KR101399429B1 - Appratus for processing a strip made of soft magnetic materials - Google Patents
Appratus for processing a strip made of soft magnetic materials Download PDFInfo
- Publication number
- KR101399429B1 KR101399429B1 KR1020120125997A KR20120125997A KR101399429B1 KR 101399429 B1 KR101399429 B1 KR 101399429B1 KR 1020120125997 A KR1020120125997 A KR 1020120125997A KR 20120125997 A KR20120125997 A KR 20120125997A KR 101399429 B1 KR101399429 B1 KR 101399429B1
- Authority
- KR
- South Korea
- Prior art keywords
- soft magnetic
- magnetic material
- material strip
- roller
- heat
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
- H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/153—Amorphous metallic alloys, e.g. glassy metals
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22D—CASTING OF METALS; CASTING OF OTHER SUBSTANCES BY THE SAME PROCESSES OR DEVICES
- B22D11/00—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths
- B22D11/06—Continuous casting of metals, i.e. casting in indefinite lengths into moulds with travelling walls, e.g. with rolls, plates, belts, caterpillars
- B22D11/0637—Accessories therefor
- B22D11/064—Accessories therefor for supplying molten metal
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C21—METALLURGY OF IRON
- C21D—MODIFYING THE PHYSICAL STRUCTURE OF FERROUS METALS; GENERAL DEVICES FOR HEAT TREATMENT OF FERROUS OR NON-FERROUS METALS OR ALLOYS; MAKING METAL MALLEABLE, e.g. BY DECARBURISATION OR TEMPERING
- C21D6/00—Heat treatment of ferrous alloys
- C21D6/007—Heat treatment of ferrous alloys containing Co
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/003—Making ferrous alloys making amorphous alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0213—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s)
- H01F41/0226—Manufacturing of magnetic circuits made from strip(s) or ribbon(s) from amorphous ribbons
Abstract
본 발명에 의하면 비정질 상태의 연속된 연자성체 스트립을 자기장 안에서 고속으로 가열처리하여 상기 비정질 연자성체 스트립을 나노결정화하는 가열단계와; 상기 가열된 연자성체 스트립을 성형과 동시에 냉각하는 성형/냉각단계;를 포함하여 구성되는 연자성체 스트립 가공방법 및 이를 구현하기 위한 장치가 제공된다. According to another aspect of the present invention, there is provided a method of manufacturing a soft magnetic material strip, comprising: heating a continuous soft magnetic material strip in an amorphous state at a high speed in a magnetic field to nanocrystallize the amorphous soft magnetic material strip; And a shaping / cooling step of cooling the heated soft magnetic material strip at the same time as cooling the soft magnetic material strip, and an apparatus for implementing the soft magnetic material strip processing method.
Description
본 발명은 비정질 연자성체 스트립의 가공에 관한 것으로서, 특히 우수한 연자성 특성을 갖는 자심(磁心, magnetic core) 등의 성형물을 연속 생산할 수 있는 연자성체 스트립의 가공 방법 및 장치에 관한 것이다.The present invention relates to an amorphous soft magnetic material strip, and more particularly, to a method and apparatus for processing a soft magnetic material strip capable of continuously producing a molding such as a magnetic core having excellent soft magnetic properties.
비정질 연자성체는 Fe-P-C 에서 시작하여 저 로스재인 Fe-Si-B나 고 Bs조성인 Fe-B-C등이 개발되어 왔다. 비정질 연자성체는 손실이 낮기 때문에 트랜스 재료로서 기대되고 있지만 규소강판 등의 종래 재료에 비해 코스트가 높고 Bs가 낮기 때문에 비정질 연자성체는 아직 잘 보급되지 않고 있다. The amorphous soft magnetic material has been developed from Fe-P-C to Fe-Si-B, which is a low loss material, and Fe-B-C, which has a high Bs composition. The amorphous soft magnetic material is expected to be a trans material because of its low loss, but the amorphous soft magnetic material has not yet been widely used because it has high cost and low Bs compared to conventional materials such as silicon steel sheets.
1980년대 후반부터 종래의 비정질 연자성체와는 달리 결정화 온도의 저온 측에 유리천이가 관측되어 과냉각 액체 영역이 출현하는 금속 유리로 불리는 합금계가 개발되어 초냉각 및 과냉각 액체 영역은 유리 구조의 안정에 관계가 있다고 생각할 수 있어 종래에 없는 비정질 형성능이 우수한 합금계이다. 예를 들면, Ln-Al-TM이나 Zr-Al-Ni, Pd-Cu-Ni-P 계 합금이 발견되고 있어 두께 수mm 정도의 금속 유리 벌크재를 제작할 수 있다. Fe 기금속유리에 대해도 1990 년대 중반부터 발견되고 있어 두께 1 mm이상의 금속 유리 벌크재의 가능한 조성이 보고되고 있다. 예를 들어 Fe-(Al, Ga)-(P, C, B, Si)나 Fe-(Co, Ni)-(Zr, Hf, Nb)- B, Fe-(Cr, Mo)-Ga-P-C-B, Fe-Co-RE-B 등이 있다. Unlike conventional amorphous soft magnetic materials, glass transition was observed on the low temperature side of the crystallization temperature from the late 1980s, and an alloy system called a metal glass in which a supercooled liquid region appeared was developed. And is an alloy system excellent in amorphous forming ability which is not conventionally known. For example, Ln-Al-TM, Zr-Al-Ni and Pd-Cu-Ni-P alloys have been found, and metal glass bulk materials having a thickness of several millimeters can be produced. Fe-based metallic glass has also been found since the mid-1990s, and possible compositions of metallic glass bulk materials having a thickness of 1 mm or more have been reported. (Zr, Hf, Nb) -B, Fe- (Cr, Mo) -Ga-PCB, , Fe-Co-RE-B, and the like.
이러한 비정질 연자성체는 스트립으로 제작하여 적층하거나 권취한 자심으로 사용할 수 있다. Such an amorphous soft magnetic material can be used as a magnetic core which is made into a strip and laminated or wound.
종래, 공극을 통해 대향시킨 코일 사이에 발생하는 전자 유도 작용을 이용하여 비접촉으로 전력을 전송하는 방식은 무선 파워 스테이션이라 하며, 그 이용 예로는 비접촉 전력 전송을 행하여 얻는 것으로서, 예를 들어 인공 심장 구동 장치에 유효한 전력 공급 수단으로 꼽히고 있다. 이러한 무선 파워 스테이션은 인공 심장 구동 장치에 전력 공급 수단 이외에도 휴대용 가전 제품, IC 태그 시스템 등의 전력 공급 및 배터리 충전에도 응용 가능하다.Conventionally, a system for transmitting electric power in a noncontact manner using an electromagnetic induction action generated between coils opposed to each other via a gap is called a wireless power station. The use of the system is achieved by performing contactless power transmission. For example, It is considered to be an effective power supply for the device. Such a wireless power station can be applied not only to a power supply means for an artificial heart driving device but also to a power supply of a portable electronic appliance, an IC tag system, and a battery charging.
공극을 통해 대향 코일의 전자 유도 작용을 이용하여 비접촉으로 전력을 전송하는 장치에 있어서, 상기 대향 코일의 바깥 부분에 연 자성 페라이트 판을 복수개 부설하여 되는 페라이트 시트를 장착한 비접촉 전력 전송 장치가 특개 2003-45731 호 공보에 개시되어있다.A noncontact power transmission device equipped with a ferrite sheet provided with a plurality of soft magnetic ferrite plates on the outer portion of the opposing coils, comprising: -45731.
또한 서로 마주보고 있는 평면 소용돌이 형 코일의 바깥 부분에 연 자성 페라이트 시트 칩을 펼쳐서 만든 페라이트 시트를 배치함으로써 비접촉 전력 전송이 양호하고, 발열이 거의 없고, 가요성이 있는 트랜스 부를 실현할 수 있다. 또한 페라이트 부의 가요성은 페라이트 칩을 플라스틱 시트 등에 붙여 페라이트 시트 모양으로 형성하여 어느 정도의 변형 가능성을 부여하는 언급도 있다.Further, by arranging the ferrite sheet formed by spreading the soft magnetic ferrite sheet chip on the outer portion of the flat spiral coil facing each other, it is possible to realize a transformer portion having good contactless power transmission and little heat generation and flexibility. The flexibility of the ferrite portion is also referred to as imparting some degree of deformability by forming the ferrite chip into a plastic sheet or the like in the form of a ferrite sheet.
변압기, 모터 등의 자심(magnetic core, 磁心) 재료로 사용되는 연자성 재료는 고투자율, 저보자력, 고포화자화의 특성이 요구된다. 기존의 규소강판(Silicon steel)은 높은 포화자화를 보이는 반면에, 비정질 연자성 재료에 비해 상대적으로 낮은 투자율과 높은 보자력으로 에너지 변환손실(철손)이 크다. Soft magnetic materials used as magnetic cores of transformers and motors are required to have high permeability, low coercive force and high saturation magnetization. Conventional silicon steel shows high saturation magnetization, but has a relatively low permeability and high coercive force as compared with amorphous soft magnetic material, resulting in large energy conversion loss (iron loss).
이를 해결하기 위해서 최근 일본의 동북대학 금속재료연구소의 마키노 및 NEC-TOKIN에서는 나노결정질 연자성 재료에 관심을 갖고 이의 상업화에 성공하였다.In order to solve this problem, Makino and NEC-TOKIN of Tohoku University's Metal Materials Research Institute in Japan have recently succeeded in commercialization of nanocrystalline soft magnetic materials.
마키노 교수는 비정질의 철합금을 고속 열처리를 통해서 나노결정화가 가능함을 밝혀냈다. 그러나, 이의 상용화를 위해서는 변압기나 모터의 자심형상을 구성하기 전에 열처리를 해야만 하는 문제가 있다. 예를 들어, 변압기나 모터의 자심형상으로 비정질 철합금의 스트립을 적층(stacking)한 다음 열처리를 할 경우, 나노결정화 과정의 발열반응에 의해 급격한 온도상승이 동반되어 온도 제어가 어려워지고, 그 결과로서 나노결정화의 급격한 성장으로 연자성 특성이 나빠지게 된다.
Professor Makino has found that nanocrystalline amorphous iron alloys are available through rapid thermal annealing. However, there is a problem in that heat treatment must be performed before forming the magnetic core of the transformer or the motor in order to commercialize it. For example, when a strip of an amorphous iron alloy is stacked as a magnetic core of a transformer or a motor and then subjected to a heat treatment, temperature control is difficult due to a rapid temperature rise accompanying an exothermic reaction of the nanocrystallization process, The soft magnetic properties are deteriorated due to the rapid growth of nanocrystallization.
따라서 본 발명의 주된 목적은 최적의 나노결정화로 우수한 연자성 특성을 갖는 성형물을 산출할 수 있는 비정질 연자성 스트립의 가공방법을 제공하는 데에 있다.Therefore, a main object of the present invention is to provide a method of processing an amorphous soft magnetic strip capable of producing a molded article having excellent soft magnetic properties by optimal nanocrystallization.
본 발명의 다른 목적은 개선된 성능의 연자성 자심을 제공하는 데에 있다. Another object of the present invention is to provide an improved performance soft magnetic core.
본 발명의 또 다른 목적은 개선된 성능의 전자기장치를 제공하는 데에 있다.
It is still another object of the present invention to provide an improved performance electromagnetic device.
상기한 문제를 해결하기 위한 연구에서 본 발명자는 나노결정화를 위한 열처리와 필요로 하는 형상으로의 성형 - 예를 들어 롤링(rolling) 또는 스태킹(stacking)에 의한 자심 성형 - 이 병행되고, 이에 더하여 열처리 후 나노결정화에 의한 재료의 취성(brittleness)에 의한 가공 간의 재료의 손상을 최소화하여야 상기한 목적을 달성할 수 있다는 사실을 알게 되어 본 발명을 안출하게 된 것이다.In order to solve the above problems, the inventor of the present invention has found that heat treatment for nanocrystallization and molding into a desired shape (for example, rolling or stacking) The present inventors have found that the above object can be achieved by minimizing the damage of the material between the processing due to the brittleness of the material by the post-nanocrystallization.
그러므로 본 발명에 의하면 비정질 상태의 연속된 연자성체 스트립을 자기장 안에서 고속으로 가열처리하여 상기 비정질 연자성체 스트립을 나노결정화하는 가열단계;Therefore, according to the present invention, there is provided a method of manufacturing a soft magnetic material, comprising the steps of: heating a continuous soft magnetic material strip of amorphous state at a high speed in a magnetic field to nanocrystallize the amorphous soft magnetic material strip;
상기 가열된 연자성체 스트립을 성형과 동시에 냉각하는 성형/냉각단계;를 포함하여 구성되는 연자성체 스트립 가공방법이 제공된다.
And a shaping / cooling step of cooling the heated soft magnetic material strip at the same time as cooling the soft magnetic material strip.
바람직하게 본 발명에 의하면 상기 성형이 코일상 자심 성형임을 특징으로 하는 연자성체 스트립 가공방법이 제공된다.
Preferably, according to the present invention, the molding is a coarse core-core molding.
바람직하게 본 발명에 의하면 상기 비정질 연자성체 스트립은 연자성체의 용탕을 노즐을 통해 회전 냉각롤에 취부(吹付)하여 냉각한 후 권취하는 것에 의해 제조되는 것을 특징으로 하는 연자성체 스트립 가공방법이 제공된다.
Preferably, according to the present invention, the amorphous soft magnetic material strip is produced by winding a soft magnetic material melt onto a rotating cooling roll through a nozzle, cooling and winding the soft magnetic material strip. .
바람직하게 본 발명에 의하면 상기 가열단계에서 발생한 열이 성형/냉각단계로 전달되는 것을 방지하기 위하여 차열(heat shield)하는 것을 특징으로 하는 연자성체 스트립 가공방법이 제공된다.
Preferably, according to the present invention, a heat shield is formed to prevent heat generated in the heating step from being transferred to the molding / cooling step.
바람직하게 본 발명에 의하면 불활성 분위기에서 수행되는 것을 특징으로 하는 연자성체 스트립 가공방법이 제공된다.Preferably, according to the present invention, a method of machining soft magnetic material strip is provided, which is performed in an inert atmosphere.
또한 본 발명에 의하면 According to the present invention,
비정질 연자성체 스트립의 공급 롤; A feed roll of an amorphous soft magnetic material strip;
상기 공급 롤로부터 공급되는 연자성체 스트립이 내부를 통과하는 제1 자기장 형성 코일;A first magnetic field generating coil through which the soft magnetic material strip supplied from the supply roll passes;
상기 제1 자기장 형성 코일을 통과하여 공급되는 연자성체 스트립을 고속으로 가열하기 위한 고속 회전 롤러-히터 어셈블리; A high-speed rotating roller-heater assembly for rapidly heating the soft magnetic material strip supplied through the first magnetic field generating coil;
상기 가열된 연자성체 스트립이 내부를 통과하는 제2 자기장 형성 코일; 및A second magnetic field generating coil through which the heated soft magnetic material strip passes; And
상기 제2 자기장 형성 코일을 통과하여 공급되는 연자성체 스트립을 성형과 동시에 냉각하기 위한 성형기-냉각기 어셈블리;를 포함하여 구성되는 연자성체 스트립 가공장치가 제공된다.
And a molding machine-cooler assembly for cooling and simultaneously cooling the soft magnetic material strip supplied through the second magnetic field generating coil.
바람직하게 본 발명에 의하면 상기 고속 회전 롤러-히터 어셈블리와 상기 성형기-냉각기 어셈블리 사이에 배치되는 차열 수단을 더 구비하는 것을 특징으로 하는 연자성체 스트립 가공장치가 제공된다.
Preferably, according to the present invention, there is further provided a device for machining soft magnetic material strip, characterized by further comprising a differential means disposed between the high-speed rotating roller-heater assembly and the molding machine-cooler assembly.
바람직하게 본 발명에 의하면 상기 차열 수단이 전면에 경면이 형성되고 후면이 단열재로 되는 것을 특징으로 하는 연자성체 스트립 가공장치가 제공된다.
Preferably, according to the present invention, the heat shielding means is formed with a mirror surface on the front surface and a rear surface is formed with a heat insulating material.
바람직하게 본 발명에 의하면 불활성 분위기의 챔버 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 연자성체 스트립 가공장치가 제공된다.
Preferably, according to the present invention, a soft magnetic material strip processing apparatus is provided in a chamber of an inert atmosphere.
상기 성형기-냉각기 어셈블리의 성형기가 연자성체 스트립을 코일 형태로 권취하는 롤링 롤러(rolling roller) 또는 연자성체 스트립을 코일 형태로 적재하는 스태커(stacker)인 것을 특징으로 하는 연자성체 스트립 가공장치가 제공된다.
A molding machine of the molding machine-cooler assembly is a rolling roller for winding the soft magnetic material strip in a coil form or a stacker for stacking the soft magnetic material strip in a coil form .
본 발명에 따르는 연자성체 스트립 가공 방법 및 장치는 다음과 같은 장점이 있다. The soft magnetic material strip processing method and apparatus according to the present invention has the following advantages.
첫째, 한 개의 챔버 내에서 모든 공정이 가능하다는 점으로, 가열과 냉각은 전도에 의한 열전달에 의해 이루어지므로 챔버 전체를 가열하거나 냉각할 필요가 없고, 가열과 냉각에 사용되는 롤러(드럼)가 서로 크게 영향을 미치지 않는다. First, since all the processes are possible in one chamber, heating and cooling are performed by heat transfer by conduction, so there is no need to heat or cool the entire chamber and the rollers (drums) used for heating and cooling It does not affect much.
둘째, 직접 전도방식에 의한 가열과 냉각에 의해, 매우 높은 가열 및 냉각속도를 실현할 수 있다. 복사나 대류에 의한 가열/냉각에 비해 수백 배 이상 빠른 열전달 효과를 발휘할 수 있다.Second, very high heating and cooling rates can be achieved by heating and cooling by direct conduction. The heat transfer effect can be exhibited several hundred times faster than that of heating / cooling by radiation or convection.
셋째, 롤의 접촉 면적과 접촉시간을 조절함으로써 적절한 열처리 시간을 제어할 수 있다. 동일한 챔버 안에서 롤의 회전 속도 및 접촉 면적을 조정함으로써 스트립의 열처리 시간을 손쉽게 조절가능하다.Third, the appropriate heat treatment time can be controlled by adjusting the contact area and the contact time of the roll. By adjusting the rotation speed and contact area of the roll in the same chamber, the heat treatment time of the strip can be easily adjusted.
넷째, 자장 중 열처리를 통해 최적의 연자성 특성을 얻어낼 수 있다. 가열 과정의 전후에 자장 형성용 코일을 통과시킴으로써, 나노결정화 과정에서 자화 용이축으로의 결정화를 가능하게 할 수 있다. 이를 통해서 원통형으로 감은 형상에서도 자기적으로 방향성을 갖는 나노결정질 자심을 얻을 수 있다. Fourth, the optimum soft magnetic properties can be obtained through heat treatment in the magnetic field. By passing the magnetic field forming coils before and after the heating process, it is possible to crystallize to the easy magnetization axis during the nanocrystallization process. Through this, it is possible to obtain a magnetocrystalline nanocrystalline core with a cylindrical shape.
다섯째, 원통형의 비정질 스트립 코어의 열처리를 연속해서 실시 가능하다. 열처리가 완료된 코어는 축을 따라 밀려나고, 열처리 전의 코어가 동시에 열처리 위치로 이동함으로써 연속 열처리가 가능하게 된다. Fifth, heat treatment of a cylindrical amorphous strip core can be performed continuously. The core after the heat treatment is pushed along the shaft, and the core before the heat treatment moves to the heat treatment position at the same time, thereby enabling continuous heat treatment.
여섯째, 가열에 사용되는 열원이 가열용 롤에 직접 연결됨으로써 불필요한 에너지의 낭비를 줄일 수 있다. 일반적인 열처리 로(Furnace)가 챔버 전체를 가열하는데 반해서, 비정질 스트립을 가열하는 롤러에 직접적으로 열을 전달하고, 가열용 롤러를 단열함으로써 복사 및 대류에 의한 열손실을 최소화할 수 있으며, 보다 정확하고 정밀한 온도제어가 가능하다.
Sixth, the heat source used for heating is directly connected to the heating roll, thereby reducing unnecessary energy waste. While a typical furnace heats the entire chamber, it can transfer heat directly to the rollers heating the amorphous strip and insulate the heating rollers to minimize heat loss due to radiation and convection, Precise temperature control is possible.
도 1은 본 발명의 일 실시구현에 따르는 연자성체 스트립 가공장치의 개략적인 정면도이고,
도 2는 도 1에서 차열 수단을 배제한 상태에서 본 발명의 일 실시구현에 따르는 연자성체 스트립 가공장치의 개략적인 사시도이다. 1 is a schematic front view of a soft magnetic material strip processing apparatus according to one embodiment of the present invention,
FIG. 2 is a schematic perspective view of a soft magnetic material strip processing apparatus according to an embodiment of the present invention, with the heat storing means removed in FIG. 1. FIG.
이하, 본 발명을 구체적으로 설명하기로 한다. Hereinafter, the present invention will be described in detail.
본 발명에 따르는 연자성체 스트립의 가공방법은 비정질 상태의 연속된 연자성체 스트립을 자기장 하에서 가열처리하여 나노결정화 한 후, 성형과 동시에 냉각하는 것을 포함한다. The method of processing a soft magnetic material strip according to the present invention includes heat treating a continuous soft magnetic material strip in an amorphous state under a magnetic field to effect nanocrystallization and then cooling the same simultaneously with molding.
상기 가열처리는 비정질 상태의 연속된 연자성체 스트립을 자기장 안에서 고속으로 회전하는 가열 롤러의 표면에 일정 시간 접촉한 후 상기 가열 롤러의 표면에서 이탈시키는 고속 가열처리가 바람직하다. The heating treatment is preferably a rapid heating treatment in which a continuous soft magnetic material strip in an amorphous state is brought into contact with the surface of a heating roller rotating at high speed in a magnetic field for a certain period of time and then released from the surface of the heating roller.
본 발명에 따라 비정질 연자성체 스트립을 자장 중 열처리하면 통해 최적의 연자성 특성을 얻어낼 수 있다. 가열 과정의 전후에 자장 형성용 코일을 통과시킴으로써, 나노결정화 과정에서 자화 용이축으로의 결정화를 가능하게 할 수 있다. 이를 통해서 원통형으로 감은 형상에서도 자기적으로 방향성을 갖는 나노결정질 자심을 얻을 수 있다. 또한, 직접 전도방식의 가열은 매우 높은 가열속도를 실현할 수 있는 장점이 있다. 이와 같이 비정질의 연자성체 스트립을 고속으로 가열처리하면 연자성체 스트립에 나노크기의 미세 결정이 생성되는 나노결정화가 이루어진다. According to the present invention, the amorphous soft magnetic material strip is subjected to heat treatment in a magnetic field to obtain optimum soft magnetic properties. By passing the magnetic field forming coils before and after the heating process, it is possible to crystallize to the easy magnetization axis during the nanocrystallization process. Through this, it is possible to obtain a magnetocrystalline nanocrystalline core with a cylindrical shape. In addition, direct conduction heating has the advantage of achieving a very high heating rate. When the amorphous soft magnetic material strip is heat treated at such a high speed, nanocrystallization occurs in which nanocrystalline microcrystals are formed on the soft magnetic material strip.
가열처리에 의해 나노결정화된 연자성체 스트립은 소망하는 형상으로 성형함과 동시에 냉각한다. 예를 들어 자심을 제조하고자 하는 경우 연자성체 스트립을 냉각된 롤링 롤러에 롤링하는 것, 또는 연자성체 스트립을 코일형상으로 적재함과 동시에 적재중의 스트립을 냉각하는 것으로 성형과 냉각을 동시에 수행할 수 있다. The soft magnetic material strip nanocrystallized by the heat treatment is formed into a desired shape and cooled. For example, if the magnetic core is intended to be manufactured, the soft magnetic material strip may be rolled on a cooled rolling roller, or the soft magnetic material strip may be loaded in a coil shape while simultaneously cooling the strip during loading. .
비정질 연자성체 스트립이 상기한 바와 같은 가열 및 성형/냉각 과정을 거치면 나노결정화에 의한 재료의 취성(brittleness)에 의한 가공 간의 재료손상을 최소화할 수 있고, 온도제어가 용이하며, 나노결정화의 안정적인 성장으로 연자성 특성이 양호한 연자성 성형품의 제조가 가능하게 된다. When the amorphous soft magnetic material strip is heated and formed / cooled as described above, it is possible to minimize material damage during processing due to brittleness of the material due to nanocrystallization, to facilitate temperature control, to achieve stable growth of nanocrystallization It is possible to manufacture a soft magnetic molded article having excellent soft magnetic characteristics.
상기 비정질 연자성체 스트립은 연자성체 용탕을 노즐을 통해 회전 냉각롤에 취부(吹付)하여 냉각한 후 권취하는 것에 의해 제조할 수 있다. 이러한 비정질 연자성체 스트립의 제조에는 예를 들어 일본 공개특허 1992-288592호, 1992-288593호, 1992-279527호, 1992-288951호 등에 기술된 당 분야 공지의 방법을 이용할 수 있다. 본 발명에는 이러한 비정질 연자성체 스트립의 제조단계도 포함할 수 있음은 물론이다.The amorphous soft magnetic material strip can be produced by winding a soft magnetic material melt onto a rotating cooling roll through a nozzle, cooling and winding the soft magnetic material melt. For the production of such an amorphous soft magnetic material strip, for example, methods known in the art, such as those described in JP-A Nos. 1992-288592, 1992-288593, 1992-279527, and 1992-288951 can be used. Needless to say, the present invention may also include a step of manufacturing such an amorphous soft magnetic material strip.
또한, 비정질 연자성체 스트립의 가열단계에서 발생한 열이 성형/냉각단계로의 전달되는 것을 방지하기 위하여 차열하는 것이 바람직하다. 이러한 차열은 나노결정화의 급격한 성장을 방지하는 효과가 있다. It is also desirable to heat the amorphous soft magnetic material strip to prevent heat generated during the heating step from being transferred to the molding / cooling stage. This difference in heat has an effect of preventing the rapid growth of nanocrystallization.
또한 본 발명에 따르는 연자성체 스트립 가공방법은 불활성 분위기에서 수행하여 가공중의 연자성체 스트립이 산화되어 품질이 열화되는 것을 방지하는 것이 바람직하다. 이러한 불활성 분위기는 가공이 수행되는 공간의 공기를 제거하거나 또는 상기 공간을 불활성 가스로 채우는 것에 의해 구현할 수 있다.
It is also preferable that the soft magnetic material strip processing method according to the present invention is performed in an inert atmosphere to prevent deterioration of quality due to oxidation of the soft magnetic material strip during processing. This inert atmosphere can be realized by removing air in the space where the processing is performed or filling the space with an inert gas.
이하, 본 발명의 연자성체 스트립 가공방법을 구현하기에 바람직한 일 실시구현의 장치를 첨부도면을 참조하여 설명하기로 한다. DETAILED DESCRIPTION OF THE PREFERRED EMBODIMENTS Hereinafter, preferred embodiments of an apparatus for manufacturing soft magnetic material strip according to the present invention will be described with reference to the accompanying drawings.
도 1 및 2에 도시되는 연자성체 스트립 가공장치는 비정질 연자성체 스트립이 권취되어 있는 공급 롤(10); 상기 공급 롤로부터 해권되어 공급되는 연자성체 스트립이 내부를 통과하는 제1 자기장 형성 코일(21); 상기 제1 자기장 형성 코일을 통과하여 공급되는 연자성체 스트립을 고속으로 가열하기 위한 고속 회전 롤러-히터 어셈블리(30); 상기 가열된 연자성체 스트립이 내부를 통과하는 제2 자기장 형성 코일(22); 및 상기 제2 자기장 형성 코일을 통과하여 공급되는 연자성체 스트립을 성형과 동시에 냉각하기 위한 성형기-냉각기 어셈블리(40)를 구비한다. The soft magnetic material strip processing apparatus shown in Figs. 1 and 2 comprises a
본 장치에 있어서, 고속 회전 롤러-히터 어셈블리(30)는 도시되는 예와 같이 고속회전롤러(31)와 상기 롤러(31)의 표면을 향해 열기를 발산하여 롤러 표면을 가열하는 는 히터(32)로 구성할 수 있으며, 도시하지는 않으나 고속회전롤러(31)의 내부에 히터를 장치하여 상기 롤러(31)의 표면으로 열기를 전달하는 구조로 구성할 수도 있고, 또한 내부에 가열된 전열 유체가 순환하는 고속회전 가열롤러의 구조로 구성할 수도 있다. 이와 같은 구조를 채택하면 비정질 연자성체 스트립이 롤러에 직접 접촉하여 가열되는 방법으로 열처리를 실시할 수 있어 복사나 대류에 의한 가열에 비해 수백 배 이상 빠른 열전달 효과를 발휘할 수 있다. In this apparatus, the high-speed rotating roller-
또한 본 장치에 있어서, 성형기-냉각기 어셈블리(40)는 도시되는 예와 같이 스트립(S)을 말아서 코일상으로 성형하는 롤링 롤러(41)와 상기 롤링 롤러(41) 쪽으로 냉기를 발산하는 냉각기(42)로 구성할 수 있으며, 도시하지는 않으나 내부에 냉매가 순환하는 냉각/롤링 롤러의 구조로 구성할 수도 있고, 또한 가열된 스트립을 원형으로 적재하여 코일상으로 성형하는 스태커(stacker)와 적재되는 스트립으로 냉기를 발산하는 냉각기로 구성할 수도 있다. 이와 같은 구조를 채택하면 연자성체 스트립이 롤러에 직접 접촉하여 냉각되는 방법으로 냉각처리할 수 있어 복사나 대류에 의한 냉각에 비해 수백 배 이상 빠른 냉각 효과를 발휘할 수 있다. In this apparatus, the molding machine-
도시되는 예에서 롤링 롤러(41)는 회전과 동시에 직선운동을 하여 스트립을 연속적인 코일상으로 성형하는 롤러를 나타낸 것이다. In the illustrated example, the rolling
또한 본 발명에 따르는 연자성체 스트립 가공장치에는 상기 고속 회전 롤러-히터 어셈블리(30)와 상기 성형기-냉각기 어셈블리(40) 사이에 배치되는 차열 수단(50)을 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 차열 수단(50)을 배치하면 비정질 연자성체 스트립의 가열단계에서 발생한 열이 성형/냉각단계로의 전달되는 것을 방지하여 나노결정화의 급격한 성장을 방지할 수 있다. 바람직하게 차열 수단(50)은 그 전면에서 고속 회전 롤러-히터 어셈블리(30)로부터의 복사열을 반사하고 후면에서 복사를 차단하는 칸막이 구조로 설계된다. 예를 들어 차열 수단(50)은 전면에 경면이 형성되고 후면이 단열재로 되는 구성으로 설계하는 것이 바람직하다. 또한 차열 수단(50)은 예를 들어 칸막이 등의 구조로 설계할 수 있다. 또한 차열 수단(50)은 열 변형되지 않을 정도의 내열성을 갖는 것이 바람직하다. Also, in the soft magnetic material strip processing apparatus according to the present invention, it is preferable to dispose heat-generating means 50 disposed between the high-speed rotating roller-
또한 본 발명의 연자성체 스트립 가공장치는 불활성 분위기의 챔버 내에 배치하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 가공중의 연자성체 스트립이 산화되어 품질이 열화되는 것을 방지할 수 있어 효과적이다. It is also preferable that the soft magnetic material strip processing apparatus of the present invention is disposed in a chamber of an inert atmosphere. By doing so, it is possible to prevent the soft magnetic material strip during processing from being oxidized and deteriorating in quality, which is effective.
또한, 본 발명의 연자성체 스트립 가공장치에는 도 1에 나타낸 실시구현과 같이 비정질 연자성체 스트립 공급롤(10)과 가열롤러(30)의 사이에, 가열롤러(30)의 하류에, 또는 양자에 스트립진행 보조롤러(60)를 부설하는 것이 바람직하다. 이와 같이 하면 연자성체 스트립의 균일한 가열처리, 성형 및 냉각처리를 보장할 수 있게 된다.The soft magnetic material strip processing apparatus of the present invention is also applicable to the soft magnetic material strip processing apparatus of the present invention in such a manner as to be provided between the amorphous soft magnetic material
상기한 구성의 본 장치는 원통형의 비정질 스트립 코어의 열처리를 연속해서 실시 가능하다. 열처리가 완료된 코어는 축을 따라 밀려나고, 열처리 전의 코어가 동시에 열처리 위치로 이동함으로써 연속 열처리가 가능하게 된다. The apparatus of the above configuration can continuously perform the heat treatment of the cylindrical amorphous strip core. The core after the heat treatment is pushed along the shaft, and the core before the heat treatment moves to the heat treatment position at the same time, thereby enabling continuous heat treatment.
또한, 가열에 사용되는 열원이 가열용 롤에 직접 연결됨으로써 불필요한 에너지의 낭비를 줄일 수 있다. 일반적인 열처리 로(Furnace)는 챔버 전체를 가열하는데, 본 장치에서는 비정질 스트립을 가열하는 롤러에 직접적으로 열을 전달하고, 가열용 롤러를 차열함으로써 복사 및 대류에 의한 열손실을 최소화할 수 있으며, 보다 정확하고 정밀한 온도제어가 가능하다.
In addition, since the heat source used for heating is directly connected to the heating roll, waste of unnecessary energy can be reduced. In general, the furnace heats the entire chamber. In this apparatus, heat is directly transferred to the roller for heating the amorphous strip and the heating roller is heated to minimize heat loss due to radiation and convection. Accurate and precise temperature control is possible.
10: 비정질 연자성체 스트립 공급 롤러
21: 제1 자기장 형성 코일
22: 제2 자기장 형성 코일
30: 고속 회전 롤러-히터 어셈블리
40: 성형기-냉각기 어셈블리10: amorphous soft magnetic material strip feeding roller
21: first magnetic field forming coil
22: a second magnetic field forming coil
30: High-speed rotating roller-heater assembly
40: Molding machine-cooler assembly
Claims (12)
상기 공급 롤로부터 공급되는 연자성체 스트립이 내부를 통과하는 제1 자기장 형성 코일;
상기 제1 자기장 형성 코일을 통과하여 공급되는 연자성체 스트립을 직접 전도 방식으로 가열하는 고속회전롤러-히터 어셈블리;
상기 가열된 연자성체 스트립이 내부를 통과하는 제2 자기장 형성 코일; 및
상기 제2 자기장 형성 코일을 통과하여 공급되는 연자성체 스트립을 성형과 동시에 냉각하기 위한 성형기-냉각기 어셈블리를 포함하는 연자성체 스트립 가공장치.
A feed roll of an amorphous soft magnetic material strip;
A first magnetic field generating coil through which the soft magnetic material strip supplied from the supply roll passes;
A high-speed rotating roller-heater assembly that directly heats the soft magnetic material strip supplied through the first magnetic field generating coil by a conductive method;
A second magnetic field generating coil through which the heated soft magnetic material strip passes; And
And a molding machine-cooler assembly for cooling and simultaneously cooling the soft magnetic material strip supplied through the second magnetic field generating coil.
상기 고속회전롤러-히터 어셈블리와 상기 성형기-냉각기 어셈블리 사이에 배치되는 차열 수단을 더 구비하는 연자성체 스트립 가공장치.
The method according to claim 6,
Further comprising a differential means disposed between the high-speed rotating roller-heater assembly and the molding machine-cooler assembly.
상기 차열 수단은, 전면에는 경면이 형성되고 후면은 단열재로 형성되는 연자성체 스트립 가공장치.
8. The method of claim 7,
Wherein the heat shielding means is formed with a mirror surface on the front surface and a heat insulating material on the rear surface.
상기 연자성체 스트립 가공장치는 불활성 분위기의 챔버 내에 설치되는 것을 특징으로 하는 연자성체 스트립 가공장치.
The method according to claim 6,
Wherein the soft magnetic material strip processing apparatus is installed in a chamber of an inert atmosphere.
상기 고속회전롤러-히터 어셈블리는 고속회전롤러와 상기 고속회전롤러 쪽으로 열기를 발산하는 히터의 조합; 또는 고속회전롤러의 내부에 히터를 장치하여 상기 고속회전롤러의 표면으로 열기를 전달하는 구조; 또는 내부에 가열된 전열 유체가 순환하는 고속회전 가열롤러인 연자성체 스트립 가공장치.
The method according to claim 6,
The high-speed rotating roller-heater assembly includes a combination of a high-speed rotating roller and a heater that radiates heat toward the high-speed rotating roller; Or a structure in which a heater is installed inside the high-speed rotary roller to transfer heat to the surface of the high-speed rotary roller; Or a high-speed rotation heating roller in which a heated heat transfer fluid circulates.
상기 성형기-냉각기 어셈블리는 연자성체 스트립을 코일상으로 성형하는 롤링 롤러와 상기 롤링 롤러 쪽으로 냉기를 발산하는 냉각기의 조합; 또는 내부에 냉매가 순환하는 냉각 및 롤링 롤러; 또는 연자성체 스트립을 원형으로 적재하여 적층 코일상을 성형하는 스태커(stacker)와 상기 스태커에 의해 적재되는 연자성체 스트립으로 냉기를 발산하는 냉각기의 조합인 연자성체 스트립 가공장치.
The method according to claim 6,
The molding machine-cooler assembly comprises a combination of a rolling roller for coiling the soft magnetic material strip and a cooler for radiating cold air toward the rolling roller; Or a cooling and rolling roller in which the refrigerant circulates; Or a soft magnetic material strip is circularly stacked to form a laminated coil phase, and a cooler for radiating cold air to a soft magnetic material strip carried by the stacker.
비정질 연자성체 스트립 공급롤과 고속회전롤러의 사이에, 고속회전롤러의 하류에, 또는 양자에 부설된 스트립진행 보조롤러를 더 구비하는 연자성체 스트립 가공장치.The method according to claim 6,
Further comprising a strip advancing auxiliary roller provided between the amorphous soft magnetic material strip feeding roller and the high speed rotating roller, downstream of the high speed rotating roller, or both.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120125997A KR101399429B1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Appratus for processing a strip made of soft magnetic materials |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| KR1020120125997A KR101399429B1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Appratus for processing a strip made of soft magnetic materials |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| KR20140059487A KR20140059487A (en) | 2014-05-16 |
| KR101399429B1 true KR101399429B1 (en) | 2014-05-27 |
Family
ID=50889293
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| KR1020120125997A KR101399429B1 (en) | 2012-11-08 | 2012-11-08 | Appratus for processing a strip made of soft magnetic materials |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| KR (1) | KR101399429B1 (en) |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20230366054A1 (en) * | 2020-09-25 | 2023-11-16 | Proterial, Ltd. | Heat treatment method for amorphous alloy ribbon and heat treatment apparatus for amorphous alloy ribbon |
| WO2023190963A1 (en) * | 2022-03-30 | 2023-10-05 | 株式会社プロテリアル | Method for manufacturing nanocrystal alloy ribbon, and method for manufacturing magnetic sheet |
Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0134813B1 (en) * | 1987-05-25 | 1998-05-15 | 엥비 에스. 아. | Method & device for manufacturing articles for magnetic use |
| KR20010061455A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 이구택 | Method for manufacturing a grain oriented electrical steel sheet having a low magnetostriction and manufacturing apparaturs used therein |
| KR100345722B1 (en) * | 1999-12-28 | 2002-07-27 | 주식회사 포스코 | Method for manufacturing a grain oriented electrical steel sheet having a low magnetostriction and manufacturing apparaturs used therein |
| KR100345695B1 (en) * | 1997-07-31 | 2002-09-18 | 주식회사 포스코 | A manufacturing method of a grain oriented electrical steel having a low noise and a magnetic flux-heating treatment apparaturs used therein |
| KR20030053793A (en) * | 2001-12-24 | 2003-07-02 | 주식회사 포스코 | Method for magnetic annealing non- oriented electrical steel sheet to improve magnetic properties and magnetic annealing apparatus used therein |
| KR20100038461A (en) * | 2008-03-31 | 2010-04-14 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | Thin strip of amorphous alloy, nanocrystal soft magnetic alloy, and magnetic core |
-
2012
- 2012-11-08 KR KR1020120125997A patent/KR101399429B1/en active IP Right Grant
Patent Citations (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR0134813B1 (en) * | 1987-05-25 | 1998-05-15 | 엥비 에스. 아. | Method & device for manufacturing articles for magnetic use |
| KR100345695B1 (en) * | 1997-07-31 | 2002-09-18 | 주식회사 포스코 | A manufacturing method of a grain oriented electrical steel having a low noise and a magnetic flux-heating treatment apparaturs used therein |
| KR20010061455A (en) * | 1999-12-28 | 2001-07-07 | 이구택 | Method for manufacturing a grain oriented electrical steel sheet having a low magnetostriction and manufacturing apparaturs used therein |
| KR100345722B1 (en) * | 1999-12-28 | 2002-07-27 | 주식회사 포스코 | Method for manufacturing a grain oriented electrical steel sheet having a low magnetostriction and manufacturing apparaturs used therein |
| KR20030053793A (en) * | 2001-12-24 | 2003-07-02 | 주식회사 포스코 | Method for magnetic annealing non- oriented electrical steel sheet to improve magnetic properties and magnetic annealing apparatus used therein |
| KR20100038461A (en) * | 2008-03-31 | 2010-04-14 | 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 | Thin strip of amorphous alloy, nanocrystal soft magnetic alloy, and magnetic core |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| KR20140059487A (en) | 2014-05-16 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1925686B1 (en) | Nanocrystalline magnetic alloy, method for producing same, alloy thin band, and magnetic component | |
| WO2017006868A1 (en) | Layered magnetic core and method for manufacturing same | |
| CN101663410A (en) | Soft magnetic thin strip, process for production of the same, magnetic parts, and amorphous thin strip | |
| CN106688308B (en) | Induction heating device for metal band plate | |
| KR101399429B1 (en) | Appratus for processing a strip made of soft magnetic materials | |
| Ouyang et al. | Characterization of ordering in Fe-6.5% Si alloy using X-ray, TEM, and magnetic TGA methods | |
| JP2018085894A (en) | Manufacturing method of rotor core and manufacturing method of motor core | |
| CN104480351A (en) | Ferrum-cobalt-vanadium super alloy and preparation method thereof | |
| JP5042909B2 (en) | Induction heating apparatus and induction heating method for metal plate | |
| JP6283417B2 (en) | Magnetic core manufacturing method | |
| TWI733766B (en) | Layered block core, layered block, and method of producing layered block | |
| US20190189317A1 (en) | Amorphous alloy magnetic core and method of manufacturing the same | |
| JP2021528562A (en) | Method for manufacturing cold-rolled or galvanized two-phase steel sheet of 980 MPa or more | |
| KR101789515B1 (en) | Quenching heating apparatus for continuous heat treatment coil steel plate | |
| US20220270792A1 (en) | Fe-based soft magnetic alloy, method for manufacturing same, and magnetic component comprising same | |
| CN112831641A (en) | Heat treatment method for preparing nanocrystalline magnetic core | |
| JP7234809B2 (en) | Method for manufacturing alloy strip | |
| CN116344142B (en) | Iron-based nanocrystalline magnetically soft alloy and preparation method and application thereof | |
| JP6975877B2 (en) | Soft magnetic alloy powder and powder magnetic core using it | |
| CN210657022U (en) | Heat treatment electric furnace | |
| CN203639496U (en) | Permanent magnet alloy efficient and continuous isothermal magnetic heat treatment furnace | |
| CN108950434A (en) | A kind of small Fe-based amorphous band and preparation method thereof of exciting power | |
| CN108754106A (en) | A kind of heat treatment process of automobile micro machine non-orientation silicon steel | |
| CN210974821U (en) | Heat treatment furnace | |
| CN115026201A (en) | Thermoforming equipment and thermoforming method |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A201 | Request for examination | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E902 | Notification of reason for refusal | ||
| E701 | Decision to grant or registration of patent right | ||
| GRNT | Written decision to grant | ||
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20170619 Year of fee payment: 4 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20180518 Year of fee payment: 5 |
|
| FPAY | Annual fee payment |
Payment date: 20190520 Year of fee payment: 6 |