JPH06236808A - Composite magnetic material and its manufacture - Google Patents

Composite magnetic material and its manufacture

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JPH06236808A
JPH06236808A JP2239393A JP2239393A JPH06236808A JP H06236808 A JPH06236808 A JP H06236808A JP 2239393 A JP2239393 A JP 2239393A JP 2239393 A JP2239393 A JP 2239393A JP H06236808 A JPH06236808 A JP H06236808A
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JP
Japan
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powder
magnetic material
magnetic
particle size
binder
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Application number
JP2239393A
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Japanese (ja)
Inventor
Hideaki Inaba
秀明 稲場
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

PURPOSE:To develop a composite magnetic material wherein its resistivity is large and its saturation magnetic flux density and its high-frequency characteristic are both excellent. CONSTITUTION:An oxide magnetic material is featured by bonding, via a binder, a mixture of 65 to 98wt.% of an iron alloy powder of one kind or two kinds selected from Sendust whose particle size is at 200mum or smaller and which is provided with an oxide film in a thickness of 0.003 to 0.04mum on the surface and an Fe-Si-based alloy and 2 to 35wt.% of a highly compressive soft-magnetic metal powder at a particle size of 200mum or smaller or a mixture of 65 to 98wt.% of an iron alloy powder, 1 to 30wt.% of a highly compressive soft- magnetic metal powder and 1 to 15wt.% of a soft ferrite powder at an average particle size of 5mum or smaller. In its manufacturing method, an organic binder at 0.3 to 1.0wt.% and/or an inorganic binder at 0.2 to 1.5wt.% are added to, and mixed with, the above-mentioned mixture, this mixture is pressurized and molded under a pressure of 5 to 20t/cm<2>, and the mixture is heat-treated at a temperature of 120 to 200 deg.C in the case of only the organic binder and at a temperature of 600 to 800oC in a case where the inorganic binder is contained.

Description

【発明の詳細な説明】Detailed Description of the Invention

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、磁気ヘッドやスイッチ
ング電源用トランスコア、平滑チョークなどの電子部品
に好適に用いられる複合磁性材料およびその製造方法に
関し、特に、鉄合金粉と軟磁性粉ならびにソフトフェラ
イト粉との混合物をバインダーを介して結合させてなる
複合圧粉磁心材料とそれの製法についての提案である。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a composite magnetic material suitable for use in electronic parts such as magnetic heads, transformer cores for switching power supplies and smooth chokes, and a method for producing the same, and more particularly to iron alloy powder, soft magnetic powder and This is a proposal for a composite dust core material obtained by binding a mixture with soft ferrite powder via a binder and a method for producing the same.

【0002】[0002]

【従来の技術】磁気ヘッドやスイッチング電源用トラン
スコア、平滑チョークなどの電子部品は近年、小型化・
高性能化の傾向にあり、それに伴って、これらの部品に
用いられる素材についても材料の高性能化が求められる
ようになってきた。このような材料としては、従来、セ
ンダストやけい素鋼(Si-4〜7%Fe)などの鉄合金系の金
属磁性材料、またはソフトフェライトなどの酸化物磁性
材料のいずれかが使用されていた。このような材料のな
かで、上記金属磁性材料は、それの粉末の硬度が大きい
ために成形時の圧縮性が悪く、その結果、得られる成形
体の密度が低く、磁気特性が悪いという欠点があった。
2. Description of the Related Art Electronic components such as magnetic heads, transformer cores for switching power supplies, smooth chokes, etc.
There is a trend toward higher performance, and as a result, higher performance of the materials used for these parts has also been required. As such a material, either an iron alloy-based metal magnetic material such as sendust or silicon steel (Si-4 to 7% Fe) or an oxide magnetic material such as soft ferrite has been conventionally used. . Among such materials, the above metal magnetic material has poor compressibility at the time of molding due to the high hardness of its powder, and as a result, the density of the obtained molded body is low and the magnetic properties are poor. there were.

【0003】これに対し従来、この金属磁性材料を高圧
縮性粉末と複合化することによって、高密度複合磁性材
料とする技術が提案されている(特開昭63−176446号公
報参照)。この従来高密度複合磁性材料は、センダスト
やけい素鋼などの鉄合金粉と高圧縮性粉末との密着性が
良く、成形体密度の向上が期待できた。
On the other hand, conventionally, there has been proposed a technique for forming a high density composite magnetic material by compounding this metal magnetic material with a highly compressible powder (see Japanese Patent Laid-Open No. 176446/1988). This conventional high-density composite magnetic material has good adhesion between the iron alloy powder such as Sendust and silicon steel and the highly compressible powder, and it can be expected that the compact density is improved.

【0004】しかしながら、この金属磁性材料は、鉄合
金粉と高圧縮性粉末との密着性が良い分だけ複合材料の
比抵抗が小さく、その結果、渦電流損が大きくなって磁
気特性が劣化するという問題点を抱えていた。
However, in this metallic magnetic material, the specific resistance of the composite material is small due to the good adhesion between the iron alloy powder and the highly compressible powder, and as a result, the eddy current loss increases and the magnetic characteristics deteriorate. I had a problem.

【0005】一般に、上記金属磁性材料は、飽和磁束密
度は高いが高周波特性が悪いという欠点があり、一方、
上記酸化物磁性材料は、上記金属磁性材料に比べると高
い周波数領域で優れた磁気特性を示すが、飽和磁束密度
が低いという欠点があった。
Generally, the above-mentioned metallic magnetic material has a drawback that the saturation magnetic flux density is high, but the high frequency characteristics are poor.
The oxide magnetic material exhibits excellent magnetic characteristics in a high frequency region as compared with the metal magnetic material, but has a drawback that the saturation magnetic flux density is low.

【0006】したがって、金属磁性材料と酸化物磁性材
料とを複合化することにより、各々の特性を他の特性を
犠牲にすることなく満足する材料を開発することがで
き、そうすれば、上述のような部品の小型化・高性能化
に対して大きく貢献しうるものとなり、その応用範囲は
極めて広くなり有望である。
Therefore, by compounding the metal magnetic material and the oxide magnetic material, it is possible to develop a material satisfying the respective properties without sacrificing the other properties. It can greatly contribute to miniaturization and high performance of such parts, and its application range is extremely wide, and it is promising.

【0007】これに対し従来、このような複合化に対し
て、種々の提案がなされている。例えば、 特開昭56−38402 号公報では、湿式フェライト製造法
を用いて、金属磁性粉末(パーマロイなど)を酸化物磁
性材料(フェライトなど)で被覆し、その後、熱処理,
成形,焼結,HIP 処理する方法が提案されている。 特開昭58−164753号公報では、酸化物磁性材料(フェ
ライトなど)とFe−Ni粉とを複合化した複合磁性材料が
提案されている。 特公昭62−38411 号公報では、金属磁性粉末(鉄合金
粉など)と酸化物磁性材料(フェライト粉など)との混
合物に、B2O3を1〜10%添加し、 600〜800 ℃の温度で
焼成する、サーメット型フェライトの製造方法が提案さ
れている。
On the other hand, conventionally, various proposals have been made for such a combination. For example, in Japanese Unexamined Patent Publication No. 56-38402, a wet ferrite manufacturing method is used to coat a metal magnetic powder (such as permalloy) with an oxide magnetic material (such as ferrite), and then heat treatment,
Methods for forming, sintering, and HIP processing have been proposed. Japanese Patent Laid-Open No. 58-164753 proposes a composite magnetic material in which an oxide magnetic material (such as ferrite) and Fe-Ni powder are composited. According to Japanese Patent Publication No. 62-38411, 1 to 10% of B 2 O 3 is added to a mixture of a magnetic metal powder (such as iron alloy powder) and an oxide magnetic material (such as ferrite powder), and 600 to 800 ° C. A method for producing a cermet-type ferrite that is fired at a temperature has been proposed.

【0008】しかしながら、上記各従来技術について
は、なお以下に示すような問題があった。すなわち、 特開昭56−38402 号公報に開示の技術では、金属磁性
粉末の表面にフェライトを被覆しても、成形後の密度が
十分でないために、1100〜1280℃で焼結することが必須
とされていた。このため、金属磁性粉末の表面にフェラ
イトを被覆しても、界面で金属とフェライトとが反応し
てしまい、磁気特性が劣化するという問題があった。し
かも、この方法では、湿式フェライト法で金属磁性粉末
の表面にフェライトを被覆し、さらにHIP 処理をするの
で、製造コストが高く経済性の点でも問題があった。
However, the above-mentioned respective prior arts still have the following problems. That is, in the technique disclosed in Japanese Patent Laid-Open No. 56-38402, even if the surface of the metal magnetic powder is coated with ferrite, the density after molding is not sufficient, so sintering at 1100 to 1280 ° C is essential. Was said. Therefore, even if the surface of the metal magnetic powder is coated with ferrite, there is a problem that the metal reacts with the ferrite at the interface to deteriorate the magnetic characteristics. Moreover, in this method, since the surface of the metal magnetic powder is coated with ferrite by the wet ferrite method and the HIP treatment is further performed, there is a problem in terms of high manufacturing cost and economical efficiency.

【0009】特開昭58−164753号公報に開示の技術で
は、金属磁性粉末の表面状態が何ら改善されず活性状態
にあるために、熱処理工程(950 ℃)で、金属とフェラ
イトとが反応してしまい磁気特性が劣化すること、さら
には高圧縮性粉末を用いていないために成形後の密度が
低いことなどの問題があった。
In the technique disclosed in Japanese Patent Application Laid-Open No. 58-164753, the metal and the ferrite react with each other in the heat treatment step (950 ° C.) because the surface state of the metal magnetic powder is in an active state without any improvement. However, there are problems that the magnetic properties are deteriorated and that the density after molding is low because a highly compressible powder is not used.

【0010】特公昭62−38411 号公報に開示の技術で
は、金属磁性粉末の表面状態が何ら改善されず活性状態
にあるために、熱処理工程(600 〜800 ℃)で、金属と
フェライトとが反応してしまい磁気特性が劣化するこ
と、結合剤(B2O3)の結合が十分でないこと、金属部分
の渦電流による磁気特性の劣化を防止できないこと、さ
らには高圧縮性粉末を用いていないために成形後の密度
が低いことなどの問題があった。
In the technique disclosed in Japanese Examined Patent Publication No. 62-38411, the metal and the ferrite react with each other in the heat treatment step (600 to 800 ° C.) because the surface state of the magnetic metal powder is not improved and is in the active state. The magnetic properties are deteriorated, the binder (B 2 O 3 ) is not sufficiently bonded, the deterioration of the magnetic properties due to the eddy current in the metal part cannot be prevented, and the high compressibility powder is not used. Therefore, there is a problem that the density after molding is low.

【0011】[0011]

【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、従来
技術が抱える上述したそれぞれの問題を克服し、比抵抗
が大きく、飽和磁束密度および高周波特性の両方が共に
優れる複合磁性材料を開発することにより、磁気ヘッド
やスイッチング電源用トランスコア、平滑チョークとし
て好適に用いられる,磁気特性に優れた材料を提供しよ
うとするところにある。
SUMMARY OF THE INVENTION An object of the present invention is to overcome the above-mentioned problems of the prior art and to develop a composite magnetic material having a large specific resistance and excellent saturation magnetic flux density and high frequency characteristics. Thus, a material having excellent magnetic properties, which is preferably used as a magnetic head, a transformer core for a switching power supply, or a smooth choke, is to be provided.

【0012】[0012]

【課題を解決するための手段】上記目的を実現すべく鋭
意研究した結果、発明者は、表面酸化した金属磁性材料
を高圧縮性粉末ならびにソフトフェライトと複合化する
ことにより、金属磁性材料が示す高い飽和磁束密度をそ
のまま具えており、一方で、欠点である金属部分に生じ
る渦電流による磁気特性の劣化を効果的に防止すること
ができる磁性材料の複合化技術を確立し、以下に述べる
要旨構成の本発明に想到した。
As a result of earnest research to achieve the above object, the inventor has shown that a metal magnetic material can be obtained by combining a surface-oxidized metal magnetic material with highly compressible powder and soft ferrite. We have established a composite technology of magnetic materials that has a high saturation magnetic flux density as it is, but on the other hand, can effectively prevent the deterioration of magnetic characteristics due to eddy currents that occur in the metal part, which is a defect. The present invention having a configuration has been conceived.

【0013】すなわち、本発明は、粒径200 μm以下
で、その表面に厚さ0.003 μm〜0.04μmの酸化皮膜を
有するセンダストおよびFe−Si系合金のうちから選ばれ
た1種又は2種の鉄合金粉65〜98wt%と、粒径 200μm
以下の高圧縮性軟磁性金属粉2〜35wt%との混合物を、
バインダーを介して結合させてなることを特徴とする複
合磁性材料であり(第1発明)、また本発明は、粒径20
0 μm以下で、その表面に厚さ0.003 μm〜0.04μmの
酸化皮膜を有するセンダストおよびFe−Si系合金のうち
から選ばれた1種又は2種の鉄合金粉65〜98wt%と、粒
径 200μm以下の高圧縮性軟磁性金属粉1〜30wt%およ
び平均粒径5μm以下のソフトフェライト粉1〜15wt%
との混合物を、バインダーを介して結合させてなること
を特徴とする複合磁性材料である(第2発明)。そし
て、本発明の製造方法は、上記鉄合金粉と上記高圧縮性
軟磁性金属粉ならびに上記ソフトフェライト粉との混合
物に、0.3 〜1.0 wt%の有機質バインダーまたは0.2 〜
1.5 wt%の無機質バインダーのいずれか少なくとも1種
以上のバインダーを添加混合し、次いで、5〜20t/cm
2 の圧力で加圧成形し、その後、有機質バインダーのみ
の場合には 120〜200 ℃の温度で、また無機質バインダ
ーのみ、あるいは、これと有機質バインダーとの混合バ
インダーの場合には、 600〜800 ℃の温度で熱処理する
ことを特徴とする(第3発明)。
That is, according to the present invention, one or two kinds selected from sendust and Fe--Si alloys having a grain size of 200 μm or less and having an oxide film with a thickness of 0.003 μm to 0.04 μm on the surface thereof. Iron alloy powder 65-98wt%, particle size 200μm
A mixture with the following highly compressible soft magnetic metal powder 2-35 wt%,
The composite magnetic material is characterized by being bonded via a binder (first invention), and the present invention also has a particle size of 20
65 to 98 wt% of one or two iron alloy powders selected from Sendust and Fe-Si alloys having an oxide film with a thickness of 0 to 0 μm and a thickness of 0.003 to 0.04 μm, and a particle size Highly compressible soft magnetic metal powder with a particle size of 200 μm or less 1-30 wt% and soft ferrite powder with an average particle size of 5 μm or less 1-15 wt%
It is a composite magnetic material characterized by being formed by binding a mixture of and with a binder (the second invention). Then, the production method of the present invention, a mixture of the iron alloy powder and the highly compressible soft magnetic metal powder and the soft ferrite powder, 0.3 ~ 1.0 wt% of an organic binder or 0.2 ~
At least one binder of 1.5 wt% inorganic binder is added and mixed, and then 5 to 20 t / cm
Pressure molding at a pressure of 2 and then at a temperature of 120 to 200 ℃ in the case of organic binder only, and 600 to 800 ℃ in the case of inorganic binder alone or a mixture of this and organic binder. It is characterized in that it is heat-treated at the temperature of (3rd invention).

【0014】[0014]

【作用】本発明の複合磁性材料の特徴は、表面酸化した
鉄合金粉を用い、この鉄合金粉と高圧縮性軟磁性金属粉
ならびにソフトフェライト粉とを有機質および/または
無機質のバインダーを使って固着結合させてなる点の構
成にある。このような構成にすることによって、比抵抗
が大きく、飽和磁束密度および高周波特性がともに優れ
た複合磁性材料を容易かつ確実に得ることができる。
The composite magnetic material of the present invention is characterized in that the surface-oxidized iron alloy powder is used, and the iron alloy powder and the highly compressible soft magnetic metal powder and soft ferrite powder are used with an organic and / or inorganic binder. The point is that they are fixedly bonded. With such a structure, it is possible to easily and surely obtain a composite magnetic material having a large specific resistance and excellent saturation magnetic flux density and high frequency characteristics.

【0015】さて、本発明にかかる複合磁性材料の作製
に用いられる鉄合金粉は、インゴットの粉砕やアトマイ
ズ法などにより作成された,粒径が200 μm以下の粉末
を用いる。ここで、鉄合金粉の粒径を200 μm以下に限
定した理由は、200 μm超では金属粉部分の渦電流損失
が大きくなりすぎるためである。なかでも、ガスアトマ
イズ法または水アトマイズ法により得られる粉末を用い
ることが望ましい。この理由は、アトマイズ法によって
得られる粉末は、ほぼ球形に近い形状であり、高圧縮
性軟磁性金属粉との複合化において高密度体となりやす
いこと、粉砕による機械的歪みがないために高温での
熱処理を必要としないからである。
As the iron alloy powder used for producing the composite magnetic material according to the present invention, a powder having a particle diameter of 200 μm or less, which is produced by crushing an ingot or atomizing method is used. Here, the reason why the grain size of the iron alloy powder is limited to 200 μm or less is that the eddy current loss in the metal powder portion becomes too large when the particle size exceeds 200 μm. Especially, it is desirable to use the powder obtained by the gas atomizing method or the water atomizing method. The reason for this is that the powder obtained by the atomization method has a shape close to a sphere, and it tends to be a high-density body when it is combined with a highly compressible soft magnetic metal powder, and there is no mechanical strain due to crushing, so at high temperature. This is because the heat treatment of is not required.

【0016】このような鉄合金粉としては、軟磁気特性
が優れたセンダスト(Fe-Si-Al合金、Si:4〜13wt%,
Al:4〜7wt%, 残部Fe)またはFe-Si 合金(Si:3〜
7wt%, 残部Fe)が好適に用いられる。この理由は、透
磁率などの磁気特性がこの組成範囲で優れているからで
ある。
As such iron alloy powder, sendust (Fe-Si-Al alloy, Si: 4 to 13 wt%, excellent in soft magnetic properties,
Al: 4 to 7 wt%, balance Fe) or Fe-Si alloy (Si: 3 to
7 wt%, balance Fe) is preferably used. The reason is that magnetic properties such as magnetic permeability are excellent in this composition range.

【0017】上記鉄合金粉は、粒子間の絶縁性を保つた
めに、表面酸化させた粉末を用いる。このアトマイズ鉄
合金粉表面の酸化皮膜(絶縁膜)の厚さは、0.003 μm
〜0.04μmとする。この厚みを限定する理由は、この酸
化皮膜の厚さが0.04μmを超えると、非磁性の部分が多
くなり鉄合金粉の磁気特性が劣化するからである。一
方、酸化皮膜の厚さが0.003 μm未満では絶縁効果がな
く、鉄合金粉末表面の比抵抗が小さくなって渦電流損に
より鉄系合金粉の磁気特性が劣化するからである。
As the iron alloy powder, powder whose surface is oxidized is used in order to maintain the insulating property between particles. The thickness of the oxide film (insulating film) on the surface of this atomized iron alloy powder is 0.003 μm.
~ 0.04 μm. The reason for limiting the thickness is that if the thickness of the oxide film exceeds 0.04 μm, the non-magnetic portion increases and the magnetic properties of the iron alloy powder deteriorate. On the other hand, if the thickness of the oxide film is less than 0.003 μm, there is no insulating effect, the specific resistance of the iron alloy powder surface decreases, and the magnetic characteristics of the iron-based alloy powder deteriorate due to eddy current loss.

【0018】このような酸化皮膜を有する鉄合金粉末の
配合量は、複合磁性材料に対し、内枠量で65〜98wt%と
する。この理由は、鉄合金粉末が98wt%超では、鉄合金
粉末の割合が多すぎるために、比較的粒子の大きい鉄合
金粉に起因した空隙を高圧縮性軟磁性金属粉またはソフ
トフェライト粉で埋めることができず、結果として良好
な絶縁効果が得られにくく、かつ密度の向上もあまり期
待できないからである。一方、鉄合金粉末が65wt%未満
では、複合磁性材料中に占める鉄合金粉の割合が少なく
なり磁気特性が劣化するからである。
The blending amount of the iron alloy powder having such an oxide film is 65 to 98 wt% in the inner frame amount with respect to the composite magnetic material. The reason for this is that if the iron alloy powder exceeds 98 wt%, the ratio of the iron alloy powder is too large, so the voids caused by the iron alloy powder with relatively large particles are filled with the highly compressible soft magnetic metal powder or soft ferrite powder. This is because, as a result, it is difficult to obtain a good insulating effect, and the improvement in density cannot be expected so much. On the other hand, if the iron alloy powder is less than 65 wt%, the ratio of the iron alloy powder in the composite magnetic material decreases and the magnetic properties deteriorate.

【0019】次に、本発明にかかる複合磁性材料の作製
に用いられる高圧縮性軟磁性金属粉は、成形時の圧縮性
を考慮してなるべく柔らかい金属を用いることが好適で
あり、例えば、純鉄粉やFe-3%Si粉を用いる。
Next, as the highly compressible soft magnetic metal powder used for producing the composite magnetic material according to the present invention, it is preferable to use a metal that is as soft as possible in consideration of the compressibility at the time of molding. Use iron powder or Fe-3% Si powder.

【0020】この高圧縮性軟磁性金属粉は、平均粒径が
200μm以下のものを用いる。この理由は、高圧縮性軟
磁性金属粉の平均粒径が 200μmを超えると、渦電流損
が大きくなり過ぎて磁気特性が劣化するからである。
This highly compressible soft magnetic metal powder has an average particle size of
Use those with a thickness of 200 μm or less. The reason for this is that if the average particle size of the highly compressible soft magnetic metal powder exceeds 200 μm, the eddy current loss becomes too large and the magnetic properties deteriorate.

【0021】この高圧縮性軟磁性金属粉の配合量は、複
合磁性材料に対し、内枠量で1または2〜35wt%とす
る。この理由は、高圧縮性軟磁性金属粉が1または2wt
%未満では、圧縮性を改善する効果が乏しく、一方、高
圧縮性軟磁性金属粉が35wt%を超えると、複合磁性材料
中に占める鉄合金粉の割合が少なくなり磁気特性が劣化
するからである。
The compounding amount of this highly compressible soft magnetic metal powder is 1 or 2 to 35 wt% in the inner frame amount with respect to the composite magnetic material. The reason is that highly compressible soft magnetic metal powder is 1 or 2 wt.
%, The effect of improving the compressibility is poor. On the other hand, when the highly compressible soft magnetic metal powder exceeds 35 wt%, the ratio of the iron alloy powder in the composite magnetic material decreases and the magnetic properties deteriorate. is there.

【0022】次に、上述した第1発明に係る鉄合金粉末
−高圧縮性軟磁性粉の2種系圧粉体のうず電流損をさら
に減少するためには、さらに高抵抗のソフトフェライト
を複合化することが必要となる。
Next, in order to further reduce the eddy current loss of the above-mentioned iron alloy powder according to the first aspect of the invention-highly compressible soft magnetic powder, the eddy current loss is further compounded with soft ferrite. It is necessary to make it.

【0023】ここで、このような本発明に係る鉄合金粉
末−高圧縮性軟磁性粉−ソフトフェライト粉の3種系圧
粉体からなる複合磁性材料の作製に用いられるソフトフ
ェライト粉としては、平均粒径が5μm以下のものを用
いる。この理由は、ソフトフェライト粉の平均粒径が5
μmを超えると、金属粉の分散効果が十分ではなく、そ
のために絶縁効果が悪くなると共に密度の向上があまり
期待できないからである。すなわち、このようなソフト
フェライト粉が、比較的粒子の大きい( 200μm以下)
鉄合金粉に起因した空隙中に侵入することにより、密度
が向上し、連続的な磁路が形成され、磁気特性が向上す
るのである。この点、鉄合金粉のみからなる従来の磁性
材料の場合は、大きい粒径( 200μm以下)に起因した
空隙が生ずるために密度が上がらず、かつ連続的な磁路
も形成されにくく、それ故に磁気特性が向上しないので
ある。
Here, as the soft ferrite powder used in the production of the composite magnetic material composed of the iron alloy powder according to the present invention, the highly compressible soft magnetic powder, and the soft ferrite powder, which are three kinds of green compacts, An average particle size of 5 μm or less is used. The reason is that the average particle size of the soft ferrite powder is 5
If it exceeds μm, the effect of dispersing the metal powder is not sufficient, so that the insulating effect is deteriorated and the density cannot be expected to be improved so much. That is, such soft ferrite powder has relatively large particles (200 μm or less)
By penetrating into the void due to the iron alloy powder, the density is improved, a continuous magnetic path is formed, and the magnetic characteristics are improved. On the other hand, in the case of the conventional magnetic material consisting only of iron alloy powder, the density is not increased due to the generation of voids due to the large particle size (200 μm or less), and it is difficult to form a continuous magnetic path. The magnetic properties are not improved.

【0024】このソフトフェライト粉の配合量は、複合
磁性材料に対し、内枠量で1〜15wt%とする。この理由
は、ソフトフェライト粉が1wt%未満では、ソフトフェ
ライト粉の割合が少なすぎるために鉄合金粉の空隙を埋
めることができず、結果として良好な絶縁効果が得られ
にくく、かつ密度の向上もあまり期待できないからであ
る。一方、ソフトフェライト粉が15wt%を超えると、複
合磁性粉末中に占める細かい粉の割合が多くなり、その
結果、成形時に割れを生じやすく密度の向上も期待でき
ないからである。
The content of the soft ferrite powder is 1 to 15 wt% in the inner frame amount with respect to the composite magnetic material. The reason for this is that if the soft ferrite powder is less than 1 wt%, the proportion of the soft ferrite powder is too small to fill the voids in the iron alloy powder, and as a result, it is difficult to obtain a good insulating effect and the density is improved. Because I can not expect much. On the other hand, if the soft ferrite powder exceeds 15 wt%, the ratio of the fine powder in the composite magnetic powder increases, and as a result, cracking tends to occur during molding and improvement in density cannot be expected.

【0025】次に、本発明複合磁性材料の製造方法につ
いて説明する。まず、粒径200 μm以下で、その表面に
厚さ0.003 μm〜0.04μmの酸化皮膜を有するセンダス
トおよびFe−Si系合金のうちから選ばれた1種又は2種
の鉄合金粉65〜98wt%と、粒径 200μm以下の高圧縮性
軟磁性金属粉2〜35wt%ならびに平均粒径が5μm以下
であるソフトフェライト粉とを混合する。次に、この混
合物に、エポキシ樹脂などの有機質バインダー0.3 〜1.
0 wt%および/または水ガラスなどの無機質バインダー
0.2 〜1.5 wt%と、ステアリン酸亜鉛などの潤滑剤0.2
〜0.7 wt%とを添加し、その後、5〜20t/cm2 の圧力
で加圧成形し所定の成形体を得る。
Next, a method for manufacturing the composite magnetic material of the present invention will be described. First, one or two kinds of iron alloy powder 65-98 wt% selected from Sendust and Fe-Si alloys having a particle size of 200 μm or less and an oxide film having a thickness of 0.003 μm to 0.04 μm on the surface. And 2 to 35 wt% of highly compressible soft magnetic metal powder having a particle size of 200 μm or less and soft ferrite powder having an average particle size of 5 μm or less are mixed. Then add to this mixture an organic binder such as an epoxy resin 0.3-1.
0 wt% and / or inorganic binder such as water glass
0.2-1.5 wt% and lubricant such as zinc stearate 0.2
˜0.7 wt%, and then pressure-molded at a pressure of 5-20 t / cm 2 to obtain a predetermined molded body.

【0026】ここで、有機質バインダー,無機質バイン
ダーおよび潤滑剤の添加量を制限した理由は、成形体の
保形力および機械的強度,熱処理後の製品における粒子
間の絶縁効果,ならびに潤滑力の効果が、前記各下限値
未満だと現われてこないことからである。一方、有機質
バインダー,無機質バインダーおよび潤滑剤の添加量の
上限値は、この値を超えると磁気特性の劣化が起こる臨
界点を示している。なお、加圧成形の圧力範囲を5〜20
t/cm2 に限定した理由は、5t/cm2 未満だと成形体
密度が低くなりすぎ、20t/cm2 を超えると金型の劣化
が激しくなるからである。
Here, the reason for limiting the addition amounts of the organic binder, the inorganic binder and the lubricant is that the shape retaining force and mechanical strength of the molded product, the insulating effect between particles in the product after heat treatment, and the effect of the lubricating force. However, it does not appear if the value is less than each of the lower limit values. On the other hand, the upper limit of the amount of the organic binder, the inorganic binder and the lubricant added indicates a critical point at which the magnetic properties are deteriorated when the upper limit is exceeded. In addition, the pressure range of pressure molding is 5 to 20
The reason for limiting to t / cm 2 is that if it is less than 5 t / cm 2 , the density of the molded body becomes too low, and if it exceeds 20 t / cm 2 , deterioration of the mold becomes severe.

【0027】次に、上述のようにして得られた成形体
は、有機質バインダーのみの場合には120 〜200 ℃の温
度で、また無機質バインダーを含む場合には600 〜800
℃の温度で熱処理することにより、鉄合金粉とソフトフ
ェライト粉とを固着結合させ、複合磁性材料を得る。有
機質バインダーを用いる場合に、熱処理の温度を120 〜
200 ℃にする理由は、この温度範囲では、合金粒子間ま
たは合金−フェライト間に起こる反応を無視できるくら
いに小さくすることができ、その結果、機械的強度と粒
子間の絶縁を十分に保つことができるからである。
Next, the molded body obtained as described above is used at a temperature of 120 to 200 ° C. in the case of only the organic binder, and in the range of 600 to 800 in the case of containing the inorganic binder.
By heat-treating at a temperature of ° C, the iron alloy powder and the soft ferrite powder are firmly bonded to each other to obtain a composite magnetic material. When using an organic binder, the heat treatment temperature should be 120-
The reason for 200 ° C is that in this temperature range, the reaction between alloy particles or between alloy and ferrite can be made negligibly small, and as a result, mechanical strength and insulation between particles should be sufficiently maintained. Because you can

【0028】一方、無機質バインダーのみ、あるいは、
これと有機質バインダーとの混合バインダーの場合に
は、600 ℃未満だと界面の反応が十分に行われず、800
℃超だと不要の反応まで起こってしまい磁気特性が劣化
するので、熱処理の温度を600〜800 ℃にする。この温
度範囲内のものとすることにより、合金粒子間または合
金−フェライト間の結合はより強固に行われ、かつ余分
な反応を最小限にすることができ、透磁率等の磁気特性
をさらに向上させることができる。
On the other hand, only the inorganic binder, or
In the case of a mixed binder of this and an organic binder, if the temperature is lower than 600 ° C, the reaction at the interface does not sufficiently occur, and
If the temperature exceeds ℃, unnecessary reactions will occur and the magnetic properties will deteriorate, so the heat treatment temperature should be set to 600-800 ℃. By setting the temperature within this temperature range, the coupling between the alloy particles or between the alloy and the ferrite can be more firmly performed, and the excess reaction can be minimized, and the magnetic properties such as magnetic permeability can be further improved. Can be made.

【0029】以上説明したように本発明によれば、金属
磁性材料が示す高い飽和磁束密度をそのまま具えてお
り、一方で、欠点である金属部分に生じる渦電流による
磁気特性の劣化を効果的に防止することができる。
As described above, according to the present invention, the high saturation magnetic flux density exhibited by the metallic magnetic material is provided as it is. On the other hand, it is possible to effectively prevent the deterioration of the magnetic characteristics due to the eddy current generated in the metallic portion, which is a defect. Can be prevented.

【0030】[0030]

【実施例】以下に本発明の実施例を比較例と対比して示
す。 (1) 表1,2に示すような条件で、Si:9.5 wt%,Al:
5.5 wt%, 残部Feからなる「センダスト粉」、またはS
i:6.5 wt%を含むFe−Si系合金粉を、水アトマイズ法
ならびにガスアトマイズ法により作成した。この水アト
マイズ法ならびにガスアトマイズ法により得られた、種
々の粒径を有する粉末の一部をメッシュで篩って、200
μm以下および200 μm超の粉末とに分離した。 (2) 上記(1) で得られた各種粉末の一部を、表1,2に
示すような種々の温度、時間、雰囲気で酸化し表面酸化
合金粉とした。それぞれの酸化皮膜の厚さは、表面層に
アルミナまたはシリカが存在しているとして、重量増な
どから計算により算出した。 (3) 高圧縮性軟磁性粉としては、水アトマイズ法ならび
にガスアトマイズ法により得た純鉄粉またはFe−3%Si粉
を篩って所定の粒径としたものを用いた。 (4) 一方、MnZnフェライト焼結体(ZnO 13.5 mol%,Fe
2O3 53.0 mol%, Mn33.5 mol%,CaO 0.15wt%, SiO2
0.015wt%を含む)または、NiZnフェライトを粉砕して
平均粒径の異なるフェライト粉を作製した。 (5) このようにして得られた合金粉あるいは表面酸化合
金粉と高圧縮性軟磁性粉ならびにフェライト粉とを種々
の割合で混合し、混合粉末を作成した。 (6) 次に、これらの混合粉末に、所定量のエポキシ樹脂
および潤滑剤であるステアリン酸亜鉛0.3 wt%を添加
し、その後、種々の圧力で加圧成形してから 120℃の温
度で10分間熱処理することにより、複合磁性材料を作製
した。一方、ある種の混合粉末については、有機質バイ
ンダー(エポキシ樹脂)に加えてさらに無機質バインダ
ー(水ガラス)を添加し、加圧成形した後 600〜800 ℃
の温度で熱処理することにより複合磁性材料を作製し
た。
EXAMPLES Examples of the present invention will be shown below in comparison with comparative examples. (1) Under the conditions shown in Tables 1 and 2, Si: 9.5 wt%, Al:
"Sendust powder" consisting of 5.5 wt% and the balance Fe, or S
Fe-Si alloy powder containing i: 6.5 wt% was prepared by a water atomizing method and a gas atomizing method. Obtained by the water atomizing method and the gas atomizing method, a part of the powder having various particle diameters is sieved with a mesh, 200
Separated into powders of less than μm and powders of more than 200 μm. (2) Part of the various powders obtained in (1) above was oxidized at various temperatures, times, and atmospheres as shown in Tables 1 and 2 to obtain surface-oxidized alloy powder. The thickness of each oxide film was calculated from the increase in weight assuming that alumina or silica was present in the surface layer. (3) As the highly compressible soft magnetic powder, pure iron powder or Fe-3% Si powder obtained by the water atomizing method and the gas atomizing method was sieved to have a predetermined particle size. (4) On the other hand, MnZn ferrite sintered body (ZnO 13.5 mol%, Fe
2 O 3 53.0 mol%, Mn 33.5 mol%, CaO 0.15 wt%, SiO 2
0.015 wt%) or NiZn ferrite was crushed to produce ferrite powders having different average particle sizes. (5) The alloy powder or surface-oxidized alloy powder thus obtained was mixed with the highly compressible soft magnetic powder and the ferrite powder at various ratios to prepare a mixed powder. (6) Next, add a specified amount of epoxy resin and 0.3 wt% zinc stearate, which is a lubricant, to these mixed powders, and then press-mold at various pressures and then at 10 A composite magnetic material was produced by heat treatment for minutes. On the other hand, for some types of mixed powder, inorganic binder (water glass) is added in addition to organic binder (epoxy resin), and pressure molding is performed at 600-800 ° C.
A composite magnetic material was produced by heat treatment at the temperature of.

【0031】上記各実施例ならびに比較例についての磁
気特性などの測定結果を表3に示す。表3に示す結果か
ら明らかなように、本発明適合例に示された磁気特性の
改善効果は明白であり、かつ目標特性を満たしているこ
とを確認した。なお、一般的には、要求される磁気特性
の目標特性値は、透磁率:80以上、品質係数:60以上、
飽和磁束密度:0.65T以上であり、本発明例は全てこの
ような目標値を超えるものであった。
Table 3 shows the measurement results of the magnetic properties and the like of each of the examples and comparative examples. As is clear from the results shown in Table 3, it was confirmed that the effect of improving the magnetic characteristics shown in the conformity example of the present invention was clear and the target characteristics were satisfied. In addition, in general, the target characteristic value of the required magnetic characteristics is: permeability: 80 or more, quality factor: 60 or more,
Saturation magnetic flux density: 0.65 T or more, and all the examples of the present invention exceeded such target values.

【0032】[0032]

【表1】 [Table 1]

【0033】[0033]

【表2】 [Table 2]

【0034】[0034]

【表3】 [Table 3]

【0035】[0035]

【発明の効果】以上説明したように本発明によれば、比
抵抗が大きく、飽和磁束密度および高周波特性が共に優
れた複合磁性材料を、容易かつ確実に得ることができ
る。これにより、本発明の複合磁性材料を、磁気ヘッド
やスイッチング電源用トランスコア、平滑チョークなど
に用いた場合に得られる部品の特性は、著しく向上す
る。
As described above, according to the present invention, a composite magnetic material having a large specific resistance and excellent saturation magnetic flux density and high frequency characteristics can be easily and reliably obtained. As a result, the characteristics of the parts obtained when the composite magnetic material of the present invention is used for a magnetic head, a transformer core for a switching power supply, a smooth choke, etc. are remarkably improved.

Claims (3)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】 粒径200 μm以下で、その表面に厚さ0.
003 μm〜0.04μmの酸化皮膜を有するセンダストおよ
びFe−Si系合金のうちから選ばれた1種又は2種の鉄合
金粉65〜98wt%と、粒径 200μm以下の高圧縮性軟磁性
金属粉2〜35wt%との混合物を、バインダーを介して結
合させてなることを特徴とする複合磁性材料。
1. A particle size of 200 μm or less and a thickness of 0.
65 to 98 wt% of one or two iron alloy powders selected from Sendust and Fe-Si alloys having an oxide film of 003 μm to 0.04 μm and highly compressible soft magnetic metal powder with a particle size of 200 μm or less A composite magnetic material, which is obtained by binding a mixture of 2 to 35 wt% with a binder.
【請求項2】 粒径200 μm以下で、その表面に厚さ0.
003 μm〜0.04μmの酸化皮膜を有するセンダストおよ
びFe−Si系合金のうちから選ばれた1種又は2種の鉄合
金粉65〜98wt%と、粒径 200μm以下の高圧縮性軟磁性
金属粉1〜30wt%および平均粒径5μm以下のソフトフ
ェライト粉1〜15wt%との混合物を、バインダーを介し
て結合させてなることを特徴とする複合磁性材料。
2. A particle size of 200 μm or less and a thickness of 0.
65 to 98 wt% of one or two iron alloy powders selected from Sendust and Fe-Si alloys having an oxide film of 003 μm to 0.04 μm and highly compressible soft magnetic metal powder with a particle size of 200 μm or less A composite magnetic material comprising a mixture of 1 to 30 wt% and 1 to 15 wt% of soft ferrite powder having an average particle size of 5 μm or less, which is bound via a binder.
【請求項3】 請求項1または2に記載の混合物に、0.
3 〜1.0 wt%の有機質バインダーまたは0.2 〜1.5 wt%
の無機質バインダーのいずれか少なくとも1種以上のバ
インダーを添加混合し、次いで、5〜20t/cm2 の圧力
で加圧成形し、その後、有機質バインダーのみの場合に
は 120〜200 ℃の温度で、また無機質バインダーのみ、
あるいは、これと有機質バインダーとの混合バインダー
の場合には、 600〜800 ℃の温度で熱処理することを特
徴とする複合磁性材料の製造方法。
3. The mixture according to claim 1 or 2, wherein:
3 to 1.0 wt% organic binder or 0.2 to 1.5 wt%
At least one or more of the inorganic binders described above are added and mixed, and then pressure-molded at a pressure of 5 to 20 t / cm 2 , and thereafter, in the case of only the organic binder, at a temperature of 120 to 200 ° C., Also, only inorganic binder,
Alternatively, in the case of a mixed binder of this and an organic binder, a heat treatment is performed at a temperature of 600 to 800 ° C., which is a method for producing a composite magnetic material.
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