KR102322977B1 - 자성 코어 및 그 제조 방법 - Google Patents

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Abstract

절연성을 부여시킨 자성 코어 및 그 제조 방법을 제공한다. 수지 피막이 입자 표면에 형성된 철계 연자성체 분말을 압축 성형 후에 열경화시켜서 제조되는 자성 코어이며, 상기 철계 연자성체 분말은, 분말 입자의 표면이 무기 절연 피막 처리된 철계 연자성체 분말이며, 상기 수지 피막이 열경화성 수지의 연화 온도 이상, 열경화 개시 온도 미만의 온도로 건식 혼합하는 것으로써 형성되는 미경화 수지 피막이며, 상기 압축 성형이 금형을 이용하는 압축 성형체의 제조이며, 상기 열경화가 상기 열경화성 수지의 열경화 개시 온도 이상의 온도로 열경화시킨다.

Description

자성 코어 및 그 제조 방법{MAGNETIC CORE AND METHOD FOR MANUFACTURING SAME}
본 발명은 자성 코어 및 그 제조 방법에 관한 것으로, 특히 고주파 담금질 장치의 가열 코일부에 장착되는 철계 연질 자성 코어 및 그 제조 방법에 관한 것이다.
자성 코어는, 코일의 배면에 장착하여 워크에 자력선을 집중시키고 파워를 증강시켜서 유도 가열을 촉진시키는 효과나, 반대로 코일의 전면에 장착하여 자력선을 차폐(실드)하여 담금질 불필요 부위의 가열을 방지하는 효과가 있고, 고주파 담금질 장치의 가열 코일에는 빠뜨릴 수 없는 부품으로 되어 있다.
예를 들면, 고주파 담금질하는 워크의 형상이 복잡하고 담금질 깊이를 조정할 필요가 있는 경우는, 장착하는 코어의 형상, 사이즈, 수량, 방향, 위치 등을 변경하는 것으로써 유도 가열 상태를 변화시킬 수 있고, 워크의 담금질 깊이를 제어하는 것이 가능해진다. 이 코어 재료에는, (1) 주파수 특성이 양호한 것, 즉 주파수의 변화에 수반하는 인덕턴스의 변화가 적은 것, (2) 포화 자속밀도가 높은 것, (3) 비투자율이 높은 것, (4) 철손(鐵損)이 작은 것, 등의 자기 특성이 필요하다.
또한, 다양한 워크의 형상에 대응하기 위해서, 코어 부품도 다품종 소량 생산이 되는 것이 많고, 하나하나 절삭 대응하여 생산되는 것이 많다. 이 때문에, 강도가 높고 절삭성이 풍부한 재료가 요구되고 있다.
분말 야금법에 의해 제조되는 자성 코어는, 원료 로스가 적고 양산성이 우수하기 때문에, 고주파 담금질 장치의 가열 코일에 이용되는 자성 코어로서 다용되고 있다. 예를 들면, 고주파 담금질 코일용 자성 코어로서 자기 성분을 불소 수지로 고착시킨 제품이나, 센더스트(Sendust) 가루를 페놀 수지로 고착시킨 제품 등이 사용되고 있는데, 이들의 재료 강도는 비교적 낮고, 박육(薄肉) 절삭시의 균열 발생이나, 코일 장착시의 파손 등의 문제가 있었다.
상기 문제를 해결하기 위해서, 수지 피막을 입자 표면에 형성시킨 철계 연자성체 분말을 압축 성형 후에 열경화시키는 자성 코어를 본 출원인은 제안하고 있다(특허문헌 1). 이 자성 코어는, 경제성, 자기 특성, 및 재료 강도가 우수한, 고주파 담금질 장치의 가열 코일부에 장착되는 범용성이 높은 자성 코어이다.
일본 공개특허공보 2014-72482호
고주파 담금질 장치의 가열 코일부에 장착되는 자성 코어에는, 가열 코일의 형상이나 자성 코어의 장착 형태로부터, 체적 고유 저항값으로서 105Ω·cm 정도의 전기 절연성이 요구되는 경우가 있다.
그러나, 특허문헌 1에 기재의 자성 코어는, 범용성이 우수하지만 전기 절연성에 관해서는 불충분하기 때문에, 사용 용도에 따라서는 자성 코어를 통하여 전기적 단락, 발열을 일으키고, 자성 코어의 내구성을 현저하게 저하시키는 경우가 있다. 이 때문에, 절연성이 요구되는 용도에는, 전개가 곤란하다는 문제가 있었다.
본 발명은 이러한 문제에 대처하기 위해서 이루어진 것으로, 자성 코어, 특히 고주파 담금질 장치의 가열 코일부 등에 장착되는 연질 자성 코어로서 특허문헌 1에 기재의 자성 코어의 장점을 살리면서, 절연성을 부여시킨 자성 코어 및 그 제조 방법의 제공을 목적으로 한다.
본 발명의 자성 코어는, 수지 피막이 입자 표면에 형성된 철계 연자성체 분말을 압축 성형 후에 열경화시켜서 제조되는 자성 코어이다. 상기 철계 연자성체 분말은, 분말 입자의 표면이 무기 절연 피막 처리된 철계 연자성체 분말이며, 상기 수지 피막이 열경화성 수지의 연화 온도 이상, 열경화 개시 온도 미만의 온도로 건식 혼합하는 것으로써 형성되는 미경화 수지 피막이며, 상기 압축 성형이 금형을 이용하는 압축 성형체의 제조이며, 상기 열경화가 상기 열경화성 수지의 열경화 개시 온도 이상의 온도로 열경화시키는 것을 특징으로 한다.
무기 절연 피막 처리된 철계 연자성체 분말은, 체눈 106μm의 체를 통과하고, 체눈 25μm의 체를 통과하지 않는 입자인 것을 특징으로 한다. 또한, 이 철계 연자성체 분말의 입자 표면에 형성되는 수지 피막이 잠재성 경화제를 포함하는 에폭시 수지인 것을 특징으로 한다. 특히 상기 잠재성 경화제가 디시안디아미드이며, 이 잠재성 경화제를 포함하는 에폭시 수지의 연화 온도가 100 ~ 120℃인 것을 특징으로 한다. 상기 철계 연자성체 분말과 상기 잠재성 경화제를 포함하는 에폭시 수지의 합계량에 대해서, 상기 철계 연자성체 분말이 95 ~ 99 질량%, 상기 잠재성 경화제를 포함하는 에폭시 수지가 1 ~ 5 질량% 배합되어 있는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자성 코어는, 고주파 담금질 코일에 사용되는 자성 코어인 것을 특징으로 한다.
상기 본 발명에 관한 자성 코어의 제조 방법은, 상기 분말 입자의 표면이 무기 절연 피막 처리된 철계 연자성체 분말과 상기 잠재성 경화제를 포함하는 에폭시 수지를 상기 에폭시 수지의 연화 온도 이상, 열경화 개시 온도 미만의 온도로 건식 혼합하는 혼합 공정과, 상기 혼합 공정에 의해 생성한 응집 케이크를 실온에서 분쇄하여 복합 자기성 분말을 얻는 분쇄 공정과, 상기 복합 자기성 분말을 금형을 이용하여 압축 성형체로 하는 압축 성형 공정과, 상기 에폭시 수지의 열경화 개시 온도 이상의 온도로 상기 압축 성형체를 열경화시키는 경화 공정을 포함하는 것을 특징으로 한다. 특히 상기 압축 성형 공정이 98 ~ 294 MPa의 성형 압력으로 성형되는 것을 특징으로 한다. 또한, 상기 경화 공정이 경화 온도 170 ~ 190℃에서, 불활성 가스 분위기 중에서 경화되는 것을 특징으로 한다.
본 발명의 자성 코어는, 특허문헌 1의 자성 코어와 비교하여, 체적 고유 저항으로 나타낸 전기 절연성이 105Ω·cm로 향상되었다.
도 1은 자성 코어 및 고주파 코일의 배치 관계를 나타내는 도이다.
도 2는 자성 코어의 사시도이다.
도 3은 복합 자기성 분말 입자의 단면도이다.
도 4는 제조 공정도이다.
등속 유니버설 조인트의 외측 조인트 부재는, 원기둥 형상의 소재로부터 냉간 단조 등의 단조 과정을 거쳐서 제조되고, 그 후, 고주파 담금질 된다. 이 고주파 담금질은, 외측 조인트 부재의 컵 부분의 내외면 및 축부에 있어서 고주파 담금질의 담금질 정도를 조정하기 위해서, 고주파 코일의 전면 혹은 배면에 자성 코어를 배치하여 실시되는 일이 많다.
자성 코어 및 고주파 코일의 배치 관계를 도 1에 나타낸다. 도 1의 (a)는 환 형상 또는 사각 형상 코일의 프레임 내에 자성 코어를 끼워넣어서 사용하는 형태의 경우를 나타내는 도이며, 도 1의 (b)는 코일의 일단에 자성 코어를 장착하여 사용하는 형태의 경우를 나타내는 도이다.
도 1의 (a) 및 도 1의 (b)에 나타내는 바와 같이, 코일(2)은 전기 저항이 낮은 구리의 파이프나 판 등으로 구성되고, 가열 효율의 향상이나 가열 부위의 조정을 위해서, 자속을 제어하는 자성 코어(1)가 배치되어 있다. 이 자성 코어(1)는 코일 전류(3a)가 흐르는 것으로 발생하는 자속을 워크에 집중시키거나, 반대로 차폐시키거나 하는 것으로 유도 가열 상태를 변화시킬 수 있다. 도 1의 (a)의 경우, 절연 내력이 낮은 자성 코어(1)를 사용하면, 자성 코어(1) 내를 통하여 누설 전류(3b)가 흐르고, 자성 코어(1)가 절연 파괴를 일으켜서 용손(溶損) 및 단락되는 등, 자성 코어(1)의 내구성이 현저하게 저하되는 일이 있다. 이것에 비하여, 도 1의 (b)의 경우, 자성 코어(1)를 통한 전기의 단락은 일어나지 않기 때문에, 높은 절연 내력은 반드시 필요해지지 않는다.
절연 내력을 향상시키기 위해서, 자성 코어의 원료가 되는 자기 성분 표면을 절연 재료로 피복하는 것으로써, 체적 고유 저항이 큰 자성 코어로 하는 것이 생각되었다. 유기 절연 재료 또는 무기 재료를 각각 단독으로 피복했지만 체적 고유 저항은 크게 향상되지 않았다. 그러나 유기 절연 재료와 무기 재료를 복층으로 하는 것으로, 각각 단독층의 경우와 비교하여, 10만 배 이상의 체적 고유 저항의 향상이 보였다. 본 발명은 이러한 발견에 기초하는 것이다.
자성 코어의 사시도의 일례를 도 2에, 원료가 되는 복합 자기성 분말 입자의 단면도를 도 3에 나타낸다. 자성 코어(1)는, 복합 자기성 분말 입자(4)를 압축 성형·가열 경화시켜서 얻어진다. 복합 자기성 분말 입자(4)는, 철계 연자성체 분말 입자(4a)의 표면에 무기 절연 피막(4b)이 피복되고, 또한 이 무기 절연 피막(4b) 표면에 미경화의 수지 피막(4c)이 피복되고 있다. 자성 코어(1)는, 복합 자기성 분말 입자(4)를 압축 성형하고, 그 후에 수지 피막(4c)을 열경화시켜서 제조된다. 그 후에 필요에 따라서, 절삭 가공, 배럴 가공 및 방수 처리 등의 후처리를 행한다. 고주파 코일의 형상, 크기, 장소 등에 의해, 배치되는 자성 코어의 형상 등도 적절히 변경할 수 있다. 도 2에 나타내는 자성 코어(1)는, 환 형상 또는 사각 형상 코일의 프레임 내에 끼워넣어서 사용되는 자성 코어의 예이다.
본 발명에 사용할 수 있는 철계 연자성체 분말로서는, 순철, 철-실리콘계 합금, 철-질소계 합금, 철-니켈계 합금, 철-탄소계 합금, 철-붕소계 합금, 철-코발트계 합금, 철-인계 합금, 철-니켈-코발트계 합금 및 철-알루미늄-실리콘계 합금(센더스트 합금) 등의 분말을 이용할 수 있다.
상기 철계 연자성체 분말 중에서도, 순철이 바람직하고, 특히 분말 야금에 이용되고 있는 환원 철분 또는 아토마이즈(atomized) 철분이 바람직하다. 보다 바람직하게는 얻어지는 자성 코어의 기계적 특성이 우수한 환원 철분이다. 환원 철분은, 제철 공장에서 발생하는 산화철 등을 코크스 등으로 환원하고, 다음에 수소 분위기에서 열처리하여 제조되는 철분이며, 입자 내에 공공을 가지고 있다. 또한, 아토마이즈 철분은, 녹은 강(鋼)을 고압수로 분화(粉化)·냉각하고, 그 후 수소 분위기에서 열처리하여 제조되는 철분이며, 입자 내에 공공이 없다. 환원 철분의 단면 사진은, 표면에 요철이 많이 보이고, 이 요철이 압환 강도(壓環强度, radial crushing strength)를 저하시키고 있다고 생각된다.
철계 연자성체 분말 입자의 표면은 무기 절연체로 피복되고 있다. 무기 절연 재료의 종류에 특별히 한정은 없고, 종래부터 압분 자심(壓粉磁心, powder magnetic core)에 있어서 이용되고 있는 것을 사용할 수 있다. 바람직한 절연 재료의 예로서는, 인산철, 인산 망간, 인산 아연, 인산 칼슘, 인산 알루미늄 등의 인산 금속염, 산화 규소, 산화 마그네슘, 산화 알류미늄, 산화 티탄, 산화 지르코늄 등의 금속 산화물을 들 수 있다. 또한, 그 외의 광물을 이용할 수도 있다. 무기 절연 재료로서는 1 종류의 재료를 이용해도 좋고, 2 종류 이상의 재료를 병용해도 좋다. 무기 절연체로 피복되어 있는 철계 연자성체 분말의 시판품으로서는, 헤가네스사 상품명; Somaloy를 들 수 있다.
상기 표면이 무기 절연 피막 처리된 철계 연자성체 분말은, 체눈이 106μm의 체를 통과하고, 체눈 25μm의 체를 통과하지 않는 입자인 것이 바람직하다. 바람직한 범위는, 90μm를 통과하고, 38μm를 통과하지 않는 입자이다. 25μm를 통과하는 미분(微粉)은, 철입자 표면에의 수지 피막의 형성이 곤란하게 되고, 106μm 불통과의 철분은 철손이 커진다.
본 발명에 사용할 수 있는 에폭시 수지는, 접착용 에폭시 수지로서 사용할 수 있는 수지로서 연화 온도가 100 ~ 120℃의 수지가 바람직하다. 예를 들면, 실온에서는 고체이지만, 50 ~ 60℃에서 페이스트 상태가 되고, 130 ~ 140℃에서 유동성이 되고, 또한 가열을 계속하면 경화 반응이 시작되는 에폭시 수지이면 사용할 수 있다. 이 경화 반응은 120℃ 부근에서도 시작되지만, 실용적인 경화 시간, 예를 들면 2시간 이내에서 경화 반응이 종료하는 온도로서는 170 ~ 190℃인 것이 바람직하다. 이 온도 범위이면, 경화 시간은 45 ~ 80분이다.
에폭시 수지의 수지 성분으로서는, 예를 들면 비스페놀 A형 에폭시 수지, 비스페놀 F형 에폭시 수지, 비스페놀 S형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 A형 에폭시 수지, 수소 첨가 비스페놀 F형 에폭시 수지, 스틸벤형 에폭시 수지, 트리아진 골격 함유 에폭시 수지, 플루오렌 골격 함유 에폭시 수지, 지환식 에폭시 수지, 노볼락형 에폭시 수지, 아크릴 에폭시 수지, 글리시딜아민형 에폭시 수지, 트리페놀페놀메탄형 에폭시 수지, 알킬 변성 트리페놀메탄형 에폭시 수지, 비페닐형 에폭시 수지, 디시클로펜타디엔 골격 함유 에폭시 수지, 나프탈렌 골격 함유 에폭시 수지, 아릴알킬렌형 에폭시 수지 등을 들 수 있다.
에폭시 수지의 경화제 성분은 잠재성 에폭시 경화제이다. 잠재성 에폭시 경화제를 이용하는 것으로, 연화 온도를 100 ~ 120℃로, 또한 경화 온도를 170 ~ 190℃로 설정할 수 있고, 무기 절연 피막 처리된 철분 분말에의 유기 절연성 도막의 형성과 그 후의 압축 성형 및 열경화를 행할 수 있다.
잠재성 에폭시 경화제로서는, 디시안디아미드, 3불화 붕소-아민 착체, 유기산 하이드라지드 등을 들 수 있다. 이들 중에서, 상기 경화 조건에 적합한 디시안디아미드가 바람직하다.
또한, 잠재성 에폭시 경화제와 함께, 3급 아민, 이미다졸, 방향족 아민 등의 경화 촉진제를 포함할 수 있다.
본 발명에서 사용할 수 있는 상기 잠재성 경화제를 포함하는 에폭시 수지는, 160℃에서 2시간, 170℃에서 80분, 180℃에서 55분, 190℃에서 45분, 200℃에서 30 분의 경화 조건이 되도록 잠재성 경화제를 배합한다.
표면이 무기 절연 피막 처리된 철계 연자성체 분말과 에폭시 수지의 배합 비율은, 이들의 합계량에 대해서, 철계 연자성체 분말이 95 ~ 99 질량%, 잠재성 경화제를 포함하는 에폭시 수지가 1 ~ 5 질량% 이다. 에폭시 수지가 1 질량% 미만이면, 절연 피막의 형성이 곤란하고, 5 질량%를 초과하면 자기 특성의 저하와 수지(樹脂) 리치(rich)인 조대(粗大)한 응집체가 발생하기 때문이다.
본 발명의 자성 코어는, 상기 표면이 무기 절연 피막 처리된 철계 연자성체 분말과, 상기 에폭시 수지를 100 ~ 120℃의 온도로 건식 혼합하는 것으로, 철계 연자성체 분말 표면에 형성된 무기 절연 피막상에 미경화 수지 피막을 형성한다. 이 미경화 수지 피막도 절연 피막이며, 열경화 후는 무기 절연 피막과 수지 피막과의 복합 절연 피막이 된다. 피막의 절연성이 현저하게 향상되므로, 전기 절연성이 요구되는 분야에서의 자기 코어로서 이용할 수 있다.
절연 피막이 표면에 형성된 철계 연자성체 분말은, 금형을 이용하는 압축 성형에 의해 성형체로 이루어지고, 그 후 에폭시 수지의 열경화 개시 온도 이상의 온도로 열경화시키는 것으로 일체화된 자성 코어가 얻어진다.
본 발명의 자성 코어는, 전기 절연성이 우수한 것과 함께, 자기 특성 및 압환 강도 등의 기계적 특성이 우수하다. 또한, 성형한 후 절삭 가공성이 우수하다. 이 때문에, 박형의 자성 코어, 특수 형상의 자성 코어를 용이하게 제조할 수 있다. 이 때문에, 등속 유니버설 조인트의 외측 조인트 부재 등에 이용할 수 있다.
상기 자성 코어의 제조 방법을 도 4에 의해 설명한다. 도 4는 제조 공정도이다.
상술한 무기 절연 피막이 표면에 형성된 철계 연자성체 분말과, 상술한 잠재성 경화제가 이미 배합되어 있는 에폭시 수지를 각각 준비한다. 철계 연자성체 분말은 미리 분급기(分級機)에 의해 체눈 106μm의 체를 통과하고, 25μm의 체를 통과하지 않는 입자로 조정되어 있다.
혼합 공정에 의해, 무기 절연철계 연자성체 분말과 에폭시 수지를 상기 에폭시 수지의 연화 온도 이상, 열경화 개시 온도 미만의 온도로 건식 혼합한다. 이 혼합 공정에 있어서는, 최초에 무기 절연철계 연자성체 분말과 에폭시 수지를 실온에서 충분히 블랜더 등을 이용하여 혼합한다. 다음에, 혼합된 혼합물을 니더 등의 혼합기에 투입하여 에폭시 수지의 연화 온도(100 ~ 120℃)에서 가열 혼합한다. 이 가열 혼합의 공정에 의해, 무기 절연철계 연자성체 분말의 표면에 에폭시 수지의 절연 피막이 형성된다. 이 단계에서는 에폭시 수지는 미경화이다.
니더 등의 혼합기를 이용하여 가열 혼합된 내용물은, 응집된 케이크 상태로 되어 있다. 분쇄 공정은, 이 응집 케이크를 실온에서 분쇄하여 체거름하는 것으로써, 표면에 에폭시 수지의 절연막이 형성된 복합 자기성 분말을 얻는 공정이다. 분쇄는 헨셸 믹서가 바람직하고, 체거름은 60 메쉬(250μm)의 체를 통과하는 입자로 하는 것이 바람직하다.
압축 성형 공정에 있어서 사용되는 금형은 98 ~ 294 MPa의 성형 압력을 인가할 수 있는 금형이면 좋다. 성형 압력이 98 MPa 미만에서는 자기 특성이나 강도가 낮고, 294 MPa를 초과하면 에폭시 수지가 금형 내벽에 고착되거나 수지 피막의 파괴에 의해 절연성이 저하되기 때문이다.
금형으로부터 꺼내진 성형품은, 170 ~ 190℃의 온도에서, 45 ~ 80분 가열 경화된다. 170℃ 미만에서는 경화에 장시간 걸리고, 190℃를 초과하면 열화가 시작되기 때문이다. 가열 경화는, 질소 분위기에서 행하는 것이 바람직하다.
가열 경화 후, 필요에 따라서, 절삭 가공, 배럴 가공, 방수 처리 등을 행하여 자성 코어가 얻어진다.
[실시예]
입자 표면이 무기 절연 피막으로 덮인 철분 입자 97.0 g과, 경화제로서 디시안디아미드를 포함하는 에폭시 수지 분말 3.0 g을 블랜더로 실온에서 10분간 혼합했다. 사용한 철분 입자는 체눈 106μm의 체를 통과하고, 25μm의 체를 통과하지 않는 입자를 사용했다. 혼합물을 니더에 투입하여 110℃에서 15분간 가열 혼련했다. 니더로부터 응집된 케이크를 꺼내서 냉각한 후, 분쇄기로 분쇄했다. 다음에 금형을 이용하여 200 MPa의 성형 압력으로 압축 성형했다. 압축 성형품을 금형으로부터 꺼내고, 180℃의 온도로 1시간 질소 분위기에서 경화시켰다. 또한 절삭 가공을 실시하여 자성 코어를 제조했다.
또한, 자기 특성 측정용 트로이달 형상의 시험편을 상기 조건에서 제작하여 자기 특성을 측정했다. 시험편은, 내경 7.6mmφ, 외경 12.6mmφ, 두께 5.7 mm의 평 원통(平圓筒) 형상의 자성 코어로 하고, 이 자성 코어에 1차측 권선 및 2차측 권선을 권회하여 트로이달 형상의 공시(供試) 시험편을 얻었다. 1차측 권선에 직류를 통전하여 자화력(A/m)을 변화시켰을 때의 2차측 권선의 자속밀도를 측정하여 포화 자속밀도를 측정했다. 또한, 상기 자성 코어에 각각 인덕턴스가 10μH가 되도록 권선의 권회수를 조제하고, 1 kHz에 있어서의 인덕턴스를 100%로서 주파수를 변화시켰을 때의 인덕턴스 및 비투자율을 측정했다. 상기 자성 코어를 이용하여 표 1에 나타내는 조건에서 철손 및 온도 특성(인덕턴스 변화율)을 측정했다. 또한, 상기 자성 코어의 압환 강도를 측정했다. 측정은, 자성 코어에, 그 직경 방향의 하중을 파괴가 생길 때까지 연속하여 가하고, 파괴했을 때의 하중을 측정했다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
또한, 표면 경도, 체적 저항, 표면 저항, 밀도 측정용으로서 10 mm×25mm×3 mm두께의 시험편을 제작했다. 표면 경도는 록웰 경도 시험법에 의해, 체적 저항 및 표면 저항은 4 탐침법에 의해, 밀도는 수중법에 의해 각각 측정했다. 측정 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 1]
철분 입자로서 입자 표면이 무기 절연 피막으로 덮이지 않은 것 외에는, 실시예 1과 마찬가지의 철분 입자를 이용하여, 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 자성 코어를 제조했다. 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 평가한 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 2]
실시예 1에서 이용한, 입자 표면이 무기 절연 피막으로 덮인 철분 입자를 금형을 이용하여 900 MPa의 성형 압력으로 압축 성형했다. 압축 성형품을 금형으로부터 꺼내서, 530℃의 온도로 20분간 공기 분위기에서 열처리했다. 또한, 절삭 가공을 실시하여 자성 코어를 제조했다. 실시예 1과 마찬가지의 방법으로 평가한 결과를 표 1에 나타낸다.
[비교예 3 및 비교예 4]
철분을 폴리테트라플루오로에틸렌으로 고착시킨 자성 코어(비교예 3), 센더스트 가루를 페놀 수지로 고착시킨 자성 코어(비교예 4)를 상기 시험편과 동일한 형상으로 하여, 실시예 1과 동일한 평가를 행했다. 절삭 가공의 공정에서, 비교예 3 및 비교예 4의 자성 코어는 기계적 강도가 약하고, 박육부의 절삭 가공에서는 균열, 크랙이 발생되었다. 결과를 표 1에 나타낸다.
Figure 112017033209414-pct00001
실시예 1의 자성 코어는, 비교예 1 및 비교예 2의 자성 코어와 비교하여, 전기 절연성이 105배 이상 향상되었다.
본 발명의 자성 코어는, 경제성, 자기 특성 및 재료 강도가 우수한 것과 함께, 체적 고유 저항, 표면 저항 등의 전기 특성이 우수하므로, 범용의 자성 코어로서 이용할 수 있다. 특히, 환 형상 또는 사각 형상 코일의 프레임 내에 자성 코어를 끼워넣어서 사용하는 자성 코어에 특히 유효하게 이용할 수 있다. 또한, 복잡한 형상이 필요해지는, 예를 들면 고주파 담금질 장치의 가열 코일부에 장착되는 연질 자성 코어로서 이용할 수 있다.
1: 자성 코어
2: 코일
3: 전류
4: 복합 자기성 분말 입자

Claims (9)

  1. 자성 코어의 제조 방법으로서,
    상기 자성 코어가 고주파 담금질 코일에 사용되는 자성 코어이고,
    분말 입자의 표면이 무기 절연 피막 처리된 철계 연자성체 분말과 잠재성 경화제를 포함하는 에폭시 수지를, 상기 에폭시 수지의 연화 온도 이상, 열경화 개시 온도 미만의 온도로 건식 혼합하고, 상기 철계 연자성체 분말의 표면에 상기 에폭시 수지의 미경화 수지 피막이 형성되어 응집된 상태의 케이크를 얻는 혼합 공정과,
    상기 혼합 공정에 의해 생성한 상기 응집된 상태의 케이크를 실온에서 분쇄하여 복합 자성 분말을 얻는 분쇄 공정과,
    상기 복합 자성 분말을 금형을 이용하여 압축 성형체로 하는 압축 성형 공정과,
    상기 에폭시 수지의 열경화 개시 온도 이상의 온도로 상기 압축 성형체를 열경화시키는 경화 공정을 포함하고,
    상기 압축 성형 공정이 98 ~ 294 MPa의 성형 압력으로 성형되는 것을 특징으로 하는 자성 코어의 제조 방법.
  2. 제 1 항에 있어서,
    상기 경화 공정이 경화 온도 170 ~ 190 ℃에서, 불활성 가스 분위기 중에서 경화되는 것을 특징으로 하는 자성 코어의 제조 방법.
  3. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 분말 입자의 표면이 무기 절연 피막 처리된 철계 연자성체 분말은, 체눈 106μm의 체를 통과하고, 체눈 25μm의 체를 통과하지 않는 입자인 것을 특징으로 하는 자성 코어의 제조 방법.
  4. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 잠재성 경화제가 디시안디아미드이며, 상기 에폭시 수지의 연화 온도가 100 ~ 120℃인 것을 특징으로 하는 자성 코어의 제조 방법.
  5. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 철계 연자성체 분말과 상기 에폭시 수지의 합계량에 대해서, 상기 철계 연자성체 분말이 95 ~ 99 질량%, 상기 에폭시 수지가 1 ~ 5 질량% 배합되어 있는 것을 특징으로 하는 자성 코어의 제조 방법.
  6. 제 1 항 또는 제 2 항에 있어서,
    상기 고주파 담금질 코일이 환 형상 또는 사각 형상이고, 상기 자성 코어가 상기 코일의 환 형상 또는 사각 형상의 프레임 내에 끼워넣어서 사용되는 것을 특징으로 하는 자성 코어의 제조 방법.
  7. 삭제
  8. 삭제
  9. 삭제
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