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JP4586399B2 - Soft magnetic material, dust core, and method for producing soft magnetic material - Google Patents

Soft magnetic material, dust core, and method for producing soft magnetic material Download PDF

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JP4586399B2 JP2004117008A JP2004117008A JP4586399B2 JP 4586399 B2 JP4586399 B2 JP 4586399B2 JP 2004117008 A JP2004117008 A JP 2004117008A JP 2004117008 A JP2004117008 A JP 2004117008A JP 4586399 B2 JP4586399 B2 JP 4586399B2
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Description

本発明は、軟磁性材料、圧粉磁心、および軟磁性材料の製造方法に関し、より特定的には、交流磁気特性および成形性を向上することのできる軟磁性材料、圧粉磁心、および軟磁性材料の製造方法に関する。   The present invention relates to a soft magnetic material, a dust core, and a method for producing a soft magnetic material, and more specifically, a soft magnetic material, a dust core, and a soft magnetic that can improve AC magnetic characteristics and moldability. The present invention relates to a material manufacturing method.

電磁弁、モータ、または電源回路などを有する電気機器には、軟磁性材料が使用されている。この軟磁性材料は、複数の複合磁性粒子よりなっており、複合磁性粒子は、たとえば純鉄よりなる金属磁性粒子と、その表面を被覆するたとえばリン酸塩よりなる絶縁被膜とを有している。軟磁性材料には、小さな磁場の印加で大きな磁束密度を得ることができ、外部からの磁界変化に対して敏感に反応できる磁気的特性が求められる。   A soft magnetic material is used for an electric device having a solenoid valve, a motor, a power supply circuit, or the like. This soft magnetic material is composed of a plurality of composite magnetic particles, and the composite magnetic particles have metal magnetic particles made of, for example, pure iron, and an insulating film made of, for example, phosphate that covers the surface thereof. . The soft magnetic material is required to have a magnetic characteristic that can obtain a large magnetic flux density by applying a small magnetic field and can react sensitively to a magnetic field change from the outside.

この軟磁性材料を用いて作製した圧粉磁心を交流磁場で使用した場合、鉄損と呼ばれるエネルギー損失が生じる。この鉄損は、ヒステリシス損と渦電流損との和で表わされる。ヒステリシス損とは、軟磁性材料の磁束密度を変化させるために必要なエネルギーによって生じるエネルギー損失をいう。ヒステリシス損は作動周波数に比例するので、主に低周波領域において支配的になる。また、ここで言う渦電流損とは、主として軟磁性材料を構成する金属磁性粒子間を流れる渦電流によって生じるエネルギー損失をいう。渦電流損は作動周波数の2乗に比例するので、主に高周波領域において支配的になる。   When a dust core made of this soft magnetic material is used in an alternating magnetic field, an energy loss called iron loss occurs. This iron loss is represented by the sum of hysteresis loss and eddy current loss. Hysteresis loss refers to energy loss caused by energy required to change the magnetic flux density of a soft magnetic material. Since the hysteresis loss is proportional to the operating frequency, it becomes predominant mainly in the low frequency region. Further, the eddy current loss referred to here means energy loss caused by eddy current flowing mainly between the metal magnetic particles constituting the soft magnetic material. Since the eddy current loss is proportional to the square of the operating frequency, it becomes dominant mainly in the high frequency region.

圧粉磁心にはこの鉄損の発生を小さくする磁気的特性、すなわち高い交流磁気特性が求められる。これを実現するためには、軟磁性材料の透磁率μ、飽和磁束密度Bsおよび電気抵抗率ρを大きくし、軟磁性材料の保磁力Hを小さくすることが必要となる。従来の軟磁性材料の原料である純鉄は磁気異方性を有しているため、純鉄からなる軟磁性材料の交流磁気特性を向上するには限界があった。 The dust core is required to have magnetic characteristics that reduce the occurrence of iron loss, that is, high AC magnetic characteristics. To achieve this, the magnetic permeability μ of the soft magnetic material, to increase the saturation magnetic flux density Bs and the electrical resistivity [rho, it is necessary to reduce the coercive force H c of the soft magnetic material. Since pure iron, which is a raw material for conventional soft magnetic materials, has magnetic anisotropy, there has been a limit to improving the AC magnetic properties of soft magnetic materials made of pure iron.

圧粉磁心の交流磁気特性を向上する方法として、純鉄と比較して透磁率μが高く、保磁力Hが低いパーマロイおよびセンダストを用いて軟磁性材料を製造する方法が考えられる。しかし、純鉄の硬度と比較してパーマロイおよびセンダストの硬度は非常に大きいので、パーマロイおよびセンダストを用いて製造した軟磁性材料は成形性が悪く、その結果、得られる成形体の密度が低いという問題があった。 As a method for improving the exchange magnetic properties of the powder magnetic core, the magnetic permeability μ is higher than that of pure iron, the method is conceivable to produce a soft magnetic material with a coercive force H c is less permalloy and sendust. However, since the hardness of permalloy and sendust is very large compared to the hardness of pure iron, the soft magnetic material produced using permalloy and sendust has poor moldability, and as a result, the density of the resulting molded product is low. There was a problem.

そこで、センダストを用いた軟磁性材料の成形性を向上することのできる製造方法として、65質量%〜98質量%の割合のセンダストと、2質量%〜35質量%の割合の高圧縮性軟磁性金属粉との混合物をバインダーによって結合させる製造方法が、たとえば特開平6−236808号公報(特許文献1)に開示されている。
特開平6−236808号公報
Therefore, as a production method capable of improving the moldability of a soft magnetic material using sendust, sendust in a proportion of 65% to 98% by mass and highly compressible soft magnetism in a proportion of 2% to 35% by mass. For example, Japanese Patent Application Laid-Open No. 6-236808 (Patent Document 1) discloses a manufacturing method in which a mixture with a metal powder is bound by a binder.
JP-A-6-236808

しかしながら、純鉄よりなる圧粉磁心の飽和磁束密度Bsが2.15Tであるのに対し、上記特許文献1の圧粉磁心の飽和磁束密度Bsはいずれも0.83T以下となっており、十分な飽和磁束密度Bsが得られていなかった。これは、センダストの飽和磁束密度Bsが低いことに起因するものである。飽和磁束密度Bsが低いと、圧粉磁心の磁束密度を一定以上にするのに必要な交流磁場が大きくなってしまうため、交流磁気特性が低下してしまう。特にモータや電源用トランスコアなどに用いられる圧粉磁心には少なくとも1.5T以上の飽和磁束密度が必要であり、上記特許文献1の圧粉磁心では十分な飽和磁束密度Bsが得られなかった。   However, the saturation magnetic flux density Bs of the dust core made of pure iron is 2.15 T, whereas the saturation magnetic flux density Bs of the dust core of Patent Document 1 is 0.83 T or less, which is sufficient. Saturation magnetic flux density Bs was not obtained. This is due to the low saturation magnetic flux density Bs of Sendust. If the saturation magnetic flux density Bs is low, the AC magnetic field required to make the magnetic flux density of the dust core more than a certain value becomes large, and the AC magnetic characteristics are degraded. In particular, a powder magnetic core used for a motor, a power transformer core or the like requires a saturation magnetic flux density of at least 1.5 T, and the powder magnetic core disclosed in Patent Document 1 cannot obtain a sufficient saturation magnetic flux density Bs. .

また、上記特許文献1の軟磁性材料は、センダストを主成分としているため、成形性が十分ではないという問題が依然としてあった。   Moreover, since the soft magnetic material of the said patent document 1 has sendust as a main component, there existed a problem that a moldability was not enough.

そこで本発明の目的は、上記の課題を解決することであり、交流磁気特性および成形性を向上することのできる軟磁性材料、圧粉磁心、および軟磁性材料の製造方法を提供することである。   Accordingly, an object of the present invention is to solve the above-described problems, and to provide a soft magnetic material, a dust core, and a method for producing a soft magnetic material that can improve AC magnetic characteristics and formability. .

本発明の軟磁性材料は、圧粉磁心の作製に用いられる軟磁性材料であって、絶縁被膜が表面に形成された鉄粒子と、センダストまたはパーマロイの少なくともいずれか一方よりなる添加物粒子とを含んでいる。添加物粒子は0質量%より大きく30質量%以下の割合で含まれている。絶縁被膜はリン酸アルミニウム化合物とリン酸カルシウム化合物とを含んでいる。熱可塑性樹脂を0.01質量%以上0.1質量%以下の割合でさらに含む。 The soft magnetic material of the present invention is a soft magnetic material used for the production of a dust core, comprising iron particles having an insulating coating formed on the surface, and additive particles comprising at least one of Sendust or Permalloy. Contains. The additive particles are contained in a proportion of more than 0% by mass and 30% by mass or less. The insulating coating contains an aluminum phosphate compound and a calcium phosphate compound. A thermoplastic resin is further included at a ratio of 0.01% by mass to 0.1% by mass.

本発明の軟磁性材料の製造方法は、以下の工程を備えている。絶縁被膜が表面に形成された鉄粒子と、センダストまたはパーマロイの少なくともいずれか一方よりなる添加物粒子とが混合された混合粉末を作製する。絶縁被膜はリン酸アルミニウム化合物とリン酸カルシウム化合物とを含んでいる。混合粉末を加圧成形して成形体を形成する。成形体を熱処理する。混合粉末を作製する際に、添加物粒子は0質量%より大きく30質量%以下の割合で混合される。混合粉末を作製する際に、熱可塑性樹脂を0.01質量%以上0.1質量%以下の割合でさらに混合する。 The method for producing a soft magnetic material of the present invention includes the following steps. A mixed powder is produced in which iron particles having an insulating coating formed on the surface and additive particles made of at least one of Sendust and Permalloy are mixed. The insulating coating contains an aluminum phosphate compound and a calcium phosphate compound. The mixed powder is pressure-molded to form a molded body. The molded body is heat treated. When preparing the mixed powder, the additive particles are mixed in a proportion of more than 0% by mass and not more than 30% by mass. When preparing the mixed powder, the thermoplastic resin is further mixed at a ratio of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less.

本発明の軟磁性材料およびその製造方法によれば、軟磁性材料に交流磁界が印加されると、軟磁性材料に含まれるセンダストまたはパーマロイが容易に磁化され、磁化されたセンダストまたはパーマロイが周囲の鉄分の磁化を促進する。その結果、純鉄よりなる場合では到達することのできない高い交流磁気特性を有する軟磁性材料を得ることができる。また、センダストまたはパーマロイの量を30質量%以下とすることで、センダストまたはパーマロイによる飽和磁束密度Bsの低下を抑えることができる。さらに、センダストまたはパーマロイの量を30質量%以下とすることで、センダストまたはパーマロイによる成形性の低下を抑えることができる。したがって、軟磁性材料の成形性を向上することができる。   According to the soft magnetic material and the manufacturing method thereof of the present invention, when an AC magnetic field is applied to the soft magnetic material, sendust or permalloy contained in the soft magnetic material is easily magnetized, and the magnetized sendust or permalloy is surrounded by Promotes magnetization of iron. As a result, it is possible to obtain a soft magnetic material having high AC magnetic characteristics that cannot be achieved when made of pure iron. Moreover, the fall of the saturation magnetic flux density Bs by Sendust or Permalloy can be suppressed because the quantity of Sendust or Permalloy shall be 30 mass% or less. Furthermore, the fall of the moldability by Sendust or a permalloy can be suppressed because the quantity of Sendust or a permalloy shall be 30 mass% or less. Therefore, the moldability of the soft magnetic material can be improved.

本発明の軟磁性材料において好ましくは、添加物粒子が5質量%以上25質量%以下の割合で含まれている。   The soft magnetic material of the present invention preferably contains additive particles in a proportion of 5% by mass or more and 25% by mass or less.

本発明の軟磁性材料の製造方法において好ましくは、混合粉末を作製する際に、添加物粒子が5質量%以上25質量%以下の割合で混合される。   In the method for producing a soft magnetic material of the present invention, preferably, additive particles are mixed at a ratio of 5% by mass or more and 25% by mass or less when a mixed powder is produced.

これにより、軟磁性材料の交流磁気特性を一層向上することができる。   Thereby, the AC magnetic characteristics of the soft magnetic material can be further improved.

本発明の軟磁性材料において好ましくは、熱可塑性樹脂が0.01質量%以上0.1質量%以下の割合でさらに含まれている。   The soft magnetic material of the present invention preferably further contains a thermoplastic resin in a proportion of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less.

本発明の軟磁性材料において好ましくは、混合粉末を作製する際に、熱可塑性樹脂が0.01質量%以上0.1質量%以下の割合でさらに混合される。   In the soft magnetic material of the present invention, preferably, when the mixed powder is produced, the thermoplastic resin is further mixed at a ratio of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less.

これにより、熱可塑性樹脂が鉄粒子および添加物粒子の間に介在している状態になる。
熱可塑性樹脂の割合を0.01質量%以上とすることにより、加圧成形時の応力を受けて鉄粒子および添加物粒子の間で熱可塑性樹脂がたわむことにより、鉄粒子および添加物粒子の間で潤滑剤として機能するようになる。また、鉄粒子同士の間の絶縁性を高めることができる。一方、熱可塑性樹脂の割合を0.1質量%以下とすることにより、軟磁性材料の磁性体部分の密度を高くすることができるので、交流磁気特性を高く保つことができる。
Thereby, the thermoplastic resin is in a state of being interposed between the iron particles and the additive particles.
By setting the ratio of the thermoplastic resin to 0.01% by mass or more, the thermoplastic resin bends between the iron particles and the additive particles under stress during the pressure molding, so that the iron particles and the additive particles It will function as a lubricant. Moreover, the insulation between iron particles can be improved. On the other hand, by setting the ratio of the thermoplastic resin to 0.1% by mass or less, the density of the magnetic part of the soft magnetic material can be increased, so that the AC magnetic characteristics can be kept high.

本発明の軟磁性材料の製造方法において好ましくは、成形体を形成する際に、混合粉末に980MPa以上の圧力が加えられる。   In the method for producing a soft magnetic material of the present invention, preferably, a pressure of 980 MPa or more is applied to the mixed powder when forming a molded body.

これにより、軟磁性材料を高密度化することができるので、飽和磁束密度Bsを向上することができ、交流磁気特性を向上することができる。   Thereby, since a soft magnetic material can be densified, saturation magnetic flux density Bs can be improved and an alternating current magnetic characteristic can be improved.

本発明の軟磁性材料を用いて圧粉磁心を作製することにより、飽和磁束密度が1.5T以上の圧粉磁心を得ることができる。   By producing a dust core using the soft magnetic material of the present invention, a dust core having a saturation magnetic flux density of 1.5 T or more can be obtained.

本発明の軟磁性材料およびその製造方法によれば、軟磁性材料に交流磁界が印加されると、軟磁性材料に含まれるセンダストまたはパーマロイが容易に磁化され、磁化されたセンダストまたはパーマロイが周囲の鉄分の磁化を促進する。その結果、純鉄よりなる場合では到達することのできない高い交流磁気特性を有する圧粉磁心を得ることができる。また、センダストまたはパーマロイの量を30質量%以下とすることで、センダストまたはパーマロイによる飽和磁束密度Bsの低下を抑えることができる。さらに、センダストまたはパーマロイの量を30質量%以下とすることで、センダストまたはパーマロイによる成形性の低下を抑えることができる。したがって、軟磁性材料の成形性を向上することができる。   According to the soft magnetic material and the manufacturing method thereof of the present invention, when an AC magnetic field is applied to the soft magnetic material, sendust or permalloy contained in the soft magnetic material is easily magnetized, and the magnetized sendust or permalloy is surrounded by Promotes magnetization of iron. As a result, it is possible to obtain a dust core having high AC magnetic characteristics that cannot be reached when made of pure iron. Moreover, the fall of the saturation magnetic flux density Bs by Sendust or Permalloy can be suppressed because the quantity of Sendust or Permalloy shall be 30 mass% or less. Furthermore, the fall of the moldability by Sendust or a permalloy can be suppressed because the quantity of Sendust or a permalloy shall be 30 mass% or less. Therefore, the moldability of the soft magnetic material can be improved.

なお、本明細書中において「パーマロイ」とは、40質量%以上50質量%以下の割合のNi(ニッケル)と、Fe(鉄)とで構成されている合金を意味している。また、「センダスト」とは、4質量%以上13質量%以下の割合のSi(シリコン)と、4質量%以上7質量%以下のAl(アルミニウム)と、Feとで構成されている合金を意味している。   In the present specification, “permalloy” means an alloy composed of Ni (nickel) and Fe (iron) in a proportion of 40% by mass or more and 50% by mass or less. “Sendust” means an alloy composed of Si (silicon) at a ratio of 4% by mass to 13% by mass, Al (aluminum) at 4% by mass to 7% by mass, and Fe. is doing.

以下、本発明の一実施の形態について、図に基づいて説明する。   Hereinafter, an embodiment of the present invention will be described with reference to the drawings.

図1は、本発明の一実施の形態における軟磁性材料の製造方法によって作製された成形体を拡大して示す模式図である。   FIG. 1 is an enlarged schematic view showing a molded body produced by the method for producing a soft magnetic material in one embodiment of the present invention.

図1を参照して、軟磁性材料の成形体(圧粉磁心)は、複数の複合磁性粒子30によって構成されており、複合磁性粒子30は、2種類の複合磁性粒子30a,30bにより構成されている。複合磁性粒子30aは、金属磁性粒子としての鉄粒子10aと、鉄粒子10aの表面に形成された絶縁被膜20aとを有している。また、複合磁性粒子30bは、金属磁性粒子としての添加物粒子10bと、添加物粒子10bの表面に形成された絶縁被膜20bとを有している。添加物粒子10bは、センダストまたはパーマロイの少なくともいずれか一方よりなっている。添加物粒子10bは0質量%より大きく30質量%以下の割合、好ましくは5質量%以上25質量%以下の割合で軟磁性材料中に含まれている。複数の複合磁性粒子30の各々の間には有機物40が介在している。複数の複合磁性粒子30の各々は、有機物40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たりする。有機物40は、0.01質量%以上0.1質量%以下の割合で軟磁性材料中に含まれている。   Referring to FIG. 1, a soft magnetic material compact (dust core) is composed of a plurality of composite magnetic particles 30, and composite magnetic particles 30 are composed of two types of composite magnetic particles 30a and 30b. ing. The composite magnetic particle 30a has iron particles 10a as metal magnetic particles and an insulating coating 20a formed on the surface of the iron particles 10a. The composite magnetic particle 30b has additive particles 10b as metal magnetic particles and an insulating coating 20b formed on the surface of the additive particles 10b. The additive particles 10b are made of at least one of sendust and permalloy. The additive particles 10b are contained in the soft magnetic material in a proportion of greater than 0% by mass and 30% by mass or less, preferably 5% by mass to 25% by mass. An organic substance 40 is interposed between each of the plurality of composite magnetic particles 30. Each of the plurality of composite magnetic particles 30 is joined by the organic material 40 or joined by meshing the unevenness of the composite magnetic particle 30. The organic substance 40 is contained in the soft magnetic material at a ratio of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less.

鉄粒子10aの平均粒径は、5μm以上300μm以下であることが好ましい。鉄粒子10aの平均粒径が5μm以上である場合、鉄が酸化されにくくなるため、軟磁性材料の磁気的特性の低下を抑止できる。また、鉄粒子10aの平均粒径が300μm以下である場合、後に続く成形工程時において混合粉末の圧縮性が低下することを抑止できる。これにより、成形工程によって得られた成形体の密度が低下せず、取り扱いが困難になることを防ぐことができる。   The average particle size of the iron particles 10a is preferably 5 μm or more and 300 μm or less. When the average particle diameter of the iron particles 10a is 5 μm or more, iron becomes difficult to be oxidized, so that it is possible to suppress a decrease in magnetic properties of the soft magnetic material. Moreover, when the average particle diameter of the iron particle 10a is 300 micrometers or less, it can suppress that the compressibility of mixed powder falls at the time of the subsequent shaping | molding process. Thereby, it can prevent that the density of the molded object obtained by the formation process does not fall, and handling becomes difficult.

なお、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、粒径の小さい方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 diameter means the particle diameter of particles in which the sum of masses from the smaller particle diameter reaches 50% of the total mass in the histogram of particle diameters measured by the sieving method, that is, 50% particle diameter D. .

絶縁被膜20a,20bは、たとえばリン酸アルミニウム化合物と、リン酸カルシウム化合物とを含む絶縁体よりなっている。また、添加物粒子10bがセンダストよりなっている場合には、センダストに含有されるAlの酸化膜を絶縁被膜20bとしてもよい。絶縁被膜20a,20bは、鉄粒子10aおよび添加物粒子10b間の絶縁層として機能する。鉄粒子10aおよび添加物粒子10bを絶縁被膜20a,20bで覆うことによって、軟磁性材料の電気抵抗率ρを大きくすることができる。これにより、鉄粒子10aおよび添加物粒子10b間に渦電流が流れるのを抑制して、軟磁性材料の渦電流損に起因する鉄損を低減させることができる。   The insulating coatings 20a and 20b are made of an insulator containing, for example, an aluminum phosphate compound and a calcium phosphate compound. When the additive particles 10b are made of Sendust, an Al oxide film contained in Sendust may be used as the insulating coating 20b. The insulating coatings 20a and 20b function as an insulating layer between the iron particles 10a and the additive particles 10b. By covering the iron particles 10a and the additive particles 10b with the insulating coatings 20a and 20b, the electrical resistivity ρ of the soft magnetic material can be increased. Thereby, it can suppress that an eddy current flows between the iron particle 10a and the additive particle 10b, and can reduce the iron loss resulting from the eddy current loss of a soft magnetic material.

絶縁被膜20a,20bの厚みは、0.005μm以上20μm以下であることが好ましい。絶縁被膜20の厚みを0.005μm以上とすることによって、渦電流によるエネルギー損失を効果的に抑制することができる。また、絶縁被膜20a,20bの厚みを20μm以下とすることによって、軟磁性材料に占める絶縁被膜20a,20bの割合が大きくなりすぎない。このため、軟磁性材料の磁束密度が著しく低下することを防止できる。   The thickness of the insulating coatings 20a and 20b is preferably 0.005 μm or more and 20 μm or less. By setting the thickness of the insulating coating 20 to 0.005 μm or more, energy loss due to eddy current can be effectively suppressed. Further, by setting the thickness of the insulating coatings 20a and 20b to 20 μm or less, the ratio of the insulating coatings 20a and 20b in the soft magnetic material does not become too large. For this reason, it can prevent that the magnetic flux density of a soft-magnetic material falls remarkably.

有機物40はたとえば熱可塑性ポリイミド、熱可塑性ポリアミド、熱可塑性ポリアミドイミド、ポリエチレン、ポリフェニレンサルファイド、ポリアミドイミド、ポリエーテルスルホン、ポリエーテルイミドまたはポリエーテルエーテルケトンなどの熱可塑性樹脂よりなっている。   The organic substance 40 is made of a thermoplastic resin such as thermoplastic polyimide, thermoplastic polyamide, thermoplastic polyamideimide, polyethylene, polyphenylene sulfide, polyamideimide, polyethersulfone, polyetherimide, or polyetheretherketone.

なお、本実施の形態においては、添加物粒子10bの表面に絶縁被膜20bが形成されている場合について示したが、添加物粒子10bの表面には絶縁被膜20bが形成されていなくてもよい。また、本実施の形態においては、複数の複合磁性粒子30の各々の間に有機物40が介在している場合について示したが、有機物40はなくてもよい。   In the present embodiment, the case where the insulating coating 20b is formed on the surface of the additive particle 10b has been described. However, the insulating coating 20b may not be formed on the surface of the additive particle 10b. Moreover, in this Embodiment, although the case where the organic substance 40 intervened between each of the some composite magnetic particle 30 was shown, the organic substance 40 does not need to be.

次に、本実施の形態における軟磁性材料の製造方法について説明する。   Next, the manufacturing method of the soft magnetic material in this Embodiment is demonstrated.

図2は、本発明の一実施の形態における軟磁性材料の製造方法を示す工程図である。   FIG. 2 is a process diagram showing a method for producing a soft magnetic material according to an embodiment of the present invention.

図2を参照して、まず、鉄粒子10aを準備し、温度400℃以上900℃未満で熱処理する。熱処理の温度は、700℃以上900℃未満であることがさらに好ましい。熱処理前の鉄粒子10aの内部には、多数の歪み(転位、欠陥)が存在している。鉄粒子10aに熱処理を実施することによって、この歪みを低減させることができる。次に、たとえば、絶縁被膜20aの成分が溶解した水溶液中に鉄粒子10aを浸漬し、その後乾燥することにより、鉄粒子10aの表面に絶縁被膜20aを形成する(ステップS1a)。これにより、複合磁性粒子30aが得られる。   Referring to FIG. 2, first, iron particles 10a are prepared and heat-treated at a temperature of 400 ° C. or higher and lower than 900 ° C. The heat treatment temperature is more preferably 700 ° C. or higher and lower than 900 ° C. Many strains (dislocations and defects) exist in the iron particles 10a before the heat treatment. This distortion can be reduced by performing heat treatment on the iron particles 10a. Next, for example, the iron particles 10a are immersed in an aqueous solution in which the components of the insulating film 20a are dissolved, and then dried, thereby forming the insulating film 20a on the surface of the iron particles 10a (step S1a). Thereby, the composite magnetic particle 30a is obtained.

一方、センダストまたはパーマロイの少なくともいずれか一方よりなっている添加物粒子10bを準備し、鉄粒子10aと同様の方法により熱処理される。次に、鉄粒子10aと同様の方法により、添加物粒子10bの表面に絶縁被膜20bを形成する(ステップS1b)。これにより、複合磁性粒子30bが得られる。   On the other hand, additive particles 10b made of at least one of Sendust and Permalloy are prepared and heat-treated by the same method as that for the iron particles 10a. Next, the insulating coating 20b is formed on the surface of the additive particle 10b by the same method as that for the iron particle 10a (step S1b). Thereby, the composite magnetic particle 30b is obtained.

このように、鉄粒子10aの表面に絶縁被膜20aを形成する工程(ステップS1a)と、添加物粒子10bに絶縁被膜20bを形成する工程(ステップS1b)とを別々に行なうことによって、鉄粒子10aの粒径と添加物粒子10bの粒径とが大きく異なる場合にも、均一な絶縁被膜をそれぞれの粒子に形成することができる。   As described above, the step of forming the insulating coating 20a on the surface of the iron particles 10a (step S1a) and the step of forming the insulating coating 20b on the additive particles 10b (step S1b) are performed separately, thereby providing the iron particles 10a. Even when the particle size of the additive particles 10b and the particle size of the additive particles 10b are greatly different, a uniform insulating coating can be formed on each particle.

次に、複合磁性粒子30aと、複合磁性粒子30bと、熱可塑性樹脂よりなる有機物40とを混合する(ステップS1c)。混合粉末に占める添加物粒子の割合は0質量%より大きく30質量%以下、好ましくは5質量%以上25質量%以下であり、混合粉末に占める有機物40の割合は0.01質量%以上0.1質量%以下である。なお、混合方法に特に制限はなく、たとえばメカニカルアロイング法、振動ボールミル、遊星ボールミル、メカノフュージョン、共沈法、化学気相蒸着法(CVD法)、物理気相蒸着法(PVD法)、めっき法、スパッタリング法、蒸着法またはゾル−ゲル法などのいずれを使用することも可能である。以上のステップS1a〜S3aが混合粉末を作製する工程(ステップS1)である。   Next, the composite magnetic particle 30a, the composite magnetic particle 30b, and the organic substance 40 made of a thermoplastic resin are mixed (step S1c). The ratio of the additive particles in the mixed powder is greater than 0% by mass and 30% by mass or less, preferably 5% by mass or more and 25% by mass or less. 1% by mass or less. The mixing method is not particularly limited. For example, mechanical alloying method, vibration ball mill, planetary ball mill, mechanofusion, coprecipitation method, chemical vapor deposition method (CVD method), physical vapor deposition method (PVD method), plating Any of the method, sputtering method, vapor deposition method or sol-gel method can be used. The above steps S1a to S3a are the step of producing the mixed powder (step S1).

次に、得られた混合粉末を金型に入れ、たとえば980MPa以上の圧力で加圧成形する(ステップS2)。これにより、混合粉末が圧縮されて成形体が得られる。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混合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 pressure-molded, for example, at a pressure of 980 MPa or more (step S2). Thereby, a mixed powder is compressed and a molded object is obtained. 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 mixed powder from being oxidized by oxygen in the atmosphere.

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同士の接触によって絶縁被膜20a,20bが破壊されることを防ぐ。   During the pressure molding, the organic substance 40 functions as a buffer material between the composite magnetic particles 30. This prevents the insulating coatings 20a and 20b from being broken by the contact between the composite magnetic particles 30.

次に、加圧成形によって得られた成形体を、温度200℃以上絶縁被膜20a,20bの熱分解温度未満で熱処理する(ステップS3)。絶縁被膜20a,20bの熱分解温度は、たとえばリン酸系絶縁被膜の場合、500℃である。この熱処理は、主に、加圧成形時に成形体の内部に発生した歪みを低減させることを目的として実施される。   Next, the molded body obtained by pressure molding is heat-treated at a temperature of 200 ° C. or higher and lower than the thermal decomposition temperature of the insulating coatings 20a and 20b (step S3). The thermal decomposition temperature of the insulating coatings 20a and 20b is 500 ° C., for example, in the case of a phosphoric acid insulating coating. This heat treatment is mainly carried out for the purpose of reducing distortion generated in the molded body during pressure molding.

この際、鉄粒子10aおよび添加物粒子10bの内部に元々存在した歪みは、上述した熱処理によって既に取り除かれているため、加圧成形後に成形体の内部に存在する歪みの量は比較的少ない。また、加圧成形時に発生する歪みが、鉄粒子10aおよび添加物粒子10bの内部に元々存在する歪みに複雑に絡み合うということがない。さらに、新たな歪みは、金型に収容された混合粉末に対して圧力が一方向から加わることによって発生する。これらの理由から、絶縁被膜20a,20bの熱分解温度以下という比較的低い温度で熱処理しているにもかかわらず、成形体の内部に存在する歪みを容易に低減させることができる。   At this time, since the strain originally present in the iron particles 10a and the additive particles 10b has already been removed by the heat treatment described above, the amount of strain present in the molded body after pressure molding is relatively small. Further, the distortion generated during the pressure molding does not intricately entangle with the distortion originally present in the iron particles 10a and the additive particles 10b. Furthermore, a new distortion is generated by applying pressure from one direction to the mixed powder accommodated in the mold. For these reasons, despite the heat treatment at a relatively low temperature below the thermal decomposition temperature of the insulating coatings 20a and 20b, the strain present in the molded body can be easily reduced.

また、鉄粒子10aおよび添加物粒子10bの内部には歪みがほとんど存在しないため、複合磁性粒子30は加圧成形時に変形しやすい。このため、図1に示すように複数の複合磁性粒子30が互いに噛み合った隙間のない状態で、成形体を形成することができる。これにより、成形体の密度を大きくし、高い透磁率を得ることができる。   Further, since there is almost no distortion inside the iron particles 10a and the additive particles 10b, the composite magnetic particles 30 are easily deformed during pressure molding. For this reason, as shown in FIG. 1, it is possible to form a molded body without a gap in which a plurality of composite magnetic particles 30 mesh with each other. Thereby, the density of a molded object can be enlarged and a high magnetic permeability can be obtained.

また、成形体に対する熱処理は比較的低い温度で実施されるため、絶縁被膜20a,20bが劣化するということがない。これにより、熱処理後においても絶縁被膜20a,20bの各々が鉄粒子10aおよび添加物粒子10bの各々を覆う状態が保持され、絶縁被膜20a,20bによって鉄粒子10aおよび添加物粒子10b間に渦電流が流れるのを確実に抑制することができる。さらに好ましくは、加圧成形によって得られた成形体を、温度200℃以上300℃以下で熱処理する。この場合、絶縁被膜20a,20bの劣化をさらに抑制することができる。   Further, since the heat treatment for the molded body is performed at a relatively low temperature, the insulating coatings 20a and 20b are not deteriorated. Thereby, even after the heat treatment, each of the insulating coatings 20a and 20b is maintained in a state of covering each of the iron particles 10a and the additive particles 10b. Can be reliably suppressed. More preferably, the molded body obtained by pressure molding is heat-treated at a temperature of 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower. In this case, deterioration of the insulating coatings 20a and 20b can be further suppressed.

以上に説明した工程によって、図1に示す成形体が完成する。なお本発明において、複合磁性粒子30に対する有機物40の混合は必須の工程ではなく、有機物40を混合することなく、複合磁性粒子30のみで続く加圧成形工程を実施してもよい。   The molded body shown in FIG. 1 is completed by the steps described above. In the present invention, the mixing of the organic substance 40 with the composite magnetic particle 30 is not an essential process, and the pressure forming process that continues with only the composite magnetic particle 30 may be performed without mixing the organic substance 40.

また、本実施の形態では、鉄粒子10aの表面に絶縁被膜20aを形成する工程と、添加物粒子10bに絶縁被膜20bを形成する工程とが別々に行なわれる場合について示したが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、鉄粒子10aと添加物粒子10bとを混合した後で、鉄粒子10aと添加物粒子10bとの各々に絶縁被膜20a,20bの各々を同時に形成してもよい。これにより、製造工程を簡略化することができる。   Further, in the present embodiment, the case where the step of forming the insulating coating 20a on the surface of the iron particles 10a and the step of forming the insulating coating 20b on the additive particles 10b are shown separately. It is not limited to such a case, and after mixing the iron particles 10a and the additive particles 10b, each of the insulating coatings 20a and 20b is simultaneously formed on each of the iron particles 10a and the additive particles 10b. May be. Thereby, a manufacturing process can be simplified.

また、本実施の形態においては、絶縁被膜20aの成分が溶解した水溶液中に鉄粒子10aを浸漬して絶縁被膜20aを形成する方法が示されたが、本発明はこのような場合に限定されるものではなく、鉄粒子の表面に絶縁被膜を形成する方法は任意である。また、本実施の形態においては、絶縁被膜20a,20bがリン酸アルミニウム化合物と、リン酸カルシウム化合物とを含む絶縁体である場合について示したが、本発明はこのような場合の他、リン酸鉄、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、リン酸アルミニウム、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の酸化物絶縁体よりなる絶縁被膜が形成されてもよい。   In the present embodiment, the method of forming the insulating coating 20a by immersing the iron particles 10a in the aqueous solution in which the components of the insulating coating 20a are dissolved has been described. However, the present invention is limited to such a case. The method for forming the insulating coating on the surface of the iron particles is not limited. Further, in the present embodiment, the case where the insulating coatings 20a and 20b are insulators including an aluminum phosphate compound and a calcium phosphate compound has been described. An insulating coating made of an oxide insulator such as manganese phosphate, zinc phosphate, calcium phosphate, aluminum phosphate, silicon oxide, titanium oxide, aluminum oxide, or zirconium oxide may be formed.

本実施の形態の軟磁性材料は、圧粉磁心の作製に用いられる軟磁性材料であって、絶縁被膜20aが表面に形成された鉄粒子10aと、センダストまたはパーマロイの少なくともいずれか一方よりなる添加物粒子10bとを含んでいる。添加物粒子10bは0質量%より大きく30質量%以下の割合で含まれている。   The soft magnetic material of the present embodiment is a soft magnetic material used for the production of a dust core, and includes an addition of iron particles 10a having an insulating coating 20a formed on the surface and at least one of Sendust or Permalloy. And physical particles 10b. The additive particles 10b are included in a proportion of greater than 0% by mass and not greater than 30% by mass.

本実施の形態の軟磁性材料の製造方法は、以下の工程を備えている。絶縁被膜20aが表面に形成された鉄粒子10aと、センダストまたはパーマロイの少なくともいずれか一方よりなる添加物粒子10bとが混合された混合粉末を作製する(ステップS1)。混合粉末を加圧成形して成形体を形成する(ステップS2)。成形体を熱処理する(ステップS3)。混合粉末を作製する(ステップS1)際に、添加物粒子は0質量%より大きく30質量%以下の割合で混合される。   The method for manufacturing a soft magnetic material of the present embodiment includes the following steps. A mixed powder is produced in which the iron particles 10a having the insulating coating 20a formed on the surface and the additive particles 10b made of at least one of Sendust or Permalloy are mixed (step S1). The mixed powder is pressure molded to form a molded body (step S2). The formed body is heat treated (step S3). When preparing the mixed powder (step S1), the additive particles are mixed at a ratio of greater than 0% by mass and equal to or less than 30% by mass.

本実施の形態の軟磁性材料およびその製造方法によれば、軟磁性材料に交流磁界が印加されると、軟磁性材料に含まれるセンダストまたはパーマロイが容易に磁化され、磁化されたセンダストまたはパーマロイが周囲の鉄分の磁化を促進する。その結果、純鉄よりなる場合では到達することのできない高い交流磁気特性を有する軟磁性材料を得ることができる。また、センダストまたはパーマロイの量を30質量%以下とすることで、センダストまたはパーマロイによる飽和磁束密度Bsの低下を抑えることができる。さらに、センダストまたはパーマロイの量を30質量%以下とすることで、センダストまたはパーマロイによる成形性の低下を抑えることができる。したがって、軟磁性材料の成形性を向上することができる。   According to the soft magnetic material and the manufacturing method thereof of the present embodiment, when an AC magnetic field is applied to the soft magnetic material, the sendust or permalloy contained in the soft magnetic material is easily magnetized, and the magnetized sendust or permalloy is Promotes surrounding iron magnetization. As a result, it is possible to obtain a soft magnetic material having high AC magnetic characteristics that cannot be achieved when made of pure iron. Moreover, the fall of the saturation magnetic flux density Bs by Sendust or Permalloy can be suppressed because the quantity of Sendust or Permalloy shall be 30 mass% or less. Furthermore, the fall of the moldability by Sendust or a permalloy can be suppressed because the quantity of Sendust or a permalloy shall be 30 mass% or less. Therefore, the moldability of the soft magnetic material can be improved.

本実施の形態の軟磁性材料においては、添加物粒子10bが5質量%以上25質量%以下の割合で含まれている。   In the soft magnetic material of the present embodiment, additive particles 10b are included in a proportion of 5% by mass or more and 25% by mass or less.

本実施の形態の軟磁性材料の製造方法においては、混合粉末を作製する(ステップS1)際に、添加物粒子10bが5質量%以上25質量%以下の割合で混合される。   In the method for producing a soft magnetic material of the present embodiment, additive particles 10b are mixed at a ratio of 5% by mass or more and 25% by mass or less when a mixed powder is produced (step S1).

これにより、軟磁性材料の交流磁気特性を一層向上することができる。   Thereby, the AC magnetic characteristics of the soft magnetic material can be further improved.

本実施の形態の軟磁性材料においては、有機物40としての熱可塑性樹脂が0.01質量%以上0.1質量%以下の割合でさらに含まれている。   In the soft magnetic material of the present embodiment, a thermoplastic resin as the organic substance 40 is further included in a proportion of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less.

本発明の軟磁性材料においては、混合粉末を作製する(ステップS1)際に、有機物40としての熱可塑性樹脂が0.01質量%以上0.1質量%以下の割合でさらに混合される。   In the soft magnetic material of the present invention, when the mixed powder is produced (step S1), the thermoplastic resin as the organic substance 40 is further mixed at a ratio of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less.

これにより、熱可塑性樹脂が複合磁性粒子30aおよび複合磁性粒子30bの間に介在している状態になる。熱可塑性樹脂の割合を0.01質量%以上とすることにより、加圧成形時の応力を受けて複合磁性粒子30aおよび複合磁性粒子30bの間で熱可塑性樹脂がたわむことにより、複合磁性粒子30aおよび複合磁性粒子30bの間で潤滑剤として機能するようになる。また、鉄粒子10a同士の間の絶縁性を高めることができる。一方、熱可塑性樹脂の割合を0.1質量%以下とすることにより、軟磁性材料の磁性体部分の密度を高くすることができるので、交流磁気特性を高く保つことができる。   As a result, the thermoplastic resin is interposed between the composite magnetic particles 30a and the composite magnetic particles 30b. By setting the ratio of the thermoplastic resin to 0.01% by mass or more, the thermoplastic resin bends between the composite magnetic particle 30a and the composite magnetic particle 30b in response to the stress at the time of pressure molding, and thus the composite magnetic particle 30a. The composite magnetic particles 30b function as a lubricant. Moreover, the insulation between the iron particles 10a can be improved. On the other hand, by setting the ratio of the thermoplastic resin to 0.1% by mass or less, the density of the magnetic part of the soft magnetic material can be increased, so that the AC magnetic characteristics can be kept high.

本実施の形態の軟磁性材料の製造方法においては、成形体を形成する(ステップS2)際に、混合粉末に980MPa以上の圧力が加えられる。   In the method for producing a soft magnetic material of the present embodiment, a pressure of 980 MPa or more is applied to the mixed powder when forming a molded body (step S2).

これにより、軟磁性材料を高密度化することができるので、飽和磁束密度Bsを向上することができ、交流磁気特性を向上することができる。   Thereby, since a soft magnetic material can be densified, saturation magnetic flux density Bs can be improved and an alternating current magnetic characteristic can be improved.

本発明の軟磁性材料を用いて圧粉磁心を作製することにより、飽和磁束密度が1.5T以上の圧粉磁心を得ることができる。   By producing a dust core using the soft magnetic material of the present invention, a dust core having a saturation magnetic flux density of 1.5 T or more can be obtained.

なお、本発明による軟磁性材料の製造方法は、たとえば、圧粉磁心、チョークコイル、スイッチング電源素子、磁気ヘッド、各種モータ部品、自動車用ソレノイド、各種磁気センサおよび各種電磁弁などの製品の作製に利用することができる。   The method for producing a soft magnetic material according to the present invention is, for example, for producing products such as dust cores, choke coils, switching power supply elements, magnetic heads, various motor parts, automobile solenoids, various magnetic sensors, and various electromagnetic valves. Can be used.

以下、本発明の実施例について説明する。   Examples of the present invention will be described below.

(実施例1)
本実施例においては、センダストよりなる添加物粒子の割合を0質量%〜50質量%の範囲で変化させ、交流磁気特性の変化を調べた。具体的には、ガスアトマイズセンダスト粉であるDAPMSA10(大同特殊鋼製)を700℃の温度で1時間、窒素雰囲気中で熱処理して添加物粒子を作製した。また、純鉄よりなる複合磁性粒子としてSomaloy(ヘネガス社製)を用いた。これら2つの粒子を用いて上記実施の形態とほぼ同様の方法で軟磁性材料を作製し、この軟磁性材料を用いて圧粉磁心を作製した。得られた圧粉磁心について、BHカーブトレーサを用いて保磁力Hc、磁束密度B100(100Oe(≒8.0×106A/m)の外部磁界を印加したときの磁束密度)、および飽和磁束密度Bsを測定した。保磁力Hcについては、理論値の保磁力Hcを算出し、理論値に対する保磁力Hcの低下率を算出した。
Example 1
In this example, the ratio of the additive particles made of Sendust was changed in the range of 0% by mass to 50% by mass, and the change in AC magnetic characteristics was examined. Specifically, DAPMSA10 (manufactured by Daido Steel Co., Ltd.), a gas atomized sendust powder, was heat-treated at 700 ° C. for 1 hour in a nitrogen atmosphere to produce additive particles. Further, Somaloy (manufactured by Hennegas) was used as composite magnetic particles made of pure iron. Using these two particles, a soft magnetic material was produced in the same manner as in the above embodiment, and a dust core was produced using this soft magnetic material. About the obtained powder magnetic core, using a BH curve tracer, coercive force Hc, magnetic flux density B100 (magnetic flux density when an external magnetic field of 100 Oe (≈8.0 × 10 6 A / m) is applied), and saturation magnetic flux The density Bs was measured. For the coercive force Hc, a theoretical coercive force Hc was calculated, and a reduction rate of the coercive force Hc with respect to the theoretical value was calculated.

なお、理論値の保磁力Hcは以下の方法により算出した。100質量%のSomaloyの保磁力HcをAとし、50質量%のSomaloyと50質量%のセンダストとを混合したときの保磁力Hcを(0.5A+0.5B)としてA,Bの値を算出した、そして、このA,Bの値を用いて、理論値の保磁力HcをHc=A(1−x)+Bx(x:センダストの質量の割合)の式から算出した。この結果を表1、図3および図4に示す。   The theoretical coercive force Hc was calculated by the following method. The values of A and B were calculated with the coercive force Hc of Somaloy of 100% by mass as A and the coercive force Hc when 50% by mass of Somaloy and 50% by mass of Sendust were mixed as (0.5A + 0.5B). Using the values of A and B, the theoretical coercive force Hc was calculated from the equation Hc = A (1-x) + Bx (x: mass ratio of Sendust). The results are shown in Table 1, FIG. 3 and FIG.

Figure 0004586399
Figure 0004586399

表1、図3および図4に示すように、センダストの混合比が0質量%より大きく30質量%以下の場合には、理論値に対する保磁力Hcの低下率は0%より大きくなっている。特に、センダストの混合比が5質量%以上25質量%以下の場合には、理論値に対する保磁力Hcの低下率は4%以上大きくなっている。これにより、センダストの混合比が0質量%より大きく30質量%以下の場合、特に5質量%以上25質量%以下の場合には、交流磁気特性が向上することが分かる。また、センダストの混合比が0質量%より大きく30質量%以下の場合には、飽和磁束密度Bsがいずれも1.5T以上となっており、磁束密度B100がいずれも1.3T以上となっていることが分かる。   As shown in Table 1, FIG. 3, and FIG. 4, when the sendust mixing ratio is greater than 0% by mass and 30% by mass or less, the rate of decrease of the coercive force Hc with respect to the theoretical value is greater than 0%. In particular, when the sendust mixing ratio is 5% by mass or more and 25% by mass or less, the decrease rate of the coercive force Hc with respect to the theoretical value is increased by 4% or more. Thus, it can be seen that when the sendust mixing ratio is greater than 0% by mass and 30% by mass or less, particularly when the Sendust mixing ratio is 5% by mass or more and 25% by mass or less, the AC magnetic characteristics are improved. When the sendust mixing ratio is greater than 0% by mass and not greater than 30% by mass, the saturation magnetic flux density Bs is 1.5T or more, and the magnetic flux density B100 is 1.3T or more. I understand that.

(実施例2)
本実施例では、ポリフェニレンサルファイド(以下、PPSと記す)の割合を0質量%〜0.6質量%の範囲で変化させ、交流磁気特性の変化を調べた。具体的には、実施例1とほぼ同様の方法で作製した約20質量%の添加物粒子と、約80質量%のSomaloyと、0質量%〜0.6質量%のPPSとを混合し、軟磁性材料を作製した。そして、この軟磁性材料を用いて圧粉磁心を作製した。得られた圧粉磁心について、BHカーブトレーサを用いて保磁力Hc、磁束密度B100、飽和磁束密度Bs、および鉄損を測定した。鉄損については、印加する外部磁場の周波数を1kHz、出力を10kG(=1T)として測定した。この結果を表2、図5および図6に示す。
(Example 2)
In this example, the ratio of polyphenylene sulfide (hereinafter referred to as PPS) was changed in the range of 0% by mass to 0.6% by mass, and the change in AC magnetic characteristics was examined. Specifically, about 20% by mass of additive particles prepared in substantially the same manner as in Example 1, about 80% by mass of Somaloy, and 0% by mass to 0.6% by mass of PPS are mixed. A soft magnetic material was produced. And the powder magnetic core was produced using this soft-magnetic material. About the obtained powder magnetic core, coercive force Hc, magnetic flux density B100, saturation magnetic flux density Bs, and iron loss were measured using the BH curve tracer. The iron loss was measured by setting the frequency of the applied external magnetic field to 1 kHz and the output to 10 kG (= 1T). The results are shown in Table 2, FIG. 5 and FIG.

Figure 0004586399
Figure 0004586399

表2、図5および図6に示すように、PPSの混合比が0.01質量%以上0.1質量%以下の場合には、鉄損が約150W/kg以下の低い値となっていることが分かる。また、PPSの混合比が0.1質量%以下の場合には、磁束密度B100が約1.34T以上の高い値となっていることが分かる。以上の結果から、PPSの割合を0.01質量%以上とすることで鉄粒子同士の間の絶縁性を高めることができ、PPSの割合を0.1質量%以下とすることにより、交流磁気特性を高く保てることが分かる。   As shown in Table 2, FIG. 5 and FIG. 6, when the mixing ratio of PPS is 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less, the iron loss is a low value of about 150 W / kg or less. I understand that. It can also be seen that when the PPS mixing ratio is 0.1 mass% or less, the magnetic flux density B100 is a high value of about 1.34 T or more. From the above results, it is possible to improve the insulation between the iron particles by setting the PPS ratio to 0.01% by mass or more, and by setting the PPS ratio to 0.1% by mass or less, the AC magnetism It can be seen that the characteristics can be kept high.

(実施例3)
本実施例では、成形体を形成する際に混合粉末に加える圧力を7〜13t/cm2(686〜1275MPa)の間で変化させ、得られる圧粉磁心の交流磁気特性の変化を調べた。具体的には、実施例1とほぼ同様の方法で作製した約20質量%の添加物粒子と、約80質量%のSomaloyと、0.1質量%のPPSとを混合して混合粉末を作製した。そして、この混合粉末を7〜13t/cm2の圧力でそれぞれ圧粉成形し、その後400℃の温度で1時間熱処理した。得られた圧粉磁心について、BHカーブトレーサを用いて保磁力Hc、磁束密度B100、飽和磁束密度Bs、および鉄損を測定した。鉄損については、印加する外部磁場の周波数を1kHz、出力を10kG(=1T)として測定した。この結果を表3、図7および図8に示す。
(Example 3)
In this embodiment, the pressure applied to the mixed powder in forming the shaped bodies varied between 7~13t / cm 2 (686~1275MPa), investigating changes in the AC magnetic properties of the resulting dust core. Specifically, about 20% by mass of additive particles prepared in substantially the same manner as in Example 1, about 80% by mass of Somaloy, and 0.1% by mass of PPS are mixed to produce a mixed powder. did. The mixed powder was compacted at a pressure of 7 to 13 t / cm 2 and then heat treated at a temperature of 400 ° C. for 1 hour. About the obtained powder magnetic core, coercive force Hc, magnetic flux density B100, saturation magnetic flux density Bs, and iron loss were measured using the BH curve tracer. The iron loss was measured by setting the frequency of the applied external magnetic field to 1 kHz and the output to 10 kG (= 1T). The results are shown in Table 3, FIG. 7 and FIG.

Figure 0004586399
Figure 0004586399

表3、図7および図8に示すように、圧力が10t/cm2(980MPa)以上の場合には、飽和磁束密度Bsが1.7(T)以上となって飛躍的に向上しており、また、保磁力Hcの値も低下している。さらに、圧力が10t/cm2以上の場合には、鉄損も148W/kg以下の低い値となっている。以上の結果から、成形体を形成する際に混合粉末に10t/cm2(980MPa)以上の圧力を加えることで、交流磁気特性を向上できることが分かる。 As shown in Table 3, FIG. 7 and FIG. 8, when the pressure is 10 t / cm 2 (980 MPa) or more, the saturation magnetic flux density Bs is 1.7 (T) or more, which is dramatically improved. Moreover, the value of the coercive force Hc is also decreased. Furthermore, when the pressure is 10 t / cm 2 or more, the iron loss is a low value of 148 W / kg or less. From the above results, it can be seen that the AC magnetic characteristics can be improved by applying a pressure of 10 t / cm 2 (980 MPa) or more to the mixed powder when forming the compact.

以上に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慮されるべきである。本発明の範囲は、以上の実施の形態および実施例ではなく、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修正や変形を含むものと意図される。   The embodiments and examples disclosed above are to be considered in all respects as illustrative and not restrictive. The scope of the present invention is shown not by the above embodiments and examples but by the scope of claims, and is intended to include all modifications and variations within the meaning and scope equivalent to the scope of claims. .

本発明の一実施の形態における軟磁性材料の製造方法によって作製された成形体を拡大して示す模式図である。It is a schematic diagram which expands and shows the molded object produced by the manufacturing method of the soft-magnetic material in one embodiment of this invention. 本発明の一実施の形態における軟磁性材料の製造方法を示す工程図である。It is process drawing which shows the manufacturing method of the soft-magnetic material in one embodiment of this invention. 本発明の実施例1におけるセンダストの混合比と保磁力Hcとの関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the mixture ratio of Sendust and the coercive force Hc in Example 1 of this invention. 本発明の実施例1におけるセンダストの混合比と理論値に対する保磁力Hcの低下率との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the mixture ratio of Sendust in Example 1 of this invention, and the fall rate of the coercive force Hc with respect to a theoretical value. 本発明の実施例2におけるPPSの混合比と鉄損との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the mixing ratio of PPS and the iron loss in Example 2 of this invention. 本発明の実施例2におけるPPSの混合比と磁束密度B100との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the mixing ratio of PPS in Example 2 of this invention, and magnetic flux density B100. 本発明の実施例3における飽和磁束密度Bsと鉄損との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the saturation magnetic flux density Bs and the iron loss in Example 3 of this invention. 本発明の実施例3におけるプレス圧と鉄損との関係を示す図である。It is a figure which shows the relationship between the press pressure and the iron loss in Example 3 of this invention.

符号の説明Explanation of symbols

10a 鉄粒子、10b 添加物粒子、20a,20b 絶縁被膜、30,30a,30b 複合磁性粒子、40 有機物。   10a Iron particles, 10b additive particles, 20a, 20b insulating coating, 30, 30a, 30b composite magnetic particles, 40 organic matter.

Claims (6)

圧粉磁心の作製に用いられる軟磁性材料であって、
絶縁被膜が表面に形成された鉄粒子と、センダストまたはパーマロイの少なくともいずれか一方よりなる添加物粒子とを含み、前記添加物粒子を0質量%より大きく30質量%以下の割合で含み、
前記絶縁被膜はリン酸アルミニウム化合物とリン酸カルシウム化合物とを含み、
熱可塑性樹脂を0.01質量%以上0.1質量%以下の割合でさらに含むことを特徴とする軟磁性材料。
A soft magnetic material used for producing a dust core,
Including iron particles having an insulating coating formed on the surface and additive particles comprising at least one of Sendust or Permalloy, the additive particles being included in a proportion of greater than 0% by mass and 30% by mass or less,
The insulating coating is seen containing a phosphoric acid aluminum compound and a calcium phosphate compound,
A soft magnetic material , further comprising a thermoplastic resin in a proportion of 0.01% by mass to 0.1% by mass .
前記添加物粒子を5質量%以上25質量%以下の割合で含むことを特徴とする、請求項1に記載の軟磁性材料。   2. The soft magnetic material according to claim 1, wherein the additive particles are contained in a proportion of 5% by mass or more and 25% by mass or less. 請求項1または2に記載の軟磁性材料を用いて作製された圧粉磁心であって、飽和磁束密度が1.5T以上であることを特徴とする、圧粉磁心。 A dust core produced using the soft magnetic material according to claim 1 or 2, characterized in that the saturation magnetic flux density is more than 1.5T, dust core. 絶縁被膜が表面に形成された鉄粒子と、センダストまたはパーマロイの少なくともいずれか一方よりなる添加物粒子とが混合された混合粉末を作製する工程を備え、前記絶縁被膜はリン酸アルミニウム化合物とリン酸カルシウム化合物とを含み、さらに、
前記混合粉末を加圧成形して成形体を形成する工程と、
前記成形体を熱処理する工程とを備え、
前記混合粉末を作製する工程において、前記添加物粒子を0質量%より大きく30質量%以下の割合で混合し、
前記混合粉末を作製する工程において、熱可塑性樹脂を0.01質量%以上0.1質量%以下の割合でさらに混合することを特徴とする、軟磁性材料の製造方法。
A step of producing a mixed powder in which iron particles having an insulating coating formed on the surface and additive particles made of at least one of Sendust and Permalloy are mixed, the insulating coating comprising an aluminum phosphate compound and a calcium phosphate compound And further,
A step of pressure-molding the mixed powder to form a molded body;
And a step of heat-treating the molded body,
In the step of preparing the mixed powder, the additive particles are mixed at a ratio of greater than 0% by mass and 30% by mass ,
In the step of preparing the mixed powder, a thermoplastic resin is further mixed at a ratio of 0.01% by mass or more and 0.1% by mass or less .
前記混合粉末を作製する工程において、前記添加物粒子を5質量%以上25質量%以下の割合で混合することを特徴とする、請求項に記載の軟磁性材料の製造方法。 5. The method for producing a soft magnetic material according to claim 4 , wherein in the step of preparing the mixed powder, the additive particles are mixed at a ratio of 5% by mass or more and 25% by mass or less. 前記成形体を形成する工程において、前記混合粉末に980MPa以上の圧力を加えることを特徴とする、請求項4または5に記載の軟磁性材料の製造方法。 6. The method for producing a soft magnetic material according to claim 4 , wherein a pressure of 980 MPa or more is applied to the mixed powder in the step of forming the molded body.
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