KR101375986B1 - Method for manufacturing fe??si magnetic core by metal injection molding - Google Patents
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Abstract
Description
본 발명은 금속분말 사출성형법을 이용하여 연자기적 성질이 우수한 FeSi 계 자성 코어의 제조방법에 관한 것이다.The present invention relates to a method for producing a FeSi-based magnetic core having excellent soft magnetic properties using metal powder injection molding.
일반적으로 FeSi 계 합금은 대표적인 연자성(soft magnet) 소재로서 자동차, 전자, 전지 및 통신 산업에서 에너지 효율성이 중요시되는 모터나 발전기의 부품소재로 널리 사용되고 있으며, 기기들의 고기능화, 자동화, 소형화 요구에 따라 기계적 혹은 자기적 물성에 관해 다양한 연구들이 진행되고 있다.In general, FeSi-based alloys are widely used as a component material for motors and generators where energy efficiency is important in automobile, electronics, battery, and telecommunication industries as typical soft magnetic materials. Various studies have been conducted on mechanical or magnetic properties.
이러한 FeSi 계 합금의 제조방법의 일례로 대한민국 등록특허공보 제 10-0262488호에는 분말야금법을 이용한 소결 철-규소 연자성 합금의 제조방법이 개시되어 있다.Korean Patent Publication No. 10-0262488 discloses a method of manufacturing a sintered iron-silicon soft magnetic alloy using a powder metallurgy as an example of a method of manufacturing such FeSi-based alloy.
자기적 물성에 미치는 미세조직학적 측면을 고려할 때 소결 후 기공률 및 결정립 크기의 영향은 중요하다. 결정립 크기가 증가함에 따라 포화 보자력 값이 감소하였다고 제시하였다.Considering microstructural aspects on magnetic properties, the effect of porosity and grain size after sintering is important. It was suggested that the saturation coercivity value decreased with increasing grain size.
그러나 종래의 분말야금법을 이용한 경우 소결 온도가 증가함에 따라 뚜렷한 결정립 성장이 발생하였으며 특히 기공률이 10% 이상으로 높아져 포화 보자력 값이 급격히 감소하는 문제점이 있다.However, in the case of using the conventional powder metallurgy, distinct grain growth has occurred as the sintering temperature is increased, and in particular, the porosity is increased to 10% or more, so that the saturation coercivity value decreases rapidly.
본 발명은 FeSi 분말 합금을 금속분말 사출성형하여 자성 코어 제조 후, 소결공정을 통해 가장 효율적이며 우수한 자기적 특성을 나타내는 자성코어를 제조하는 소결온도 조건을 제공하고자 한다.The present invention is to provide a sintering temperature conditions for producing a magnetic core exhibiting the most efficient and excellent magnetic properties through the sintering process after the metal powder injection molding of FeSi powder alloy.
본 발명은 FeSi 분말과 화학적 결합제를 혼합한 후, 사출성형 하여 도넛 형상 시편을 제조하는 단계; 및 상기 도넛 형상 시편에서 화학적 결합제를 제거하기 위해 화학적 탈지 및 열적 탈지를 수행한 후 고온 소결하는 단계;를 포함하는 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of mixing the FeSi powder and the chemical binder, followed by injection molding to prepare a donut shaped specimen; And a high temperature sintering step after performing chemical degreasing and thermal degreasing to remove the chemical binder from the donut-shaped specimen, thereby providing a FeSi-based magnetic core manufacturing method through a metal powder injection molding method.
또한 상기 FeSi 분말의 Si의 함량이 FeSi 분말 100 중량부 대비 5 내지 8 중량부일 수 있고, 상기 화학적 결합제는 다성분계와 폴리머계 혼합물일 수 있다.In addition, the content of Si in the FeSi powder may be 5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of the FeSi powder, and the chemical binder may be a multi-component and polymer-based mixture.
또한 상기 화학적 탈지, 열적 탈지 및 고온 소결하는 단계는 비활성 기체 분위기에서 수행할 수 있고, 상기 고온 소결하는 단계에서 소결 시간은 1 내지 3시간인 것일 수 있고, 상기 고온 소결하는 단계에서 소결 온도는 1275 내지 1325 ℃ 인 것일 수 있다.In addition, the chemical degreasing, thermal degreasing and high temperature sintering may be performed in an inert gas atmosphere, and the sintering time may be 1 to 3 hours in the high temperature sintering step, and the sintering temperature may be 1275 in the high temperature sintering step. It may be to 1325 ℃.
본 발명의 제조방법에 따르면, FeSi 계 자성 코어 제조 시 고온소결을 통해 자기이력 손실값이 감소하여 자화-탈자화에 따른 연자기적 물성이 향상된다.According to the manufacturing method of the present invention, the magnetic hysteresis loss value is reduced through the high temperature sintering when the FeSi-based magnetic core is manufactured, thereby improving soft magnetic properties due to magnetization-demagnetization.
도 1은 본 발명의 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법에 대한 공정도이다.
도 2는 본 발명에 사용된 금속분말의 형상 및 크기를 나타낸 SEM 이미지이다.
도 3은 본 발명의 열적 탈지와 고온 소결 단계에서 시간과 온도를 나타낸 그래프이다.
도 4는 소결 온도에 따른 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어의 미세조직을 나타낸 Optical 이미지로,
(a)는 1100 ℃ 에서 소결된 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어의 미세조직을 나타낸 Optical 이미지
(b)는 1200 ℃ 에서 소결된 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어의 미세조직을 나타낸 Optical 이미지
(c)는 1300 ℃ 에서 소결된 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어의 미세조직을 나타낸 Optical 이미지이다.
도 5는 소결 온도에 따른 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어의 자기이력 그래프로,
(a)는 소결 온도에 따른 자기 투자율(magnetic permeability) 및 포화 보자력(coercivity)을 측정한 그래프,
(b)는 상기 (a)의 원점 부근을 확대한 소결 온도에 따른 자기 투자율 및 포화 보자력을 측정한 그래프이다.
도 6은 1~20 kHz 사이의 측정 주파수에서 소결온도에 따른 자기이력 손실을 나타낸 그래프이다.1 is a process chart for the FeSi-based magnetic core manufacturing method through the metal powder injection molding method of the present invention.
Figure 2 is an SEM image showing the shape and size of the metal powder used in the present invention.
Figure 3 is a graph showing the time and temperature in the thermal degreasing and high temperature sintering step of the present invention.
4 is an optical image showing the microstructure of the FeSi-based magnetic core through the metal powder injection molding method according to the sintering temperature,
(a) is an optical image showing the microstructure of a FeSi-based magnetic core through a metal powder injection molding method sintered at 1100 ℃
(b) is an optical image showing the microstructure of the FeSi-based magnetic core by metal powder injection molding sintered at 1200 ℃
(c) is an optical image showing the microstructure of the FeSi-based magnetic core through the metal powder injection molding method sintered at 1300 ℃.
5 is a magnetic history graph of the FeSi-based magnetic core through the metal powder injection molding method according to the sintering temperature,
(a) is a graph measuring magnetic permeability and saturation coercivity with sintering temperature,
(b) is a graph which measured the magnetic permeability and saturation coercivity with respect to the sintering temperature which expanded near the origin of (a).
6 is a graph showing the magnetic history loss according to the sintering temperature at the measurement frequency between 1 ~ 20 kHz.
본 발명은 FeSi 분말과 화학적 결합제를 혼합한 후, 사출성형 하여 도넛 형상 시편을 제조하는 단계; 및 상기 도넛 형상 시편에서 화학적 결합제를 제거하기 위해 화학적 탈지 및 열적 탈지를 수행한 후 고온 소결하는 단계를 포함하는 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법을 제공한다.The present invention comprises the steps of mixing the FeSi powder and the chemical binder, followed by injection molding to prepare a donut shaped specimen; And it provides a FeSi-based magnetic core manufacturing method through a metal powder injection molding method comprising the step of performing high temperature sintering after performing chemical degreasing and thermal degreasing to remove the chemical binder in the donut-shaped specimen.
본 발명의 구체예에서, 상기 FeSi 분말의 Si의 함량은 FeSi 분말 100 중량부 대비 5 내지 8 중량부, FeSi 분말 100 중량부 대비 5 내지 7 중량부 또는 Fe-Si 분말 100 중량부 대비 5 내지 6.5 중량부일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.In an embodiment of the present invention, the content of Si in the FeSi powder is 5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of FeSi powder, 5 to 7 parts by weight based on 100 parts by weight of FeSi powder or 5 to 6.5 by weight of 100 parts by weight of Fe-Si powder. It may be part by weight, but is not limited thereto.
본 발명의 구체예에서, 상기 화학적 결합제는 다성분계와 폴리머계 혼합물일 수 있다. 상기 다성분계는 왁스이고 바람직하게는 파라핀 왁스(paraffin wax)일 수 있다. 상기 폴리머계는 폴리프로필렌(polypropylene), 아크릴 수지(acrylic resin), 및 스테아르산(stearic acid)으로 이루어진 군에서 선택될 수 있지만, 이에 한정되는 것은 아니다. In an embodiment of the invention, the chemical binder may be a multicomponent and polymeric mixture. The multicomponent system is a wax and may preferably be a paraffin wax. The polymer system may be selected from the group consisting of polypropylene, acrylic resin, and stearic acid, but is not limited thereto.
본 발명의 구체예에서, 상기 고온 소결하는 단계에서 소결 시간은 1 내지 3시간, 1 내지 2시간 또는 2 내지 3시간일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다.In an embodiment of the present invention, the sintering time in the high temperature sintering step may be 1 to 3 hours, 1 to 2 hours or 2 to 3 hours, but is not limited thereto.
본 발명의 구체예에서, 상기 고온 소결하는 단계에서 소결 온도는 1275 내지 1325 ℃, 1285 내지 1315 ℃, 1295 내지 1315 ℃일 수 있으나 이에 제한되는 것은 아니다. In an embodiment of the present invention, the sintering temperature in the hot sintering step may be 1275 to 1325 ℃, 1285 to 1315 ℃, 1295 to 1315 ℃, but is not limited thereto.
본 발명의 구체예에서, 상기 사출성형은 800 내지 1300 bar의 압력으로 100 내지 150℃의 온도에서 수행될 수 있다.In an embodiment of the invention, the injection molding may be carried out at a temperature of 100 to 150 ℃ at a pressure of 800 to 1300 bar.
본 발명에 따른 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법에 따르면, 금속분말 사출성형 후, 고온 소결공정을 통해 자기적 손실을 감소시키는 FeSi 계 자성 코어를 얻을 수 있다.According to the FeSi-based magnetic core manufacturing method through the metal powder injection molding method according to the present invention, after the metal powder injection molding, it is possible to obtain a FeSi-based magnetic core to reduce the magnetic loss through a high temperature sintering process.
도 1은 본 발명의 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법을 모식도로 나타낸 것이다.1 is a schematic view showing a method of manufacturing a FeSi-based magnetic core through the metal powder injection molding method of the present invention.
도 1을 참조하여 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법을 살펴보면, FeSi 분말(10)과 화학적 결합제(20)를 혼합한 후, 사출성형하여 도넛 형상 시편(11)을 제조한다.Referring to Figure 1, the FeSi-based magnetic core manufacturing method through the metal powder injection molding method, after mixing the
상기 도넛 형상 시편(11)에서 화학적, 열적 탈지를 통해 화학적 결합제(20)를 제거한 후 고온 소결하여 Fe-Si 계 자성 코어(12)를 제조한다.
In the donut-shaped specimen 11, the
이하, 본 발명의 이해를 돕기 위하여 실시예를 들어 상세하게 설명하기로 한다. 다만 하기의 실시예는 본 발명의 내용을 예시하는 것일 뿐 본 발명의 범위가 하기 실시예에 한정되는 것은 아니다. 본 발명의 실시예는 당업계에서 평균적인 지식을 가진 자에게 본 발명을 보다 완전하게 설명하기 위해 제공되는 것이다.
BEST MODE FOR CARRYING OUT THE INVENTION Hereinafter, the present invention will be described in detail with reference to the following examples. However, the following examples are intended to illustrate the contents of the present invention, but the scope of the present invention is not limited to the following examples. Embodiments of the present invention are provided to more fully describe the present invention to those skilled in the art.
<실험예><Experimental Example>
하기의 실험예들은 본 발명에 따른 각각의 실시예에 공통적으로 적용되는 실험예를 제공하기 위한 것이다.The following experimental examples are intended to provide experimental examples that are commonly applied to each embodiment according to the present invention.
본 발명은 일본 ATMIX 사에서 제조된 Fe6.5%Si 분말을 사용하였다. The present invention used Fe6.5% Si powder manufactured by ATMIX of Japan.
표 1 및 도 2에는 본 발명에 사용된 분말의 조성과 형상 및 크기를 나타내었다. 구형 분말의 평균 크기는 약 10 μm이며 밀도는 7.51 g/㎤이다. 화학적 결합제로는 파라핀 왁스, 폴리프로필렌, 아크릴 수지, 및 스테아르산을 사용하고, 상기 파라핀 왁스 50 g, 상기 폴리프로필렌 30 g, 상기 아크릴 수지 10 g, 상기 스테아르산 10 g을 혼합한 후, 계림금속이 보유한 사출성형기(NEX 50, Nissei)를 사용하여 도넛 형상 시편으로 사출하였다. 사출된 시편에서 왁스 결합제를 제거하기 위해서 100% N-헥산을 사용하여 사출성형 된 도넛 형상 시편이 완전히 침수되도록 하여 20시간 정도 화학적 탈지를 수행하였고, 이후 잔존하는 결합제를 제거하기 위해 열적 탈지와 소결을 한번에 수행하였다. 도 3과 같이 상온에서부터 분당 2 ℃의 속도로 승온하여 600 ℃에서 2시간 동안 유지하여 열적 탈지(thermal debinding)를 수행한 후 다시 분당 2 ℃로 승온하여 온도를 상승시켜 1100, 1200, 그리고 1300 ℃에서 2시간 동안 고온 소결을 수행하였다. 탈지 및 소결 공정은 모두 불활성 가스인 고순도 질소 분위기에서 수행하였다. Table 1 and Figure 2 shows the composition, shape and size of the powder used in the present invention. The average size of the spherical powder is about 10 μm and the density is 7.51 g / cm 3. Paraffin wax, polypropylene, acrylic resin, and stearic acid are used as the chemical binder, and 50 g of the paraffin wax, 30 g of the polypropylene, 10 g of the acrylic resin, and 10 g of the stearic acid are mixed. This injection molding machine (NEX 50, Nissei) was used to inject into the donut-shaped specimen. To remove the wax binder from the injected specimens, 100% N-hexane was used to completely submerge the injection molded donut-shaped specimens for 20 hours, followed by thermal degreasing and sintering to remove the remaining binder. Was performed at a time. As shown in FIG. 3, the temperature was raised at a rate of 2 ° C. per minute and maintained at 600 ° C. for 2 hours to perform thermal debinding. Then, the temperature was raised to 2 ° C. per minute and the temperature was increased to 1100, 1200, and 1300 ° C. Hot sintering was carried out for 2 hours at. Degreasing and sintering processes were all performed in a high purity nitrogen atmosphere which is an inert gas.
<실시예 1> 미세조직 변화 검토Example 1 Examination of Microstructure Change
소결 후 미세조직을 관찰하기 위해, Nital 용액에서 부식한 후 광학현미경 관찰을 통해 결정립의 크기와 시편 내부에 존재하는 기공률을 영상분석기(Image pro+)로 측정하였다.In order to observe the microstructure after sintering, the size of the crystal grains and the porosity present in the specimen were measured by an image analyzer (Image pro +) through corrosion of the Nital solution and optical microscope observation.
도 4는 세 가지 다른 소결온도에 따른 Fe6.5%Si 소재의 미세조직을 나타낸 Optical 이미지이다. Figure 4 is an optical image showing the microstructure of the Fe6.5% Si material according to three different sintering temperature.
도 4를 살펴보면, 미세조직은 페라이트(ferrite) 단상으로 이루어져 있으며 다수의 미세 기공들이 관찰되었다. 영상분석기를 통해 분석한 미세조직학적 결과를 표 2에 나타내었다. Referring to Figure 4, the microstructure consists of a ferrite single phase and a number of micropores were observed. Table 2 shows the micro histological results analyzed by the image analyzer.
일반적으로 분말 야금된 소재의 경우 소결온도가 증가함에 따라 결정립 성장이 발생한다고 알려져 있다. 1100와 1200 ℃결과를 비교하였을 때 결정립의 크기는 약 2배 정도 차이를 나타냈다(도 4(a)와 (b)). 소결을 1300 ℃에서 수행한 경우 도 4(c)에서 보이는 바와 같이, 두 조건에 비해 결정립이 크게 성장하였다. In general, in the case of powder metallurgy, grain growth is known to occur as the sintering temperature increases. When comparing the results of 1100 and 1200 ℃ the grain size was about 2 times the difference (Fig. 4 (a) and (b)). When sintering was carried out at 1300 ℃ as shown in Figure 4 (c), the grains were grown significantly compared to the two conditions.
소결 후 미세 기공의 형성과 관련하여, 1300 ℃의 소결조건에서 기공률은 약 5 %이며 본 실험조건에서 가장 높은 소결밀도 값을 나타내었다(도 4(c)). In relation to the formation of micropores after sintering, the porosity was about 5% at the sintering condition of 1300 ° C. and showed the highest sintered density value in this experimental condition (FIG. 4 (c)).
표 2에 결정립과 기공의 종횡비(aspect ratio) 결과를 제시하였다. 기공의 종횡비 값이 0에 가까울수록 구형을 갖는데 1100 ℃의 경우 0.51인데 비해 1300 ℃에서는 0.19로 2배 이상 낮은 종횡비 값을 나타내었다. 따라서 고온소결을 1300 ℃에서 수행하였을 경우 페라이트 결정립 크기는 가장 조대하였으며 주로 구형 기공이 발달되었으며 이때 기공률은 가장 낮았다.
Table 2 shows the results of aspect ratio of grains and pores. The closer to 0 the pore aspect ratio was, the more spherical it was, which was 0.51 at 1100 ° C and 0.19 at 1300 ° C, more than twice the aspect ratio. Therefore, when the high temperature sintering was carried out at 1300 ℃, the ferrite grain size was the largest, mainly spherical pores developed, and the porosity was the lowest.
<실시예 2> 자기적 물성 검토Example 2 Investigation of Magnetic Properties
자기적 물성은 도넛 모양으로 제조된 FeSi 소재에 이력곡선 측정기(AE TECHRON BH curve tracer)와 자기이력 손실측정기(IWATSU BH analyzer)을 사용하여 자기이력 곡선(hysteresis curve) 및 자기이력 손실(magnetic hysteresis loss)값을 각각 측정하였다.
Magnetic properties are characterized by a hysteresis curve and magnetic hysteresis loss using a hysteresis curve (AE TECHRON BH curve tracer) and an IWATSU BH analyzer on a donut-shaped FeSi material. ) Values were measured respectively.
도 5는 금속분말 사출성형된 Fe6.5%Si 합금의 세 가지 소결온도에 따른 자기이력 곡선을 보여주고 있으며, 도 5(b)는 자기 투자율(magnetic permeability) 및 포화 보자력(coercivity)을 측정하기 위해서 도 5(a)의 원점 부근을 확대한 사진이다. 자기이력 곡선으로부터 대표적인 자기적 물성인 자기 투자율, 포화 자화(saturation magnetization), 그리고 보자력을 평가할 수 있는데 측정값을 표 3에 나타내었다.
FIG. 5 shows magnetic hysteresis curves according to three sintering temperatures of the metal powder injection molded Fe6.5% Si alloy, and FIG. 5 (b) shows magnetic permeability and saturation coercivity. It is a photograph which enlarged the vicinity of the origin of FIG. 5 (a). Representative magnetic properties such as magnetic permeability, saturation magnetization, and coercivity can be evaluated from the hysteresis curve. The measured values are shown in Table 3.
일반적으로 연자성 소재의 경우 비교적 낮은 외부 자기장으로 자화와 탈자화가 쉽게 이루어져야 하는데 이를 위해서는 높은 자기 투자율 및 포화 자화 그리고 낮은 포화 보자력을 지니고 있어야 한다. 이러한 조건에서 자기이력 에너지 손실값이 낮기 때문에 연자기 물성이 향상된다. In general, soft magnetic materials have to be easily magnetized and demagnetized with a relatively low external magnetic field. This requires high magnetic permeability, saturation magnetization, and low saturation coercivity. Under these conditions, the magnetic hysteresis loss is low and the soft magnetic properties are improved.
표 3으로부터 본 소재를 1300 ℃에서 소결하였을 경우 다른 두 조건에 비해 자기 투자율 및 포화 자화값은 상대적으로 높았으며 반면 포화 보자력 값은 약 1.84 kA/m 정도로 가장 낮은 값을 보였다. From Table 3, when the material was sintered at 1300 ℃, the magnetic permeability and saturation magnetization value were relatively higher than those of the other two conditions, while the saturation coercivity value was the lowest as about 1.84 kA / m.
또한 도 4와 같이 1300 ℃ 조건에서 소결한 경우 페라이트 결정립 크기가 가장 조대하기 때문에 포화 보자력 값이 가장 낮았다. In addition, when sintered at 1300 ℃ conditions as shown in Figure 4 because the ferrite grain size is the largest, the saturation coercivity value was the lowest.
한편, 포화 보자력에 있어 고려해야 할 요소는 기공의 존재이다. 금속분말 사출성형 후 필연적으로 존재하는 미세 기공들도 결정립계처럼 자기 도메인 벽의 움직임을 제한하기 때문에 포화 보자력 값을 상승시킨다. 본 발명에서 소결온도가 증가함에 따라 기공률이 점진적으로 감소하기 때문에(혹은 밀도가 증가하기 때문에) 1300 ℃ 조건에서 고온 소결을 수행할 경우 포화 보자력값이 가장 낮게 측정되었다. 이처럼 높은 결정립도 및 밀도(densification)로 인해 1300 ℃에서 소결한 경우 다른 소결조건 결과와 비교할 때 상대적으로 높은 포화 자화값 및 낮은 포화 보자력 값을 나타냈다. 더불어 소결온도가 증가함에 따라 자기 이력곡선 내 면적이 감소하기 때문에 자기이력 손실값이 작다.On the other hand, the factor to be considered in the saturation coercivity is the presence of pores. Micropores inevitably present after metal powder injection molding also increase the saturation coercivity because they restrict the movement of the magnetic domain wall like grain boundaries. In the present invention, since the porosity gradually decreases (or increases in density) as the sintering temperature is increased, the saturation coercivity value is the lowest when performing high temperature sintering at 1300 ° C. Due to the high grain size and densification, when sintered at 1300 ° C., the saturation magnetization values and the low saturation coercivity values were relatively high when compared with other sintering conditions. In addition, as the sintering temperature increases, the area of the magnetic hysteresis curve decreases, so the magnetic hysteresis loss is small.
본 발명에 따른 금속분말 사출성형법을 통해 제조한 FeSi 계 자성 코어의 미세조직 및 자기적 물성 측면을 기존의 분말 야금법을 통해 제조한 FeSi 계 자성 코어 및 정상응고를 통해 제조한 FeSi 계 자성 코어와 비교하면 표 4와 같다. FeSi-based magnetic core and FeSi-based magnetic core prepared through the normal solidification of the fine structure and magnetic properties of the FeSi-based magnetic core prepared by the metal powder injection molding method according to the present invention In comparison, it is shown in Table 4.
도 6은 1~20 kHz 사이의 측정 주파수에서 소결온도에 따른 자기이력 손실을 나타낸 그래프이다. 주파수 세기와 자기이력 손실값은 일반적으로 선형적 비례관계를 가지고 있으며, 본 결과도 동일한 경향성을 나타내었다. 각 주파수에 따른 자기이력 손실값의 경향성을 살펴보면 소결온도에 관계없이 낮은 주파수 조건에서는 자기이력 손실값의 차이는 미비한데 비해 주파수 세기가 증가함에 따라 값의 차이는 소결온도가 증가함에 따라서 현저하다. 20 kHz 주파수에서 1300 ℃에서 소결한 소재의 자기이력 손실값(~770 mW/㎤)은 1100 ℃에서 소결한 경우(~1140 mW/㎤)에 비해 약 70% 낮았다.6 is a graph showing the magnetic history loss according to the sintering temperature at the measurement frequency between 1 ~ 20 kHz. Frequency intensity and magnetic hysteresis loss generally have a linear proportionality, and the results show the same tendency. In the tendency of the hysteresis loss value according to each frequency, the difference in the hysteresis loss value is insignificant at low frequency regardless of the sintering temperature, but the difference in value is remarkable as the sintering temperature increases as the frequency intensity increases. The magnetic hysteresis loss (~ 770 mW / cm 3) of the material sintered at 1300 ° C. at 20 kHz was about 70% lower than that at 1100 ° C. (~ 1140 mW / cm 3).
종합해보면 자기적 물성과 관련하여 소결온도가 증가할수록 포화 자화값은 증가한 반면 보자력 값은 감소하였으며, 결정립 성장이 급격히 발생한 1300 ℃ 조건에서 포화 자화값은 가장 높은 1.22 tesla 였다. 보자력은 소결온도 증가에 따른 결정립 성장(혹은 입계감소)및 기공률 감소(혹은 고밀도화)에 의해 감소하였으며 1300 ℃ 조건에서 가장 낮은 1.84 kA/m을 보였다. 또한 금속분말 사출성형된 Fe6.5%Si 합금에서 소결온도가 증가할수록 자기이력 손실값이 감소하여 자화탈자화에 따른 연자기적 물성이 향상되었다.
In summary, as the sintering temperature increased, the saturation magnetization value increased while the coercive force value decreased, and the saturation magnetization value was 1.22 tesla, the highest at 1300 ℃. The coercive force was decreased by grain growth (or grain boundary reduction) and porosity reduction (or densification) with increasing sintering temperature and the lowest 1.84 kA / m at 1300 ℃. In addition, as the sintering temperature was increased in the metal powder injection-molded Fe6.5% Si alloy, the magnetic hysteresis loss decreased, and the soft magnetic properties due to magnetization demagnetization were improved.
이상으로 본 발명의 특정한 부분을 상세히 기술하였는 바, 당업계의 통상의 지식을 가진 자에게 있어서, 이러한 구체적 기술은 단지 바람직한 실시예일 뿐이며, 이에 의해 본 발명의 범위가 제한되는 것이 아닌 점은 명백할 것이다. 따라서, 본 발명의 실질적인 범위는 첨부된 청구항들과 그것들의 등가물에 의하여 정의된다고 할 것이다. While the present invention has been particularly shown and described with reference to exemplary embodiments thereof, it is to be understood that such detail is solved by the person skilled in the art without departing from the scope of the invention. will be. Accordingly, the actual scope of the present invention will be defined by the appended claims and their equivalents.
10: FeSi 분말
11: 도넛 형상 시편
12: FeSi 계 자성 코어
20: 화학적 결합제10: FeSi powder
11: Donut Shaped Specimen
12: FeSi magnetic core
20: chemical binder
Claims (6)
상기 도넛 형상 시편에서 화학적 결합제를 제거하기 위해 화학적 탈지 및 열적 탈지를 수행한 후 1275 내지 1325 ℃에서 고온 소결하는 단계;를 포함하는 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법. Mixing the FeSi powder and the chemical binder, followed by injection molding to prepare a donut shaped specimen; And
A method of manufacturing a FeSi-based magnetic core through a metal powder injection molding method comprising: performing a chemical degreasing and thermal degreasing to remove a chemical binder from the donut-shaped specimen, followed by high temperature sintering at 1275 to 1325 ° C.
상기 FeSi 분말의 Si의 함량이 FeSi 분말 100 중량부 대비 5 내지 8 중량부인 것인, 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법. The method of claim 1,
The Si content of the FeSi powder is 5 to 8 parts by weight based on 100 parts by weight of FeSi powder, FeSi-based magnetic core manufacturing method through a metal powder injection molding method.
상기 화학적 결합제는 다성분계와 폴리머계 혼합물인 것인, 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법. The method of claim 1,
The chemical binder is a multi-component and polymer-based mixture, FeSi magnetic core manufacturing method through a metal powder injection molding method.
상기 화학적 탈지, 열적 탈지 및 고온 소결하는 단계는 비활성 기체 분위기에서 수행하는 것인, 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법. The method of claim 1,
Wherein the chemical degreasing, thermal degreasing and hot sintering step is performed in an inert gas atmosphere, FeSi-based magnetic core manufacturing method through a metal powder injection molding method.
상기 고온 소결하는 단계에서 소결 시간은 1 내지 3시간인 것인, 금속분말 사출성형법을 통한 FeSi 계 자성 코어 제조방법. The method of claim 1,
The sintering time in the step of high temperature sintering is 1 to 3 hours, FeSi-based magnetic core manufacturing method through a metal powder injection molding method.
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