RU2041512C1 - Rigid strip core and process of its manufacture - Google Patents
Rigid strip core and process of its manufacture Download PDFInfo
- Publication number
- RU2041512C1 RU2041512C1 RU92001264A RU92001264A RU2041512C1 RU 2041512 C1 RU2041512 C1 RU 2041512C1 RU 92001264 A RU92001264 A RU 92001264A RU 92001264 A RU92001264 A RU 92001264A RU 2041512 C1 RU2041512 C1 RU 2041512C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- core
- components
- magnetic alloy
- annealing
- group
- Prior art date
Links
Images
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к металлургии, а именно к магнитным сплавам для ленточных сердечников с линейной кривой намагничивания. Сердечники с линейной кривой намагничивания используют в дросселях помехоподавляющих фильтров. Сердечники дросселей должны иметь высокое значение максимального магнитного поля, в пределах которого магнитная проницаемость практически не изменяется. The invention relates to metallurgy, namely to magnetic alloys for tape cores with a linear magnetization curve. Cores with a linear magnetization curve are used in chokes of noise suppression filters. The core of the chokes should have a high value of the maximum magnetic field, within which the magnetic permeability is practically unchanged.
Известен сердечник для дросселя фильтров, изготовленный из магнитомягкого феррита. Known core for the filter inductor, made of soft magnetic ferrite.
Однако ферриты имеют низкую индукцию насыщения и невысокое максимальное магнитное поле. К недостаткам ферритов относится также нелинейность кривой намагничивания и, как следствие, непостоянство магнитной проницаемости при измерении величины магнитного поля. Кроме того, из-за низкой температуры Кюри ≈200оС ферриты имеют низкую температурную стабильность.However, ferrites have a low saturation induction and a low maximum magnetic field. The disadvantages of ferrites include the nonlinearity of the magnetization curve and, as a consequence, the inconstancy of the magnetic permeability when measuring the magnitude of the magnetic field. In addition, due to the low Curie temperature ≈200 о С, ferrites have a low temperature stability.
Известно также использование аморфных сплавов для изготовления сердечников дросселей. В этих сердечниках постоянство магнитной проницаемости достигается за счет разреза ленточного сердечника. The use of amorphous alloys for the manufacture of core chokes is also known. In these cores, the constancy of magnetic permeability is achieved by cutting the ribbon core.
Недостатком сердечника с разрезом является значительная нелинейность кривой намагничивания в области слабых магнитных полей, неоднородность магнитного поля вблизи разреза и повышенная трудоемкость в изготовлении. A drawback of a core with a cut is the significant non-linearity of the magnetization curve in the region of weak magnetic fields, the inhomogeneity of the magnetic field near the cut, and the increased complexity in manufacturing.
Сердечник, выбранный в качестве прототипа, изготовлен из аморфного сплава с положительной константой магнитострикции. После отжига сердечник пропитывают эпоксидной смолой и сушат при температуре не выше 150оС. За счет внутренних напряжений, создаваемых эпоксидной смолой, кривая намагничивания сердечника сглаживается. Пропитка эпоксидной смолой позволяет достигнуть и второй цели, а именно, получить жесткий сердечник. Жесткий сердечник можно использовать без каркаса, что упрощает технологию изготовления дросселя.The core selected as a prototype is made of an amorphous alloy with a positive magnetostriction constant. After annealing, the core is impregnated with epoxy resin, and dried at a temperature not higher than 150 ° C. Due to the internal stress generated epoxy resin, the magnetization curve of the core is smoothed. Impregnation with epoxy resin allows to achieve the second goal, namely, to obtain a hard core. The rigid core can be used without a frame, which simplifies the manufacturing technology of the inductor.
Недостатком сердечника-прототипа является недостаточно сильное сглаживание кривой намагничивания. Так, в области до 200 А/м магнитная проницаемость снижается в четыре раза, а в области до 800 А/м уже в десять раз. Кроме того, использование для пропитки органического клея не позволяет проводить конечную термообработку при высокой температуре, а это снижает температурную стабильность готового изделия. The disadvantage of the core of the prototype is not strong enough smoothing the magnetization curve. So, in the region of up to 200 A / m, the magnetic permeability decreases by four times, and in the region of up to 800 A / m it is already ten times lower. In addition, the use of organic glue for impregnation does not allow final heat treatment at high temperature, and this reduces the temperature stability of the finished product.
Указанные недостатки отсутствуют в ленточном сердечнике из магнитного сплава с линейной кривой намагничивания, в котором магнитный сплав имеет частично кристаллизованную аморфную структуру, а в межвитковом пространстве сердечника находится отвердевший неорганический клей. В таком сердечнике сжимающие напряжения в магнитном материале создают как кристаллиты, так и неорганический клей. При локализации кристаллитов в поверхностном слое аморфной ленты возникают плоскостные напряжения, которые более эффективно сглаживают кривую намагничивания при сохранении высокого уровня магнитной проницаемости. Неорганическим клеем пропитывают неотожженный сердечник. Отвердение клея при отжиге способствует стабилизации процесса кристаллизации аморфного сплава. Так как отвердение и кристаллизация протекают при высокой температуре, готовый сердечник имеет высокую температурную стабильность. The indicated drawbacks are absent in the tape core of a magnetic alloy with a linear magnetization curve, in which the magnetic alloy has a partially crystallized amorphous structure, and hardened inorganic glue is located in the inter-turn space of the core. In such a core, compressive stresses in the magnetic material create both crystallites and inorganic glue. When crystallites are localized in the surface layer of the amorphous ribbon, planar stresses arise, which more effectively smooth the magnetization curve while maintaining a high level of magnetic permeability. Inorganic glue is impregnated with an unannealed core. Hardening of the adhesive during annealing helps to stabilize the crystallization of the amorphous alloy. Since hardening and crystallization occur at high temperature, the finished core has high temperature stability.
В качестве магнитного материала можно использовать аморфные сплавы, обладающие высокой индукцией насыщения и положительной константой магнитострикции. Сплавы на основе железа могут содержать компоненты при следующем соотношении: один или несколько компонентов из группы, содержащей Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf в количестве 0,1-15 ат. один или несколько компонентов из группы, содержащей Si, B,C, P в количестве 15-30 ат. или один или несколько компонентов из группы, содержащей Si, B, C, P в количестве 15-30 ат. Со и/или Ni в количестве 0,1-30 ат. или один или несколько компонентов из группы, содержащей Si, B, C, P в количестве 15-30 ат. Amorphous alloys with high saturation induction and a positive magnetostriction constant can be used as magnetic material. Iron-based alloys may contain components in the following ratio: one or more components from the group comprising Mn, Cr, Mo, W, V, Nb, Ta, Ti, Zr, Hf in an amount of 0.1-15 at. one or more components from the group containing Si, B, C, P in an amount of 15-30 at. or one or more components from the group comprising Si, B, C, P in an amount of 15-30 at. Co and / or Ni in an amount of 0.1-30 at. or one or more components from the group comprising Si, B, C, P in an amount of 15-30 at.
Объемная доля кристаллической фазы в аморфной ленте не должна превышать 50% В противном случае резко возрастает коэффициент прямоугольности петли магнитного гистерезиса. Близкой к оптимальному является объемная доля кристаллитов 0,1-10% причем кристаллы должны быть распределены в поверхностном слое аморфной ленты. The volume fraction of the crystalline phase in the amorphous ribbon should not exceed 50%. Otherwise, the squareness coefficient of the magnetic hysteresis loop increases sharply. Close to optimal is the volume fraction of crystallites of 0.1-10% and the crystals should be distributed in the surface layer of the amorphous ribbon.
В качестве неорганического клея предпочтительно использовать клеи на основе силиката натрия, которые обладают хорошей адгезией к поверхности аморфной ленты. As an inorganic adhesive, it is preferable to use adhesives based on sodium silicate, which have good adhesion to the surface of the amorphous tape.
Известен способ производства жесткого ленточного сердечника из магнитного сплава с линейной кривой намагничивания, включающий смотку ленты, пропитку сердечника и отжиг. A known method of manufacturing a rigid tape core from a magnetic alloy with a linear magnetization curve, including winding the tape, impregnating the core and annealing.
Предлагаемый способ отличается тем, что сердечник пропитывают неорганическим клеем, а отжиг производят так, чтобы магнитный сплав имел частично кристаллизованную аморфную структуру. The proposed method is characterized in that the core is impregnated with inorganic glue, and annealing is performed so that the magnetic alloy has a partially crystallized amorphous structure.
В предлагаемом способе в качестве магнитного сплава можно использовать аморфные сплавы на основе железа. В качестве неорганического клея предпочтительно использовать клеи на основе силиката натрия. Существенное отличие предлагаемого способа заключается в том, что пропитку сердечника производят до отжига. В результате последующего высокотемпературного отжига формируется жесткий ленточный сердечник с линейной кривой намагничивания. Предпочтительно, чтобы отжиг содержал стадию сушки при температуре не выше 100оС. Температурно-временной режим термической обработки выбирают так, чтобы объемная доля кристаллической фазы не превышала 50% а предпочтительно составляла 0,1-10% причем кристаллиты должны быть распределены в поверхностном слое ленты магнитного сплава.In the proposed method, amorphous iron-based alloys can be used as a magnetic alloy. Sodium silicate adhesives are preferably used as the inorganic adhesive. A significant difference of the proposed method lies in the fact that the core is impregnated before annealing. As a result of subsequent high-temperature annealing, a rigid tape core with a linear magnetization curve is formed. Preferably, the annealing step comprises drying at a temperature not higher than 100 C. The temperature-time regime of heat treatment is selected so that the volume fraction of the crystalline phase does not exceed 50% and preferably 0.1-10% wherein the crystallites should be distributed in the surface layer magnetic alloy tapes.
На чертеже показана зависимость дифференциальной магнитной проницаемости μg от величины постоянного подмагничивающего поля Но для сердечников, изготовленных по предлагаемой технологии (кривые 1 и 2), и сердечника-прототипа (кривая 3).The drawing shows the dependence of the differential magnetic permeability μ g on the magnitude of the permanent magnetizing field H about for cores made by the proposed technology (
П р и м е р ы. В индукционной вакуумной печи выплавляли сплав Fe77, Ni1 Si9B13. Разливку расплава производили на установке "Сириус 150/0, 02М". Толщина полученной быстрозакаленной ленты составляла 25±3 мкм. Сердечники из этой ленты пропитывали водным раствором силиката натрия с плотностью 1300 кг/м3. Затем проводили сушку при 90оС и окончательный отжиг при 450оС 1 ч. Размер сердечников 32 х 20 мм и высота 10 мм. На чертеже представлены зависимости дифференциальной магнитной проницаемости μg, измеренной при частоте переменного тока 1000 Гц, от величины постоянного подмагничивающего поля Но для сердечников, изготовленных по предлагаемой технологии (кривые 1 и 2). Для сравнения приведены данные для сердечника прототипа (кривая 3), в котором пропитку проводили органическим клеем после отжига сердечника. Из чертежа следует, что предлагаемый сердечник по сравнению с прототипом имеет большее значение максимального магнитного поля, в пределах которого дифференциальная магнитная проницаемость остается постоянной.EXAMPLES In an induction vacuum furnace, an alloy of Fe 77 , Ni 1 Si 9 B 13 was smelted. The melt was cast on the Sirius 150/0, 02M installation. The thickness of the obtained rapidly hardened tape was 25 ± 3 μm. The cores from this tape were impregnated with an aqueous solution of sodium silicate with a density of 1300 kg / m 3 . Then drying was performed at 90 ° C and a final annealing at 450 ° C for 1 hour. The size of the cores 32 x 20 mm and
В табл. 1 представлены результаты испытания жестких сердечников, пропитанных силикатом натрия и отожженных при различных температурно-временных режимах. Из табл. 1 следует, что с увеличением времени или температуры отжига растет объемная доля кристаллической фазы. При отсутствии кристаллической фазы (сердечник 1) коэффициент прямоугольности петли магнитного гистерезиса превышает 0,1. Также коэффициент прямоугольности растет при избыточном объеме кристаллической фазы. Несмотря на то, что максимальное магнитное поле в сердечниках 4 и 5 превышает 1000 А/м, большая величина остаточной намагниченности не позволяет использовать их в качестве сердечников дросселей фильтров. Оптимальным является присутствие в аморфном сплаве небольшой доли кристаллической фазы. In the table. 1 presents the test results of hard cores impregnated with sodium silicate and annealed at various temperature and time conditions. From the table. 1 it follows that with increasing time or annealing temperature, the volume fraction of the crystalline phase increases. In the absence of a crystalline phase (core 1), the squareness coefficient of the magnetic hysteresis loop exceeds 0.1. Also, the coefficient of squareness increases with an excess volume of the crystalline phase. Despite the fact that the maximum magnetic field in
В табл. 2 приведены примеры использования различных сплавов для изготовления сердечников с линейной кривой намагничивания. Отжиг сердечников после пропитки водным раствором силиката натрия проводили по оптимальным режимам для каждого сплава. Из табл. 2 следует, что в качестве магнитного материала сердечников фильтров пригодна большая группа аморфных сплавов на основе железа. In the table. Figure 2 shows examples of the use of various alloys for the manufacture of cores with a linear magnetization curve. Annealing of the cores after impregnation with an aqueous solution of sodium silicate was carried out according to the optimal conditions for each alloy. From the table. 2 that a large group of iron-based amorphous alloys is suitable as the magnetic material of the filter cores.
Claims (7)
Один или несколько компонентов из группы, содержащей кремний, бор, углерод, фосфор 15 30
Железо Остальное
3. Сердечник по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из магнитного сплава, содержащего компоненты в следующем соотношении, ат.One or more components from the group consisting of manganese, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, tantalum, titanium, zirconium, hafnium 0.1 - 15.0
One or more components from the group consisting of silicon, boron, carbon, phosphorus 15 30
Iron Else
3. The core according to claim 1, characterized in that it is made of a magnetic alloy containing components in the following ratio, at.
Один или два компонента из группы, содержащей кобальт и никель 0,1 - 30,0
Железо Остальное
4. Сердечник по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из магнитного сплава, содержащего компоненты в следующем соотношении, ат.One or more components from the group consisting of silicon, boron, carbon, phosphorus 15 30
One or two components from the group consisting of cobalt and nickel 0.1 - 30.0
Iron Else
4. The core according to claim 1, characterized in that it is made of a magnetic alloy containing components in the following ratio, at.
Железо Остальное
5. Сердечник по п.1, отличающийся тем, что он выполнен из сплава, объемная доля кристаллической фазы в структуре которого не превышает 50%
6. Сердечник по п. 1, отличающийся тем, что он выполнен из сплава, кристаллическая фаза распределена в поверхностном слое ленты магнитного сплава, а ее объемная доля составляет 0,1 10%
7. Сердечник по п.1, отличающийся тем, что в качестве неорганического клея используют клей на основе силиката натрия.One or more components from the group consisting of silicon, boron, carbon, phosphorus 15 30
Iron Else
5. The core according to claim 1, characterized in that it is made of an alloy, the volume fraction of the crystalline phase in the structure of which does not exceed 50%
6. The core according to claim 1, characterized in that it is made of an alloy, the crystalline phase is distributed in the surface layer of the magnetic alloy tape, and its volume fraction is 0.1 to 10%
7. The core according to claim 1, characterized in that as an inorganic adhesive use glue based on sodium silicate.
Один или несколько компонентов из группы, содержащей кремний, бор, углерод, фосфор 15 30
Железо Остальное
10. Способ по п. 8, отличающийся тем, что отжигу подвергают магнитный сплав, содержащий компоненты в следующем соотношении, ат.One or more components from the group consisting of manganese, chromium, molybdenum, tungsten, vanadium, niobium, tantalum, titanium, zirconium, hafnium 0.1 - 15.0
One or more components from the group consisting of silicon, boron, carbon, phosphorus 15 30
Iron Else
10. The method according to p. 8, characterized in that the annealing is subjected to a magnetic alloy containing components in the following ratio, at.
Один или два компонента из группы, содержащей кобальт и никель 0,1 - 30,0
Железо Остальное
11. Способ по п. 8, отличающийся тем, что отжигу подвергают магнитный сплав, содержащий компоненты в следующем соотношении, ат.One or more components from the group consisting of silicon, boron, carbon, phosphorus 15 30
One or two components from the group consisting of cobalt and nickel 0.1 - 30.0
Iron Else
11. The method according to p. 8, characterized in that the annealing is subjected to a magnetic alloy containing components in the following ratio, at.
Железо Остальное
12. Способ по п.8, отличающийся тем, что в качестве неорганического клея используют клей на основе силиката натрия.One or more components from the group consisting of silicon, boron, carbon, phosphorus 15 30
Iron Else
12. The method according to claim 8, characterized in that as an inorganic adhesive use glue based on sodium silicate.
16. Способ по п.8, отличающийся тем, что температуру и время отжига выбирают так, чтобы кристаллическая фаза в структуре сплава распределялась в поверхностном слое ленты магнитного сплава, а ее объемная доля составляла 0,1 10%15. The method according to claim 8, characterized in that the temperature and annealing time is chosen so that the volume fraction of the crystalline phase in the alloy structure does not exceed 50%
16. The method according to claim 8, characterized in that the annealing temperature and time are selected so that the crystalline phase in the alloy structure is distributed in the surface layer of the magnetic alloy tape, and its volume fraction is 0.1 10%
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92001264A RU2041512C1 (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Rigid strip core and process of its manufacture |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU92001264A RU2041512C1 (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Rigid strip core and process of its manufacture |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2041512C1 true RU2041512C1 (en) | 1995-08-09 |
RU92001264A RU92001264A (en) | 1995-10-27 |
Family
ID=20130698
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU92001264A RU2041512C1 (en) | 1992-10-20 | 1992-10-20 | Rigid strip core and process of its manufacture |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2041512C1 (en) |
-
1992
- 1992-10-20 RU RU92001264A patent/RU2041512C1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Патент Великобритании N 2139008, кл. H 01F 3/04, 1984. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JPH0525946B2 (en) | ||
JP3719449B2 (en) | Nanocrystalline alloy, method for producing the same, and magnetic core using the same | |
GB2138215A (en) | Amorphous wound coil | |
JP3059187B2 (en) | Soft magnetic alloy, manufacturing method thereof and magnetic core | |
JP2894561B2 (en) | Soft magnetic alloy | |
KR920007579B1 (en) | Soft magnetic materials | |
JP3856245B2 (en) | Method for producing high permeability nanocrystalline alloy | |
JPH05335154A (en) | Magnetic core and manufacture thereof | |
RU2041512C1 (en) | Rigid strip core and process of its manufacture | |
JPH05255820A (en) | Fe base alloy having iso-permeability and its manufacture, and fe base magnetic core using the same | |
JP2823203B2 (en) | Fe-based soft magnetic alloy | |
JPS61154014A (en) | Dust core | |
RU2038640C1 (en) | Choke | |
JP2704157B2 (en) | Magnetic parts | |
JPH08153614A (en) | Magnetic core | |
JP2513645B2 (en) | Amorphous magnetic core excellent in effective pulse magnetic permeability and manufacturing method thereof | |
JP2713980B2 (en) | Fe-based soft magnetic alloy | |
JPH0927413A (en) | Choke coil magnetic core and manufacture thereof | |
JP2760539B2 (en) | Fe-based soft magnetic alloy | |
JPH0727812B2 (en) | Amorphous magnetic core for common mode choke | |
RU2044796C1 (en) | Rigid belt core | |
JPS59150415A (en) | Choke coil | |
JPS61295601A (en) | Amorphous core for common mode choke | |
JPH07326533A (en) | Production of magnetic core | |
JPH0574635A (en) | Molded iron core |