JP2005243769A - Dust core manufacturing method and dust core - Google Patents
Dust core manufacturing method and dust core Download PDFInfo
- Publication number
- JP2005243769A JP2005243769A JP2004049269A JP2004049269A JP2005243769A JP 2005243769 A JP2005243769 A JP 2005243769A JP 2004049269 A JP2004049269 A JP 2004049269A JP 2004049269 A JP2004049269 A JP 2004049269A JP 2005243769 A JP2005243769 A JP 2005243769A
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- melting point
- heat treatment
- temperature
- magnetic particles
- organic substance
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Landscapes
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Abstract
【課題】 高い強度を有するとともに、優れた磁気的特性を示す圧粉磁心の製造方法および圧粉磁心を提供する。
【解決手段】 圧粉磁心の製造方法は、金属磁性粒子10および金属磁性粒子10の表面を取り囲む絶縁被膜20を有する複数の複合磁性粒子30と、第1の融点を有する潤滑性の有機物40と、第1の融点よりも大きい第2の融点を有する高粘度の有機物50とを含む混合体を、加圧成形することによって成形体を形成する工程と、その成形体を、第1の融点以上第2の融点未満の温度で30分間以上、第1の熱処理をする工程と、第1の熱処理の後、成形体を、第2の融点以上の温度で第2の熱処理をする工程とを備える。
【選択図】 図2PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a dust core manufacturing method and a dust core having high strength and excellent magnetic characteristics.
A method of manufacturing a dust core includes a metal magnetic particle 10 and a plurality of composite magnetic particles 30 having an insulating coating 20 surrounding the surface of the metal magnetic particle 10, and a lubricating organic substance 40 having a first melting point. A step of forming a molded body by press-molding a mixture containing a high-viscosity organic substance 50 having a second melting point larger than the first melting point, and the molded body is made to have a melting point equal to or higher than the first melting point. A step of performing a first heat treatment at a temperature lower than the second melting point for 30 minutes or more, and a step of performing a second heat treatment at a temperature equal to or higher than the second melting point after the first heat treatment. .
[Selection] Figure 2
Description
この発明は、一般的には、圧粉磁心の製造方法および圧粉磁心に関し、より特定的には、表面が絶縁被膜された鉄粉などを加圧成形して得られる圧粉磁心の製造方法および圧粉磁心に関する。 TECHNICAL FIELD The present invention generally relates to a method for manufacturing a dust core and a dust core, and more specifically, a method for manufacturing a dust core obtained by press-molding iron powder having an insulating coating on its surface. And a dust core.
近年、電磁弁やモーターなどの電気機器において、広域な周波数において優れた磁気的特性を示す圧粉磁心が電磁鋼板材に変わって利用されつつある。このような圧粉磁心およびその製造方法に関して、たとえば、特開2002−246219号公報に開示がされている(特許文献1)。特許文献1に開示された圧粉磁心の製造方法によれば、まず、リン酸被膜処理アトマイズ鉄粉に所定量のポリフェニレンサルファイド(PPS樹脂)を混合し、これを加圧成形する。得られた成形体を空気中において温度320℃で1時間加熱し、さらに温度240℃で1時間加熱する。その後、冷却することによって圧粉磁心を作製する。
特許文献1に開示された圧粉磁心の製造方法では、加圧成形を実施する前に、リン酸被膜処理アトマイズ鉄粉にPPS樹脂を混合している。このPPS樹脂は粘性が大きく、このため加圧成形されたアトマイズ鉄粉間に介在することによって、得られる圧粉磁心の強度を向上させる役割を果たす。 In the method for manufacturing a powder magnetic core disclosed in Patent Document 1, a PPS resin is mixed with phosphoric acid coating-treated atomized iron powder before performing pressure molding. This PPS resin has a large viscosity. Therefore, it intervenes between the atomized iron powders that have been pressure-molded, thereby improving the strength of the resulting dust core.
しかし、PPS樹脂が有する潤滑性は十分でないため、PPS樹脂は、加圧成形時にアトマイズ鉄粉の表面のリン酸被膜を保護する機能を備えない。つまり、加圧成形時にリン酸被膜処理アトマイズ鉄粉同士が接触し、一部のリン酸被膜が破壊されてしまう。この場合、リン酸被膜処理アトマイズ鉄粉の粒子間渦電流損が増大し、圧粉磁心の実効透磁率が低下するという問題が発生する。実際、特許文献1に開示された圧粉磁心では、粒子間渦電流損が顕著となる5000Hzの高周波数において、圧粉磁心の実効透磁率が、PPS樹脂の含有量が0.3質量%以下の範囲で低下している。 However, since the lubricity of the PPS resin is not sufficient, the PPS resin does not have a function of protecting the phosphate coating on the surface of the atomized iron powder during pressure molding. In other words, the phosphoric acid coating-treated atomized iron powders come into contact with each other during pressure molding, and a part of the phosphoric acid coating is destroyed. In this case, there arises a problem that the interparticle eddy current loss of the phosphoric acid film-treated atomized iron powder increases and the effective magnetic permeability of the dust core decreases. Actually, in the dust core disclosed in Patent Document 1, the effective permeability of the dust core is 0.3 mass% or less at a high frequency of 5000 Hz where interparticle eddy current loss becomes significant. In the range of.
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、高い強度を有するとともに、優れた磁気的特性を示す圧粉磁心の製造方法および圧粉磁心を提供することである。 Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-mentioned problems, and to provide a dust core manufacturing method and a dust core having high strength and exhibiting excellent magnetic characteristics.
本発明者等は、圧粉磁心の製造に、絶縁被膜の破損防止を目的とした融点の低い有機物と、成形体の強度向上を目的とした融点の高い有機物とを合わせて用いた場合、圧粉磁心の内部に前者の有機物が最終的に残っていると、圧粉磁心の強度が低下すること知見した。そして、この知見から以下に説明する本発明を完成させるに至った。 The inventors of the present invention, when using a combination of an organic substance having a low melting point for the purpose of preventing damage to the insulating coating and an organic substance having a high melting point for improving the strength of the molded body, in the production of the dust core, It was found that the strength of the dust core decreases when the former organic substance finally remains inside the powder core. And from this knowledge, it came to complete this invention demonstrated below.
この発明に従った圧粉磁心の製造方法は、金属磁性粒子および金属磁性粒子の表面を取り囲む絶縁被膜を有する複数の複合磁性粒子と、第1の融点を有する潤滑性の第1の有機物と、第1の融点よりも大きい第2の融点を有する高粘度の第2の有機物とを含む混合体を、加圧成形することによって成形体を形成する工程と、その成形体を、第1の融点以上第2の融点未満の温度で30分間以上、第1の熱処理をする工程と、第1の熱処理の後、成形体を、第2の融点以上の温度で第2の熱処理をする工程とを備える。 A method of manufacturing a dust core according to the present invention includes a metal magnetic particle, a plurality of composite magnetic particles having an insulating coating surrounding the surface of the metal magnetic particle, a lubricating first organic substance having a first melting point, Forming a molded body by pressure-molding a mixture containing a high-viscosity second organic substance having a second melting point larger than the first melting point; The step of performing the first heat treatment at a temperature lower than the second melting point for 30 minutes or more, and the step of performing the second heat treatment at a temperature higher than the second melting point after the first heat treatment. Prepare.
このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、まず、加圧成形により成形体を形成する工程時に、潤滑性の第1の有機物が、隣り合う複合磁性粒子間に介在して複合磁性粒子間の緩衝材として機能する。これにより、加圧成形時に複合磁性粒子同士が直接、擦れあって、金属磁性粒子の表面を取り囲む絶縁被膜が破壊されることを防止する。 According to the method of manufacturing a powder magnetic core configured in this way, first, in the step of forming a molded body by pressure molding, a first organic material having lubricity is interposed between adjacent composite magnetic particles and combined. Functions as a buffer between magnetic particles. This prevents the composite magnetic particles from rubbing directly at the time of pressure molding and destroying the insulating coating surrounding the surface of the metal magnetic particles.
次に、第1の融点以上の温度で30分間以上、第1の熱処理をすることによって、加圧成形時の緩衝材としての役割を既に果たした第1の有機物を流動化させ、成形体の外部へ排出する。この際、熱処理温度を第2の融点未満にすることによって、高粘度の第2の有機物が流動化して、第1の有機物が成形体の外部へと移動する際の障害になることを防止できる。また、第1の有機物のみならず第2の有機物が、成形体の外部に排出されることを防止できる。さらに、第1の有機物と第2の有機物との化学反応によって、第2の有機物の粘度特性が劣化することを防止できる。 Next, by performing the first heat treatment at a temperature equal to or higher than the first melting point for 30 minutes or more, the first organic material that has already played a role as a buffer material during pressure molding is fluidized, Discharge outside. At this time, by setting the heat treatment temperature below the second melting point, it is possible to prevent the high-viscosity second organic substance from fluidizing and obstructing the movement of the first organic substance to the outside of the molded body. . In addition, not only the first organic substance but also the second organic substance can be prevented from being discharged to the outside of the molded body. Furthermore, it can prevent that the viscosity characteristic of a 2nd organic substance deteriorates by the chemical reaction of a 1st organic substance and a 2nd organic substance.
次に、第2の融点以上の温度で第2の熱処理をすることによって、高粘度の第2の有機物を流動化させ、複数の複合磁性粒子間に行き渡らせる。これにより、第2の有機物は、複数の複合磁性粒子同士を接合する接着剤として機能し、成形体の強度を向上させることができる。この際、第1の熱処理によって第1の有機物を成形体の外部へ排出させているため、第1の有機物によって成形体の強度が低下するということがない。 Next, the second heat treatment is performed at a temperature equal to or higher than the second melting point, thereby fluidizing the high-viscosity second organic substance and spreading it between the plurality of composite magnetic particles. Thereby, a 2nd organic substance functions as an adhesive agent which joins several composite magnetic particles, and can improve the intensity | strength of a molded object. At this time, since the first organic material is discharged to the outside of the molded body by the first heat treatment, the strength of the molded body is not reduced by the first organic material.
以上説明した理由から、本発明による製造方法によれば、優れた強度を備えるとともに、絶縁被膜によって粒子間渦電流損が低減された圧粉磁心を実現することができる。 For the reasons described above, according to the manufacturing method of the present invention, it is possible to realize a dust core having excellent strength and reduced inter-particle eddy current loss by an insulating coating.
また好ましくは、第1の有機物は、高級脂肪酸系、高級脂肪酸の金属塩系、ワックス系、高級アルコール系、ポリテトラフルオロエチレン、高分子量ポリエチレン、熱可塑性ポリアミド、6−ナイロン、6−6ナイロンおよび6−12ナイロンからなる群より選ばれた少なくとも一種を含む。なお、高分子量ポリエチレンとは、分子量が10万以上のポリエチレンをいう。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、これらの材料を含む第1の有機物は、優れた潤滑性を示し、加圧成形時に緩衝材して十分に機能する。このため、絶縁被膜が破壊されることを確実に防止できる。 Also preferably, the first organic substance is higher fatty acid type, metal salt type of higher fatty acid, wax type, higher alcohol type, polytetrafluoroethylene, high molecular weight polyethylene, thermoplastic polyamide, 6-nylon, 6-6 nylon and It contains at least one selected from the group consisting of 6-12 nylon. High molecular weight polyethylene refers to polyethylene having a molecular weight of 100,000 or more. According to the method for manufacturing a powder magnetic core configured as described above, the first organic material containing these materials exhibits excellent lubricity, and functions sufficiently as a cushioning material during pressure molding. For this reason, it can prevent reliably that an insulating film is destroyed.
また好ましくは、第2の有機物は、PPS(poly phenylene sulfide)樹脂、POM樹脂(ポリプラスチックス)、ポリエーテルイミド、ポリイミド、ポリアミドイミドおよび非熱可塑性樹脂からなる群より選ばれた少なくとも一種を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、これらの材料を含む第2の有機物は、十分に高い粘性を示し、複合磁性粒子同士を強固に接合する。このため、圧粉磁心の強度を飛躍的に向上させることができる。 Preferably, the second organic substance includes at least one selected from the group consisting of PPS (poly phenylene sulfide) resin, POM resin (polyplastics), polyetherimide, polyimide, polyamideimide, and non-thermoplastic resin. . According to the method for manufacturing a powder magnetic core configured as described above, the second organic material containing these materials exhibits a sufficiently high viscosity and firmly bonds the composite magnetic particles to each other. For this reason, the strength of the dust core can be dramatically improved.
また好ましくは、第1の熱処理をする工程は、成形体を、第1の有機物の熱分解温度以上第2の融点未満の温度で熱処理する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、第1の有機物を液体からさらに、気体または分解気体へと変化させることができ、成形体の外部へより確実に排出することができる。これにより、第1の有機物が成形体の内部に残存することによる成形体の強度低下を効果的に抑制することができる。 Preferably, the step of performing the first heat treatment includes a step of heat-treating the molded body at a temperature not lower than the second organic melting point and not lower than the second melting point. According to the method for manufacturing a powder magnetic core configured as described above, the first organic substance can be further changed from a liquid to a gas or a decomposed gas, and can be more reliably discharged to the outside of the molded body. . Thereby, the strength reduction of a molded object by the 1st organic substance remaining in the inside of a molded object can be suppressed effectively.
また好ましくは、第1の熱処理をする工程は、成形体を60分間以上、熱処理する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、第1の有機物を成形体の外部へより確実に排出することができる。これにより、上述の効果と同様の効果を得ることができる。 Preferably, the step of performing the first heat treatment includes a step of heat-treating the molded body for 60 minutes or more. According to the method for manufacturing a powder magnetic core configured as described above, the first organic material can be more reliably discharged to the outside of the molded body. Thereby, the effect similar to the above-mentioned effect can be acquired.
また好ましくは、第1の熱処理をする工程は、第1の融点以上第2の融点未満の範囲にある所定の温度を30分間以上維持して、成形体を熱処理する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、第1の有機物を成形体の外部へより確実に排出することができる。これにより、上述の効果と同様の効果を得ることができる。 Further preferably, the step of performing the first heat treatment includes a step of heat-treating the molded body while maintaining a predetermined temperature in the range of the first melting point or higher and lower than the second melting point for 30 minutes or more. According to the method for manufacturing a powder magnetic core configured as described above, the first organic material can be more reliably discharged to the outside of the molded body. Thereby, the effect similar to the above-mentioned effect can be acquired.
また好ましくは、第1の熱処理をする工程は、90分間以上の時間をかけて、第1の融点から第2の融点まで昇温する工程を含む。このように構成された圧粉磁心の製造方法によれば、第1の有機物を成形体の外部へより確実に排出することができる。これにより、上述の効果と同様の効果を得ることができる。 Preferably, the step of performing the first heat treatment includes a step of raising the temperature from the first melting point to the second melting point over a period of 90 minutes or more. According to the method for manufacturing a powder magnetic core configured as described above, the first organic material can be more reliably discharged to the outside of the molded body. Thereby, the effect similar to the above-mentioned effect can be acquired.
この発明に従った圧粉磁心は、金属磁性粒子およびその金属磁性粒子の表面を取り囲む絶縁被膜を有し、互いに接合された複数の複合磁性粒子と、複数の複合磁性粒子間に介在する有機物とを備える。圧粉磁心は、50Hzの交流磁場を印加した時の透磁率から5%減の透磁率となる時の周波数が、5.0kHz以上である。このように構成された圧粉磁心によれば、5.0kHz以上の高周波数を圧粉磁心に印加した場合にも、透磁率が大幅に低下するということがない。 A dust core according to the present invention has a metal magnetic particle and an insulating coating surrounding the surface of the metal magnetic particle, a plurality of composite magnetic particles bonded together, and an organic substance interposed between the plurality of composite magnetic particles; Is provided. The dust core has a frequency of 5.0 kHz or more when the magnetic permeability is reduced by 5% from the permeability when an AC magnetic field of 50 Hz is applied. According to the dust core configured as described above, even when a high frequency of 5.0 kHz or higher is applied to the dust core, the magnetic permeability is not significantly reduced.
また好ましくは、圧粉磁心は、3点曲げ強度が80MPa以上である。このように構成された圧粉磁心によれば、優れた磁気的特性と高強度との両方を実現することができる。 Preferably, the dust core has a three-point bending strength of 80 MPa or more. According to the dust core configured as described above, both excellent magnetic characteristics and high strength can be realized.
以上説明したように、この発明に従えば、高い強度を有するとともに、優れた磁気的特性を示す圧粉磁心の製造方法および圧粉磁心を提供することができる。 As described above, according to the present invention, it is possible to provide a dust core manufacturing method and a dust core that have high strength and exhibit excellent magnetic properties.
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。 Embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings.
図1は、この発明の実施の形態における圧粉磁心の製造方法によって作製された圧粉磁心の表面を示した模式図である。図1を参照して、圧粉磁心は、金属磁性粒子10と、金属磁性粒子10の表面を取り囲む絶縁被膜20とから構成された複数の複合磁性粒子30を備える。複数の複合磁性粒子30の間には、有機物60が介在している。複数の複合磁性粒子30の各々は、有機物60によって接合されていたり、複合磁性粒子30が有する凹凸の噛み合わせによって接合されている。有機物60については、後で詳細に説明する。
FIG. 1 is a schematic view showing the surface of a dust core produced by the dust core manufacturing method according to the embodiment of the present invention. Referring to FIG. 1, the dust core includes a plurality of composite
図1中の圧粉磁心を作製するために、まず、金属磁性粒子10を準備する。金属磁性粒子10は、たとえば、鉄(Fe)、鉄(Fe)−シリコン(Si)系合金、鉄(Fe)−窒素(N)系合金、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)系合金、鉄(Fe)−炭素(C)系合金、鉄(Fe)−ホウ素(B)系合金、鉄(Fe)−コバルト(Co)系合金、鉄(Fe)−リン(P)系合金、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)系合金および鉄(Fe)−アルミニウム(Al)−シリコン(Si)系合金などから形成することができる。金属磁性粒子10は、金属単体でも合金でもよい。
In order to produce the dust core in FIG. 1, first, metal
金属磁性粒子10の平均粒径は、5μm以上300μm以下であることが好ましい。金属磁性粒子10の平均粒径を5μm以上にした場合、金属が酸化されにくいため、圧粉磁心の磁気的特性を向上させることができる。また、金属磁性粒子10の平均粒径を300μm以下にした場合、後に説明する加圧成形時において混合粉末の圧縮性が低下するということがない。これにより、加圧成形によって得られた成形体の密度を大きくすることができる。
The average particle diameter of the metal
なお、ここで言う平均粒径とは、ふるい法によって測定した粒径のヒストグラム中、粒径の小さいほうからの質量の和が総質量の50%に達する粒子の粒径、つまり50%粒径Dをいう。 The average particle size referred to here is the particle size of particles in which the sum of the mass from the smaller particle size reaches 50% of the total mass in the histogram of the particle size measured by the sieving method, that is, 50% particle size. Say D.
図2から図4は、複合磁性粒子に混合される有機物の態様を示す模式図である。図2から図4を参照して、次に、金属磁性粒子10の表面に絶縁被膜20を形成して複合磁性粒子30を作製するとともに、得られた複合磁性粒子30と、潤滑性の有機物40および高粘度の有機物50とを混合する。この際に採られる混合方法により、有機物40および50は異なった態様で複合磁性粒子30に混合される。
FIG. 2 to FIG. 4 are schematic views showing aspects of organic substances mixed with the composite magnetic particles. Referring to FIGS. 2 to 4, next, the insulating
図2に示す混合粉末を得る場合、たとえば、複合磁性粒子30と有機物40および50とをV型混合機に投入し、これらを混合する。これにより、隣り合う複合磁性粒子30間に粒子状の有機物40および50が分散した状態の混合粉末を得ることができる。また、図3に示す混合粉末を得る場合、たとえば、金属磁性粒子10の表面に絶縁被膜20を湿式被膜する際に、粒子状の有機物40および50を混合した溶液を用いる。この際、水溶液を用いても構わないし、有機溶媒を加えた水溶液を用いても構わない。これにより、粒子状の有機物40および50が、絶縁被膜20の内部に埋設したり、絶縁被膜20の表面に付着した状態の混合粉末を得ることができる。さらに、図4に示す混合粉末を得る場合、たとえば、有機物40および50を溶かした有機溶媒や水溶液を準備し、その中に複合磁性粒子30を投入する。これにより、膜状の有機物40および50が、絶縁被膜20の表面に付着した状態の混合粉末を得ることができる。
When obtaining the mixed powder shown in FIG. 2, for example, the composite
なお、以上に説明した混合方法は、一例であり、これらの方法に限定されるものではない。また、図2から図4に示す態様を組み合わせた状態で、複合磁性粒子30と有機物40および50との混合粉末を形成しても良い。たとえば、図3に示す態様で有機物40および50を複合磁性粒子30に設けた後、さらに有機物40および50をその複合磁性粒子30に添加し、V型混合機を用いてこれらを混合しても良い。
In addition, the mixing method demonstrated above is an example, and is not limited to these methods. Moreover, you may form the mixed powder of the composite
絶縁被膜20は、少なくとも電気的絶縁性を有する材料から形成されており、たとえば、リン化合物、ケイ素化合物、ジルコニウム化合物またはアルミニウム化合物などから形成されている。このような材料としては、リンと鉄とを含むリン酸鉄の他、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウムなどを挙げることができる。
The insulating
絶縁被膜20は、金属磁性粒子10間の絶縁層として機能する。金属磁性粒子10を絶縁被膜20で覆うことによって、圧粉磁心の電気抵抗率ρを大きくすることができる。これにより、金属磁性粒子10間に渦電流が流れるのを抑制して、粒子間渦電流損に起因する圧粉磁心の鉄損を低減させることができる。
The insulating
有機物50の融点は、有機物40の融点よりも高い。このような有機物40としては、潤滑性に優れた材料、たとえば、高級脂肪酸系、高級脂肪酸の金属塩系、ワックス系、高級アルコール系、ポリテトラフルオロエチレン(テフロン(R))、高分子量ポリエチレン、熱可塑性ポリアミド、6−ナイロン、6−6ナイロンおよび6−12ナイロンなどを用いることができる。高級脂肪酸系は、ステアリン酸系を含む。高級脂肪酸の金属塩系は、ステアリン酸の金属塩を含み、ステアリン酸カルシウム、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸マグネシウムおよびステアリン酸鉛などを用いることができる。ワックス系としては、パラフィンワックス(主成分がn−パラフィン)、マイクロワックス(主成分がi−パラフィン)およびポリエチレンワックス(低分子ポリエチレンまたは部分酸化ポリエチレン)などを挙げることができる。その他、高級アルコール系のベヘニン酸および12ヒドロキシステアリン酸や、アミド系のステアリン酸アミド、オレイン酸アミド、エルカ酸アミド、メチレンビスステアリン酸アミド、エチレンビスステアリン酸アミドおよびエチレンビスオレイン酸アミドや、エステル系のステアリン酸モノグリセリド、ベンタエリスリトールテトラステアレート、硬化ヒマシ油およびステアリン酸ステアリルを有機物40として用いることができる。
The melting point of the
また、有機物50としては、高粘度を有する材料、たとえば、PPS樹脂、POM樹脂、ポリエーテルイミド(ウルテム)、ポリイミド、ポリアミドイミドおよび非熱可塑性樹脂などを用いることができる。非熱可塑性樹脂とは、熱可塑性樹脂に似た特性を有するが、融点が熱分解温度以下の温度で存在しない樹脂をさし、ビフェニルテトラカルボン酸二無水物を用いた全芳香族ポリイミド樹脂(たとえば、デュポン社製の商品名「ベスペル」)が挙げられる。また、ポリイミドとしては、たとえば、宇部興産社製の商品名「UIP−R」などを用いることができる。非熱可塑性樹脂を有機物50として用いる場合は、融点のかわりに荷重たわみ温度(1.82MPa負荷時)を代用する。なお、荷重たわみ温度とは、JIS K 7207−1983に規定されている荷重たわみ温度試験方法によって測定される温度をいう。
Moreover, as the
次に、得られた混合粉末を金型に入れ、たとえば、700MPaから1500MPaまでの圧力で加圧成形する。これにより、混合粉末が圧縮されて成形体が形成される。加圧成形する雰囲気は、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気とすることが好ましい。この場合、大気中の酸素によって粉末が酸化されるのを抑制できる。 Next, the obtained mixed powder is put into a mold and, for example, pressure-molded at a pressure of 700 MPa to 1500 MPa. Thereby, mixed powder is compressed and a molded object is formed. The atmosphere for pressure molding is preferably an inert gas atmosphere or a reduced pressure atmosphere. In this case, it is possible to suppress the powder from being oxidized by oxygen in the atmosphere.
この加圧成形の際、有機物40は、複合磁性粒子30の間で緩衝材として機能する。これにより、複合磁性粒子30同士が接触して擦れ合うことを防止し、加圧成形時に絶縁被膜20が破壊されることを防ぐ。
During the pressure molding, the
次に、成形体に、有機物40の融点以上有機物50の融点未満の温度で30分間以上、第1段目の熱処理を行なう。この第1段目の熱処理によって、有機物40は流動化して成形体の外部へと排出される。なお、融点とは、有機物が固相状態から液相状態に変化する温度を言うが、有機物の種類によっては、固相状態から直接、気相状態になるものも存在する。このような場合、有機物が固相状態から気相状態に変化する温度(昇華温度)を融点というものとする。
Next, the first heat treatment is performed on the molded body for 30 minutes or more at a temperature not lower than the melting point of the
また、上述の熱処理温度を、有機物40の熱分解温度以上有機物50の融点未満として、成形体に熱処理を行なうことがさらに好ましい。有機物40の熱分解温度とは、液相状態の有機物がさらに気相状態に変化する温度(沸点)を言う。また、液相状態から分解気体と分解残渣とに分解される有機物40に関しては、その分解気体および分解残渣に分解される温度を有機物40の熱分解温度という。また、非熱可塑性樹脂を有機物50として用いた場合には、熱処理温度を、有機物40の融点または熱分解温度以上有機物50の荷重たわみ温度(1.82MPa負荷時)未満に設定する。さらに、上述の熱処理時間を、60分間以上とすることが好ましい。このように熱処理温度や熱処理時間を設定することによって、有機物40をより確実に成形体の外部へと排出することができる。
Further, it is more preferable that the heat treatment temperature is set to a temperature equal to or higher than the thermal decomposition temperature of the
第1段目の熱処理に続いて、成形体に、有機物50の融点以上の温度で所定時間、第2段目の熱処理を行なう。この第2段目の熱処理によって、有機物50を流動化させ、複数の複合磁性粒子30間に行き渡らせる。
Subsequent to the first stage heat treatment, the molded body is subjected to the second stage heat treatment at a temperature equal to or higher than the melting point of the
図5および図6は、成形体に実施する熱処理の温度変化の具体例を示すグラフである。図5を参照して、熱処理温度を、有機物40の融点以上有機物50の融点未満の範囲にある所定の温度まで上昇させ、その温度を30分間以上維持する(図中の矢印150に示す低温度部分)。その後、熱処理温度を有機物50の融点になる手前の温度まで上昇させて、第1段目の熱処理100を完了させる。さらに第2段目の熱処理200を行なうため、熱処理温度を有機物50の融点から有機物50の融点以上の所定温度まで引き続き上昇させ、その温度を一定時間維持する(図中の矢印250に示す高温度部分)。その後、炉冷により熱処理温度を徐々に低下させていく。
FIG. 5 and FIG. 6 are graphs showing specific examples of the temperature change of the heat treatment performed on the molded body. Referring to FIG. 5, the heat treatment temperature is raised to a predetermined temperature in the range from the melting point of
図6を参照して、熱処理温度を、有機物40の融点から有機物50の融点までの間を90分間以上の時間をかけて一定速度で上昇させ、成形体に第1段目の熱処理を実施する。さらに第2段目の熱処理200を行なうため、熱処理温度を有機物50の融点から有機物50の融点以上の所定温度まで引き続き上昇させ、その温度を一定時間維持する。その後、炉冷により熱処理温度を徐々に低下させていく。
Referring to FIG. 6, the heat treatment temperature is increased at a constant rate over a period of 90 minutes or more from the melting point of
このような2段階の熱処理を成形体に実施することによって、成形体に含まれる有機物の量は、熱処理の実施とともに変化する。つまり、加圧成形によって成形体を形成する時点において、有機物40および50はともに成形体内に存在し、有機物40は、複合磁性粒子30間の緩衝材して機能する。次に、第1段目の熱処理を実施すると、有機物40の全てまたはその大部分が成形体の外部へと排出され、成形体内には、主に有機物50が存在することとなる。さらに、第2段目の熱処理を実施することによって、有機物50は、複合磁性粒子30間に行き渡った状態となって成形体内に存在する。
By carrying out such a two-stage heat treatment on the molded body, the amount of organic matter contained in the molded body varies with the heat treatment. That is, at the time of forming a molded body by pressure molding, the
熱処理の後、成形体に押出し加工や切削加工など適当な加工を施すことによって、図1中に示す圧粉磁心が完成する。図1中に示す圧粉磁心は、以上に説明した熱処理工程を経て形成されているため、備える有機物60は、有機物40の割合が極力抑えられており、その大部分が有機物50によって構成されている。このため、隣り合う複合磁性粒子30同士を接合する有機物60の接着剤としての機能が、有機物40の混入によって低下することを抑制でき、圧粉磁心の強度を向上させることができる。
After the heat treatment, the powder compact shown in FIG. 1 is completed by subjecting the molded body to appropriate processing such as extrusion and cutting. Since the dust core shown in FIG. 1 is formed through the heat treatment process described above, the
この発明に従った圧粉磁心の製造方法は、金属磁性粒子10および金属磁性粒子10の表面を取り囲む絶縁被膜20を有する複数の複合磁性粒子30と、第1の融点を有する潤滑性の第1の有機物としての有機物40と、第1の融点よりも大きい第2の融点を有する高粘度の第2の有機物としての有機物50とを含む混合体を、加圧成形することによって成形体を形成する工程と、その成形体を、第1の融点以上第2の融点未満の温度で30分間以上、第1の熱処理(第1段目の熱処理100)をする工程と、第1の熱処理の後、成形体を、第2の融点以上の温度で第2の熱処理(第2段目の熱処理200)をする工程とを備える。
The method of manufacturing a powder magnetic core according to the present invention includes a metal
この発明に従った圧粉磁心は、金属磁性粒子10および金属磁性粒子10の表面を取り囲む絶縁被膜20を有し、互いに接合された複数の複合磁性粒子30と、複数の複合磁性粒子30間に介在する有機物60とを備える。圧粉磁心は、50Hzの交流磁場を印加した時の透磁率から5%減の透磁率となる時の周波数が、5.0kHz以上である。
A dust core according to the present invention includes a metal
このように構成された圧粉磁心の製造方法および圧粉磁心によれば、有機物40の緩衝材としての働きにより、絶縁被膜20を破損させることなく成形工程を実施することができる。このため、得られた圧粉磁心において、絶縁被膜20を金属磁性粒子10間の絶縁層として十分に機能させることができ、金属磁性粒子10間に発生する粒子間渦電流損を低減させることができる。また同時に、熱処理温度が所定の範囲に設定された2段階の熱処理を実施しているため、有機物50を主成分とする有機物60によって強度が十分に高い圧粉磁心を得ることができる。
According to the dust core manufacturing method and the dust core thus configured, the molding step can be performed without damaging the insulating
以下に説明する実施例によって、本発明による圧粉磁心の製造方法の評価を行なった。 The production method of the dust core according to the present invention was evaluated by the examples described below.
まず、実施の形態に記載の製造方法に従って成形体を作製した。この際、複合磁性粒子30として、ヘガネス社製の商品名「ソマロイ500」を用いた。この粉末では、金属磁性粒子10としての鉄粉の表面に、絶縁被膜20としてのリン酸化合物被膜が形成されている。また、潤滑性の有機物40として、ステアリン酸亜鉛(融点125℃、熱分解温度250℃)を用い、高粘度の有機物50として、PPS樹脂(融点285℃)を用いた。複合磁性粒子30と有機物40および50との混合には、V型混合機を使用し、両者を図2に示す態様に混合した。加圧成形時の圧力を900MPaとし、密度7.5g/cm3の成形体(サンプル2から16)を得た。また同時に、比較のため、有機物40を混合せず、有機物50としてのPPS樹脂のみを用いた成形体(サンプル1)も作製した。サンプル1から16の成形体に含まれる有機物の割合を表1に示した。
First, a molded body was produced according to the manufacturing method described in the embodiment. At this time, the trade name “Somalloy 500” manufactured by Höganäs was used as the composite
次に、作製された成形体に、図5に示す温度プロファイルに従って、2段階に渡る熱処理を実施した。この際、第1段目の熱処理において図5中の矢印150に示す低温度部分に保持する時間を30分間とし、第2段目の熱処理において図5中の矢印250に示す高温度部分に保持する時間を30分間とした。この第1段目の熱処理において維持する温度を変化させることによって、成形体に異なる温度条件の熱処理を実施した。なお、サンプル1および2の成形体には、6℃/分の昇温速度で、熱処理温度を350℃まで上昇させ、その温度を30分間維持する熱処理を実施し、これによって第1段目の熱処理を行なわず、第2段目の熱処理のみを行なうこととした。サンプル1から16の成形体に実施した熱処理の温度条件を表1に示した。
Next, the produced molded body was subjected to two stages of heat treatment according to the temperature profile shown in FIG. At this time, the time for holding in the low temperature portion indicated by the
次に、熱処理後の成形体に対して、50Hzの交流磁場を常温で印加し、そのときの透磁率をまず測定した。そして、徐々に大きい周波数の交流磁場を成形体に印加し、そのとき測定によって得られる透磁率が、50Hzの交流磁場を印加した場合の透磁率の5%減となる周波数を求めた。求めた5%減周波数を表1に示した。 Next, an AC magnetic field of 50 Hz was applied to the molded body after the heat treatment at room temperature, and the magnetic permeability at that time was first measured. Then, an alternating magnetic field with a gradually increasing frequency was applied to the compact, and the frequency at which the magnetic permeability obtained by the measurement was 5% less than the magnetic permeability when an alternating magnetic field of 50 Hz was applied was determined. The obtained 5% reduction frequency is shown in Table 1.
さらに、両端が支持された成形体の所定位置に荷重を加え、成形体が破断した時の応力値(破断応力値)を測定するJIS規格に準じた抗折試験を実施することで、成形体の3点曲げ強度を求めた。図7は、実施例において、第1段目の熱処理時の維持温度と3点曲げ強度との関係を示すグラフである。求めた3点曲げ強度を表1に示すとともに、第1段目の熱処理時の維持温度に対する3点曲げ強度の変化を図7に表した。 Furthermore, by applying a load to a predetermined position of the molded body supported at both ends and performing a bending test in accordance with JIS standard for measuring the stress value (breaking stress value) when the molded body breaks, the molded body The three-point bending strength was determined. FIG. 7 is a graph showing the relationship between the maintenance temperature during the first stage heat treatment and the three-point bending strength in the examples. The obtained three-point bending strength is shown in Table 1, and the change in the three-point bending strength with respect to the maintenance temperature during the first stage heat treatment is shown in FIG.
表1を参照して、有機物40としてのステアリン酸亜鉛を設けなかったサンプル1の成形体と比較して、他の成形体では、5%減周波数がより高い値になることが分かった。この結果から、加圧成形時にステアリン酸亜鉛が緩衝材として十分に機能し、絶縁被膜20による粒子間渦電流損の低減が図られていることを確認できた。
Referring to Table 1, it was found that the 5% reduction frequency was higher in other molded articles as compared with the molded article of Sample 1 in which the zinc stearate as the
また合わせて図7を参照して、第1段目の熱処理時の維持温度を、ステアリン酸亜鉛の融点125℃以上PPS樹脂の融点285℃未満としたサンプル5から13の成形体では、3点曲げ強度が高い値となり、第1段目の熱処理時の維持温度を、ステアリン酸亜鉛の熱分解温度250℃以上PPS樹脂の融点285℃未満としたサンプル10から13の成形体では、3点曲げ強度が特に高い値になることが分かった。この結果から、これらのサンプルの成形体では、ステアリング酸亜鉛が成形体の外部に確実に排出され、残ったPPS樹脂により成形体の強度が大きく向上していることを確認できた。
In addition, referring to FIG. 7 as well, in the molded bodies of Samples 5 to 13 in which the maintenance temperature during the first stage heat treatment was a melting point of zinc stearate of 125 ° C. or more and less than 285 ° C. of PPS resin, three points were obtained. In the molded bodies of
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて特許請求の範囲によって示され、特許請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。 It should be understood that the embodiments and examples disclosed herein are illustrative and non-restrictive in every respect. The scope of the present invention is defined by the terms of the claims, rather than the description above, and is intended to include any modifications within the scope and meaning equivalent to the terms of the claims.
10 金属磁性粒子、20 絶縁被膜、30 複合磁性粒子、40,50,60 有機物。 10 metal magnetic particles, 20 insulating coating, 30 composite magnetic particles, 40, 50, 60 organic matter.
Claims (9)
前記成形体を、前記第1の融点以上前記第2の融点未満の温度で30分間以上、第1の熱処理をする工程と、
前記第1の熱処理の後、前記成形体を、前記第2の融点以上の温度で第2の熱処理をする工程とを備える、圧粉磁心の製造方法。 A plurality of composite magnetic particles having metal magnetic particles and an insulating coating surrounding the surface of the metal magnetic particles, a first organic material having lubricity having a first melting point, and a second melting point larger than the first melting point Forming a molded body by pressure-molding a mixture containing a high-viscosity second organic substance having:
Subjecting the molded body to a first heat treatment at a temperature not lower than the first melting point and lower than the second melting point for not less than 30 minutes;
And a step of subjecting the compact to a second heat treatment at a temperature equal to or higher than the second melting point after the first heat treatment.
前記複数の複合磁性粒子間に介在する有機物とを備え、
50Hzの交流磁場を印加した時の透磁率から5%減の透磁率となる時の周波数が、5.0kHz以上である、圧粉磁心。 A plurality of composite magnetic particles having metal magnetic particles and an insulating coating surrounding the surface of the metal magnetic particles and bonded together;
An organic matter interposed between the plurality of composite magnetic particles,
A dust core in which the frequency when the magnetic permeability is reduced by 5% from the magnetic permeability when an AC magnetic field of 50 Hz is applied is 5.0 kHz or more.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004049269A JP4466116B2 (en) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | Dust core manufacturing method and dust core |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2004049269A JP4466116B2 (en) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | Dust core manufacturing method and dust core |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2005243769A true JP2005243769A (en) | 2005-09-08 |
| JP4466116B2 JP4466116B2 (en) | 2010-05-26 |
Family
ID=35025204
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2004049269A Expired - Lifetime JP4466116B2 (en) | 2004-02-25 | 2004-02-25 | Dust core manufacturing method and dust core |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP4466116B2 (en) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008007346A3 (en) * | 2006-07-12 | 2008-03-13 | Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg | Method for the production of powder composite cores and powder composite core |
| JP2011181624A (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Materials Corp | High-strength, high-specific-resistance composite soft magnetic material, electromagnetic circuit component, and method of manufacturing high-strength, high-specific-resistance composite soft magnetic material |
| WO2013042692A1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | 大同特殊鋼株式会社 | Injection-molded reactor and compound used in same |
| US9196413B2 (en) | 2011-09-20 | 2015-11-24 | Daido Steel Co., Ltd. | Reactor and compound used in same |
| US20180261385A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | Tdk Corporation | Dust core |
| JP2020161696A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | Tdk株式会社 | Composite particle, core, and inductor element |
-
2004
- 2004-02-25 JP JP2004049269A patent/JP4466116B2/en not_active Expired - Lifetime
Cited By (14)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2008007346A3 (en) * | 2006-07-12 | 2008-03-13 | Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg | Method for the production of powder composite cores and powder composite core |
| GB2454823A (en) * | 2006-07-12 | 2009-05-20 | Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg | Method for the production of powder composite cores and powder composite core |
| GB2454823B (en) * | 2006-07-12 | 2012-03-14 | Vacuumschmelze Gmbh & Co Kg | Method for the production of powder composite cores and powder composite core |
| US8216393B2 (en) | 2006-07-12 | 2012-07-10 | Vacuumschmelze Gmbh & Co. Kg | Method for the production of powder composite cores and powder composite core |
| JP2011181624A (en) * | 2010-02-26 | 2011-09-15 | Mitsubishi Materials Corp | High-strength, high-specific-resistance composite soft magnetic material, electromagnetic circuit component, and method of manufacturing high-strength, high-specific-resistance composite soft magnetic material |
| CN103946935A (en) * | 2011-09-20 | 2014-07-23 | 大同特殊钢株式会社 | Injection-molded reactor and compound used in same |
| WO2013042692A1 (en) * | 2011-09-20 | 2013-03-28 | 大同特殊鋼株式会社 | Injection-molded reactor and compound used in same |
| US9196413B2 (en) | 2011-09-20 | 2015-11-24 | Daido Steel Co., Ltd. | Reactor and compound used in same |
| US9202618B2 (en) | 2011-09-20 | 2015-12-01 | Daido Steel Co., Ltd. | Injection-molded reactor and compound used in same |
| US20180261385A1 (en) * | 2017-03-09 | 2018-09-13 | Tdk Corporation | Dust core |
| US11915847B2 (en) * | 2017-03-09 | 2024-02-27 | Tdk Corporation | Dust core |
| JP2020161696A (en) * | 2019-03-27 | 2020-10-01 | Tdk株式会社 | Composite particle, core, and inductor element |
| US11651880B2 (en) | 2019-03-27 | 2023-05-16 | Tdk Corporation | Composite particle, core, and inductor element |
| JP7392275B2 (en) | 2019-03-27 | 2023-12-06 | Tdk株式会社 | Composite particles, cores and inductor elements |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JP4466116B2 (en) | 2010-05-26 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP4650073B2 (en) | Method for producing soft magnetic material, soft magnetic material and dust core | |
| CN108140462B (en) | Dust core material, dust core and manufacturing method thereof | |
| JP3986043B2 (en) | Powder magnetic core and manufacturing method thereof | |
| TW459253B (en) | Iron powder and method for the preparation thereof | |
| JP4654881B2 (en) | Dust core manufactured using soft magnetic material | |
| JP5363081B2 (en) | Metallurgical powder, dust core, metallurgical powder manufacturing method and dust core manufacturing method | |
| KR100916891B1 (en) | Composite magnetic material and its manufacturing method | |
| JP2015053499A (en) | Soft magnetic powder | |
| KR100775179B1 (en) | Powder composition, method for making soft magnetic components and soft magnetic composite component | |
| JP4325950B2 (en) | Soft magnetic material and dust core | |
| JP4466116B2 (en) | Dust core manufacturing method and dust core | |
| EP3083109B1 (en) | Soft magnetic powder mix | |
| CN100513017C (en) | Method for producing dust core green compact and the dust core green compact | |
| WO2006106566A1 (en) | Soft magnetic material and process for producing green compact | |
| CN101142044B (en) | Iron powder coated with mg-containing oxide film | |
| JPWO2005013294A1 (en) | Soft magnetic material, dust core, transformer core, motor core, and method for manufacturing dust core | |
| JP4305222B2 (en) | Method for producing a green compact | |
| CN1938114B (en) | Manufacturing method of soft magnetic material, soft magnetic powder and powder magnetic core | |
| JP2010016290A (en) | Ferrous metal magnetic particle, soft magnetic material, powder magnetic core and manufacturing method of them | |
| CN107615411B (en) | Mixed powder for powder magnetic core and powder magnetic core | |
| JP2005079511A (en) | Soft magnetic material and manufacturing method thereof | |
| JP2009228108A (en) | Powder for metallurgy, and method for manufacturing powder for metallurgy | |
| JP4627023B2 (en) | Soft magnetic material, dust core, and method for manufacturing dust core | |
| US20250033113A1 (en) | Hybrid soft magnetic mixed powder, a method of preparing the same, and a method of preparing a hybrid soft magnetic material | |
| JP2005079509A (en) | Soft magnetic material and manufacturing method thereof |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20060929 |
|
| A977 | Report on retrieval |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A971007 Effective date: 20090202 |
|
| A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20090210 |
|
| A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20090408 |
|
| TRDD | Decision of grant or rejection written | ||
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 Effective date: 20100202 |
|
| A01 | Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01 |
|
| A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20100215 |
|
| R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |
|
| FPAY | Renewal fee payment (event date is renewal date of database) |
Free format text: PAYMENT UNTIL: 20130305 Year of fee payment: 3 |