KR20010067174A

KR20010067174A - 비정질 연자성체의 제조 방법

Info

Publication number: KR20010067174A
Application number: KR1020000053793A
Authority: KR
Inventors: 오츠카이사무; 가와이도루; 신타니아츠노부; 야마모토히로시; 엔도이사오
Original assignee: 구보다코포레이션
Priority date: 1999-09-09
Filing date: 2000-09-09
Publication date: 2001-07-12
Also published as: JP2001073062A; DE60019697T2; EP1083580A2; DE60019697D1; EP1083580A3; ATE294447T1; CA2317880A1; KR100650354B1; EP1083580B1; US6368423B1

Abstract

본 발명은 점화된 원료 분말의 열도전성을 개선하고, 단기가 내에 비정질 연자성체를 제조하는 것을 가능하게 한다. 비정질 연자성체는 먼저 원료 분말을 예비성형체로 예비성형하고, 가압 없이 예비성형체를 가열하여 제조된다. 더욱 상세히는, 비정질 연자성체는, 비정질 연자성 합금 분말, 합금의 결정화 개시 온도 보다 낮은 연화점을 갖는 유리 및 바인딩 수지를 포함하는 원료 분말로부터, 원료 분말을 예비성형 다이에서 가압하여 수지의 바인딩 성질에 의해 예비성형체를 제조하고, 유리의 연화점 보다 높고, 합금의 결정화 개시 온도 보다 낮은 온도에서 가압 없이 예비성형체를 점화하여 합금 입자를 유리와 결합시켜서 제조된다.

Description

비정질 연자성체의 제조 방법{PROCESS FOR PRODUCING AMORPHOUS MAGNETICALLY SOFT BODY}

본 발명은 저연화점의 유리를 바인더 및 절연체로 사용한 비정질 연자성체 제조 방법에 관한 것이다.

비정질 연자성 합금은 내부식성, 내마모성, 강도, 도자율 등에 있어서 결정 재료 보다 뛰어난 특성을 나타내는 것으로 알려져 있다. 이 합금들은 예컨대, 전기 또는 전자 제품용의 다양한 장치의 자기 코어의 자성 재료로 사용된다.

비정질 연자성 합금은 비정질 상태를 확보하는 급냉 공정과 관계되어 있기 때문에 일반적으로 가느다란 조각, 가느다란 선 또는 분말의 형태이다. 따라서, 특정 형상의 부재가 가느다란 조각 또는 선 형태의 합금 같은 것을 사용하여 얻어질 때, 합금은 먼저 분쇄되어 분말이 되고, 그 후 소정의 온도에서 가열된 상태로 가압된다.

비정질 연자성 합금의 분말은 비정질 상태를 유지하기 위해 합금의 결정화 개시 온도 보다 낮은 온도에서 성형된다. 그러나, 이 온도에서 합금 분말은 팽창될 수 없다. 그러므로 비정질 연자성체는 원료 분말을 얻기 위해 저연화점의 유리 분말을 합금 분말과 혼합하고, 원료 분말을 고온-성형 다이(hot-forming die)에 충전하여, 유리의 연화점 보다는 높으나 합금 분말의 결정화 개시 온도보다는 낮은 온도에서 원료 분말을 가열 성형하여 연화된 유리를 바인더로 하여 합금 입자와 서로결합시켜서 제조된다.

다이에 충전된 원료 분말이 소정의 성형 온도로 가열될 때, 분말형의 원료는 입자 사이에 많은 공간을 갖게 되어, 전체적으로 열도전성이 작고, 다이의 벽에 인접한 원료 부분과 중앙의 원료 부분 사이의 온도차가 크다. 원료 분말을 균일하게 가열하여 성형 하기 위해서는 약 20분 내지 40분 동안 가열되어 낮은 생산성을 갖는다.

또한, 다양한 벽 두께를 갖는 비정질 자성체를 제조할 때, 벽 두께의 차이 때문에 분말은 온도가 고르지 않게 되어 균일한 특징의 연자성체를 얻지 못한다.

반면, 분말에 증가된 열을 가하고, 가열시간을 단축하여 개선된 생산성을 얻기 위해 다이를 보다 고온으로 가열하는 시도는 여전히 다이 벽쪽의 원료 부분과 중심의 원료 부분 사이의 온도차를 더 크게 하여, 그 결과, 중심측이 성형 온도에 이르어 비정질 성질이 저하될 때 벽쪽 분말의 온도가 합금의 결정화 개시 온도를 초과하는 문제를 수반하였다.

본 발명의 목적은 냉간 가압법으로 성형된 성형체를 단지 가열하여 비정질 연자성체의 제조를 가능하게 하는 것이다.

상기 목적을 달성하기 위해, 본 발명은 원료 분말을 미리 성형하고, 예비성형체를 가압 없이 가열하여 비정질 연자성체를 제조한다.

더욱 상세히 설명하면, 비정질 연자성체는 비정질 연자성 합금, 합금의 결정화 개시 온도 보다 낮은 연화점을 갖는 유리 및 바인딩 수지를 포함하는 원료 분말로부터 원료 분말을 예비성형 다이에서 가압하여 수지의 바인딩 성질에 의해 예비성형체를 제조하고 유리의 연화점 보다 높고, 합금의 결정화 개시 온도 보다 낮은 온도에서 가압 없이 예비성형체를 점화하여 합금의 입자를 유리화 결합하게 함으로써 제조된다.

원료 분말은 예비성형 다이에 놓여 가압되어 바인딩 수지와 결합하여 예비성형체가 된다.

얻어진 예비성형체는 가압 없이 가열되어 바인딩 수지가 증발되고, 유리는 연화되어 비정질 연자성 합금의 입자와 결합된다. 본 발명에 따라, 예비성형체는 분말 보다 더 밀착하여 제조되어 더 높은 열도전성을 갖는다. 그 결과, 온도를 급속히 올려서 가열할 때조차도, 예비성형체는 국부적으로 과대 가열되지 않고, 전체적으로 균일한 온도로 유지될 수 있다.

예비성형체는 가열 동안 가압 될 필요가 없어 다이에 놓일 필요가 없으나 가열노에서 직접 가열될 수 있다. 이렇게 해서, 본 발명의 제조 방법은 개선된 생산성 및 대량 생산을 가능하게 한다. 게다가, 바인딩 수지는 예비성형체가 다이에 놓여 가열될 때 보다 효율적으로 증발되어 더 소량 남는다.

도1은 원료 분말 Ⅰ을 개략적으로 도시한 다이어그램,

도2는 원료 분말 Ⅱ를 개략적으로 도시한 다이어그램,

도3은 원료 분말 Ⅲ을 개략적으로 도시한 다이어그램,

도4는 원료 분말 Ⅲ' 또는 Ⅲ"를 개략적으로 도시한 다이어그램,

도5는 분말 코팅 장치를 기술하기 위한 다이어그램을 포함,

도6은 제조된 비정질 연자성체의 단면도 및,

도7은 분말 Ⅲ'로 제조된 비정질 연자성체의 도자율 μ'를 도시한 그래프이다.

<도면의 주요부분에 대한 부호의 설명>

3 … 비정질 연자성 합금 분말 10 … 원통형 용기

11 … 보스 12 … 제1암

14 … 가압 부재 16 … 제2암

18 … 스크레이퍼 20 … 회전축

22 … 분말 32 … 유리 분말

34 … 분말형 바인딩 수지 36 … 유리층

38 … 유리 및 바인딩 수지층 39 … 바인딩 수지층

본 발명에 따른 비정질 연자성 합금, 유리 및 바인딩 수지에 관한 설명이다.

비정질 연자성 합금

비정질 연자성 합금의 예로는 Fe 합금(Fe-Si-B 등), Co 합금(Co-Fe-Si-B 등) 등의 합금이 있다. 이 합금들은 일반적으로 약 500℃의 결정화 개시 온도를 갖는다.

비정질 연자성 합금의 분말은 고속 회전 수류 분무법 및 회전 액체 분무법 같은 공지의 방법으로 얻을 수 있다.

비정질 연자성 합금 분말은 입경이 약 250 ㎛이하인 것이 바람직하다.

평균 입경은 약 30 내지 100 ㎛가 적당하다.

유리

유리는 비정질 연자성 합금의 결정화 개시 온도 보다 작은 약 80 내지 400℃의 연화점을 갖는 것을 사용한다. 연화점은 온도 범위 이상의 열처리를 위해 약 100 내지 400℃가 바람직하다. 이 타입의 유리 재료의 예로는 산화납 함유의 붕산 유리(PbO·B₂O₃) 및 붕산 유리 및 여기에 첨가된 산화아연 또는 산화규소를 포함하는 세 가지 성분의 유리 등의 저연화점의 유리이다.

유리는 원료 분말에 대하여 1 내지 20 부피%가 바람직하게 사용된다. 이 범위내에서 소망의 도자율에 따라 결정된다. 지나치게 적은 양이 사용되면, 바인더로의 작용이 어려워 비정질 연자성 합금 분말을 팽창시키는 것을 어렵게 하고, 합금 입자가 다른 것으로부터 효과적으로 절연되지 않는다. 반면, 유리가 과도하게 사용되면, 기계적 강도는 증가하나 비정질 연자성체 중의 비정질 연자성 합금의 비율이 감소하여 충분한 자기 특성을 확보할 수 없다.

바인딩 수지

사용된 바인딩 수지는 원료 분말의 입자를 예비성형 동안 어느 정도의 압축된 부피로 결합시키는 바인딩 성질과 예비성형 다이로부터 꺼낸 후에도 과대한 힘이 가해지지 않는 한 예비성형체가 특정 형상을 유지하도록 하는 수지 재료이다. 그러한 바인딩 수지 재료의 예는 에폭시 수지, PVA, 왁스 및 연질의 페놀 수지 및 아크릴 수지를 포함하는 유기 바인더이다.

원료 분말은 상기 기술된 비정질 연자성 합금, 유리 및 바인딩 수지로부터 제조된다.

원료 분말

사용 가능한 원료 분말은 다음의 3종류의 예를 포함한다.

분말 Ⅰ; 비정질 연자성 합금 분말, 유리 분말 및 바인딩 수지를 혼합한 분말.

분말 Ⅱ; 비정질 연자성 합금 분말의 표면을 유리로 코팅한 복합 입자와 바인딩 수지를 혼합한 분말.

분말 Ⅲ; 비정질 연자성 합금 분말의 표면을 유리 및 바인딩 수지로 코팅한 분말.

원료 분말 Ⅰ 내지 Ⅲ는 하기 기술된 방법에 의해 제조된다.

원료 분말 Ⅰ

원료 분말 Ⅰ은 비정질 연자성 합금 분말, 유리 분말 및 바인딩 수지를 포함한다. 사용된 바인딩 수지는 분말, 액체 또는 겔형이다. 도1은 비정질 연자성 합금 분말(3), 유리 분말(32) 및 분말형 바인딩 수지(34)를 포함하는 원료 분말을 개략적으로 도시한 다이어그램이다.

분말형 바인딩 수지가 사용되는 경우에, 원료 분말은 비정질 연자성 합금 분말, 유리 분말 및 바인딩 수지분말을 제조하여 혼합함으로써 얻어진다. 합금 분말의 입경이 약 100 내지 150 ㎛일 때, 유리 분말의 입경은 약 3 내지 7 ㎛ 및 바인딩 수지분말은 약 0.1 내지 10 ㎛가 바람직하다. 또한, 합금 분말의 입경이 약 30 내지 100 ㎛일 때, 유리 분말은 약 1 내지 5 ㎛ 및 바인딩 수지분말은 약 0.1 내지 5 ㎛가 바람직하다.

사용된 바인딩 수지가 액체 또는 겔형인 경우에, 원료 분말은 합금 분말 및 유리 분말을 혼합하고, 그 혼합물 또는 혼합된 합금 및 유리 분말에 액체 또는 겔형의 바인딩 수지를 첨가하여 제조된다.

분말이 함께 혼합되거나 바인딩 수지가 불활성 기체 분위기 또는 진공에서 분말과 혼합되는 것이 바람직하다.

원료 분말 Ⅱ

원료 분말 Ⅱ는 비정질 연자성 분말(3)을 유리(36)로 코팅하여 얻어진 복합 입자의 분말과 바인딩 수지(34)를 혼합하여 제조된다. 도2는 이 원료 분말을 개략적으로 도시한 다이어그램이다.

복합 입자의 분말은, 예컨대, 도5에 도시된 분말 코팅 장치를 사용하여 제조될 수 있다. 도5는 복합 입자를 제조하는데 사용된 분말 코팅 장치를 도시한 도면, 즉, 용기의 한쪽 말단에 가까운 위치에서 장치의 원통형 용기(10)의 축에 직교 방향을 따라 절단한 단면도이다.

도5에서, 거의 밀봉한 원통형 용기(10)는 내부에 회전축(20)에 고정된 보스(11)로부터 방사상으로 돌출된 제1암(12)을 구비한다. 제1암(12)의 외부 말단에 용기(10)의 축방향에 연장하고 정확히 가로지르는 외부 표면을 갖는 막대형의 가압 부재(14)가 제공된다. 가압 부재(14)는 압력을 가하여 분말(22)을 압축할 수 있도록 소정의 간격으로 용기 내부 표면으로부터 떨어진 위치에 그것의 외부 표면을 갖는다. 제2암(16)은 제1암(12)에 상반하는 방향에서 용기(10)의 보스(11)로부터 방사상으로 연장한다. 제2암(16)의 외부 말단에 용기(10)의 축방향으로 신장된 판 형태로 스크레이퍼(18)가 제공된다. 스크레이퍼는 분말(22)을 긁어내기 위해 용기 내부 표면과 거의 접촉하게 배설되어 있다. 용기(10)는 진공 또는 불활성 기체 분위기가 주어질 수 있다.

회전축(20)은 회전 구동 장치(미도시)에 연계되어 있다. 제1암(12) 및 제2암(16)은 고속으로 축(20)과 같이 회전한다. 도5(a)는 최하부에 위치한 스크레이퍼(18)를 구비한 장치를 도시하고, 도5(b)는 최상부에 위치한 가압 부재(14)를 구비한 장치를 도시한 도면이다.

이 분말 코팅 장치를 사용하여, 복합 입자의 분말이 다음의 방식에 따라 제조된다.

비정질 연자성 합금 분말 및 유리 분말을 용기(10)에 놓고 스크레이퍼(18)에 의해 긁어내면서 교반한다. 그리고 나서, 분말은 용기(10)의 내주면에 대하여 가압 부재(14)에 의해 압축되고, 이에 의해 강한 압축 마찰 작용을 받는다. 분말은 이렇게 고속으로 반복해서 작용을 받아 미립자 합금 및 유리의 표면이 서로 융합되고 유리 입자들이 열로 서로 결합된다. 그 결과, 비정질 연자성 합금 입자(3)는 유리의 층(36)으로 코팅되어 복합 입자가 생성된다(도2)

유리층은 그 두께가 3 ㎛를 초과하면 유리층이 잘게 썰어져서 불균등한 두께를 갖게 되어 절연성이 저하하기 때문에 3 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

산화 방지를 위해 복합 입자는 불활성 기체 분위기 또는 진공에서 제조된다. 진공은 고체 사이의 결합을 방해하는 기체 분자가 존재하지 않아 복합 입자의 형성을 촉진하기 때문에 바람직하게 사용된다.

얻어진 복합 분말은 원료 분말을 제조하기 위해 분말 Ⅰ의 경우와 같은 방식으로 분말, 액체 또는 겔형의 바인딩 수지와 혼합된다.

원료 분말 Ⅲ

원료 분말 Ⅲ는 비정질 연자성 합금 분말의 표면을 유리 및 바인딩 수지로 코팅하여 제조된다. 도3은 이 원료 분말을 개략적으로 도시한 다이어그램이다.

비정질 연자성 합금 분말은 원료 분말 Ⅱ를 제조하기 위해 사용된 분말 코팅 장치에 의해 유리 및 바인딩 수지로 코팅될 수 있다. 장치의 용기(10)에 비정질 연자성 합금 분말, 유리 분말 및 바인딩 수지분말을 놓고 작동시킬때, 미립자 합금 유리 및 수지는 압축 마찰 작용에 의해 그들의 표면에 서로 융합되어 합금 입자(3)의 표면은 유리 및 바인딩 수지의 층(38)으로 코팅된 복합 입자가 된다.

합금 입자 표면의 코팅층의 두께가 3 ㎛를 초과하면 코팅층이 잘게 썰어져 두께가 불균등하게 되어 절연성이 저하하기 때문에 3 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

원료 분말 Ⅲ의 변형으로서, 비정질 연자성 입자(3)는 합금 입자 및 유리 분말을 분말 코팅 장치에 넣고, 합금 입자를 유리로 코팅하여 합금 입자의 표면에 유리층을 형성하고, 그 후, 바인딩 수지분말을 장치에 넣음으로써 도4에 도시된 바와같이 비정질 연자성 입자의 표면을 유리층(36)으로 그리고, 상기 유리층을 바인딩 수지층(39)으로 코팅할 수 있다. [이하, 분말 Ⅲ' 또는 Ⅲ"로 언급한다]

이 경우에서, 유리층은 그 두께가 3 ㎛를 초과하면 유리층이 잘게 썰어져 두께가 불균등하게 되어 절연성이 저하하기 때문에 3 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

바인딩 수지는 예비성형체가 가열될 때 증발하기 때문에 바인딩 수지가 과도한 두께를 갖게 될 때, 제조된 비정질 연자성체는 그 안에 많은 공간이 생겨 강도가 저하하기 쉽다. 그러므로, 바인딩 수지층은 그 두께가 약 1 ㎛ 이하인 것이 바람직하다.

예비성형체의 제조

상기 과정에 의해 제조된 원료 분말은 예비성형 다이에 충전되어 성형을 위해 가압된다. 가해진 압력은 입자에 바인딩 수지가 결합된 예비성형체를 성형한다. 이렇게 해서, 원료 분말이 실온에서 바람직하게 성형되나 수지의 연화도에 따라 성형을 위해 적절히 가열될 수 있다. (그러나, 이런 경우에도, 가압 동안의 가열 온도는 유리의 연화점 보다 낮아야 한다.)

예비성형을 위한 가해진 압력은 500 내지 3000 MPa인 것이 바람직하다. 그러한 높은 압력이 가해지는 것은 다음의 점화 단계에서 예비성형체에 압력이 가해지지 않고, 비정질 연자성체의 치밀도가 예비성형을 위해 사용된 압력에 의해 결정되기 때문이다.

예비성형에 의해 치밀화 벌크 성형체가 얻어진다. 예비성형 다이로부터 방출될 때, 예비성형체는 과도한 힙이 가해지지 않는 한 그 형상을 유지한다.

합금 입자의 표면이 유리층으로 그리고, 상기 유리층을 바인딩 수지로 코팅된 분말 Ⅲ' 또는 Ⅲ"는 각 입자의 최상층으로 바인딩 수지층을 갖는다. 따라서, 분말은 가압되었을 때, 입자가 입자 표면의 수지층에 의해 성형체가 되는 것이 쉽고, 얻어진 예비성형체가 붕괴되기 어려운 이점을 갖는다.

비정질 연자성체의 형성

얻어진 예비성형체는 가압 없이 가열되어 비정질 연자성체가 제조된다.

가열 온도, 즉, 점화 온도는 유리의 연화점 보다 높고, 비정질 연자성 합금의 결정화 개시 온도 보다는 낮다. 예컨대, 약 500℃의 결정화 개시 온도 및 약 320 내지 400℃의 연화점의 붕산 유리를 갖는 비정질 연자성 Fe 합금, Fe-Si-B로부터 제조될 때, 예비성형체는 5 내지 30분 동안 약 400 내지 480℃의 온도에서 점화될 수 있다.

예비성형체가 유리의 연화점 보다 높은 온도에서 가열될 때, 유리는 가요성을 나타낸다. 이 상태에서, 흐르는 유리는 합금 입자 사이의 공간으로 들어가 충전한다.

유리는 바인더로 작용하여 얻어진 비정질 연자성체에 바람직한 기계적 강도를 주고, 합금 입자 사이에서 절연체로 작용한다. 이는 와전류(eddy currents) 때문에 일어나는 동력 손실을 줄이고, 고주파 영역에서의 도자율이 덜 감소하는 이점을 갖는다.

본 발명에 의해 제조된 비정질 연자성체는 도자율 μ'이 약 20 내지 100이고, 변압기 및 초크 코일용 재료로 적당하다.

본 발명의 제조 방법에 의해 얻어진 비정질 연자성체는 점화와 동시에 응력 경감 열처리가 가해진다.

<실시예>

비정질 연자성체가 제조되는 특정 실시예가 하기에 기술된다.

<원료 분말의 제조>

원료 분말 Ⅰ

비정질 연자성 합금의 분말, Fe₇₈Si₉B₁₃(최대 입경 약 100 mesh), PbO·B₂O₃·SiO₂유리(평균 입경 약 10 ㎛, 연화점 360℃)의 유리 분말 및 바인딩 수지로 에폭시 수지 분말(최대 입경 약 100 mesh)이 준비되었다. 합금 분말, 유리 분말 및 에폭시 수지의 양이 80 부피%, 5 부피% 및 15 부피%의 비율이 되도록 무게를 재어 볼밀에 넣고 24시간 혼합하여 원료 분말 Ⅰ을 얻었다.

원료 분말 Ⅱ

비정질 연자성 합금의 분말, Fe₇₈Si₉B₁₃(최대 입경 약 100 mesh) 및 PbO·B₂O₃·SiO₂유리(평균 입경 약 10 ㎛, 연화점 360℃)의 유리 분말이 준비되었다. 합금 분말 및 유리 분말의 양이 90 부피% 및 10 부피%의 비율이 되도록 무게를 재어 도5의 분말 코팅 장치에 넣고 기본 입자인 합금 입자의 표면을 유리층으로 코팅하여 복합 입자의 분말이 제조되었다. 얻어진 복합 입자는 합금 입자의 평균 입경이 약 75 ㎛이고, 유리층의 두께는 약 2 ㎛이었다.

복합 입자의 분말 90 부피%와 바인딩 수지로 에폭시 수지 분말 10 부피%(최대 입경 약 100 mesh)를 볼밀에 넣고 24시간 동안 혼합하여 원료 분말 Ⅱ를 제조하였다.

원료 분말 Ⅲ

비정질 연자성 합금의 분말, Fe₇₈Si₉B₁₃(최대 입경 약 100 mesh), PbO·B₂O₃·SiO₂유리(평균 입경 약 10 ㎛, 연화점 360℃)의 유리 분말 및 바인딩 수지로 에폭시 수지 분말(최대 입경 약 100 mesh)이 준비되었다. 합금 분말, 유리 분말 및 에폭시 수지의 양이 80 부피%, 10 부피% 및 10 부피%의 비율이 되도록 무게를 재어 도5의 분말 코팅 장치에 넣고 기본 입자인 합금 입자의 표면을 유리 및 바인딩 수지층으로 코팅하여 복합 입자를 포함하는 원료 분말 Ⅲ가 제조되었다. 얻어진 복합 입자는 합금 입자의 평균 입경이 약 85 ㎛이고, 유리 및 바인딩 수지층의 두께는 약 3 ㎛이었다.

원료 분말 Ⅲ'

비정질 연자성 합금의 분말, Fe₇₅Si_12.5B_12.5(최대 입경 약 100 mesh), PbO·B₂O₃·SiO₂유리(평균 입경 약 10 ㎛, 연화점 360℃)의 유리 분말 및 바인딩 수지로 PVB액이 준비되었다.

우선, 합금 분말 및 유리 분말의 양이 95 부피% 및 5 부피%의 비율이 되도록 무게를 재어 도5의 분말 코팅 장치에 넣고 기본 입자인 합금 입자의 표면을 유리층으로 코팅하였다.

얻어진 분말에 PVB 수지 5 중량% 및 윤활제로 스테아린산 0.5 내지 2.0중량%를 첨가하고 믹서에 넣어 반죽하여 유리층 위를 바인딩 수지로 코팅한 복합 입자를 포함하는 원료 분말 Ⅲ'가 제조되었다. 얻어진 복합 입자는 합금 입자의 평균 입경이 약 85 ㎛, 유리층의 두께가 약 2 ㎛ 및 바인딩 수지층의 두께가 약 0.5 ㎛이었다.

원료 분말 Ⅲ"

비정질 연자성 합금의 분말 Fe₇₅Si_12.5B_12.5(최대 입경 약 100 mesh), PbO·B₂O₃·SiO₂유리(평균 입경 약 10 ㎛, 연화점 360℃)의 유리 분말 및 바인딩 수지로 PVA액이 준비되었다.

얻어진 분말에 PVA 수지 5 중량% 및 윤활제로 스테아린산 0.5 내지 2.0 중량%를 첨가하여 믹서에 넣고 반죽하여 유리층 위를 바인딩 수지로 코팅한 복합 입자를 포함하는 원료 분말 Ⅲ"가 제조되었다. 얻어진 복합 입자는 합금 입자의 평균 입경이 약 85 ㎛, 유리층의 두께가 약 2 ㎛ 및 바인딩 수지층의 두께가 약 0.5 ㎛이었다.

<예비성형체의 제조>

원료 분말을 냉간 가압을 위해 예비성형 다이(SKDI1제)에 충전하여 실온 분위기 1500 MPa에서 가압하여 외경 30 mm, 내경 20 mm, 높이 8 mm의 링 형태의 예비성형체를 제조하였다. 얻어진 예비성형체를 다이에서 꺼내어 복합 입자가 바인딩 수지와 결합하여 예비성형체가 된것을 확인했다. 예비성형 다이로부터 꺼낼때, 예비성형체는 붕괴가 없었고, 소정의 형상을 유지했다.

<비정질 연자성체의 형성>

예비성형체를 점화를 위해 15분 동안 480℃에서 진공 상태로 유지하였다. 그 결과, 예비성형체의 바인딩 수지는 증발되고, 복합 입자 표면의 유리는 연화되기 시작하고, 도6에서 도시된 바와 같이 그 입자의 바인딩 수지 위치에 유리가 결합하여 비정질 연자성체가 제조되었다. 바인딩 수지의 증발에 의해 형성된 공간(40)의 약간은 연화된 유리로 급격히 충전되고, 제조된 비정질 연자성체는 부피에 있어 예비성형체 보다 약간 작았다.

상기 기술된 것과 동일한 방식으로 각각의 원료 분말 Ⅰ, Ⅱ, Ⅲ, Ⅲ' 및 Ⅲ"로부터 제조된 비정질 연자성체는 상대 밀도가 각각 80%, 85%, 83% 및 87%이고, 모두 치밀한 형성체였다.

또한, "상대 밀도"라는 것은 비정질 연자성체를 완전히 치밀한 형성체인 것으로 가정하였을 때의 중량에 대하여 실제 중량의 비율이다. 완전히 치밀한 형성체의 중량은 비정질 연자성 합금 및 유리 분말의 혼합비에 따라서 계산된다.

<완성된 형성체>

자기 특성을 확인했을 때, 얻어진 링 형태의 비정질 연자성체는 도자율 μ'이 약 50 내지 100이었다. 이 비정질 연자성체들은 입자 사이에서 발생하는 와전류가 억제되어 감소된 코어 손실 및 뛰어난 고주파수 특성을 갖는 자기 코어였다.

도7은 분말 Ⅲ'로부터 제조된 비정질 연자성체의 도자율 μ'를 도시한다. 도7은 본 발명의 방법에 의해 제조된 비정질 연자성체가 고주파수 범위 내에서 도자율 μ'의 저하 없이 충분한 고주파수 특성을 갖는 것을 나타낸다.

본 발명의 공정은 또한, 개시 합금인 비정질 연자성 합금 분말로부터 미세한 결정상을 갖는 가압-형성된 분말체를 제조하는데 사용할 수 있다. 이 경우 점화 온도는 결정화 개시 온도이다.

해당 분야의 전문가에 의해 본 발명의 정신으로부터 벗어나지 않는 범위 내에서, 본 발명의 변형 및 변경을 할 수 있는 것이 명백하다. 그러한 변형은 첨부된 청구항에 기재된 본 발명의 범위에 포함된다.

Claims

비정질 연자성체 제조 방법은,

비정질 연자성 합금의 분말, 합금의 결정화 개시 온도 보다 낮은 연화점을 갖는 유리 및 바인딩 수지를 포함하는 원료 분말을 가압하여, 수지의 바인딩 특성에 의해 예비성형체를 형성하고,

예비성형체를 유리의 연화점 보다 높고, 합금의 결정화 개시 보다 낮은 온도에서 가압 없이 점화하여 합금의 입자와 유리를 결합하게 하는 것을 포함하는 것을 특징으로 하는 비정질 연자성체 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 원료 분말에 포함된 상기 유리는 분말형인 것을 특징으로 하는 비정질 연자성체 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 원료 분말에 포함된 상기 유리는 합금 입자의 표면을 코팅하는 것을 특징으로 하는 비정질 연자성체 제조 방법.
제1항에 있어서, 상기 원료 분말에 포함된 상기 유리 및 바인딩 수지는 합금 입자의 표면을 코팅하는 것을 특징으로 하는 비정질 연자성체 제조 방법.
제4항에 있어서, 상기 원료 분말은 합금 입자의 표면을 유리로 코팅하여 유리층을 형성하고, 상기 유리층의 표면을 바인딩 수지로 코팅하여 제조되는 것을 특징으로 하는 비정질 연자성체 제조 방법.