子間を結着剤にて結合させた圧粉磁心であって、前記結着剤が粘土鉱物を含むことを特徴とする。 A powder magnetic core according to the present invention is a powder magnetic core in which particles of soft magnetic metal powder having a flat shape provided with an insulating coating are bonded with a binder, and the binder contains a clay mineral. It is characterized by
かかる特徴によれば、扁平形状を有する軟磁性金属粉末を高い密度で形状保持し得て、磁気特性、特に、透磁率に優れるのである。 According to such characteristics, the soft magnetic metal powder having a flat shape can be retained at a high density, and the magnetic properties, particularly the magnetic permeability, are excellent.
上記した発明において、前記粘土鉱物は、木節粘土由来であることを特徴としてもよい。かかる特徴によれば、扁平形状を有する軟磁性金属粉末をより高い密度で形状保持し得て、磁気特性、特に、透磁率に優れるのである。 In the above invention, the clay mineral may be derived from Kibushi clay. According to such characteristics, the soft magnetic metal powder having a flat shape can be held in shape at a higher density, and the magnetic properties, particularly the magnetic permeability, are excellent.
上記した発明において、前記結着剤は、前記粘土鉱物を熱硬化性樹脂とともに含むことを特徴としてもよい。このとき、前記熱硬化性樹脂は、シリコーン樹脂であることを特徴としてもよい。かかる特徴によれば、扁平形状を有する軟磁性金属粉末をより高い密度で形状保持し得て、磁気特性、特に、透磁率に優れるのである。 In the above invention, the binder may contain the clay mineral together with a thermosetting resin. At this time, the thermosetting resin may be a silicone resin. According to such characteristics, the soft magnetic metal powder having a flat shape can be held in shape at a higher density, and the magnetic properties, particularly the magnetic permeability, are excellent.
上記した発明において、前記絶縁被覆は、前記軟磁性金属粉末の表面に形成された酸化皮膜であることを特徴としてもよい。かかる特徴によれば、扁平形状を有する軟磁性金属粉末をより高い密度で形状保持しながら、粒子同士の絶縁性を確実に確保できて、磁気特性に優れるのである。 In the invention described above, the insulating coating may be an oxide film formed on the surface of the soft magnetic metal powder. According to such characteristics, the soft magnetic metal powder having a flat shape can be reliably maintained in a shape with a higher density, and the insulation between the particles can be ensured, resulting in excellent magnetic properties.
本発明の代表的な一例による圧粉磁心及びその製造方法について、図１を参照して説明する。 A powder magnetic core and a method for manufacturing the same according to a representative example of the present invention will be described with reference to FIG.
圧粉磁心は、その表面に絶縁被覆を与えられた扁平形状を有する軟磁性金属粉末の粒子間を絶縁性結着剤で結合したものとして形成される。このような圧粉磁心は、軟磁性の金属粉末と粘土を含むバインダとを混合（混練）したものを加圧成形することにより得られるものであり、例えば、インダクタやリアクトルなどの環状のコアに適用される。 A powder magnetic core is formed by bonding particles of flat soft magnetic metal powder with an insulating coating on the surface thereof with an insulating binder. Such a powder magnetic core is obtained by pressure-molding a mixture (kneading) of soft magnetic metal powder and a binder containing clay. Applies.
軟磁性金属粉末は、扁平形状を与えられて用いられる金属粉末であって、純ＦｅやＦｅ合金、例えば、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｎｉ系合金、Ｆｅ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｃｏ系合金、Ｆｅ－Ｃｒ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金、Ｆｅ－Ｃｒ－Ａｌ系合金、又は、Ｆｅ基非晶質合金から選択されるＦｅを主成分とした金属粉末である。ここで、軟磁性金属粉末は、その一例として、平均粒径Ｄ５０が１～１００μｍで、金属密度ｄが４．５ｇ／ｃｍ３以上であるとともに、アスペクト比が１．５以上である扁平形状を有する。 The soft magnetic metal powder is a metal powder that is used in a flat shape, and is made of pure Fe or Fe alloys such as Fe—Si alloys, Fe—Ni alloys, Fe—Al alloys, and Fe—Co alloys. The main component is Fe selected from alloys, Fe--Cr alloys, Fe--Si--Al alloys, Fe--Si--Cr alloys, Fe--Cr--Al alloys, and Fe-based amorphous alloys. It is metal powder. Here, as an example, the soft magnetic metal powder has an average particle diameter D50 of 1 to 100 μm, a metal density d of 4.5 g/cm 3 or more, and a flat shape with an aspect ratio of 1.5 or more. have.
例えば、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金としては、質量％で、Ｆｅに、Ｓｉ：７～１０％、Ａｌを５．０～６．５％でそれぞれ含む成分組成であることが好ましい。Ｓｉを含有すると軟磁性金属粉末の硬さが高くなるが、上記した平均粒径Ｄ５０、アスペクト比、そして加工によって生じる微粉量などをバランスよく得られる。かかる成分組成では、特別な表面処理を加えることなく比較的容易に、酸化物からなる絶縁性の表面酸化皮膜を得ることができる。 For example, the Fe—Si—Al alloy preferably has a component composition containing Fe, Si: 7 to 10%, and Al at 5.0 to 6.5% by mass. Although the hardness of the soft magnetic metal powder increases when Si is contained, the average particle size D50, the aspect ratio, and the amount of fine powder generated by processing can be obtained in a well-balanced manner. With such a component composition, an insulating surface oxide film made of oxide can be obtained relatively easily without applying a special surface treatment.
また、Ｆｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金としては、質量％で、Ｆｅに、Ｓｉを３～２０％、Ｃｒを２～４％でそれぞれ含む成分組成であることがより好ましい。さらに好ましくは、Ｓｉ：６～１６％、Ｃｒ：２～３％の範囲内である。 Further, it is more preferable that the Fe--Si--Cr alloy has a component composition containing 3 to 20% by mass of Fe, 3 to 20% by mass of Si, and 2 to 4% by mass of Cr. More preferably, Si: 6 to 16% and Cr: 2 to 3%.
軟磁性金属粉末と混合されるバインダは、樹脂と、粘土と、の混合物として構成される。このようなバインダは、軟磁性金属粉末との混錬時に、重量％で全体の２０％以下の範囲で含まれるのが好ましい。また、バインダに含まれる樹脂としては、熱硬化性樹脂が好ましく、シリコーン樹脂、フェノール樹脂、エポキシ樹脂、ポリアミド樹脂、ポリイミド樹脂、ポリフェニレンサルファイド樹脂、スチレン樹脂、アクリル樹脂、エステル樹脂、ウレタン樹脂、オレフィン樹脂、カーボネート樹脂、フッ素樹脂等が例示できる。 The binder mixed with the soft magnetic metal powder is composed of a mixture of resin and clay. It is preferable that such a binder is contained in a range of 20% or less by weight of the whole when kneading with the soft magnetic metal powder. Thermosetting resins are preferable as resins contained in the binder, and silicone resins, phenol resins, epoxy resins, polyamide resins, polyimide resins, polyphenylene sulfide resins, styrene resins, acrylic resins, ester resins, urethane resins, and olefin resins. , carbonate resins, fluorine resins, and the like.
また、上記のバインダに含まれる粘土は、カオリン族、アンティゴライト族、パイロフィライト族、スメクタイト族、バーミキュライト族、雲母族、緑泥石族、ゼオライトから選択される粘土鉱物を少なくとも１つ以上有機成分とともに含み、熱処理等により有機成分が抜けた後はほとんど粘土鉱物のみとなる。ここでは、木節粘土と称される可塑性に優れたカオリン粘土の粉末であることが好ましい。なお、バインダに含まれる粘土は、軟磁性金属粉末との混錬時に、重量％で全体の０．５～１５％の範囲で含まれるのが好ましく、より好ましくは、２．０～１０ｗｔ％の範囲である。 In addition, the clay contained in the binder is at least one organic clay mineral selected from the kaolin group, antigorite group, pyrophyllite group, smectite group, vermiculite group, mica group, chlorite group, and zeolite. It is contained together with other components, and after the organic components are removed by heat treatment or the like, it is almost exclusively clay minerals. Here, powder of kaolin clay with excellent plasticity called Kibushi clay is preferable. The clay contained in the binder is preferably contained in a range of 0.5 to 15% by weight, more preferably 2.0 to 10% by weight, when kneading with the soft magnetic metal powder. Range.
図１は、本発明の代表的な一例による圧粉磁心の製造プロセスを示す工程図である。なお、上記した圧粉磁心の構成を得られれば、製造プロセスにおける工程の順序や手法は特に以下に限定されるものではない。 FIG. 1 is a process drawing showing a manufacturing process of a powder magnetic core according to a representative example of the present invention. It should be noted that the order and method of the steps in the manufacturing process are not particularly limited as long as the above-described powder magnetic core configuration is obtained.
図１に示すように、扁平形状を有する軟磁性金属粉末を準備する（ステップＳ１、粉末準備工程）。具体的には、軟磁性金属粉末を構成するＦｅを主成分とする合金を溶解し、これを粉体化した後、扁平化することにより、扁平形状を有する軟磁性金属粉末とする。もしくは、粉体化プロセスにおいて、扁平粉を得られるようにしてもよい。 As shown in FIG. 1, soft magnetic metal powder having a flat shape is prepared (step S1, powder preparation step). Specifically, an alloy containing Fe as a main component that constitutes the soft magnetic metal powder is melted, pulverized, and then flattened to obtain a soft magnetic metal powder having a flat shape. Alternatively, flat powder may be obtained in the powdering process.
例えば、Ｆｅ－Ｓｉ系合金、Ｆｅ－Ｓｉ－Ａｌ系合金あるいはＦｅ－Ｓｉ－Ｃｒ系合金の合金溶湯を粉体化して合金粉体を得る。ここではアトマイズ法により粉体化を行う。このようなアトマイズ法の一例としては、アトマイズ装置にて合金溶湯を流下させつつ水又はガスを吹きつけて、合金溶湯を分断して落下させ、急冷し凝固させて、合金粉体を得る手法が挙げられる。 For example, an alloy powder is obtained by pulverizing a molten Fe--Si alloy, Fe--Si--Al alloy or Fe--Si--Cr alloy. Here, powderization is performed by an atomizing method. An example of such an atomizing method is a method in which water or gas is sprayed while the molten alloy is flowing down from an atomizing device, the molten alloy is divided and dropped, and the molten alloy is rapidly cooled and solidified to obtain alloy powder. mentioned.
続いて、得られた合金粉体に対して扁平化処理する。このような扁平化処理の一例としては、合金粉体を有機溶媒や、粉砕助剤などとともにアトライタ装置の容器内部に投入するとともにこの中に鋼球などの粉砕媒体を装填し、周面に回転羽根を設けられた攪拌棒を回転させて、容器内を攪拌することにより、粉砕媒体が合金粉体に衝突し衝撃を与えて、合金粉体を粉砕させながら平たく変形させ扁平化させていく手法が挙げられる。 Subsequently, the obtained alloy powder is flattened. As an example of such a flattening process, alloy powder is put into a container of an attritor device together with an organic solvent, a grinding aid, etc., and at the same time, grinding media such as steel balls are charged into the container, and the peripheral surface is rotated. A method in which a stirring rod equipped with blades is rotated to agitate the inside of the container, so that the grinding medium collides with the alloy powder and gives an impact, thereby flattening the alloy powder while pulverizing it. is mentioned.
最後に、扁平化処理した合金粉体を乾燥させる。その一例としては、アトライタ装置から取り出したスラリー体をバット等の容器に流し込み、加熱しながら静置乾燥させる手法が挙げられる。このとき、合金粉体の表面を必要以上に酸化させないように、真空雰囲気や不活性ガス雰囲気とした雰囲気を調整可能な加熱炉等を用いることが好ましい。また、上記した乾燥作業と並行して、扁平化処理の加工で生じたひずみを除去するための熱処理を実行してもよい。 Finally, the flattened alloy powder is dried. One example is a method of pouring the slurry taken out from the attritor device into a container such as a vat and drying it by standing while heating. At this time, it is preferable to use a heating furnace capable of adjusting the atmosphere such as a vacuum atmosphere or an inert gas atmosphere so as not to oxidize the surface of the alloy powder more than necessary. Further, in parallel with the drying operation described above, a heat treatment may be performed to remove distortion caused by the flattening process.
次に、ステップＳ１で得られた軟磁性金属粉末と混合されるバインダを準備する（ステップＳ２、バインダ準備工程）。具体的には、有機溶媒を加えて液状に溶解した樹脂（例えば、熱硬化性樹脂）に粉末状の粘土を混合して攪拌することにより、所定の配合によるバインダを作成する。 Next, prepare a binder to be mixed with the soft magnetic metal powder obtained in step S1 (step S2, binder preparation step). Specifically, powdery clay is mixed with resin (for example, thermosetting resin) dissolved in a liquid state by adding an organic solvent, and the mixture is stirred to create a binder with a predetermined composition.
続いて、ステップＳ１で準備した軟磁性金属粉末とステップＳ２で準備したバインダとを混合して攪拌し混練する（ステップＳ３、混錬工程）。この混錬工程においては、例えば回転型ボールミルや遊星型ボールミル等の各種ボールミル装置、あるいはプラネタリーミキサ等の各種混合機等を用いることができる。これにより、軟磁性金属粉末とバインダとが均一に混合されるとともに、バインダに含まれる粘土も均一に分散される。 Subsequently, the soft magnetic metal powder prepared in step S1 and the binder prepared in step S2 are mixed, stirred and kneaded (step S3, kneading step). In this kneading step, for example, various ball mill devices such as a rotary ball mill and a planetary ball mill, or various mixers such as a planetary mixer can be used. As a result, the soft magnetic metal powder and the binder are uniformly mixed, and the clay contained in the binder is also uniformly dispersed.
次に、ステップＳ３で混錬された混合物を加圧成形する（ステップＳ４、成形工程）。この成形工程においては、例えば金型に封入した混合物をプレス機で圧入する方法や、対向する平板に挟んだ状態でプレス機又は圧延ロールで加圧する方法、あるいは静水等方プレス機で加圧する方法等の様々な手法を採用し得る。なお、ステップＳ４の成形工程において最終形状となるように加圧成形するか、あるいは最終製品形状となる仕上げ加工を実施してもよい。 Next, the mixture kneaded in step S3 is pressure-molded (step S4, molding step). In this molding process, for example, a method of pressing the mixture enclosed in a mold with a press, a method of pressing with a press or rolling rolls while sandwiched between opposing flat plates, or a method of pressing with a hydrostatic isostatic press. etc. can be adopted. In addition, in the molding process of step S4, pressure molding may be performed so as to obtain the final shape, or finishing processing may be performed to obtain the final product shape.
更に、ステップＳ４の成形工程の実施後、適宜、熱処理をしてバインダに含まれる樹脂の一部を蒸発させ硬化処理させてもよい（ステップＳ４２、硬化工程）。このとき、バインダに含まれていた粘土から有機成分が抜けて粘土鉱物のみとなるとともに、軟磁性金属粉末の粒子間に残存する樹脂が化学変化するなどして、軟磁性金属粉末の粒子どうしが結着剤で結合された圧粉磁心となる。また、成形工程で軟磁性金属粉末に与えられた歪みを開放でき、磁気特性を向上させ得る。 Furthermore, after the molding step of step S4 is performed, a heat treatment may be applied as appropriate to evaporate a part of the resin contained in the binder for hardening (step S42, hardening step). At this time, the organic component is removed from the clay contained in the binder, leaving only the clay mineral, and the resin remaining between the particles of the soft magnetic metal powder undergoes a chemical change, causing the particles of the soft magnetic metal powder to become separated from each other. A dust core bonded with a binder is obtained. Moreover, the strain given to the soft magnetic metal powder in the molding process can be released, and the magnetic properties can be improved.
また、ステップＳ４２の硬化工程における加熱条件は、ワークである混合物の大きさや、バインダに含まれる熱硬化性樹脂の材質等に応じて適切な条件が選定されるが、その一例として、Ａｒガス雰囲気中で８００℃×２時間の条件が例示できる。 Further, the heating conditions in the curing step of step S42 are appropriately selected according to the size of the mixture as the work, the material of the thermosetting resin contained in the binder, etc. As an example, an Ar gas atmosphere is selected. Among them, conditions of 800° C.×2 hours can be exemplified.
次に、図２を参照して、本発明による圧粉磁心及び製造方法のより具体的な実施例を説明する。 Next, with reference to FIG. 2, a more specific embodiment of the dust core and manufacturing method according to the present invention will be described.
図２は、圧粉磁心の製造条件及び特性を示す一覧表である。なお、図２に示す一覧表において、バインダ、粘土鉱物及び熱可塑性樹脂の添加量は、それぞれ硬化させる前の混合物全体に対する重量％を示している。本実施例においては、図１に示した圧粉磁心の製造プロセスを用いて、軟磁性金属粉末として、Ｆｅ－９．５Ｓｉ－６．５Ａｌ合金を用い、上記した粉末準備工程（ステップＳ１）により、平均粒径Ｄ５０が５５．０μｍ、粉末厚さ０．８８μｍで、アスペクト比が６３の扁平形状を有する軟磁性金属粉末を得た。 FIG. 2 is a list showing manufacturing conditions and characteristics of dust cores. In the table shown in FIG. 2, the amounts of the binder, clay mineral, and thermoplastic resin to be added are shown in weight percent with respect to the entire mixture before curing. In this example, the powder magnetic core manufacturing process shown in FIG. , a soft magnetic metal powder having an average particle size D50 of 55.0 μm, a powder thickness of 0.88 μm, and an aspect ratio of 63 in a flat shape was obtained.
次に、図２の実施例１～１０及び比較例１及び２に示す配合のバインダを、バインダ準備工程（ステップＳ２）により作成し、これらを上記の混錬工程（ステップＳ３）の手法にしたがって軟磁性金属粉末と混錬して混合物を得た。そして、この混合物に対して上記した成形工程（ステップＳ４）乃至硬化工程（ステップＳ４２）をそれぞれ実施し、外径がφ１０ｍｍｍ、内径がφ６ｍｍのリング状の圧粉磁心を製造した。 Next, binders having the formulations shown in Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 in FIG. A mixture was obtained by kneading with soft magnetic metal powder. Then, the molding step (step S4) through the curing step (step S42) were performed on this mixture, respectively, to produce a ring-shaped powder magnetic core with an outer diameter of φ10 mm and an inner diameter of φ6 mm.
このようにして製造した実施例１～１０及び比較例１及び２の圧粉磁心のサンプルを評価し図２にまとめた。具体的には、それぞれのサンプルについての寸法及び重量を測定するとともに、一般的なインピーダンスアナライザを用いて個々のサンプルの周波数１０ｋＨｚにおける比透磁率μ´を測定した。そして、測定された比透磁率μ´が１７０以上となるものを評価〇とし、これを下回るものを評価×として判定を行った。 Samples of the powder magnetic cores of Examples 1 to 10 and Comparative Examples 1 and 2 thus produced were evaluated and summarized in FIG. Specifically, the dimensions and weight of each sample were measured, and the relative magnetic permeability μ' of each sample at a frequency of 10 kHz was measured using a general impedance analyzer. Then, the samples having the measured relative magnetic permeability μ' of 170 or more were evaluated as ◯, and the samples having less than 170 were evaluated as ×.
実施例１に示すように、熱硬化性樹脂としてのシリコーン樹脂５．０ｗｔ％に粘土としての木節粘土粉末を０．５ｗｔ％加えた５．５ｗｔ％のバインダを用いた場合、密度ｄが４．５２ｇ／ｃｍ３で比透磁率μ´が１７１となる圧粉磁心が得られた。これに対して、比較例１に示すように、シリコーン樹脂５．０ｗｔ％のみからなる５．０ｗｔ％のバインダを用いた場合には、圧粉磁心として成形することができなかった。これにより、バインダとして、熱可塑性樹脂に少なくとも０．５ｗｔ％の粘土を添加すれば、比透磁率の高い圧粉磁心を得られることがわかる。 As shown in Example 1, when using a binder of 5.5 wt% obtained by adding 0.5 wt% of Kibushi clay powder as clay to 5.0 wt% of silicone resin as thermosetting resin, the density d is 4 A powder magnetic core having a relative magnetic permeability μ' of 171 was obtained at 0.52 g/cm 3 . On the other hand, as shown in Comparative Example 1, when a 5.0 wt % binder consisting of only 5.0 wt % silicone resin was used, it was not possible to form a powder magnetic core. From this, it can be seen that by adding at least 0.5 wt % of clay to the thermoplastic resin as a binder, a powder magnetic core with a high relative magnetic permeability can be obtained.
また、実施例２及び３に示すように、一定量のシリコーン樹脂（５．０ｗｔ％）に木節粘土粉末をそれぞれ１．０ｗｔ％及び２．０ｗｔ％加えたバインダを用いた場合、密度ｄがそれぞれ４．６３ｇ／ｃｍ３及び４．８６ｇ／ｃｍ３で、比透磁率μ´がそれぞれ１９７及び２７２である圧粉磁心が得られた。これにより、バインダ中の木節粘土の添加量の割合を増やすことで、密度及び比透磁率ともに増加する傾向にあることがわかった。 Further, as shown in Examples 2 and 3, when using a binder obtained by adding 1.0 wt% and 2.0 wt% of Kibushi clay powder to a certain amount of silicone resin (5.0 wt%), the density d was Powder magnetic cores with relative permeability μ' of 4.63 g/cm 3 and 4.86 g/cm 3 , respectively, and 197 and 272, respectively, were obtained. From this, it was found that both the density and the relative permeability tend to increase by increasing the ratio of the added amount of Kibushi clay in the binder.
また、実施例４及び５に示すように、同一のシリコーン樹脂（５．０ｗｔ％）に別の粘土としてセリサイト及びスメクタイトをそれぞれ２．０ｗｔ％加えたバインダを用いた場合、密度ｄがそれぞれ４．７９ｇ／ｃｍ３及び４．７８ｇ／ｃｍ３で、比透磁率μ´がそれぞれ２５９及び２５１である圧粉磁心が得られた。これにより、熱可塑性樹脂に他の粘土を加えたとしても、十分な密度及び比透磁率を有する圧粉磁心が得られることが確認できた。 Further, as shown in Examples 4 and 5, when using a binder obtained by adding 2.0 wt% of sericite and smectite as different clays to the same silicone resin (5.0 wt%), the density d was 4, respectively. Dust cores with relative magnetic permeability μ′ of 259 and 251, respectively, were obtained at 0.79 g/cm 3 and 4.78 g/cm 3 . As a result, it was confirmed that a powder magnetic core having sufficient density and relative magnetic permeability can be obtained even if another clay is added to the thermoplastic resin.
また、実施例６～８に示すように、一定量のシリコーン樹脂（５．０ｗｔ％）に木節粘土粉末をそれぞれ３．０ｗｔ％、５．０ｗｔ％及び８．０ｗｔ％加えたバインダを用いた場合、密度ｄがそれぞれ５．０１ｇ／ｃｍ３、５．０７ｇ／ｃｍ３及び４．９２ｇ／ｃｍ３で、比透磁率μ´がそれぞれ３３４、３８４及び２９５である圧粉磁心が得られた。これらの圧粉磁心は、例えば実施例１の場合と比べると密度及び比透磁率が極めて高い値を示しており、十分な磁界特性を有する圧粉磁心が得られている。特に、実施例７の場合が最も高い密度及び比透磁率の値を示しており、本実施形態の軟磁性金属粉末に対しては、熱可塑性樹脂５．０ｗｔ％に粘土５．０ｗｔ％を加えた１０．０ｗｔ％のバインダを用いた場合が、最も良好な磁界特性が得られるものと考えられる。 Further, as shown in Examples 6 to 8, binders were used in which 3.0 wt%, 5.0 wt% and 8.0 wt% of Kibushi clay powder were added to a certain amount of silicone resin (5.0 wt%). In this case, powder magnetic cores with densities d of 5.01 g/cm 3 , 5.07 g/cm 3 and 4.92 g/cm 3 and relative magnetic permeabilities μ' of 334, 384 and 295, respectively, were obtained. These powder magnetic cores show extremely high values of density and relative magnetic permeability as compared with, for example, the case of Example 1, and powder magnetic cores having sufficient magnetic field characteristics are obtained. In particular, the case of Example 7 shows the highest values of density and relative magnetic permeability. It is considered that the best magnetic field characteristics are obtained when a binder of 10.0 wt % is used.
さらに、実施例９及び１０に示すように、一定量のシリコーン樹脂（５．０ｗｔ％）に木節粘土粉末をそれぞれ１０．０ｗｔ％及び１５．０ｗｔ％加えたバインダを用いた場合、密度ｄがそれぞれ４．７４ｇ／ｃｍ３及び４．５９ｇ／ｃｍ３で、比透磁率μ´がそれぞれ２１２及び１７８である圧粉磁心が得られた。これに対して、比較例２に示すように、１５．０ｗｔ％のＣＰＥ（塩素化ポリエチレン樹脂）のみからなるバインダを用いた場合には、密度ｄがそれぞれ４．４６ｇ／ｃｍ３で、比透磁率μ´が１６５である圧粉磁心が得られた。 Furthermore, as shown in Examples 9 and 10, when using a binder obtained by adding 10.0 wt% and 15.0 wt% of Kibushi clay powder to a certain amount of silicone resin (5.0 wt%), the density d was Dust cores with relative permeability μ' of 4.74 g/cm 3 and 4.59 g/cm 3 , respectively, and 212 and 178, respectively, were obtained. On the other hand, as shown in Comparative Example 2, when a binder consisting of 15.0 wt % CPE (chlorinated polyethylene resin) was used, the density d was 4.46 g/cm 3 and the relative permeability was 4.46 g/cm 3 . A dust core having a magnetic permeability μ' of 165 was obtained.
実施例９と比較例２とを対比すると、同一の添加量のバインダにおいて、粘土鉱物（木節粘土粉末）を加えていない場合は、成形が可能であったとしても、熱硬化性樹脂のスプリングバックにより圧粉磁心全体の密度ｄが低下してしまうため、比透磁率μ´も低下してしまうものと考えられる。これらのことから、圧粉磁心を得るためには、バインダの添加量が２０ｗｔ％までの添加は可能であるが、この場合、熱硬化性樹脂に対する粘土の比率を高くする必要があるものと考えられる。 Comparing Example 9 and Comparative Example 2, it can be seen that in the case of adding the same amount of binder and no clay mineral (kibushi clay powder) was added, even if molding was possible, the thermosetting resin spring Since the density d of the dust core as a whole is lowered by the back, it is considered that the relative magnetic permeability μ' is also lowered. From these facts, in order to obtain a powder magnetic core, it is possible to add up to 20 wt% of the binder, but in this case, it is considered necessary to increase the ratio of clay to thermosetting resin. be done.
以上の構成を備えることにより、圧粉磁心は、熱硬化性樹脂と粘土からなる粉末とを含むバインダを軟磁性金属粉末と混錬することにより、加圧成形後における圧粉磁心の密度を大きくすることができるため、高い粉末の充填率が得られるとともに、結果として、高い磁束密度及び高い透磁率を実現できる。 By providing the above configuration, the dust core increases the density of the dust core after pressure molding by kneading the binder containing the powder made of the thermosetting resin and the clay with the soft magnetic metal powder. Therefore, a high powder filling rate can be obtained, and as a result, a high magnetic flux density and a high magnetic permeability can be realized.
以上、本発明の代表的な実施例を説明したが、本発明は必ずしもこれらに限定されるものではなく、当業者であれば、本発明の主旨又は添付した特許請求の範囲を逸脱することなく、種々の代替実施例及び改変例を見出すことができるであろう。
Although representative embodiments of the present invention have been described above, the present invention is not necessarily limited thereto, and a person skilled in the art can make modifications without departing from the spirit of the present invention or the scope of the appended claims. , one may find various alternatives and modifications.
Claims (9)
酸化物からなる絶縁性の表面酸化皮膜を前記絶縁被覆として有する前記軟磁性金属粉末を準備する工程と、
樹脂に 粘土を含むバインダと前記軟磁性金属粉末とを、前記バインダを７．０～２０．０ｗｔ％含むように混合して混合物を形成し、前記混合物を加圧成形する工程と、を含み、
前記混合物が前記粘土を２．０～１５．０ｗｔ％含むことを特徴とする圧粉磁心の製造方法。 A method for producing a powder magnetic core in which particles of soft magnetic metal powder having a flat shape with an insulating coating are bonded with a binder,
a step of preparing the soft magnetic metal powder having an insulating surface oxide film made of an oxide as the insulating coating;
in resin A binder containing clay and the soft magnetic metal powder, so as to contain 7.0 to 20.0 wt% of the bindermixing to form a mixture and pressing said mixtureand
The mixture contains 2.0 to 15.0 wt% of the clayA method for manufacturing a powder magnetic core, characterized by:
樹脂に粘土を含むバインダと、酸化物からなる絶縁性の表面酸化皮膜を前記絶縁被覆として有する前記軟磁性金属粉末とを混合して加圧成形されており、
粘土を２．０～１５．０ｗｔ％含むことを特徴とする圧粉磁心。 A powder magnetic core in which particles of soft magnetic metal powder having a flat shape with an insulating coating are bonded with a binder,
A binder containing clay in resin and the soft magnetic metal powder having an insulating surface oxide film made of oxide as the insulating coating are mixed and pressure-molded,
2.0 to 15.0 wt% clayA dust core comprising:
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Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001307914A (en) | 2000-04-20 | 2001-11-02 | Daido Steel Co Ltd | Magnetic powder for dust core, dust core using it, and method for manufacturing dust core |
| JP2003124016A (en) | 2001-10-18 | 2003-04-25 | Daido Steel Co Ltd | Magnetic material for noise countermeasure and its manufacturing method |
| JP2003303711A (en) | 2001-03-27 | 2003-10-24 | Jfe Steel Kk | Iron base powder and dust core using the same, and method of manufacturing iron base powder |
| JP2013051229A (en) | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing device and adjustment method of blanking timing |
| JP2014515880A (en) | 2011-04-07 | 2014-07-03 | ホガナス アクチボラグ （パブル） | Novel compositions and methods |
| US20140232507A1 (en) | 2011-10-03 | 2014-08-21 | Panasonic Corporation | Powder magnetic core and production method for same |
| JP2016199576A (en) | 2007-05-01 | 2016-12-01 | コンサート ファーマシューティカルズ インコーポレイテッド | Morphinan compounds |
Family Cites Families (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2016072553A (en) * | 2014-10-01 | 2016-05-09 | Ntn株式会社 | Powder-compact magnetic core and method for manufacturing powder-compact magnetic core |
| CN107708892A (en) * | 2015-06-08 | 2018-02-16 | 住友电气工业株式会社 | The manufacture method of pelletizing and pelletizing |
-
2018
- 2018-10-12 JP JP2018193296A patent/JP7148891B2/en active Active
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2001307914A (en) | 2000-04-20 | 2001-11-02 | Daido Steel Co Ltd | Magnetic powder for dust core, dust core using it, and method for manufacturing dust core |
| JP2003303711A (en) | 2001-03-27 | 2003-10-24 | Jfe Steel Kk | Iron base powder and dust core using the same, and method of manufacturing iron base powder |
| JP2003124016A (en) | 2001-10-18 | 2003-04-25 | Daido Steel Co Ltd | Magnetic material for noise countermeasure and its manufacturing method |
| JP2016199576A (en) | 2007-05-01 | 2016-12-01 | コンサート ファーマシューティカルズ インコーポレイテッド | Morphinan compounds |
| JP2014515880A (en) | 2011-04-07 | 2014-07-03 | ホガナス アクチボラグ （パブル） | Novel compositions and methods |
| JP2013051229A (en) | 2011-08-30 | 2013-03-14 | Nuflare Technology Inc | Charged particle beam drawing device and adjustment method of blanking timing |
| US20140232507A1 (en) | 2011-10-03 | 2014-08-21 | Panasonic Corporation | Powder magnetic core and production method for same |
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