JPH0368743A - Fe-based sintered magnetic core material and its manufacturing method - Google Patents
Fe-based sintered magnetic core material and its manufacturing methodInfo
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- JPH0368743A JPH0368743A JP20450789A JP20450789A JPH0368743A JP H0368743 A JPH0368743 A JP H0368743A JP 20450789 A JP20450789 A JP 20450789A JP 20450789 A JP20450789 A JP 20450789A JP H0368743 A JPH0368743 A JP H0368743A
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Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。(57) [Summary] This bulletin contains application data before electronic filing, so abstract data is not recorded.
Description
【発明の詳細な説明】
発明の技術分野
本発明は、Fe基焼結磁心材料およびその製造方法に関
し、さらに詳しくは、高飽和磁束密度および優れた軟磁
気特性を有する高周波用Fe基焼結磁心材料およびその
製造方法に関する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION Technical Field of the Invention The present invention relates to a Fe-based sintered magnetic core material and a method for producing the same, and more particularly to a Fe-based sintered magnetic core for high frequency use having high saturation magnetic flux density and excellent soft magnetic properties. Regarding materials and their manufacturing methods.
発明の技術的背景ならびにその問題点
変圧器やモーターなどの鉄心の代りに用いられる磁心材
料としては、小さな印加磁界でただちに大きな磁束密度
が保持され、かつ、そのヒステリシスループの囲む面積
が小さく、実用に供した場合の電力損失の小さな材料、
いわゆる軟磁性材料が用いられている。Technical background of the invention and its problems As a magnetic core material used in place of the iron core of transformers and motors, a large magnetic flux density is immediately maintained even with a small applied magnetic field, and the area enclosed by the hysteresis loop is small, making it suitable for practical use. Materials with low power loss when subjected to
A so-called soft magnetic material is used.
従来、このような軟磁性材料としては、モリブデンパー
マロイ、ハードパーマロイなどのパーマロイ系合金、珪
素鋼板、フェライト、Fe系アモルファス合金、Co系
アモルファス合金などが主に用いられている。しかしな
がら、パーマロイ系合金、Co系アモルファス合金、フ
ェライトなどは、透磁率等の軟磁気特性には優れるもの
の、飽和磁束密度が小さく、また珪素鋼板、Fe系アモ
ルファス合金は、高飽和磁束密度を有するものの、高周
波においての軟磁気特性はパーマロイ系合金、Co系ア
モルファス合金、フェライトなどの軟磁気特性より劣っ
ている。特に、Fe−半金属系アモルファス合金(Fe
SiB系、FePC系等)は、飽和磁歪が大きく、また
、Fe−遷移金属系アモルファス合金(F e Z r
系等)は、キュリー温度が室温近傍と低いため、いずれ
の系においても、良好な軟磁気特性が実現されず、磁心
材料として充分な特性を有しているとはいえなかった。Conventionally, as such soft magnetic materials, permalloy alloys such as molybdenum permalloy and hard permalloy, silicon steel plates, ferrite, Fe-based amorphous alloys, Co-based amorphous alloys, etc. have been mainly used. However, although permalloy alloys, Co-based amorphous alloys, and ferrites have excellent soft magnetic properties such as magnetic permeability, they have low saturation magnetic flux density, and silicon steel sheets and Fe-based amorphous alloys have high saturation magnetic flux density. The soft magnetic properties at high frequencies are inferior to those of permalloy alloys, Co-based amorphous alloys, ferrites, and the like. In particular, Fe-metalloid amorphous alloys (Fe
SiB-based, FePC-based, etc.) have large saturation magnetostriction, and Fe-transition metal-based amorphous alloys (F e Z r
Because the Curie temperature of the systems (e.g., magnetic core materials) is low, near room temperature, good soft magnetic properties were not achieved in any of the systems, and it could not be said that they had sufficient properties as magnetic core materials.
このため、良好な軟磁気特性と高飽和磁束密度との両者
に優れた高周波用磁心材料の出現が望まれていた。For this reason, it has been desired to develop a magnetic core material for high frequencies that has both good soft magnetic properties and high saturation magnetic flux density.
発明の目的
本発明は、上記のような従来技術に鑑みてなされたもの
であって、高飽和磁束密度および優れた軟磁気特性を有
する高周波用Fe基焼結磁心材料を提供することを目的
としている。Purpose of the Invention The present invention has been made in view of the above-mentioned prior art, and has an object to provide a high-frequency Fe-based sintered magnetic core material having high saturation magnetic flux density and excellent soft magnetic properties. There is.
発明の概要
このような目的を達成するために、本発明に係るFe基
焼結磁心材料は、
1−a a 100−x−y Mx Ny式:(
Fe Si)
で示され、
Mは、Tts Zr5HfSVSNbSTa、Cr。Summary of the Invention In order to achieve the above object, the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention has the following formula: 1-a a 100-x-y Mx Ny
M is TtsZr5HfSVSNbSTa, Cr.
Mo、W、Mnから選ばれる少なくとも一種以上の元素
であり、
Nは、C,Bから選ばれる少なくとも一種以上の元素で
あり、
上を己a、X、!Yが、
a:0.2以下
x :2〜20
y:2〜20である磁性成分から構成されているか、あ
るいは該磁性成分にさらに焼結助剤を含んで構成された
おり、
かつ、Fe基焼結磁心材料の少なくとも一部が結晶化さ
れていることを特徴としている。また本発明においては
、前記Fe基焼結磁心材料の結晶化度は10〜100%
であることが好ましい。N is at least one element selected from Mo, W, and Mn; N is at least one element selected from C and B; Y is composed of a magnetic component in which a: 0.2 or less x: 2 to 20 y: 2 to 20, or the magnetic component further contains a sintering aid, and Fe It is characterized in that at least a portion of the base sintered magnetic core material is crystallized. Further, in the present invention, the crystallinity of the Fe-based sintered magnetic core material is 10 to 100%.
It is preferable that
また本発明に係るFe基焼結磁心材料の製造方法は、
式’ (FeS’a )100−+t−y Mx ”y
−a
で示され、
Mは、Tis Zr、Hf、V、Nb5Ta、Cr、M
o5W、Mnから選ばれる少なくとも一種以上の元素で
あり、
Nは、C,Bから選ばれる少なくとも一種以上の元素で
あり、
上記a、x、yが、
a:o、2以下
x:2〜20
y:2〜20である組成を有する混合粉末あるいは合金
粉末を機械的に粉砕して、非晶質合金粉末を機械的に粉
砕して、非晶質合金粉末を磁心形状に成形する成形工程
と、磁心形状に成形された非晶質合金粉末成形体を真空
中あるいは不活性ガス雰囲気中で熱処理して、焼結させ
るとともに少なくともその一部を結晶化させる熱処理工
程とを含むことを特徴としている。Further, the method for manufacturing the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention is performed using the formula '(FeS'a)100-+t-y Mx "y
-a, M is Tis Zr, Hf, V, Nb5Ta, Cr, M
o5W, is at least one or more elements selected from Mn, N is at least one or more elements selected from C, B, and the above a, x, y are a: o, 2 or less x: 2 to 20 y: mechanically crushing a mixed powder or alloy powder having a composition of 2 to 20, mechanically crushing the amorphous alloy powder, and forming the amorphous alloy powder into a magnetic core shape; , is characterized by including a heat treatment step of heat-treating an amorphous alloy powder compact formed into a magnetic core shape in a vacuum or an inert gas atmosphere to sinter it and crystallize at least a part of it. .
このような本発明に係るFe基焼結磁心材料にあっては
、FeS i系合金材料にTi、Zr、Hf5V%Nb
、Tas Cr、Mo、W、%Mnから選ばれる少なく
とも一種以上の元素を特定量添加し、またC、Bから選
ばれる少なくとも一種以上の元素を特定量添加してなる
磁性成分から構成されているか、あるいは該磁性成分に
さらに焼結助剤を含んで構成されており、かつFe基焼
結磁心材料の少なくとも一部が結晶化されているので、
高飽和磁束密度と良好な軟磁気特性とを併せ持ち、高周
波用磁心材料としても用いることができるようなFe基
焼結磁心材料が得られる。In the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention, Ti, Zr, Hf5V%Nb are added to the FeSi-based alloy material.
, Tas Cr, Mo, W, %Mn in a specific amount, and at least one element selected from C and B in a specific amount. , or the magnetic component further contains a sintering aid, and at least a part of the Fe-based sintered magnetic core material is crystallized,
An Fe-based sintered magnetic core material that has both high saturation magnetic flux density and good soft magnetic properties and can be used as a high-frequency magnetic core material can be obtained.
発明の詳細な説明
以下本発明に係るFe基焼結磁心材料およびその製造方
法について具体的に説明する。DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION The Fe-based sintered magnetic core material and the manufacturing method thereof according to the present invention will be specifically described below.
本発明に係るFe基焼結磁心材料は、
l−a a 100−x−y Mx Ny(Fe
St )
で示される磁性成分から構成されているか、あるいは該
磁性成分に加えて焼結助剤を含んで構成されている。The Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention has a 100-x-y Mx Ny (Fe
It is composed of a magnetic component represented by St), or it is composed of a sintering aid in addition to the magnetic component.
上記式において、Mは、Ti、Zr、Hf5V。In the above formula, M is Ti, Zr, or Hf5V.
Nb5TaSCr、Mo、W、Mnから選ばれる少なく
とも一種以上の元素であり、このうち、Ti、Zr、N
b、Taから選ばれる少なくとも一種以上の元素である
ことが好ましく、Nは、C,Bから選ばれる少なくとも
一種以上の元素である。At least one element selected from Nb5TaSCr, Mo, W, and Mn, among which Ti, Zr, and N
N is preferably at least one element selected from C and B, and N is preferably at least one element selected from C and B.
また上記式において、a、x、yは、下記の範囲にある
。Further, in the above formula, a, x, and y are in the following ranges.
a:0.2以下好ましくは0.06〜0.14x:2〜
20好ましくは6〜12
y:2〜20好ましくは6〜12
この磁性成分に必要に応じて焼結助剤が添加されて、本
発明に係るFe基焼結磁心材料が構成される。焼結助剤
は高周波特性実現のためには絶縁体であることが好まし
く、たとえば、5bBi。a: 0.2 or less, preferably 0.06 to 0.14 x: 2 to
20 preferably 6 to 12 y: 2 to 20 preferably 6 to 12 A sintering aid is added to this magnetic component as necessary to form the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention. In order to realize high frequency characteristics, the sintering aid is preferably an insulator, such as 5bBi.
B1Se、BiS、B1Ge、B1Te。B1Se, BiS, B1Ge, B1Te.
5bTeSSbSeSSnSbの各合金粉末から選ばれ
る少なくとも一種であることが好ましい。It is preferable to use at least one kind selected from alloy powders of 5bTeSSbSeSSnSb.
また焼結助剤は、前記磁性成分100重量部に対して、
5〜100重量部、好ましくは10〜50重量部の割合
で添加されていることが望ましい。In addition, the sintering aid is based on 100 parts by weight of the magnetic component.
It is desirable that it is added in an amount of 5 to 100 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight.
本発明に係るFe基焼結磁心材料は上記の組成を有し、
かつ少なくともその一部が結晶化されており、その結晶
化度は好ましくは10〜100%であり、特に好ましく
は60〜100%である。The Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention has the above composition,
At least a part of it is crystallized, and the degree of crystallinity is preferably 10 to 100%, particularly preferably 60 to 100%.
なお、ここで本発明における結晶化度とは、X線回折法
により求められたものであり、具体的には、完全に結晶
化した状態(X線回折強度が飽和した状態)のX線回折
強度を基準とし、これに対する、測定すべき磁心材料の
X線回折強度の割合を百分率であられしたものである。Note that the crystallinity in the present invention is determined by X-ray diffraction, and specifically, it is determined by X-ray diffraction in a completely crystallized state (X-ray diffraction intensity is saturated). This is the ratio of the X-ray diffraction intensity of the magnetic core material to be measured, expressed as a percentage, based on the intensity.
本発明に係るFe基焼結磁心材料を構成する磁性成分は
、上記のように、FeS l系合金材料にTi、Zr5
HfSV、Nb、Ta5Cr、Mo。As described above, the magnetic components constituting the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention include FeS, Ti, and Zr5 in the FeS l-based alloy material.
HfSV, Nb, Ta5Cr, Mo.
WSMnから選ばれる少なくとも一種以上の元素が特定
量添加され、またCSBから選ばれる少なくとも一種以
上の元素が特定量添加されて形成されている。A specific amount of at least one element selected from WSMn is added, and a specific amount of at least one element selected from CSB is added.
本発明に係るFe基焼結磁心材料にあっては、FeS
l系合金材料にTi、Zr、Hf、V。In the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention, FeS
Ti, Zr, Hf, and V as l-based alloy materials.
Nb、Ta5Cr、Mo、W、Mnから選ばれる少なく
とも一種以上の元素が、FeSi系合金材料中に含まれ
る全原子数に対して2〜20原子%好ましくは6〜12
原子%添加され、またC、 Bから選ばれる少なくとも
一種以上の元素が、FeS l系合金材料中に含まれる
全原子数に対して2〜20原子%好ましくは6〜12原
子%添加されてなる磁性成分から構成されているか、あ
るいは該磁性成分に加えてさらに焼結助剤を含んで構成
されており、さらに少なくともその一部が結晶化されて
いるので、得られるFe基焼結磁心材ネ4の飽和磁束密
度は大きくなり、また透磁率等の軟磁気特性も向上する
。At least one element selected from Nb, Ta5Cr, Mo, W, and Mn is contained in an amount of 2 to 20 atomic%, preferably 6 to 12 atomic% based on the total number of atoms contained in the FeSi alloy material.
At least one element selected from C and B is added in an amount of 2 to 20 atom %, preferably 6 to 12 atom %, based on the total number of atoms contained in the FeS I alloy material. The resulting Fe-based sintered magnetic core material is composed of a magnetic component or further contains a sintering aid in addition to the magnetic component, and at least a part of it is crystallized. The saturation magnetic flux density of No. 4 is increased, and soft magnetic properties such as magnetic permeability are also improved.
上記のようなFe基焼結磁心材料は、後述するL−a
、a 100−x−y Mx Ny系ように、(F
e Si )
非晶質合金粉末を作成した後これを原料として製造され
るが、FeS を系合金材料に添加されるTis Z
r、 Hf S V、 Nb、 Ta、 Cr
、 Mo。The Fe-based sintered magnetic core material as described above is
, a 100-x-y Mx Ny system, (F
Tis Z is manufactured using the amorphous alloy powder as a raw material after creating an amorphous alloy powder, but Tis Z is produced by adding FeS to the alloy material.
r, HfSV, Nb, Ta, Cr
, Mo.
WSMnから選ばれる少なくとも一種以上の元素、ある
いはC,Bから選ばれる少なくとも一種以上の元素が、
FeSi系合金材料中に含まれる全原子数に対して2原
子%より少ないと、非晶質合金粉末を作成することが困
難になる傾向が生ずる。At least one element selected from WSMn, or at least one element selected from C and B,
If the amount is less than 2 atomic % based on the total number of atoms contained in the FeSi alloy material, it tends to be difficult to create an amorphous alloy powder.
またこの両者のうちいずれかが20原子%を超えると、
強磁性成分であるFeの含有量が相対的に減少するため
全体としての飽和磁束密度も減少する傾向が生ずる。し
たがって上記したように両者ともに2〜20原子%好ま
しくは6〜12原子%程度の含有量であることが望まし
い。Also, if either of these exceeds 20 atomic%,
Since the content of Fe, which is a ferromagnetic component, decreases relatively, the overall saturation magnetic flux density also tends to decrease. Therefore, as mentioned above, the content of both is preferably about 2 to 20 atom %, preferably about 6 to 12 atom %.
Stが強磁性成分であるF、 eに固溶した場合、得ら
れるFe基焼結磁心材料の結晶磁気異方性定数および磁
歪定数は減少し、この結果、軟磁気特性が向上する。し
かしながら、Stの添加量が増加するにつれ、飽和磁束
密度およびキュリー温度は低下する。このためaの値は
0,2以下、好ましくは0.06〜0.14であること
が望ましい。When St is dissolved in the ferromagnetic components F and e, the magnetocrystalline anisotropy constant and magnetostriction constant of the resulting Fe-based sintered magnetic core material decrease, resulting in improved soft magnetic properties. However, as the amount of added St increases, the saturation magnetic flux density and Curie temperature decrease. Therefore, it is desirable that the value of a be 0.2 or less, preferably 0.06 to 0.14.
また本発明に係るFe基焼結磁心材料は、非晶質合金粉
末を作成した後、これに必要に応じ焼結助剤を添加し、
磁心形状に成形し、得られた非晶質合金粉末成形体を熱
処理して、焼結させるとともに少なくともその一部を結
晶化させることにより製造されるが、焼結後のFe基焼
結磁心材料の結晶化度は10〜100%、好ましくは6
0〜100%であることが望ましい。Fe基焼結磁心材
料の結晶化度がこのような範囲あると、Fe基焼結磁心
材料には優れた軟磁気特性が付与される。In addition, the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention can be obtained by preparing an amorphous alloy powder and then adding a sintering aid thereto as necessary.
It is manufactured by molding into a magnetic core shape, heat-treating the obtained amorphous alloy powder compact, sintering it, and crystallizing at least a part of it, but the Fe-based sintered magnetic core material after sintering The crystallinity of is 10-100%, preferably 6
It is desirable that it is 0 to 100%. When the crystallinity of the Fe-based sintered magnetic core material is within this range, excellent soft magnetic properties are imparted to the Fe-based sintered magnetic core material.
次に本発明に係るFe基焼結磁心材料の製造方法につい
て説明する。Next, a method for manufacturing the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention will be explained.
本発明に係るFe基焼結磁心材料は、下記の組成式で示
される混合粉末あるい合金粉末を機械的に粉砕して非晶
質合金粉末を機械的に粉砕して、非晶質合金粉末を磁心
形状に成形する成形工程と、前記磁心形状に成形された
非晶質合金粉末成形体を熱処理して、焼結させるととも
に少なくともその一部を結晶化させる熱処理工程とを含
む製造方法により製造される。The Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention can be obtained by mechanically pulverizing a mixed powder or alloy powder represented by the following composition formula, and mechanically pulverizing the amorphous alloy powder. Manufactured by a manufacturing method including a molding step of molding into a magnetic core shape, and a heat treatment step of heat-treating the amorphous alloy powder compact molded into the magnetic core shape to sinter it and crystallize at least a part of it. be done.
1−a a 100−x−y MX Ny式:(
Fe St)
ただし、
Mは、Ti、Zr、Hf、VSNbSTa。1-a a 100-x-y MX Ny formula: (
(Fe St) However, M is Ti, Zr, Hf, VSNbSTa.
C「、Mo、W、Mnから選ばれる少なくとも一種以上
の元素であり、このうち、T l % Z r、Nb5
Taから選ばれる少なくとも一種以上の元素であること
が好ましく、
Nは、C,Bから選ばれる少なくとも一種以上の元素で
ある。At least one element selected from C, Mo, W, and Mn, among which T l % Z r, Nb5
Preferably, it is at least one element selected from Ta, and N is at least one element selected from C and B.
上記式において、alXsYは、下記の範囲にある。In the above formula, alXsY is in the following range.
a:o、2以下好ましくは0.06〜0.14x :2
〜20好ましくは6〜12
y:2〜20好ましくは6〜12
上記のような組成にある混合粉末あるいは合金粉末を機
械的に粉砕するには、たとえばメカニカル・アロイング
法あるいはメカニカル・グラインディング法等が採用で
きる。a: o, 2 or less preferably 0.06 to 0.14x: 2
-20 preferably 6-12 y: 2-20 preferably 6-12 In order to mechanically grind the mixed powder or alloy powder having the above composition, for example, mechanical alloying method or mechanical grinding method etc. can be adopted.
この機械的粉砕は、前記混合粉末あるいは前記合金粉末
が粉砕中に酸化されない程度の真空中、あるいはアルゴ
ンガスもしくは窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中等で
行なうことが好ましい。This mechanical pulverization is preferably carried out in a vacuum or in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas to such an extent that the mixed powder or alloy powder is not oxidized during pulverization.
なお、非晶質合金粉末の作成は液体急冷法等の他の作成
方法を用いても可能であるが、液体急冷法の場合には、
高融点金属合金系の非晶質化が困難になる傾向があるの
で、本発明においては機械的粉砕法を採用することが特
に好ましい。Note that it is possible to create amorphous alloy powder using other methods such as liquid quenching, but in the case of liquid quenching,
Since it tends to be difficult to make a high melting point metal alloy system amorphous, it is particularly preferable to employ a mechanical crushing method in the present invention.
次いで、得られた非晶質合金粉末を磁心形状に成形する
。成形方法は磁心形状の成形体が得られる成形方法なら
ばいかなる成形方法であってもかまわない。なお、非晶
質合金粉末を磁心形状に成形する際に、必要に応じ、非
晶質合金粉末に焼結助剤を添加することができる。焼結
助剤は、高周波特性実現のためには絶縁体であることが
望ましく、たとえば、5bBi、BISe、818%B
1Ge、B1Te5SbTe、5bSe、5nsbの各
合金粉末から選ばれる少なくとも一種であることが好ま
しい。また焼結助剤は前記非晶質合金粉末100重量部
に対して、5〜100重量部、好ましくは10〜50重
量部の割合で添加されていることが望ましい。Next, the obtained amorphous alloy powder is molded into a magnetic core shape. The molding method may be any molding method as long as it can yield a molded article in the shape of a magnetic core. Note that when forming the amorphous alloy powder into a magnetic core shape, a sintering aid can be added to the amorphous alloy powder as necessary. The sintering aid is preferably an insulator in order to realize high frequency characteristics, such as 5bBi, BISe, 818%B
It is preferable that the powder is at least one selected from alloy powders of 1Ge, B1Te5SbTe, 5bSe, and 5nsb. The sintering aid is preferably added in an amount of 5 to 100 parts by weight, preferably 10 to 50 parts by weight, per 100 parts by weight of the amorphous alloy powder.
このようにして得られた非晶質合金粉末成形体を熱処理
して、焼結させるとともに少なくともその一部を結晶化
させることにより本発明に係るFe基焼結磁心材料が得
られる。上記熱処理は、非晶質合金粉末が酸化しない程
度の真空中、あるいは充分に真空排気した後のアルゴン
ガスもしくは窒素ガスなどの不活性ガス雰囲気中等で行
なうことが好ましい。熱処理温度は450〜600℃、
好ましくは500〜560℃であり、また熱処理時間は
0.2〜3時間、好ましくは0.5〜1時間であること
が望ましい。焼結方法しては、たとえば、常圧焼結法、
加圧焼結法(HP焼結法)、熱間静水圧加圧焼結法(H
IP焼結法)等の通常の焼結方法が例示される。The Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention is obtained by heat-treating the thus obtained amorphous alloy powder compact to sinter it and crystallize at least a portion thereof. The above heat treatment is preferably carried out in a vacuum to the extent that the amorphous alloy powder is not oxidized, or in an inert gas atmosphere such as argon gas or nitrogen gas after sufficient evacuation. Heat treatment temperature is 450-600℃,
The temperature is preferably 500 to 560°C, and the heat treatment time is preferably 0.2 to 3 hours, preferably 0.5 to 1 hour. Examples of the sintering method include pressureless sintering method,
Pressure sintering method (HP sintering method), hot isostatic pressure sintering method (H
For example, ordinary sintering methods such as IP sintering method) are exemplified.
なお本発明に係るFe基焼結磁心材料の結晶化度は、熱
処理温度、熱処理時間、焼結助剤の添加量、種類等に依
存するが、10〜100%、好ましくは60〜100%
であることが望ましい。このような条件下で熱処理を行
なうことにより、非晶質合金粉末は焼結されるとともに
一部あるいは完全に結晶化されて、本発明に係るFe基
焼結磁心材料が製造される。The degree of crystallinity of the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention depends on the heat treatment temperature, heat treatment time, amount and type of sintering aid, etc., but is 10 to 100%, preferably 60 to 100%.
It is desirable that By performing heat treatment under such conditions, the amorphous alloy powder is sintered and partially or completely crystallized to produce the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention.
このような本発明に係るFe基焼結磁心材料は、高飽和
磁束密度と良好な軟磁気特性とを併せ持ち、高周波用磁
心材料としても用いることができる。The Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention has both a high saturation magnetic flux density and good soft magnetic properties, and can also be used as a high frequency magnetic core material.
また本発明に係るFe基焼結磁心材料は、ヒステリシス
曲線の囲む面積が小さく、実用に供した場合の電力損失
が小さいので、変圧器やモーターなどの鉄心の代りに好
ましく用いることができる。Further, the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention has a small area surrounded by a hysteresis curve and has low power loss when put into practical use, so it can be preferably used in place of iron cores in transformers, motors, etc.
発明の詳細
な説明してきたように、本発明に係るFe基焼結磁心材
料は、FeSi系合金材料にTt。As described in detail, the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention has a FeSi-based alloy material with Tt.
Z「、Hf、VSNbSTas Crs Mo、W。Z", Hf, VSNbSTas Crs Mo, W.
Mnから選ばれる少なくとも一種以上の元素が特定量添
加されているとともにC,Bから選ばれる少なくとも一
種以上の元素を特定量添加されて成る非晶質合金粉末に
、必要に応じ焼結助剤を添加した後、これを磁心形状に
成形し、得られた非晶質合金粉末成形体あるい非晶質合
金粉末含有成形体を熱処理して、焼結させるとともに少
なくともその一部を結晶化させることによって製造され
ており、高飽和磁束密度と優れた軟磁気特性とを併せ持
ち、高周波用磁心材料などに好ましく用いられるFe基
焼結磁心材料を提供することが可能になる。A sintering aid is added as necessary to an amorphous alloy powder to which a specific amount of at least one element selected from Mn and at least one element selected from C and B is added. After adding, this is formed into a magnetic core shape, and the obtained amorphous alloy powder compact or amorphous alloy powder-containing compact is heat treated to sinter and crystallize at least a part of it. This makes it possible to provide an Fe-based sintered magnetic core material that has both high saturation magnetic flux density and excellent soft magnetic properties and is preferably used for high-frequency magnetic core materials.
[実施例]
以下、本発明をさらに実施例によって説明するが、本発
明は、これら実施例に限定されるものではない。[Examples] Hereinafter, the present invention will be further explained with reference to Examples, but the present invention is not limited to these Examples.
実施例1
平均粒径10μmのFeSiC系合金粉末に平均粒径5
μmのTi粉末を加えて得た混合粉末を鋼球撹拌型の衝
撃式ミルを用いて、アルゴンガス雰囲気中でメカニカル
・アロイング法により非晶質化した。メカニカル・アロ
イングは回転数200 rp−で25時間行なった。得
られた非晶質合金粉末に焼結助剤としてSbB i合金
粉末を、非晶質合金粉末100重量部に対して20重量
部添加した後、磁心形状に成形し、アルゴンガス雰囲気
中にて、550℃で1時間熱処理し、Fe基焼結磁心材
料を作成した。得られたFe基焼結磁心材料の組成分析
をプラズマ発光分光法により行なった。また電力損失を
測定周波数100ktlz。Example 1 FeSiC alloy powder with an average particle size of 10 μm has an average particle size of 5 μm.
The mixed powder obtained by adding μm Ti powder was amorphized by a mechanical alloying method in an argon gas atmosphere using a steel ball stirring type impact mill. Mechanical alloying was carried out at a rotational speed of 200 rpm for 25 hours. After adding 20 parts by weight of SbBi alloy powder as a sintering aid to the obtained amorphous alloy powder based on 100 parts by weight of the amorphous alloy powder, it was formed into a magnetic core shape and heated in an argon gas atmosphere. , and heat treated at 550° C. for 1 hour to produce a Fe-based sintered magnetic core material. The composition of the obtained Fe-based sintered magnetic core material was analyzed by plasma emission spectroscopy. Also measure power loss at a frequency of 100ktlz.
測定磁界0.2テスラにて測定し、かつ飽和磁束密度を
測定した。さらに得られたFe基焼結磁心材料の結晶化
度をX線回折法により測定したところ少なくともその一
部が結晶化していることがわかった(結晶化度10%以
上)。The measurement was carried out at a measurement magnetic field of 0.2 Tesla, and the saturation magnetic flux density was also measured. Furthermore, when the crystallinity of the obtained Fe-based sintered magnetic core material was measured by X-ray diffraction, it was found that at least a part of it was crystallized (crystallinity of 10% or more).
結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.
実施例2〜8 Ti粉末の代りに、Zr、Hf、V、Nb。Examples 2-8 Zr, Hf, V, Nb instead of Ti powder.
T a % M O% Wの各粉末を用いた以外は実施
例1と同様の操作を行なった。The same operation as in Example 1 was performed except that each powder of T a % M O % W was used.
結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.
実施例9
FeSiC系合金粉末の代りにFe5iB系合金粉末を
用いた以外は実施例1と同様の操作を行なった。Example 9 The same operation as in Example 1 was performed except that Fe5iB alloy powder was used instead of FeSiC alloy powder.
結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.
実施例10〜16 Ti粉末の代りに、Zr、Hf、V、Nb。Examples 10-16 Zr, Hf, V, Nb instead of Ti powder.
Ta、Mo、Wの各粉末を用いた以外は実施例9と同様
の操作を行なった。The same operation as in Example 9 was performed except that Ta, Mo, and W powders were used.
結果を表1に示す。The results are shown in Table 1.
比較例1〜5
従来の磁心材料である珪素鋼板(FegaSt5B12
)、パーマロイ系合金(Fe73Nb3si14Cu
St B アモルファ
B10) ” e7B、5 1 13.5 9ス
合金、Co Fe Si B アモルファ
87.5 4 16.5 12
ス合金、M n −Z nフェライト、の電力損失を測
定周波数100kHz、測定磁界0,2テスラにて測定
し、かつ飽和磁束密度を測定した。Comparative Examples 1 to 5 Silicon steel plate (FegaSt5B12
), permalloy alloy (Fe73Nb3si14Cu
Measuring the power loss of St B amorphous B10) e7B, 5 1 13.5 9 alloy, Co Fe Si B amorphous 87.5 4 16.5 12 alloy, M n -Z n ferrite, frequency 100 kHz, measuring magnetic field. The measurement was performed at 0.2 Tesla and the saturation magnetic flux density was measured.
結果を表2に示す。The results are shown in Table 2.
以上の結果から、本発明に係るFe基焼結磁心材料は、
従来材と比較して、高周波における電力損失の小さな材
料であることがわかる。From the above results, the Fe-based sintered magnetic core material according to the present invention is
It can be seen that this material has low power loss at high frequencies compared to conventional materials.
Claims (1)
−_x_−_yM_xN_yで示さる組成を有し、かつ
少なくともその一部が結晶化されていることを特徴とす
るFe基焼結磁心材料。 [ただし、上記式において、 Mは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo
、W、Mnから選ばれる少な くとも一種以上の元素であり、 Nは、C、Bから選ばれる少なくとも一種以上の元素で
あり、 上記a、x、yが、 a:0.2以下 x:2〜20 y:2〜20である。] 2)前記Fe基焼結磁心材料の結晶化度が10〜100
%であることを特徴とする請求項第1項に記載のFe基
焼結磁心材料。 3)式:(Fe_1_−_aSi_a)_1_0_0_
−_x_yM_xN_yで示され、 Mは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo
、W、Mnから選ばれる少なくとも一 種以上の元素であり、 Nは、C、Bから選ばれる少なくとも一種以上の元素で
あり、 上記a、x、yが、 a:0.2以下 x:2〜20 y:2〜20である磁性成分と、 焼結助剤とを含み、かつ少なくともその一部が結晶化さ
れていることを特徴とするFe基焼結磁心材料。 4)前記Fe基焼結磁心材料の結晶化度が10〜100
%であることを特徴とする請求項第3項に記載のFe基
焼結磁心材料。 5)前記磁性成分100重量部に対して、前記焼結助剤
が5〜100重量部の割合で添加されていることを特徴
とする請求項第3項および第4項のいずれかに記載のに
記載のFe基焼結磁心材料。 6)前記焼結助剤がSbBi、BiSe、BiS、Bi
Ge、BiTe、SbTe、SbSe、SnSbの各合
金粉末から選ばれる少なくとも一種であることを特徴と
する請求項第3項〜第5項のいずれかに記載のFe基焼
結磁心材料。 7)式:(Fe_1_−_aSi_a)_1_0_0_
−_x_−_yM_xN_yで示され、 Mは、Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo
、W、Mnから選ばれる少なくとも一 種以上の元素であり、 Nは、C、Bから選ばれる少なくとも一種以上の元素で
あり、 上記a、x、yが、 a:0.2以下 x:2〜20 y:2〜20である組成を有する混合粉末 あるいは合金粉末を機械的に粉砕して、非晶質合金粉末
を作成する工程と、得られた非晶質合金粉末を磁心形状
に成形する成形工程と、磁心形状に成形された非晶質合
金粉末成形体を真空中あるいは不活性ガス雰囲気中で熱
処理して、焼結させるとともに少なくともその一部を結
晶化させる熱処理工程とを含むことを特徴とするFe基
焼結磁心材料の製造方法。 8)前記成形工程において、焼結助剤を、非晶質合金粉
末100重量部に対して、5〜100重量部添加するこ
とを特徴とする請求項第7項に記載のFe基焼結磁心材
料の製造方法。 9)前記焼結助剤がSbBi、BiSe、BiS、Bi
Ge、BiTe、SbTe、SbSe、SnSbの各合
金粉末から選ばれる少なくとも一種であることを特徴と
する請求項第8項に記載のFe基焼結磁心材料の製造方
法。[Claims] 1) Formula: (Fe_1_−_aSi_a)_1_0_0_
An Fe-based sintered magnetic core material having a composition represented by -_x_-_yM_xN_y, and at least a part of which is crystallized. [However, in the above formula, M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo
, W, and Mn; N is at least one element selected from C and B; and the above a, x, and y are a: 0.2 or less x: 2 to 20y: 2-20. ] 2) The crystallinity of the Fe-based sintered magnetic core material is 10 to 100.
% of the Fe-based sintered magnetic core material according to claim 1. 3) Formula: (Fe_1_−_aSi_a)_1_0_0_
-_x_yM_xN_y, M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo
, W, and Mn; N is at least one element selected from C and B; and the above a, x, and y are a: 0.2 or less x: 2 to 20 Y: A Fe-based sintered magnetic core material comprising a magnetic component of 2 to 20 and a sintering aid, and at least a part of which is crystallized. 4) The crystallinity of the Fe-based sintered magnetic core material is 10 to 100.
% of the Fe-based sintered magnetic core material according to claim 3. 5) The sintering aid according to any one of claims 3 and 4, wherein the sintering aid is added at a ratio of 5 to 100 parts by weight to 100 parts by weight of the magnetic component. Fe-based sintered magnetic core material described in . 6) The sintering aid is SbBi, BiSe, BiS, Bi
6. The Fe-based sintered magnetic core material according to claim 3, wherein the Fe-based sintered magnetic core material is at least one selected from alloy powders of Ge, BiTe, SbTe, SbSe, and SnSb. 7) Formula: (Fe_1_−_aSi_a)_1_0_0_
-_x_-_yM_xN_y, M is Ti, Zr, Hf, V, Nb, Ta, Cr, Mo
, W, and Mn; N is at least one element selected from C and B; and the above a, x, and y are a: 0.2 or less x: 2 to 20y: A step of mechanically crushing a mixed powder or alloy powder having a composition of 2 to 20 to create an amorphous alloy powder, and a forming step of shaping the obtained amorphous alloy powder into a magnetic core shape. and a heat treatment step of heat-treating the amorphous alloy powder compact formed into the shape of a magnetic core in a vacuum or an inert gas atmosphere to sinter it and crystallize at least a part of it. A method for producing a Fe-based sintered magnetic core material. 8) The Fe-based sintered magnetic core according to claim 7, wherein in the forming step, 5 to 100 parts by weight of a sintering aid is added to 100 parts by weight of the amorphous alloy powder. Method of manufacturing the material. 9) The sintering aid is SbBi, BiSe, BiS, Bi
9. The method for producing a Fe-based sintered magnetic core material according to claim 8, wherein the material is at least one selected from alloy powders of Ge, BiTe, SbTe, SbSe, and SnSb.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20450789A JPH0368743A (en) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | Fe-based sintered magnetic core material and its manufacturing method |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP20450789A JPH0368743A (en) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | Fe-based sintered magnetic core material and its manufacturing method |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0368743A true JPH0368743A (en) | 1991-03-25 |
Family
ID=16491675
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP20450789A Pending JPH0368743A (en) | 1989-08-07 | 1989-08-07 | Fe-based sintered magnetic core material and its manufacturing method |
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| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0368743A (en) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH08337839A (en) * | 1995-04-03 | 1996-12-24 | Alps Electric Co Ltd | Soft magnetic alloy compacted body and its production |
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-
1989
- 1989-08-07 JP JP20450789A patent/JPH0368743A/en active Pending
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| JPWO2021193481A1 (en) * | 2020-03-23 | 2021-09-30 | ||
| US11963448B2 (en) | 2020-03-23 | 2024-04-16 | Proterial, Ltd. | Method for producing thermoelectric conversion element |
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