JPH0940456A - ソフトフェライトコアの製造方法 - Google Patents

ソフトフェライトコアの製造方法

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JPH0940456A
JPH0940456A JP7193757A JP19375795A JPH0940456A JP H0940456 A JPH0940456 A JP H0940456A JP 7193757 A JP7193757 A JP 7193757A JP 19375795 A JP19375795 A JP 19375795A JP H0940456 A JPH0940456 A JP H0940456A
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Japan
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temperature
green compact
ferrite core
firing
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JP7193757A
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English (en)
Inventor
Naoki Soga
直樹 曽我
Takashi Kono
貴史 河野
Kiyoshi Arie
清詩 有江
Kunihiro Goto
国宏 後藤
Shinichi Kijima
慎一 来島
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JFE Steel Corp
Original Assignee
Kawasaki Steel Corp
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Abstract

(57)【要約】 【課題】Fe23 ,MnO,ZnOなどの主成分を混
合し、仮焼し、副成分を添加後粉砕し、加圧成形し、焼
成するMn−Zn系フェライトコアの製造方法におい
て、磁気特性の優れたMn−Znフェライトを短時間で
製造する。 【解決手段】加圧成形体の焼成温度に到るまでの第1加
熱過程は、室温から600℃までの昇温時間を30分以
上5時間以内とし、600℃から焼成温度に達するまで
の第2加熱過程は、圧粉体の体積と表面積の比の関数と
して決定される昇温速度で加熱する。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は民生機器や通信機等
の高周波用軟磁性部品に使用されるMn−Znフェライ
トコアの製造方法、とりわけ焼成温度に達するまでの昇
温速度を調整することにより生産性を高めたMn−Zn
フェライトコアの製造方法に関する。
【0002】
【従来の技術】ソフトフェライトは高周波において損失
が低く透磁率が高い特長を有することから、近年電子機
器の小型化、高周波化に対応して幅広く応用されてい
る。ソフトフェライトの1種であるMn−Znフェライ
トは優れた磁気特性を得るために、焼成時雰囲気中の酸
素含有量を温度と関連して微妙にコントロールすること
が必要である。特に、昇温過程における、脱バインダ、
結晶粒成長、微量含有元素の粒界への偏析挙動、冷却過
程におけるFe2+量の調整等に関して、精密な制御が要
求される。そのため、短時間、高効率で磁気特性の優れ
たMn−Znフェライトを焼成する技術の確立には困難
性がある。
【0003】特公平6−76257号公報では、短時
間、高効率で磁気特性の優れたMn−Znフェライトを
焼成する技術が開示されている。しかしながら、この方
法においても、600℃から焼成温度(1350℃)到
達までには、3時間強を要しているのが現状である。ま
た、加圧成形体の形状および大きさと昇温速度との関係
については、なんら述べられていない。
【0004】
【発明が解決しようとする課題】従来、600℃〜最高
保持温度(焼成温度)における昇温速度を250℃/h
以上にすると、結晶粒および粒界の不均一生成が起こ
り、磁気特性に優れたMn−Znフェライトを製造する
ことができないとされていた。したがって必然的に焼成
工程全体に長時間を要することとなり、生産性が低くな
らざるを得なかった。本発明は、このような磁気特性の
優れたMn−Znフェライトを短時間で製造する技術を
提供することを目的とするものであり、加圧成形体の体
積と表面積の比に着目し、この比と昇温速度との関係
が、焼結体(フェライトコア)の磁気特性に及ぼす影響
を鋭意検討した結果、この比に応じて昇温速度の上限を
規定することにより、磁気特性に優れたMn−Znフェ
ライトコアを短時間で製造する技術を完成するに至っ
た。
【0005】
【課題を解決するための手段】ソフトフェライト焼成方
法の上記問題点に鑑み、上述したごとく優れた磁気特性
を持つMn−Znフェライトコアを短時間で焼成する技
術の開発を目標として鋭意実験を繰り返した。その結
果、Mn−Znフェライト加圧成形体の体積と表面積の
比に応じて、600℃から焼成温度に達するまでの昇温
速度の上限を規定することによって、磁気特性の優れた
Mn−Znフェライトコアの短時間焼成が可能となっ
た。本発明は上記知見を最も特徴とするもので、上記知
見にもとづいてなされたものである。すなわち本発明
は、Fe23 ,MnO,ZnOなどの主成分を混合
し、仮焼し、副成分を添加後粉砕し、加圧成形し、その
後焼成してなるMn−Znフェライトコアの製造方法に
おいて、加圧成形体の焼成温度に到るまでの昇温過程
が、室温から600℃までの昇温時間を30分以上5時
間以内とする第1加熱過程と、600℃から焼成温度に
達するまでの昇温速度v(℃/h)が圧粉体の体積V
(mm3 )と表面積S(mm2 )の比V/S(mm)の
関数として(1)式で表される第2加熱過程とからなる
ことを特徴とするMn−Znフェライトの製造方法であ
る。
【0006】 v≦−205V/S+1230 ……(1)
【0007】
【発明の実施の形態】本発明による技術が適用されるM
n−Znフェライトは、主成分としてFe23 ,Mn
O,ZnOを含むフェライトを意味し、各種特性を改善
するために、NiO,MgO,CuO等を添加したも
の、またはSiO2 ,CaO,V25,Bi23
In23 等の微量元素を添加したものを含む。
【0008】焼成に使用される炉は本発明の条件が満た
される焼成ができれば特に限定しないが、例えば特開平
2−21187号公報で提案されているローラーハース
式連続焼成炉を用いることが推奨される。ローラーハー
ス式連続焼成炉では、台板に積載された成形体の炉内の
移動は炉内に多数本装着されている耐火物製のロールの
回転によってなされるため、プッシャー式トンネル炉の
ように堅固な構造を持つ台板を必要とせず、実質的に非
常に軽量で薄い台板で十分であり、この点からも焼成中
の製品の温度の均一性が高まり製品の寸法・特性の面で
著しく安定性を高めることが可能になる。
【0009】加熱方式はすべて従来のプッシャー式トン
ネル炉で使用されている電気加熱としても良いが、一部
をガス燃焼方式としてもよい。すなわち、雰囲気中の酸
素量を厳密に制御しなければならない焼成温度の最高温
度部から冷却帯までの部分を除いた領域については、ガ
ス燃焼方式を採用してもよい。ガス燃焼方式では加熱原
単位を削減できる経済的効果に加えて、多量の高温の燃
焼排ガスが積載された加圧成形体間を流れることによる
対流熱伝達によって当該成形体各部の温度の不均一性お
よび積載状況すなわち位置による温度の不均一性が改善
される利点がある。
【0010】Mn−Znフェライト加圧成形体の焼成に
あたり、室温から600℃までの昇温時間を30分以上
5時間以内とする第1加熱過程を経ることにより、加圧
成形体中に含まれる例えばPVA等のバインダやプレス
時の潤滑性を高めるために添加されているステアリン酸
亜鉛等の潤滑剤が雰囲気ガスと反応し除去される。第1
加熱過程に要する時間が30分未満だとバインダや潤滑
剤の除去が不十分となるので好ましくなく、一方5時間
以内で完了するので5時間を超える時間を設定するのは
無駄であり、非能率となり好ましくない。よって30分
以上5時間以内と規定する。
【0011】続いて、第2加熱過程では、600℃から
Mn−Znフェライトの種類や必要とする特性に応じて
決定される焼成温度に達するまでの昇温速度の上限を、
加圧成形体の体積と表面積の比に応じて前記(1)式に
より決定される値として昇温を行う。この昇温速度は従
来よりも高速である。この第2昇温過程では、結晶粒成
長と微量含有元素の粒界への偏析が起こる。この時昇温
速度が早いと、閉空孔が形成され易くなり、これに起因
するスピネル化の遅れ、焼成雰囲気のズレが起こる。ま
た、粒界の不均一生成が起こりやすくなる。昇温速度の
上昇に伴う磁気特性の劣化は、焼結体製造のための加圧
成形体が大きいほど顕著である。これは、閉空孔の形成
に起因するスピネル化の遅れ、焼成雰囲気とのズレは、
体積と表面積の比が大きいもの、すなわち大きな加圧成
形体ほど顕著に起こるためと推察される。そのため、加
圧成形体の体積と表面積の比に応じて昇温速度の上限を
設定することによって、磁気特性を劣化させることのな
い短時間焼成が可能となった。すなわち、実施例で詳述
するごとく、体積と表面積の比が異なる各種の加圧成形
体を作製し、これらに対し室温から600℃までを2時
間で昇温し、600℃から焼成温度(1350ないし1
370℃)までの昇温速度を変えて実験を行った結果、
図1および図2に示すごとく、比初透磁率ないしコアロ
スの代表的磁気特性について、(1)式にて示される昇
温速度以下であれば十分な特性を顕現するのに対し、こ
れを超える昇温速度では特性は著しく低下する。
【0012】
【実施例】 実施例1 Fe23 :53.0mol%,MnO:26.5mo
l%,ZnO:20.5mol%からなる原料混合物を
880℃で仮焼した後、湿式ボールミルで粉砕し平均粒
径1.20μmとした。粉砕時同時に微量成分としてS
iO2 ,CaCO3 およびV25 をそれぞれ100,
1000,200ppm添加した。PVAをバインダと
して造粒し、体積と表面積の比が1.1,1.6,2.
5,5.0となるようにリング形状に成形した。この成
形体をローラーハース式連続炉を用いて室温から600
℃まで2時間、600℃から1370℃まで、それぞれ
200,400,600,800,1000,1200
℃/Hrで昇温し、40分間保持後、150℃まで4時
間かけて冷却した。得られた焼結体の100kHz、2
3℃での初透磁率を図1に示す。(1)式にて示される
昇温速度以下であれば比初透磁率は4500以上の高い
値を示すが、これを超えて昇温速度を早めると3000
以下に急減した。 実施例2 Fe23 :52.6mol%,MnO:35.4mo
l%,ZnO:12.0mol%からなる原料混合物を
950℃で仮焼した後、湿式ボールミルで粉砕し平均粒
径1.20μmとした。粉砕時同時に微量成分としてS
iO2 ,CaCO3 ,Nb25 およびTiO2 をそれ
ぞれ85,650,170および2500ppm添加し
た。PVAをバインダとして造粒し、体積と表面積の比
が1.1,1.6,2.5,5.0となるようにリング
形状に成形した。この成形体をローラーハース式連続炉
を用いて室温から600℃まで2時間、600℃から1
350℃まで200,400,600,800,100
0,1200℃/Hrで昇温し、40分間保持後、15
0℃まで4時間かけて冷却した。得られた焼結体の10
0kHz、0.2T,80℃における鉄損値を図2に示
す。(1)式で示される昇温速度以下であればコアロス
は410以下の低い値であるが、この値を超えて昇温速
度を速めると490以上に急増した。
【0013】
【発明の効果】本発明によれば、とくに、600℃から
焼成温度に達するまでの第2昇温過程の昇温速度を加圧
成形体の体積と表面積の比に応じて決定される値とし
て、従来よりも高速で昇温を行うことにより、結晶粒生
産性が高くかつ磁気特性の優れたMn−Znフェライト
コアの焼成が可能となった。
【図面の簡単な説明】
【図1】実施例の初透磁率を示すグラフである。
【図2】実施例の鉄損値を示すグラフである。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 有江 清詩 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 後藤 国宏 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内 (72)発明者 来島 慎一 岡山県倉敷市水島川崎通1丁目(番地な し) 川崎製鉄株式会社水島製鉄所内

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 Fe23 ,MnO,ZnOなどの主成
    分を混合し、仮焼し、副成分を添加後粉砕し、加圧成形
    し、その後焼成してなるMn−Zn系フェライトコアの
    製造方法において、加圧成形体の焼成温度に到るまでの
    昇温過程が、室温から600℃までの昇温時間を30分
    以上5時間以内とする第1加熱過程と、600℃から焼
    成温度に達するまでの昇温速度v(℃/h)が圧粉体の
    体積V(mm3 )と表面積S(mm2 )の比V/Sの関
    数として(1)式で表される第2加熱過程とからなるこ
    とを特徴とするMn−Znフェライトの製造方法。 v≦−205V/S+1230 ……(1)
JP7193757A 1995-07-28 1995-07-28 ソフトフェライトコアの製造方法 Pending JPH0940456A (ja)

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Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2003068516A (ja) * 2001-08-28 2003-03-07 Kawasaki Steel Corp Mn−Zn−Ni系フェライトおよびその製造方法
JP2010180101A (ja) * 2009-02-06 2010-08-19 Jfe Chemical Corp 高抵抗高飽和磁束密度MnZnCoフェライトおよびその製造方法

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