KR101335820B1 - 야금용 분말의 제조 방법, 압분자심의 제조 방법, 압분자심 및 코일 부품 - Google Patents

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Abstract

야금용 분말의 제조 방법은, 복수의 제1 입자(10)의 표면에 제1 결착제(30)를 피복하는 공정과, 제1 결착제(30) 표면에, 제1 입자(10)의 입경보다 작은 입경을 갖는 복수의 제2 입자(20)를 피복하는 공정을 포함한. 제2 입자(20)를 피복하는 공정에서는, 제1 입자(10)의 입경의 1/5배 이하의 입경을 갖는 복수의 제2 입자(20)를 이용한다.

Description

야금용 분말의 제조 방법, 압분자심의 제조 방법, 압분자심 및 코일 부품{PROCESS FOR PRODUCING METALLURGICAL POWDER, PROCESS FOR PRODUCING POWDER MAGNETIC CORE, POWDER MAGNETIC CORE, AND COIL COMPONENT}
본 발명은, 야금용 분말의 제조 방법, 압분자심의 제조 방법, 압분자심 및 코일 부품에 관한 것이다.
종래 전자밸브, 모터, 전기회로 등을 갖는 전기 기기에는, 압분자심이 사용되고 있다. 이 압분자심은 복수의 복합 자성 입자에 의해 구성되어 있고, 복수의 복합 자성 입자 각각은, 예컨대 순철(純鐵)로 이루어지는 철기(鐵基) 입자와, 그 표면을 피복하는 절연피막을 갖고 있다. 압분자심에는, 작은 자장의 인가로 큰 자속 밀도를 얻을 수 있는 자기 특성과, 외부로부터의 자계에 대하여 민감하게 반응할 수 있는 자기 특성이 요구된다.
이 압분자심을 교류 자장에서 사용한 경우, 철손으로 불리는 에너지 손실이 생긴다. 이 철손은, 히스터리시스 손실과 와전류 손실의 합으로 나타난다. 히스터리시스 손실은, 압분자심의 자속 밀도를 변화시키기 위해 필요한 에너지에 의해 생기는 에너지 손실이며, 와전류 손실은 주로 압분자심을 구성하는 철기 입자 사이에 흐르는 와전류에 의해 생기는 에너지 손실이다. 히스터리시스 손실은 동작 주파수에 비례하고, 와전류 손실은 동작 주파수의 2승에 비례한다. 이 때문에 히스터리시스 손실은 주로 저주파 영역에서 지배적이 되고, 와전류 손실은 주로 고주파 영역에서 지배적이 된다. 즉, 고주파 구동용의 압분자심의 철손에 있어서, 와전류 손실이 차지하는 비율이 크다. 와전류손을 억제하기 위해서는, 철기 입자의 입경을 작게 해야 한다.
그러나, 철기 입자의 입경이 작은 경우에는, 유동성이 나빠진다. 유동성이 좋지 않으면, 복합 자성 입자를 금형에 충전할 때의 충전성이 좋지 않다. 이 때문에, 복합 자성 입자를 가압 성형하여 이루어지는 성형체의 밀도는 일반적으로 낮아진다.
일본 특허 공개 제2003-188009호 공보(특허문헌 1)에는, 고주파 영역에서도 낮은 철손으로 양호한 직류 중첩 특성을 갖는 것을 과제하여, Fe-Si계 금속 자(磁)성분의 입도 분포가 누적 50% 입경을 A, 누적 90% 입경을 B로 했을 때, B/A가 1.6 이상인 복합 자성 재료가 기재되어 있다.
이 특허문헌 1에서는 A 및 B의 2개의 입도대(粒度帶)의 분말을 혼합한 상태로 바인더 수지로서 실리콘 수지를 첨가 혼합하고, 정립한 혼합분을 얻고 있는 것이 기재되어 있다.
일본 특허 공개 제2003-188009호 공보
그러나, 상기 특허문헌 1의 복합 자성 재료에서는, 상대적으로 입경이 작은 미립대(微粒帶)(A)가 응집되고, 상대적으로 입경이 큰 조립대(租粒帶)(B)가 응집되어 버리는 것을 본 발명자는 발견하였다. 미립(微粒)이 응집하면, 복합 자성 입자를 가압 성형하여 이루어지는 성형체 밀도의 향상이 저해되어 버리는 문제가 생긴다. 또한, 조립대가 응집하면, 조립(租粒)끼리가 인접되어 버리기 때문에, 외관상 입경이 커지므로, 와전류 손실이 증대되어 버리는 문제가 생긴다.
따라서, 본 발명의 목적은, 밀도를 향상시키고, 와전류 손실의 증대를 억제하는 야금용 분말의 제조 방법, 압분자심의 제조 방법, 압분자심 및 코일 부품을 제공하는 것이다.
본 발명의 야금용 분말의 제조 방법은, 복수의 제1 입자 표면에 제1 결착제를 피복하는 공정과, 제1 결착제 표면에, 제1 입자의 입경보다 작은 입경을 갖는 복수의 제2 입자를 피복하는 공정을 포함하고 있다.
본 발명의 야금용 분말의 제조 방법에 의하면, 상대적으로 입경이 큰 제1 입자 표면에 제1 결착제를 피복하고, 그 제1 결착제의 표면에 상대적으로 입경이 작은 제2 입자를 피복하고 있다. 이 때문에, 제2 입자는 제1 입자의 표면에 부착되어, 제2 입자끼리가 응집하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 제1 입자끼리의 응집을 억제하고, 제2 입자끼리의 응집을 억제할 수 있다. 제2 입자의 응집을 억제하는 것에 의해, 유동성을 향상시킬 수 있기 때문에, 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한 제1 입자의 응집을 억제하는 것에 의해, 와전류 손실의 증대를 억제할 수 있다.
상기 야금용 분말의 제조 방법에서 바람직하게는, 상기 제2 입자를 피복하는 공정에서는, 제1 입자의 입경의 1/5배 이하의 입경을 갖는 복수의 제2 입자를 이용한다.
이것에 의해, 밀도를 향상시키고, 와전류 손실의 증대를 억제하는 효과를 더 발현시킬 수 있다.
상기 야금용 분말의 제조 방법에서 바람직하게는, 상기 제2 입자를 피복하는 공정 중에, 또는 상기 제2 입자를 피복하는 공정 후에, 제2 결착제를 투입하는 공정을 더 포함한다. 이것에 의해, 제조하는 야금용 분말의 특성을 조정할 수 있다.
상기 야금용 분말의 제조 방법에서 바람직하게는, 상기 제1 결착제를 피복하는 공정에서는, 제1 철기 입자와, 제1 철기 입자의 표면을 둘러싸는 제1 절연피막을 갖는 제1 입자를 이용하고, 제2 입자를 피복하는 공정에서는, 제2 철기 입자와, 제2 철기 입자의 표면을 둘러싸는 제2 절연피막을 갖는 제2 입자를 이용한다.
이것에 의해, 제1 및 제2 입자는, 다른 입자 사이를 전기적으로 절연할 수 있다.
이 때문에, 이 야금용 분말을 가압 성형하면, 전기 저항이 큰 성형체를 형성할 수 있다.
본 발명의 압분자심의 제조 방법은, 상기 야금용 분말의 제조 방법에 의해 야금용 분말을 제조하는 공정과, 야금용 분말을 가압 성형하는 공정을 포함하고 있다.
이것에 의해, 밀도를 향상시키고, 와전류 손실의 증대를 억제한 압분자심을 제조할 수 있다.
본 발명의 압분자심은, 상기 압분자심의 제조 방법에 의해 제조된다. 이것에 의해, 밀도를 향상시키고, 와전류 손실의 증대를 억제할 수 있는 압분자심을 실현할 수 있다.
본 발명의 코일 부품은, 상기 압분자심을 포함한다. 이것에 의해, 밀도를 향상시키고, 와전류 손실의 증대를 억제할 수 있는 코일 부품을 실현할 수 있다.
본 발명의 야금용 분말의 제조 방법, 압분자심의 제조 방법, 압분자심 및 코일 부품에 의하면, 밀도를 향상시키고, 와전류 손실의 증대를 억제할 수 있다.
도 1은 본 발명의 제1 실시형태에서의 야금용 분말을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 2는 본 발명의 제1 실시형태에서의 야금용 분말의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 3은 비교예에서의 야금용 분말을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 4는 본 발명의 제 2 실시형태에서의 야금용 분말을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 5는 본 발명의 제3 실시형태에서의 압분자심을 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 6은 본 발명의 제3 실시형태에서의 압분자심의 제조 방법을 도시하는 흐름도이다.
도 7은 야금용 분말을 가압 성형하는 제1 단계를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
도 8은 야금용 분말을 가압 성형하는 제2 단계를 모식적으로 도시하는 단면도이다.
이하, 도면에 기초하여 본 발명의 실시형태를 설명한다. 또한 이하의 도면에서 동일 또는 상당하는 부분에는, 동일한 참조부호를 붙이고, 그 설명은 반복하지 않는다.
(실시형태 1)
도 1을 참조하여, 본 발명의 일 실시형태에서의 야금용 분말에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서의 야금용 분말은, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제1 입자(10)와, 제2 입자(20)와, 제1 결착제(30)와, 제2 결착제(40)를 구비하고 있다. 제1 결착제(30)는, 제1 입자(10)의 표면을 피복하고 있다. 제2 입자(20)는, 제1 결착제(30)의 표면을 피복하고 있다. 제2 결착제(40)는, 제2 입자(20)의 표면을 피복하고, 또한 야금용 분말의 간극에 존재한다.
제1 입자(10)의 입경은, 제2 입자(20)의 입경보다 크고, 제2 입자(20)의 입경의 5배 이상인 것이 바람직하다. 여기서, 제1 및 제2 입자(10, 20)의 입경이란, 평균 입경을 의미하고, 입경의 막대그래프 중, 입경이 작은 쪽부터의 질량의 합이 총질량의 50%에 달하는 입자의 입경, 즉 50% 입경을 말한다.
제1 및 제2 입자(10, 20)는 철기 입자를 포함한다. 철기 입자는, 예컨대 철(Fe), 철(Fe)-실리콘(Si)계 합금, 철(Fe)-알루미늄(Al)계 합금, 철(Fe)-질소(N)계 합금, 철(Fe)-니켈(Ni)계 합금, 철(Fe)-탄소(C)계 합금, 철(Fe)-붕소(B)계 합금, 철(Fe)-코발트(Co)계 합금, 철(Fe)-인(P)계 합금, 철(Fe)-니켈(Ni)-코발트(Co)계 합금 및 철(Fe)-알루미늄(Al)-실리콘(Si)계 합금 등으로 형성되어 있다. 제1 및 제2 입자(10, 20)는, 금속 단체여도 좋고 합금이어도 좋다.
또한 제1 및 제2 입자(10, 20)는 동일한 재료여도 좋고, 상이한 재료여도 좋다.
제1 결착제(30)는, 제1 입자(10)와 제2 입자(20)를 결착하고 있다. 제1 결착제(30)는, 제1 입자(10) 표면의 전체 둘레를 둘러싸고 있어도 좋고, 제1 입자(10) 표면의 일부를 둘러싸고 있어도 좋다(도시 생략). 또한 제2 입자(20)는, 제1 결착제(30) 표면의 전체 둘레를 둘러싸고 있어도 좋고(도시 생략), 제1 결착제(30) 표면의 일부를 둘러싸고 있어도 좋다.
제1 및 제2 결착제(30, 40)로서, 예컨대 열가소성 수지, 열경화성 수지 등을 이용할 수 있다. 구체적으로는 제1 및 제2 결착제(30, 40)로서, 폴리이미드, 폴리페닐렌설파이드, 폴리에테르케톤, 실리콘 수지류, 실세스키옥산류, 티탄-산소계 모노머, 티탄-산소계 올리고머, 실리콘-산소계 모노머 및 실리콘-산소계 올리고머 등을 이용할 수 있다. 이들의 물질은 고강도이기 때문에, 성형체의 강도를 더 향상시킬 수 있다. 실리콘 수지류로서는 디메틸실리콘, 메틸페닐실리콘을, 실세스키옥산류로서는 옥세탄실세스키옥산, 비닐히드록시실세스키옥산 등을 바람직하게 이용할 수 있다. 티탄-산소계 모노머로서는 티탄알콕시드, 티탄킬레이트, 티탄아실레이트를, 티탄-산소계 올리고머로서는 상기 모노머를 올리고머 처리한 중합체를, 실리콘-산소계 모노머로서는 실리콘알콕시드, 실리콘시아네이트, 실리콘-산소계 올리고머로서는 상기 모노머를 올리고머 처리한 중합체 등을 바람직하게 이용할 수 있다. 또한 제1 및 제2 결착제(30, 40)는 동일한 재료여도 좋고, 상이한 재료여도 좋다.
또한, 본 실시형태에서의 야금용 분말은, 제1 입자(10) 및 제2 입자(20)만 으로 이루어져 있어도 좋고, 또는 구리 가루 등의 분말 등을 더 포함하고 있어도 좋다. 또한, 본 실시형태에서의 야금용 분말은, 철기 입자를 포함하고 있지만, 철기 입자 이외의 입자를 포함하고 있어도 좋다.
계속해서, 본 실시형태에서의 야금용 분말의 제조 방법에 대해서 설명한다.
도 1 및 도 2에 도시하는 바와 같이, 우선, 복수의 제1 입자(10) 표면에 제1 결착제(30)를 피복한다(단계 S1). 본 실시형태에서는, 철기 입자를 포함하는 제1 입자(10)를 이용한다.
구체적으로는, 예컨대 전술한 바와 같은 재료의 철기 입자를 준비한다. 철기 입자의 제조 방법은 특별히 한정되지 않지만, 예컨대 가스 분사법, 물 분사법 등을 적용할 수 있다. 그 후, 철기 입자를 열처리한다. 열처리 전의 철기 입자의 내부에는, 분사 처리시의 열응력 등에 기인하는 변형이나 결정립계 등의 다수의 결함이 존재하고 있다. 그래서, 철기 입자에 열처리를 실시하는 것에 의해, 이들의 결함을 저감시킬 수 있다. 또한 이 열처리는 생략되어도 좋다. 이것에 의해, 제1 입자(10)를 준비한다.
여기서, 제1 입자(10)의 입경은, 예컨대 50 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하이다. 제1 입자(10)의 입경을 50 ㎛ 이상으로 하면, 야금용 분말을 이용하여 제작된 압분자심의 보자력 및 히스터리시스 손실의 증가를 억제할 수 있다. 70 ㎛ 이하로 하면, 1 kHz 이상의 고주파 영역에서 발생하는 와전류 손실을 효과적으로 저감시킬 수 있다.
그 후, 전술한 바와 같은 재료의 제1 결착제(30)를 준비한다. 그리고 혼합 용기 안을 가열할 수 있는 교반 혼합기를 이용하여, 복수의 제1 입자(10)와 제1 결착제(30)를 혼합한다. 그리고, 혼합하면서 혼합 용기 안의 온도를 상승시켜, 제1 결착제(30)를 용융시킨다. 그리고 일정 시간 경과 후, 혼합 용기 안의 온도를 내려, 제1 결착제(30)가 응고할 때까지 제1 결착제(30)와 복수의 제1 입자(10)를 계속 혼합한다. 이것에 의해, 용융한 제1 결착제(30)가 복수의 제1 입자(10) 표면으로부터 유출되거나, 제1 결착제(30)로 피복된 복수의 제1 입자(10)끼리가 달라붙는 것을 억제하고, 복수의 제1 입자(10)의 표면에 부착된 상태대로 제1 결착제(30)가 응고한다. 그 결과, 도 1에 도시하는 바와 같이, 복수의 제1 입자(10) 표면에 제1 결착제(30)를 피복할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 제1 결착제(30)는, 제1 입자(10)의 표면의 일부를 피복하고 있으면 좋다.
또한, 전술한 바와 같이 복수의 제1 철기 입자(11)와 제1 결착제(30)와의 혼합을 시작한 후 혼합 용기의 온도를 상승시키는 경우 이외에, 제1 결착제(30)가 용융하는 온도까지 혼합 용기 안의 온도를 미리 상승시켜 둔 후 복수의 제1 입자(10)와 제1 결착제(30)를 혼합 용기 안에 첨가하여 혼합을 시작하여도 좋다.
또한, 혼합 방법에 특별히 제한은 없고, 예컨대 V형 혼합기 등의 믹서, 수직 회전형 믹서, 진동 볼밀, 유성 볼밀 등을 모두 사용할 수 있다. 실온에서 단순히 혼합시켜도 좋고, 승온시켜 윤활제를 액상화시킨 상태로 피복하고, 냉각에 의해 안정화시키는 처리를 행하여도 좋다.
다음으로, 제1 결착제(30)의 표면에, 제1 입자(10)의 입경보다 작은 입경을 갖는 복수의 제2 입자(20)를 피복한다(단계 S2). 이 단계 S2에서는, 제1 입자(10)의 입경의 1/5배 이하의 입경을 갖는 복수의 제2 입자(20)를 이용하는 것이 바람직하다.
이 경우, 제1 및 제2 입자(10, 20)의 입경의 차가 명확하게 되기 때문에, 조립인 제1 입자(10)의 효과 및 미립인 제2 입자의 효과를 더 발현할 수 있다.
구체적으로는, 예컨대 제1 입자(10)와 마찬가지로 제2 입자(20)를 준비한다. 또한, 본 실시형태에서는, 철기 입자를 포함하는 제2 입자(20)를 이용한다. 제2 입자(20)는, 제1 입자(10)의 입경보다 작은 입경을 갖는 점을 제외하고, 제1 입자(10)와 기본적으로는 마찬가지로 준비한다.
그 후, 교반 혼합기를 이용하여, 복수의 제2 입자(20)와, 제1 결착제(30)로 덮인 복수의 제1 입자(10)를 혼합한다. 이것에 의해, 제1 결착제(30)의 표면에 제2 입자(20)를 피복할 수 있다. 또한, 전술한 바와 같이, 제2 입자(20)는, 제1 결착제(30)의 표면의 일부를 피복하고 있으면 좋다.
여기서, 제2 입자(20)의 평균 입경은, 예컨대 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만이다. 제2 입자(20)의 평균 입경을 10 ㎛ 이상으로 하면, 제1 입자(10)에 대한 피복면적이 과잉이 되지 않기 때문에, 야금용 분말 내에서의 제2 입자(20)의 응집을 막을 수 있고, 제작된 압분자심의 밀도의 저하를 억제할 수 있다. 50 ㎛ 미만으로 하면, 야금용 분말 내에서의 제1 입자(10)와 제2 입자(20)와의 입경차가 작아지지 않아, 제작된 압분자심의 밀도의 저하를 억제할 수 있다.
또한, 제1 입자(10)에 대한 제2 입자(20)의 질량비가 1 이상 7/3 이하가 되도록, 제1 입자(10)와 제2 입자(20)를 혼합한다.
다음으로, 제2 결착제(40)를 투입한다(단계 S3). 이 단계 S3은 제2 입자(20)를 피복하는 단계 S2 중에 행하여도 좋고, 제2 입자(20)를 피복하는 단계 S2 후에 행하여도 좋다. 또한, 이 단계 S3은 생략하여도 좋다.
구체적으로는, 예컨대 전술한 바와 같은 재료의 제2 결착제(40)를 준비한다. 교반 혼합기를 이용하여, 제1 입자(10)와, 제1 입자(10)의 표면을 피복한 제1 결착제(30)와, 제1 결착제(30)의 표면을 피복한 제2 입자(20)를 포함하는 분말과, 제2 결착제(40)를 혼합한다. 그 후, 혼합한 제2 결착제(40)와 분말을 항온조에 투입하여, 가열한다.
이것에 의해, 제2 결착제(40)를 용융시켜 제2 철기 입자(21) 표면에 부착시킬 수 있다. 이 상태로 건조하면, 도 1에 도시하는 바와 같이, 제2 입자(20)의 표면, 제1 및 제2 입자(10, 20) 사이 등의 간극에 제2 결착제(40)를 부착할 수 있다. 또한 이 단계 S3은 생략되어도 좋다.
이상의 단계 S1∼S3을 실시하는 것에 의해, 도 1에 도시하는 야금용 분말을 제조할 수 있다. 또한 윤활제 등을 더 혼합하여도 좋다.
계속해서, 본 실시형태에서의 야금용 분말의 제조 방법의 효과를 설명한다. 도 1에 도시하는 바와 같이, 상대적으로 입경이 큰 제1 입자(10)(조립) 표면에 제1 결착제(30)를 피복하고(단계 S1), 그 제1 결착제(30) 표면에 상대적으로 입경이 작은 제2 입자(20)(미립)를 피복하고 있다(단계 S2). 이 때문에 제2 입자(20)는 제1 입자(10)의 표면에 부착되고, 제2 입자(20)끼리가 응집하는 것을 억제할 수 있다. 즉, 제1 입자(10)끼리의 응집을 억제하고, 제2 입자(20)끼리의 응집을 억제할 수 있다. 제2 입자(20)의 응집을 억제하는 것에 의해, 유동성을 향상시킬 수 있기 때문에, 가압 성형하여 이루어지는 성형체의 밀도를 향상시킬 수 있다. 또한, 제1 입자(10)의 응집을 억제하는 것에 의해, 와전류 손실의 증대를 억제할 수 있다. 이 결과, 본 실시형태에서의 야금용 분말을 가압 성형하여 이루어지는 성형체의 철손의 증대를 억제할 수 있다.
한편, 도 3에 도시하는 바와 같이, 상기 특허문헌 1 등의 비교예에서는, 상대적으로 입경이 큰 제1 입자(10)와, 상대적으로 입경이 작은 제2 입자(20)와, 제1 결착제(30)를 혼합하고 있다. 이 경우, 도 3에 도시하는 바와 같이, 제1 입자(10)끼리가 응집하고, 제2 입자(20)끼리가 응집되어 버린다. 제1 입자(10)끼리가 응집하면, 와전류 손실이 증대되어 버린다. 또한 제2 입자(20)끼리가 응집하면, 유동성이 나빠지고, 제1 입자(10)가 응집한 상태에서는 제1 입자(10) 사이에 간극이 생긴다. 이 때문에, 가압 성형하여 이루어지는 성형체의 밀도가 저하되어 버린다.
이상으로부터, 복수의 제1 입자(10)의 표면에 제1 결착제(30)를 피복하는 단계 S1과, 제1 결착제(30)의 표면에, 제1 입자(10)의 입경보다 작은 입경을 갖는 복수의 제2 입자(20)를 피복하는 단계 S2를 실시하는 것에 의해, 밀도를 향상시키고, 와전류 손실의 증대를 억제할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서의 야금용 분말을 가압 성형하여 이루어지는 성형체 내부의 균질성을 향상시킬 수 있기 때문에, 자속이 통하기 쉬운 부분과, 잘 통하지 않는 부분(미립이 응집한 부분)이 존재하는 것을 억제할 수 있다. 이 때문에, 투자율의 저하를 억제하고, 중첩 특성의 열화를 억제할 수 있다.
(실시형태 2)
도 4에 도시하는 본 실시형태에서의 야금용 분말은, 기본적으로는 도 1에 도시하는 실시형태 1에서의 야금용 분말과 같은 구성을 구비하고 있지만, 제1 및 제2 입자(10, 20)는, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)와, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)의 표면을 둘러싸는 제1 및 제2 절연피막(12, 22)을 각각 포함하는 점에서 상이하다.
제1 및 제2 철기 입자(11, 21)는, 실시형태 1과 마찬가지이기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다. 또한 본 실시형태에서는, 제1 철기 입자(11)의 평균 입경을 30 ㎛ 이상 500 ㎛ 이하로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 가압 성형했을 때의 보자력을 저감할 수 있다. 평균 입경을 500 ㎛ 이하로 하는 것에 의해, 와전류 손실을 저감할 수 있다.
제1 및 제2 절연피막(12, 22)은, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21) 사이의 절연층으로서 기능한다. 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)의 각각을 절연피막(12, 22)의 각각으로 덮는 것에 의해, 이 야금용 분말을 가압 성형하여 얻어지는 압분자심의 전기 저항률(ρ)을 크게 할 수 있다. 이것에 의해, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21) 사이에 와전류가 흐르는 것을 억제하여, 압분자심의 와전류손을 저감시킬 수 있다.
제1 및 제2 절연피막(12, 22)의 평균막 두께는, 10 ㎚ 이상 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다. 제1 및 제2 절연피막(12, 22)의 평균막 두께를 10 ㎚ 이상으로 하는 것에 의해, 와전류손을 효과적으로 억제할 수 있다. 제1 및 제2 절연피막(12, 22)의 평균막 두께를 1 ㎛ 이하로 하는 것에 의해, 가압 성형시에 제1 및 제2 절연피막(12, 22)이 전단 파괴되는 것을 방지할 수 있다. 또한, 야금용 분말에 차지하는 제1 및 제2 절연피막(12, 22)의 비율이 너무 커지지 않기 때문에, 야금용 분말을 가압 성형하여 얻어지는 압분자심의 자속 밀도가 현저히 저하되는 것을 방지할 수 있다.
또한 평균막 두께란, 조성 분석(TEM-EDX: transmission electron microscope energy dispersive X-ray spectroscopy)에 의해 얻어지는 막 조성과, 유도 결합 플라즈마 질량 분석(ICP-MS: inductively coupled plasma-mass spectrometry)에 의해 얻어지는 원소량을 감안하여 해당 두께를 도출하고, 또한 TEM 사진에 의해 직접, 피막을 관찰하여, 먼저 도출된 해당 두께의 오더가 적정한 값인 것을 확인하여 결정하는 것을 말한다.
또한, 제1 및 제2 절연피막(12, 22)은 인산화합물, 규소화합물, 지르코늄화합물, 및 붕소화합물로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지는 것이 바람직하다. 이들의 물질은 절연성이 우수하기 때문에, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21) 사이에 흐르는 와전류를 효과적으로 억제할 수 있다. 구체적으로는, 산화실리콘, 또는 산화지르코늄 등으로 이루어져 있는 것이 바람직하다. 특히, 제1및 제2 절연피막(12, 22)에 인산염을 포함하는 금속 산화물을 사용하는 것에 의해, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)의 표면을 덮는 피복층을 더 얇게 할 수 있다. 이것에 의해, 제1 및 제2 입자(10, 20)의 자속 밀도를 크게 할 수 있고, 자기 특성을 향상시킬 수 있다.
또한, 제1 및 제2 절연피막(12, 22)은, 금속으로서 Fe, Al, Ti(티탄), Ca(칼슘), Mn, Zn(아연), Mg(마그네슘), V(바나듐), Cr, Y(이트륨), Ba(바륨), Sr(스트론튬), 또는 희토류 원소를 이용한 금속 산화물, 금속 질화물, 금속 산화물, 인산금속 염화합물, 붕산금속 염화합물, 또는 규산금속염 화합물 등을 포함하여도 좋다.
또한, 제1 및 제2 절연피막(12, 22)은 Al, Si, Mg, Y, Ca, Zr(지르코늄), 및 Fe로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상 물질의 인산염의 비정질 화합물, 및 상기 물질의 붕산염의 비정질 화합물을 포함하여도 좋다.
또한, 제1 및 제2 절연피막(12, 22)은, Si, Mg, Y, Ca, 및 Zr로 이루어지는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질의 산화물의 비정질 화합물을 포함하여도 좋다.
또한, 전술한 내용에서는 야금용 분말을 구성하는 제1 및 제2 입자(10, 20)가 1층의 절연피막에 의해 구성되어 있는 경우에 대해서 나타냈지만, 야금용 분말을 구성하는 제1 및 제2 입자(10, 20)가 복수층의 절연피막에 의해 구성되어 있어도 좋다.
그 외의 구성은, 실시형태 1에서의 야금용 분말과 거의 동일하기 때문에, 그 설명은 반복하지 않는다.
계속해서, 본 실시형태에서의 야금용 분말의 제조 방법에 대해서 설명한다. 본 실시형태에서의 야금용 분말의 제조 방법은, 기본적으로는 실시형태 1에서 야금용 분말의 제조 방법과 같은 구성을 구비하고 있다. 그러나, 본 실시형태에서는 제1 결착제(30)를 피복하는 단계 S1에서는, 제1 철기 입자(11)와, 제1 철기 입자(11)의 표면을 둘러싸는 제1 절연피막(12)을 갖는 제1 입자(10)를 이용하고, 제2 입자(20)를 피복하는 단계 S2에서는 제2 철기 입자(21)와, 제2 철기 입자(21)의 표면을 둘러싸는 제2 절연피막(22)을 갖는 제2 입자(20)를 이용하고 있는 점에서 실시형태 1과 상이하다.
구체적으로는, 제1 결착제(30)를 피복하는 단계 S1에서는, 우선 실시형태 1과 마찬가지로, 제1 철기 입자(11)를 준비한다. 또한 제1 철기 입자(11)에 열처리를 실시하여도 좋다. 그 후, 제1 철기 입자(11)의 표면에 제1 절연피막(12)을 피복한다. 제1 절연피막(12)은, 예컨대 제1 철기 입자(11)를 인산염화성 처리하는 것에 의해 형성할 수 있다. 또한, 인산염으로 이루어지는 제1 절연피막(12)의 형성방법으로서는, 인산 염화성 처리 외에 용제 분무나 전구체(前驅體)를 이용한 졸겔 처리를 이용할 수도 있다. 또한, 실리콘계 유기 화합물으로 이루어지는 제1 절연피막(12)을 형성하여도 좋다. 이 제1 절연피막(12)의 형성에는, 유기 용제를 이용한 습식 피복 처리나, 믹서에 의한 직접 피복 처리 등을 이용할 수 있다. 이것에 의해, 복수의 제1 철기 입자(11) 각각의 표면에 제1 절연피막(12)을 형성한, 복수의 제1 입자(10)를 얻을 수 있다.
제2 입자(20)를 피복하는 단계 S2에서는, 우선 실시형태 1과 마찬가지로, 제2 철기 입자(21)를 준비한다. 또한 제2 철기 입자(21)에 열처리를 실시하여도 좋다. 그 후, 제1 절연피막(12)을 피복한 방법과 마찬가지로, 제2 철기 입자(21)의 표면에 제2 절연피막(22)을 피복한다. 이것에 의해, 복수의 제2 철기 입자(21) 각각의 표면에 제2 절연피막(22)을 피복한, 복수의 제2 입자(20)를 얻을 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)에서 2층 이상의 제1 및 제2 절연피막(12, 22)을 형성하는 경우에는, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)의 표면을 둘러싸는 제1 층과, 제1 층의 표면을 둘러싸는 제2 층을 형성한다. 이 경우, 제1 층은 비정질 인산염 화합물, 비정질 붕산염 화합물, 비정질 규산 화합물, 비정질 산화물을 포함하는 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질을 포함하고, 제2 층은, 실리콘 수지 및 금속 산화물을 포함하는 군으로부터 선택되는 1종 이상의 물질로 이루어지는 것이 바람직하다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서의 야금용 분말의 제조 방법에 의하면, 제1 결착제(30)를 피복하는 단계 S1에서는, 제1 철기 입자(11)와, 제1 철기 입자(11)의 표면을 둘러싸는 제1 절연피막(12)을 갖는 제1 입자(10)를 이용하고, 제2 입자(20)를 피복하는 단계 S2에서는, 제2 철기 입자(21)와, 제2 철기 입자(21)의 표면을 둘러싸는 제2 절연피막(22)을 갖는 제2 입자(20)를 이용하고 있다.
제1 및 제2 절연피막(12, 22)에 의해, 제1 및 제2 입자(10, 20)에서 서로의 제1 및 제2 철기 입자(11, 21) 사이를 전기적으로 절연할 수 있다. 이 때문에, 제조된 야금용 분말을 가압 성형하면, 밀도를 향상시키고, 와전류 손실의 증대를 억제하며, 전기 저항이 큰 압분자심을 실현할 수 있다. 따라서, 모터 코어, 전자 밸브, 반응 장치 또는 전자 부품 등 일반적으로 이용되는 압분자심의 재료로서, 본 실시형태에서의 야금용 분말을 적합하게 이용할 수 있다.
(실시형태 3)
도 5를 참조하여, 본 실시형태에서의 압분자심에 대해서 설명한다. 도 5에 도시하는 바와 같이, 본 실시형태에서의 압분자심은, 실시형태 2에서의 야금용 분말을 가압 성형하여 이루어진다.
도 5에 도시하는 바와 같이, 압분자심은 제1 입자(10)와, 제2 입자(20)와, 절연물(50)을 구비하고 있다. 본 실시형태에서의 압분자심에 있어서, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)와, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)의 표면을 피복하는 제1 및 제2 절연피막(12, 22)을 구비한 제1 및 제2 입자(10, 20) 각각은, 절연물(50)에 의해 접합되어 있거나, 제1 및 제2 입자(10, 20)가 갖는 요철의 맞물림 등에 의해 접합되어 있다. 절연물(50)은, 야금용 분말에 포함되고 있던 제1 및 제2 결착제(30, 40) 등이 열처리시에 변화된 것, 또는 잔존한 것이다.
계속해서, 본 실시형태에서의 압분자심의 제조 방법에 대해서 설명한다. 우선, 도 6에 도시하는 바와 같이, 실시형태 2에서의 야금용 분말을 제조한다(단계 S1∼S3).
다음으로, 도 6에 도시하는 바와 같이, 야금용 분말을 가압 성형(압축 성형)하여, 성형체를 형성한다(단계 S11).
구체적으로는, 도 7에 도시하는 바와 같이, 내벽(73)에 둘러싸인 공간(74) 위쪽에 피더(도시 생략)를 위치 결정하고, 피더로부터 공간(74)을 향해, 제2 실시형태에서 제조한 야금용 분말(15)을 공급한다. 바람직하게는, 제2 결착제가 연화되는 온도에 다이(72)를 가열하면, 분말간의 브리지가 해소되기 때문에, 밀도를 더 향상시키기 쉬워진다.
도 8에 도시하는 바와 같이, 공간(74)의 위쪽에 상부 펀치(80)를 위치 결정한다. 상부 펀치(80)를 아래쪽으로 이동시키고, 예컨대 300 MPa부터 1500 MPa까지의 압력으로 야금용 분말(15)을 가압 성형한다. 이 때, 가압 성형하는 분위기는, 비활성 가스 분위기 또는 감압 분위기로 하는 것이 바람직하다. 이 경우, 대기중 산소에 의해 야금용 분말이 산화되는 것을 억제할 수 있다.
그 후, 가압 성형에 의해 얻어진 성형체(16)를 공간(74)으로부터 추출한다. 이와 같이 하여 얻어진 성형체(16)는, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)와, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)의 표면을 둘러싸는 제1 및 제2 절연피막(12, 22)으로 구성된 복수의 제1 및 제2 입자(10, 20)를 구비하고 있다.
또한, 본 실시형태에서의 가압 성형(단계 S11)에서는, 다이(72)를 가열하여 야금용 분말을 가압 성형(열간 가공)하는 경우에 대해서 나타냈지만, 특별히 이것에 한정되지 않는다. 예컨대 다이를 가열하지 않고 야금용 분말을 가압 성형(냉간 가공)하여도 좋다. 이 경우에는, 다이의 온도(최고 온도)는 약 50℃까지 상승한다.
다음에, 도 6에 도시하는 바와 같이, 성형체에 열처리를 실시한다(단계 S12). 또한, 이 단계 S12는 생략되어도 좋다.
이 단계 S12에서는, 성형체(16)에, 대기 분위기중에서 제1 및 제2 결착제(30, 40)의 분해 온도 이상 제1 및 제2 절연피막(12, 22)의 분해 온도 미만에서 열처리를 행한다. 이러한 온도 범위는, 예컨대 400℃ 이상 700℃ 이하이다. 이것에 의해, 제1 및 제2 결착제(30, 40)가 열분해되고, 잔사로서 절연물(50)이 존재한다.
또한, 열처리하는 단계 S12의 실시에 의해, 가압 성형시에 성형체(16)의 내부에 발생한 다수의 변형(전위, 결함 등)을 제거할 수 있다.
여기서, 제1 및 제2 결착제(30, 40)가 폴리이미드류, 폴리페닐렌설파이드류, 폴리에테르케톤류, 실리콘 수지류 및 실세스키옥산류로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지는 경우에는, 열처리하는 단계 S12를 실시하면, 잔존하는 제1 및 제2 결착제(30, 40)가 변성하지 않고, 제1 및 제2 절연피막(12, 22)을 보호한다.
또한, 제1 및 제2 결착제(30, 40)가 티탄-산소계 모노머, 티탄-산소계 올리고머, 실리콘-산소계 모노머 및 실리콘-산소계 올리고머로 이루어지는 군으로부터 선택된 1종 이상의 물질로 이루어지는 경우, 열처리하는 단계 S12를 실시하면, 잔존하는 제1 및 제2 결착제(30, 40)가 변성하여 산화물로서 남고, 제1 및 제2 절연피막(12, 22)을 보호한다.
마지막에, 성형체(16)에 압출 가공이나 절삭 가공 등의 적당한 가공을 행하는 것에 의해 압분자심이 완성된다. 이와 같이 제조한 압분자심은, 코일 부품, 예컨대 초크 코일, 스위칭 전원 소자 및 자기헤드 등의 전자 부품, 각종 모터 부품, 솔레노이드, 각종 자기 센서 및 각종 전자 밸브 등의 제품으로서 이용할 수 있다.
또한, 본 실시형태에서는, 실시형태 2에서의 야금용 분말을 이용하고 있지만, 실시형태 1에서의 야금용 분말을 이용하여도 좋다. 이 경우, 제1 및 제2 결착제(30, 40)가 열처리되는 것 등에 의해, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21) 사이가 절연되어 있는 경우에는, 압분자심이 된다.
이상 설명한 바와 같이, 본 실시형태에서의 압분자심의 제조 방법은, 상기 야금용 분말의 제조 방법에 의해 야금용 분말을 제조하는 단계 S1∼S3과, 야금용 분말을 가압 성형하는 단계 S11을 구비하고 있다.
이것에 의해, 밀도를 향상시키고, 와전류 손실의 증대를 억제한 압분자심을 제조할 수 있다.
실시예
본 실시예에서는, 복수의 제1 입자(10)의 표면에 제1 결착제(30)를 피복하는 단계 S1과, 제1 결착제(30) 표면에, 제1 입자(10)의 입경보다 작은 입경을 갖는 복수의 제2 입자(20)를 피복하는 단계 S2를 포함하는 것의 효과에 대해서 조사하였다.
(본 발명예 1)
우선, 기본적으로는 실시형태 2에 따라서, 본 발명예 1의 야금용 분말을 제조하였다.
구체적으로는, 우선 제1 철기 입자(11)와, 제1 철기 입자(11)의 표면을 피복하는 제1 절연피막(12)을 포함하는 제1 입자(10)로서, 엡손 아트믹스 주식회사제(製)의 아토마이즈 Fe-Si 합금 분말을 준비하였다. 이 제1 철기 입자(11)는, Si를 5.0 질량% 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물(Fe-Si계 합금)로 이루어지며, 50 ㎛의 입경을 갖고 있었다. 제1 절연피막은, 비정질 인산철이었다. 또한, 제1 입자(10)의 분말 변형성(극한 신장률)은 0%였다.
계속해서, 제1 철기 입자(11)의 중량에 대하여, 0.5 질량%의 고점착 실리콘 수지(모멘티브사제의 TSR1516)를 크실렌 용제로 녹인 제1 결착제(30)를 준비하였다. 그리고, 이 제1 결착제(30)와, 제1 철기 입자(11)를 혼합하였다. 교반하면서 크실렌을 휘발시키는 것에 의해, 제1 철기 입자(11)의 표면에 제1 결착제(30)를 피복한다(단계 S1). 얻어진 제1 철기 입자(11)는 그대로 이용하여도 좋지만, 에탄올용제에 의해 피복한 결착제가 용해되어 버리는 경우에는, 적당한 열처리로 경화시켜도 좋다.
다음으로, 제2 철기 입자(21)와, 제2 철기 입자(21)의 표면을 피복하는 제2 절연피막(22)을 포함하는 제2 입자(20)로서, 엡손 아트믹스사제의 분사(automized) Fe-Si 합금 분말을 준비하였다. 이 제2 철기 입자(21)는, 제1 입자(10)와 동일한 조성으로 이루어지며, 10 ㎛의 입경을 갖고 있었다.
다음에, 제1 철기 입자(11)에 대하여 7/3의 질량비가 되도록 이 제2 철기 입자(21)를 혼합하였다(단계 S2). 이 때, PVB 수지(덴끼가가꾸코교 주식회사제의 폴리비닐 부티랄#3000)를 에탄올 용제로 녹인 바인더를 함께 투입하였다(단계 S3). 이상의 단계 S1∼S3에 의해, 본 발명예 1의 야금용 분말을 제조하였다.
(본 발명예 2)
본 발명예 2의 야금용 분말의 제조 방법은, 기본적으로는 본 발명예 1과 마찬가지였지만, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)는 Si를 6.5 질량% 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물(Fe-Si계 합금)로 이루어져 있던 점에서 상이했다.
(본 발명예 3)
본 발명예 3의 야금용 분말의 제조 방법은, 기본적으로는 본 발명예 2와 마찬가지였지만, 제1 및 제2 철기 입자(11, 21)는, 9.5 질량%의 Si와, 5.5 질량%의 Al을 포함하고, 잔부가 Fe 및 불가피적 불순물(Fe-Si-Al계 합금)로 이루어져 있던 점에서 상이했다.
(비교예 1, 4, 7)
비교예 1, 4, 7의 야금용 분말의 제조 방법은, 기본적으로는 본 발명예 1∼3과 각각 동일했지만, 제2 입자를 포함하고 있지 않은 점에서 상이했다.
구체적으로는, 우선 비교예 1, 4, 7의 제1 입자로서, 본 발명예 1∼3의 제1 입자(입경이 50 ㎛의 조립)를 각각 준비하였다. 계속해서, 0.5 질량%의 고점착 실리콘 수지(모멘티브사제의 TSR1516)와, 0.5 질량%의 PVB 수지(덴키카가꾸코교 주식회사제의 폴리비닐 부티랄#3000)를 크실렌 용매로 녹인 결착제를 준비하였다. 그 후, 이 결착제와, 제1 입자를 혼합하였다.
(비교예 2, 5, 8)
비교예 2, 5, 8의 야금용 분말의 제조 방법은, 기본적으로는 본 발명예 1∼3과 각각 동일했지만, 제1 입자를 포함하고 있지 않은 점에서 상이했다.
구체적으로는, 우선 비교예 2, 5, 8의 제2 입자로서, 본 발명예 1∼3의 제2 입자(입경이 10 ㎛의 미립)를 각각 준비하였다. 계속해서, 0.5 질량%의 고점착 실리콘 수지(모멘티브사제의 TSR1516)와, 0.5 질량%의 PVB 수지(덴키카가꾸코교 주식회사제의 폴리비닐 부티랄#3000)를 크실렌 용매로 녹인 결착제를 준비하였다. 그 후, 이 결착제와, 제2 입자를 혼합하였다.
(비교예 3, 6, 9)
비교예 3, 6, 9의 야금용 분말의 제조 방법은, 기본적으로는 본 발명예 1∼3과 각각 동일했지만, 제1 및 제2 입자를 동시에 혼합한 상태로 결착제를 더 혼합한 점에서 상이했다.
구체적으로는, 우선 비교예 3, 6, 9의 제1 및 제2 입자로서, 본 발명예 1∼3의 제1 및 제2 입자를 준비하였다. 또한, 0.5 질량%의 고점착 실리콘 수지(모멘티부사제의 TSR1516)와, 0.5 질량%의 PVB 수지(덴키카가꾸코교 주식회사제의 폴리비닐 부티랄#3000)를 크실렌 용매로 녹인 결착제를 준비하였다.
다음으로, 제1 입자와, 이 제1 입자에 대하여 7/3의 질량비가 되도록 제2 입자를 혼합하고, 준비한 결착제를 더 혼합하였다.
이것에 의해, 비교예 3, 6, 9의 야금용 분말을 제조하였다. 비교예 3, 6, 9의 야금용 분말은, 도 3에 도시하는 바와 같은 상태였다.
(평가 방법)
본 발명예 1∼3 및 비교예 1∼9의 야금용 분말에 대해서, 금형을 이용하여 680 MPa의 압력을 인가하여 성형체를 각각 제작하였다(단계 S11). 그리고, 이 성형체에 대해서, 300℃에서 1시간, 대기중에서 열처리하고, 그 후 750℃에서 1시간, 질소를 함유하는 분위기 내에서 열처리하였다(단계 S12). 이것에 의해, 본 발명예 1∼3 및 비교예 1∼9의 야금용 분말을 가압 성형하여 이루어지는 평가용 성형체를 제작하였다.
이 성형체에 대해서, 이하의 방법으로, 성형체 밀도, 상대 밀도, 와전류 손실, 히스터리시스 손실, 철손, 자속 밀도, 투자율, DC 바이어스 투자율 및 DC 바이어스 투자율의 저하율을 측정하였다. 이들의 결과를 아래의 표 1에 나타낸다.
성형체 밀도는, 제작한 성형체의 밀도를 아르키메데스법에 의해 측정하였다. 성형체 밀도의 값은, 클수록 바람직하다.
또한, 상대 밀도는 아르키메데스법의 측정값을 동일 조성의 용제체의 밀도 측정값으로 나눠 산출하였다. 상대 밀도의 값은, 클수록 바람직하다.
또한, 제작한 성형체에 대해서, 1차 150회, 2차 20회의 선 감기를 실시하고, AC-BH 트레이서를 이용하여 히스터리시스 손실, 와전류 손실, 및 철손을 측정하였다. 이들 측정시에는, 여기 자속 밀도를 1 kG(=0.1T(테슬라))로 하고, 측정 주파수를 50 kHz로 하였다. 여기서, 히스테리시스손 및 와전류손의 분리에 대해서는, 철손의 주파수 곡선을 다음의 3개의 식으로 최소 2승법에 의해 피팅하고, 히스테리시스손 계수 및 와전류손 계수를 산출함으로써 행하였다.
(철손)=(히스테리시스손)+(와전류손)
(히스테리시스손)=(히스테리시스손 계수)×(주파수)
(와전류손)=(와전류손 계수)×(주파수)2
철손, 히스테리시스손 및 와전류손의 값은, 작을수록 바람직하다.
또한, 자속 밀도는 DC-BH 커브 트레이서를 이용하여, 12000 A/m의 자계를 인가한 경우의 성형체의 자속 밀도 B100을 측정하였다. 자속 밀도의 값은, 클수록 바람직하다.
또한, 투자율은, 제작한 성형체에 대하여, 50 kHz의 주파수로 교류 자장을 상온에서 인가하고, 이 주파수에서의 투자율 μA를 측정하였다. 투자율 μA의 값은, 클수록 바람직하다.
또한, DC 바이어스 투자율은, 제작한 성형체에 대하여, 50 kHz의 주파수로 교류 자장을 상온에서 인가하고, 이 주파수에서의 투자율 μB를 측정하였다. DC 바이어스 투자율 μB의 값은, 클수록 바람직하다.
또한, DC 바이어스 투자율의 저하율은 (μB-μA)/μA의 식으로부터 산출하였다. DC 바이어스 투자율의 저하율의 값은, 작을수록 변화가 작기 때문에 바람직하다.
[표 1]
Figure 112011051385570-pct00001
(측정 결과)
표 1에 나타내는 바와 같이, 제1 및 제2 입자를 구성하는 제1 및 제2 철기 입자로서, Fe-5.0 Si를 이용한 본 발명예 1과, 비교예 1∼3을 비교하여, 본 발명예 1은 비교예 1∼3보다 성형체 밀도 및 상대 밀도가 가장 높고, 본 발명예 1은, 미립만을 구비한 비교예 2보다는 높지만, 조립만을 구비한 비교예 2, 및 미립과 조립을 혼합한 비교예 3보다 와전류 손실이 낮았다.
또한, 제1 및 제2 입자를 구성하는 제1 및 제2 철기 입자로서, Fe-6.5 Si를 이용한 본 발명예 2와, 비교예 4∼6을 비교하면, 본 발명예 2는 비교예 4∼6보다 성형체 밀도 및 상대 밀도가 높고, 본 발명예 1은, 미립만을 구비한 비교예 5보다는 높지만, 조립만을 구비한 비교예 4, 및 미립과 조립을 혼합한 비교예 6보다 와전류 손실이 낮았다.
또한, 제1 및 제2 입자를 구성하는 제1 및 제2 철기 입자로서, Fe-9.5 Si-5.5 Al을 이용한 본 발명예 3과, 비교예 7∼9를 비교하면, 본 발명예 3은 비교예 7∼9보다 성형체 밀도 및 상대 밀도가 가장 높고, 본 발명예 1은, 미립만을 구비한 비교예 8보다는 높지만, 조립만을 구비한 비교예 7, 및 미립과 조립을 혼합한 비교예 9보다 와전류 손실이 낮았다.
또한, 본 발명예 1∼3은 낮은 와전류 손실을 유지할 수 있기 때문에 낮은 철손을 유지할 수 있었다.
또한, 본 발명예 1∼3은 비교예 1∼3, 4∼6, 7∼9와 각각 비교하여, 자속 밀도를 향상시킬 수 있고, 높은 투자율을 유지하며, DC 바이어스 투자율을 향상시킬 수 있고, DC 바이어스 투자율의 저하율을 저감시킬 수 있었다.
또한, 높은 투자율을 실현할 수 있었던 것은, 밀도가 높은 것에 기인한다고 생각된다. 구체적으로는, 조립인 제1 입자가 응집하는 것을 억제할 수 있기 때문에, 큰 간극이 비는 것을 억제할 수 있기 때문에, 투자율을 향상시킬 수 있었다.
이상으로부터, 본 실시예에 의하면, 복수의 제1 입자(10)의 표면에 제1 결착제(30)를 피복하는 단계 S1과, 제1 결착제(30)의 표면에, 제1 입자(10)의 입경보다 작은 입경을 갖는 복수의 제2 입자(20)를 피복하는 단계 S2를 포함하는 것에 의해, 제1 및 제2 입자의 재료가 같은 경우에는, 성형체의 밀도를 향상시킬 수 있고, 낮은 와전류 손실을 유지할 수 있는 것을 확인할 수 있었다. 또한 복수의 제1 입자(10)의 표면에 제1 결착제(30)를 피복하는 단계 S1과, 제1 결착제(30)의 표면에, 제1 입자(10)의 입경보다 작은 입경을 갖는 복수의 제2 입자(20)를 피복하는 단계 S2를 포함하는 것에 의해, 제1 및 제2 입자의 재료가 같은 경우에는, 여러 가지의 높은 특성을 겸비한 성형체를 제작할 수 있는 야금용 분말을 제조할 수 있는 것을 확인할 수 있었다.
이번에 개시된 실시형태 및 실시예는 모든 점에서 예시로서 제한적인 것이 아닌 것으로 생각되어야 한다. 본 발명의 범위는 상기한 실시형태 및 실시예가 아니라 특허청구범위에 의해 표시되고, 특허청구범위와 균등한 의미 및 범위 내에서의 모든 변경이 포함되는 것이 의도된다.
10: 제1 입자, 11: 제1 철기 입자, 12: 제1 절연피막, 15: 야금용 분말, 16: 성형체, 20: 제2 입자, 21; 제2 철기 입자, 22: 제2 절연피막, 30, 40: 결착제, 50: 절연물, 72: 다이, 73: 내벽, 74: 공간, 80: 상부 펀치.

Claims (7)

  1. 복수의 제1 입자의 표면에 제1 결착제를 피복하는 공정과,
    상기 제1 결착제의 표면에, 상기 제1 입자의 입경보다 작은 입경을 갖는 복수의 제2 입자를 피복하는 공정을 포함하고,
    상기 제1 결착제를 피복하는 공정에서는, 제1 철기(鐵基) 입자와, 상기 제1 철기 입자의 표면을 둘러싸는 제1 절연피막을 포함하는 상기 제1 입자를 이용하고,
    상기 제2 입자를 피복하는 공정에서는, 제2 철기 입자와, 상기 제2 철기 입자의 표면을 둘러싸는 제2 절연피막을 갖는 상기 제2 입자를 이용하며,
    상기 제1 입자의 입경은 50 ㎛ 이상 70 ㎛ 이하이고, 상기 제2 입자의 평균 입경은 10 ㎛ 이상 50 ㎛ 미만인 것인 야금용 분말의 제조 방법.
  2. 제1항에 있어서, 상기 제2 입자를 피복하는 공정에서는, 상기 제1 입자의 입경의 1/5배 이하의 입경을 갖는 복수의 제2 입자를 이용하는 것인 야금용 분말의 제조 방법.
  3. 제1항에 있어서, 상기 제2 입자를 피복하는 공정 중에, 또는 상기 제2 입자를 피복하는 공정 후에, 제2 결착제를 투입하는 공정을 더 포함하는 야금용 분말의 제조 방법.
  4. 삭제
  5. 제1항 내지 제3항 중 어느 한 항에 기재된 야금용 분말의 제조 방법에 의해 야금용 분말을 제조하는 공정과,
    상기 야금용 분말을 가압 성형하는 공정을 포함하는 압분자심(壓粉磁心)의 제조 방법.
  6. 제5항에 기재된 압분자심의 제조 방법에 의해 제조되는 압분자심.
  7. 제6항에 기재된 압분자심을 포함하는 코일 부품.
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