JP7202333B2 - 圧粉磁心及びその製造方法 - Google Patents
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Description
圧粉磁心は、例えば、リアクトルが備えるコアとして用いられる磁性体である。圧粉磁心は、絶縁層によって周囲を被覆された軟磁性粉末を加圧成形して成形体を形成し、この成形体を焼鈍することで形成される。
次に、圧粉磁心の製造方法について説明する。本実施形態の圧粉磁心の製造方法は、(1)粉末熱処理工程、(2)絶縁処理工程、(3)潤滑剤混合工程、(4)加圧成形工程、(5)成形体熱処理工程を有する。なお、FeSiAl合金粉末は、ガスアトマイズ法又は水ガスアトマイズ法によって、(1)粉末熱処理工程の前に作製されている。
粉末熱処理工程は、非酸化雰囲気下又は大気雰囲気下において、FeSiAl合金粉末を加熱する工程である。非酸化雰囲気は、真空雰囲気や不活性ガス雰囲気が好ましい。不活性ガスとしては、不活性ガスとしては、H2やN2が挙げられる。加熱時間は、例えば、1~6時間程度である。加熱温度としては、500℃以上680℃以下が好ましい。この温度範囲でFeSiAl合金粉末を加熱することで、格子定数を増加させることができ、ヒステリシス損失を低減させることができる。
絶縁処理工程は、FeSiAl合金粉末の外側に絶縁材料による絶縁層を形成する工程である。単層の絶縁層をFeSiAl合金粉末の外側に形成される場合には、絶縁層に含める全ての種類の絶縁材料をFeSiAl合金粉末と混合し、加熱乾燥させる。
潤滑剤混合工程は、絶縁処理工程を経たFeSiAl合金粉末に対して、潤滑剤を添加し、混合する工程である。本工程を経ることで、絶縁層の表面に潤滑剤が被覆される。潤滑剤としては、ステアリン酸及びその金属塩並びにエチレンビスステアルアミド、エチレンビスステアラマイド、エチレンビスステアレートアミドなどのワックスが使用できる。潤滑剤を混合することにより、粉末同士の滑りをよくすることができるので、成形密度を高くすることができる。また、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。潤滑剤の添加量は、軟磁性粉末に対して、0.1wt%~0.6wt%程度であることが好ましい。なお、潤滑剤は、後述する成形体熱処理工程を経ることで揮発される。
成形工程では、潤滑剤混合工程を経たFeSiAl合金粉末を加圧成形することにより、成形体を形成する工程である。潤滑剤混合工程を経たFeSiAl合金粉末を金型に充填し、加圧成形する。成形時の圧力は10~20ton/cm2であり、平均で12~15ton/cm2程度が好ましい。
成形体熱処理工程は、加圧成形工程を経て成形された成形体を加熱する、所謂、焼鈍を行う工程である。加熱温度は、650℃以上850℃以下が好ましい。650℃より低いと、歪除去の効果が限定的となる。一方、850℃を超えると、絶縁材料により成る絶縁層が破壊され、絶縁層に起因する渦電流損失の低減効果が減殺される。
以下、実施例に基づいて本発明を説明する。なお、本発明は、以下の実施例に限定されるものではない。
Ph =Kh×f・・(2)
Pe =Ke×f2・・(3)
Pcv:鉄損
Kh :ヒステリシス損失係数
Ke :渦電流損失係数
f :周波数
Ph :ヒステリシス損失
Pe :渦電流損失
本明細書においては、本発明に係る実施形態を説明したが、この実施形態は例として提示したものであって、発明の範囲を限定することを意図していない。上記のような実施形態は、その他の様々な形態で実施されることが可能であり、発明の範囲を逸脱しない範囲で、種々の省略や置き換え、変更を行うことができる。実施形態やその変形は、発明の範囲や要旨に含まれると同様に、特許請求の範囲に記載された発明とその均等の範囲に含まれるものである。
Claims (4)
- FeSiAl合金粉末を熱処理する粉末熱処理工程と、
前記粉末熱処理工程を経た前記FeSiAl合金粉末を所定の形状の成形体に成形する加圧成形工程と、
前記加圧成形工程を経た成形体を熱処理する成形体熱処理工程と、
を含み、
前記成形体熱処理工程では、酸素濃度が0.1%以上21%以下の酸化雰囲気下で熱処理を行い、
前記成形体熱処理工程後におけるDO3構造の格子定数が、5.7015Å以上であること、
を特徴とする圧粉磁心の製造方法。 - 前記粉末熱処理工程では、500℃以上680℃以下で熱処理すること、
を特徴とする請求項1に記載の圧粉磁心の製造方法。 - 前記格子定数は、5.7016Å以上5.7034Å以下であること、
を特徴とする請求項1又は2に記載の圧粉磁心の製造方法。 - 前記FeSiAl合金粉末は、ガスアトマイズ粉末又はガス水アトマイズ粉末であること、
を特徴とする請求項1乃至3の何れかに記載の圧粉磁心の製造方法。
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磯西ほか,ガスアトマイズしたFe-10%Si-6%Al合金のホットプレス,日本金属学会誌,1986年,第50巻第6号,p.575-582 |
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