KR960000910B1 - Fe-Co기 합금제 고주파용 자심재(磁芯材) - Google Patents

Abstract

내용 없음.

Description

Fe-Co기 합금제 고주파용 자심재(磁芯材)

본 발명은 우수한 고주파 교류자기록성을 가지는 Fe기 합금으로 구성된 돗트프린터의 헤드코어나 플랜저 요오크재 또한 스텁핑 모우터의 스테이터나 로오터등의 고주파용 자심재에 관한 것이다. 일반적으로 이들의 고주파용 자심재에는 전류인가시에 유기(誘起)되는 자속의 기립이 빠른것이 요구되며, 이를 위하여는 자심재가 갖는 전기저항율을 크게하여 와전류에 의한 손실을 감소시키는 것이 필요하기 때문에 대개의 경우 이의 제조에는 비교적 큰 전기저항율과 높은 자기특성을 가지며, 또한

Si. 2-3.5%

를 함유하고 나머지가 Fe와 불가피불순물로 이루어지는 조성(이상 중량%, 이하%는 중량%를 표시한다)을 가지는 Fe기 주조합금이 사용되고 있다.

한편 근년 예컨대 워드프로세서에 있더서는 보다 소형, 고성능화가 요망되고 이에 따라서 돗트프린터의 헤드코어로서도 포화자속밀도의 보다 높은 재료에 의한 콤팩트화를 도모하는 목적으로 상기한 Fe-Si 주조합금에 대신해서 예컨대 퍼어멘 쥬울로서 알려져 있는 50%Fe-50%Co 주조합금등의 자속밀도의 높은 합금을 사용하는 것도 시도되었으나, 이들의 자속밀도가 높은 합금은 전기저항이 적은 일도 있어서 고주파자기 특성이 기대한만큼 좋지않고, 즉 와전류손실이 많기 때문에 자속의 기립의점에서 뒤떨어지고 그 때문에 근년 요구되고 있는 워드프로세서의 고속화 및 인자의 선명화에 충분히 부응할 수 없는 것이 현상이다.

그래서 본 발명자등은 상술한 바와같은 관점에서보다 한층 큰 포화자속밀도와 우수한 고주파 교류자기특성을 공유하는 고주파용자심재를 개발하도록 연구를 행한 결과,

Co:45-53%, C : 0.3-3%

Mn 및 Si중의 1종의 또는 2종:0.1-2%를 함유하고 또한 필요에 따라서 Mg, Ca 및 Ce중의 1종 또는 2종 이상; 0.01-0.2%를 함유하고 나머지가 Fe와 불가피한 불순물로서 이루어지는 조성(이상 중량%, 이하%는 중량%를 표시한다) 및 페라이트의 소지에 체적율로서 1-20%의 흑연이 분산한 조직을 가지는 Fe-Co기 합금으로 구성한 고주파용 자심재는 상기한 종래의 Fe-Co주조합금재 고주파용 자심재에 비하여 월등히 우수한 고주파 교류자기특성을 가지며, 따라서 와전류손실이 현저하게 작고 자속의 기립이 현저하게 빠르기 때문에 기기의 고속화 및 소형화, 고성능화에 충분히 대응할 수 있다는 것을 알게 되었다.

본 발명은 상기한 이유에 의하여 이루어진 것으로써, 이하에 이 발명의 고주파용 자심재를 구성하는 Fe-Co 기합금의 성분조성 및 흑연의 비율을 상기한 바와같이 한정한 이유를 설명한다.

(a) Co

Co 성분에는 Fe 성분과의 공존으로 α상의 전율고용체를 구성하고 현저하게 높은 자속밀도를 나타내는 작용이 있으나, 그 함유량이 45% 미만이라도 또 그 함유량이 53%를 초과하여도 소망하는 높은 자속밀도를 확보할 수 없는 것이므로 그 함유량을 45-53%로 정하였다.

(b) C

C 성분에는 그 대부분이 페라이트의 소지중에 흑연으로서 분산함유하고 고주파교류 자기특성을 월등하게 향상시키는 작용이 있으나, 그 함유량이 0.3% 미만에서는 소지중에 분산함유하는 흑연의 비율이 체적율로 1% 미만으로 되어버려 소망하는 고주파교류 자기특성 향상효과를 확보할 수가 없고, 한편 그 함유량이 3%를 넘으면 반대로 흑연의 비율이 체적율로 20%를 넘어서 과다하게 되어버려 고주파교류 자기특성이 열화하여 버리기 때문에 그 함유량을 0.3-3%로 정하였다.

(C) Mn 및 Si

이들의 성분에는 탈산작용이 있고 그 탈산에 의하여 고주파교류 자기특성을 향상시키는 작용이 있으나 그 항유량이 0.1% 미만에서는 소망하는 탈산효과를 확보할 수가 없고, 한편 그 함유량이 2%를 넘으면 고주파교류 자기특성에 열화경향이 나타나기 때문에 그 함유량을 0.1-2%로 정하였다.

(d) Mg, Ca 및 Ce

이들의 성분에는 페라이트소지에 고용하여 그 전기저항을 높이고 이로서 고주파교류 자기특성을 향상시키는 작용이 있는 것외에 이들 성분이 갖는 탈가스효과에 의하여 합금중의 산소 및 질소함유량을 저감시키며, 이로써 고주파교류 자기특성을 향상시키는 작용이 있으므로 보다 월등하게 우수한 고주파교류 자기특성이 요구되는 경우에 필요에 따라서 함유되나 그 함유량이 0.01% 미만에서는 전기한 작용에 소망하는 향상효과를 얻을 수 없고, 한편 그 함유량이 0.2%를 넘으면 흑연화가 곤란하게 되는 한편 시멘타이트(Fe₃C)가 정출하도록 되어 고주파교류 자기특성이 열화되게 되기 때문에 그 함유량을 0.01-0.2%로 정하였다.

(e) 혹연의 체적율

상기한 바와같이 페라이트소지중에 흑연을 분산함유시키는 것에 의하여 고주파교류 자기특성이 현저하게 향상하도록 되나, 그 비율이 체적율로 1% 미만에서는 소망하는 고주파교류 자기특성의 향상효과를 기대할 수 없고, 한편 그 비율이 체적율로 20%를 넘으면 고주파교류 자기특성에 저하경향이 나타나도록 되기 때문에 그 비율을 1-20%로 정하였다.

그리고 흑연의 형상은 어떠한 형이라도 고주파교류 자기특성향상을 가지나 예킨대 구상흑연과 편상흑연을 비교한 경우 같은 비율에서는 구상흑연쪽이 고주파교류 자기특성의 우수한 것이 된다.

또 구상흑연의 경우 그 평균입자지름을 0.5-50μm로 하는 것이 바람직하다.

다음에 본 발명의 고주파용자심재를 실시예에 따라 구체적으로 설명한다.

통상의 고주파용해로를 사용하여 소정의 성분조직을 가진 용탕을 조제하고, 다음에 주조하는데 있어서 합금성분으로서의 Mg, Ca, Ce 및 Si(Si는 Fe-Si 합금의 형태)의 일부 또는 전부를 접종재로서 사용하여 구상흑연을 형성하는 경우에는 Mg, Ca 및 Ce중의 1종 또는 2종 이상과 Fe-Si합금을 접종하고, 또 편상흑연을 형성하는 경우에는 Fe-Si합금을 접종하여 고주파용자심재로서의 돗트프린터의 돗트코어(9핀)에 주조하고, 계속해서 그 결과의 주물에 진공열처리로를 사용하여 구상흑연주물에 대하여는 850℃로 3시간 유지 후로를 식히는 조건으로 또 편상흑연주물에 대하여는 750℃로 2시간 유지한 후 로를 식히는 조건으로 각각 소둔처리를 시행하여 페라이트소자에 흑연이 분산한 조직으로 하고, 최종 형상으로 마무리 가공함으로써 각각 제1표에 표시된 성분조성 및 흑연비율을 가지는 Fe-Si기 합금으로 구성된 본 발명 돗트코어 1-17을 제조하였다. 또 비교의 목적으로 마찬가지로 제1표에 표시되는 성분조성의 용량을 조제하여 즉시 주조하고, 구성성분중 어느것인가의 성분 함유량(제1표에 %표를 붙힘)이 이 발명의 범위에서 벗어난 비교 돗트코어 1-5를 제조하였다.

다음에 이 결과로 얻어진 각종의 돗트코어에 대하여 각칵 2개씩을 사용하여 돗트코어의 핀끼리를 두께 : 0.3mm의 비자성체를 개재하여 단면을 꼭 맞게 접촉시키고 한쪽의 돗트코어의 핀의 주위에 코일을 감고

통전사이클:50Hz

코일단자간전압:30V

통전시간:220μs

초자력(Ni):150암페어ㆍ터언

(전류×코일감은수)의 조건으로 코일단자간에 직사각형파의 펄스전압을 길고 이때에 돗트로어의 핀에 흐르는 자속 φ을 측정하여 고주파교류 자기특성을 평가하였다. 그리고 돗트코어의 핀은 길이 : 9.6mm×유효단면적 : 0.17㎠×옆폭 2.3mm의 단면직사각형 형상을 가지며 또한 자속 φ은 써어치코일에 의하여 측정하고 파형해석장치를 사용하여,

단, Ns:써어치코일 감은수(=3)

e : 써어치코일 간유기전압의 계산식으로 구하였다.

이들의 결과를 제1표에 표시하였다.

제1표에 소지에 분산하는 흑연의 체적율도 표시하였다.

제1표에 나타나는 결과에서 페라이트의 소지에 구상흑연 또는 편상흑연이 분산존재하는 조직을 가지는

본 발명 돗트코어 1-17은 어느것이나 월등히 우수한 고주파교류 자기특성을 갖는데 대하여, 비교돗트코어 1-5에서 보는 바와같이 구성부분중의 어느것인가의 성분함유량이라도 본 발명의 범위에서 벗어나면(C성분의 경우는 흑연의 체적율도 본 발명의 범위에서 벗어나게 된다), 충분히 만족하는 고주파교류 자기특성을 얻을 수 없는 것이 명백하다.

상술한 바와같이 본 발명의 고주파용 자심재는 극히 우수한 고주파교류 자기특성을 가지므로 돗트프린터나 스텝필모우터등의 고속화 및 고성능화에 충분히 대응할 수가 있고 또한 뛰어난 성능을 발휘하는 것이다.

[표 1]

Claims (2)

1. Co:45-53%, C:0.3-3%, Mn 및 Si 중의 1종 또는 2종 0.1-2%를 함유하고 나머지가 불가피한 불순물로 이루어지는 조성(이상중량 %) 및 페라이트의 소지에 체적율로 1.20%의 흑연이 분산한 조직을 가지는 Fe-Co기 합금으로 구성한 것을 특징으로 하는 Fe-Co기 합금제 고주파용 자심재.
2. Co:45-53%, C:0.3-3%, Mn 및 Si중의 1종 또는 2종:0.1-2%를 함유하며, 또한 Mg, Ca 및 Ce중의 1종 또는 2종 이상:0.01-0.2%를 함유하며 나머지가 Fe와 불가피한 불순물로 이루어지는 조성(이상중량%)및 페라이트의 소지에 체적율로 1-20%의 흑연이 분산한 조직을 가지는 Fe-Co기 합금으로 구성한 것을 특징으로 하는 Fe-Co기 합금제 고주파용 자심재.