JPH06275452A

JPH06275452A - 圧粉コアの製造方法

Info

Publication number: JPH06275452A
Application number: JP5085706A
Authority: JP
Inventors: Naoki Kawakubo; 直喜川久保; Eiji Moro; 英治茂呂; Teruo Mori; 輝夫森
Original assignee: TDK Corp
Current assignee: TDK Corp
Priority date: 1993-03-19
Filing date: 1993-03-19
Publication date: 1994-09-30

Abstract

(57)【要約】【目的】高透磁率の圧粉コアを安価に提供する。【構成】強磁性金属粒子を乾式法で機械的に偏平化す
る偏平化工程と、偏平化された強磁性金属粒子とバイン
ダとを混練して圧粉コア材料を製造するバインダ混練工
程と、圧粉コア材料を圧縮成形する成形工程とを有する
製造方法において、強磁性金属粒子にショウノウやワッ
クスなどの常温で固体の有機潤滑剤を混合して偏平化を
行なう。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【産業上の利用分野】本発明は、各種電気・電子機器に
用いられる圧粉コアを製造する方法に関する。

【０００２】

【従来の技術】近年、電気・電子機器の小型化がすす
み、小型で高効率の圧粉コアが要求されている。圧粉コ
アに偏平状強磁性金属粒子からなる粉末を用いると高透
磁率で渦電流損が小さくなることから、コアを小型化す
ることができる。圧粉コアでは、鉄粒子に水ガラスの被
覆を形成して絶縁層およびバインダとすることが一般的
に行なわれている。

【０００３】展延性を有する強磁性金属材料を用いた場
合には、ボールミルなどで機械的力を作用させることに
より球状粒子を偏平化することができる。このような偏
平化処理は、湿式法でも乾式法でも行なうことができる
が、湿式法では強磁性金属材料の酸化を防ぐために有機
溶剤を用いる必要があるので、取り扱いが面倒でコスト
アップを招く。一方、乾式法では偏平化が不十分となり
やすく、高透磁率の圧粉コアが得られにくい。

【０００４】

【発明が解決しようとする課題】本発明はこのような事
情からなされたものであり、高透磁率の圧粉コアを安価
に提供することを目的とする。

【０００５】

【課題を解決するための手段】このような目的は、下記
（１）〜（８）の本発明により達成される。（１）強磁性金属粒子を乾式法で機械的に偏平化する偏
平化工程と、偏平化された強磁性金属粒子とバインダと
を混練して圧粉コア材料を製造するバインダ混練工程
と、圧粉コア材料を圧縮成形する成形工程とを有し、偏
平化工程において、強磁性金属粒子に常温で固体の有機
潤滑剤を混合して偏平化を行なうことを特徴とする圧粉
コアの製造方法。（２）有機潤滑剤がショウノウを含む上記（１）の圧粉
コアの製造方法。（３）有機潤滑剤がワックス、脂肪酸塩および脂肪酸の
少なくとも１種を含む上記（１）または（２）の圧粉コ
アの製造方法。（４）偏平化工程において、強磁性金属粒子１００重量
部に対し有機潤滑剤を０．０５〜２重量部混合する上記
（１）ないし（３）のいずれかの圧粉コアの製造方法。（５）ボールミル、ロッドミル、振動ミルまたはアトリ
ションミルにより強磁性金属粒子を偏平化する上記
（１）ないし（４）のいずれかの圧粉コアの製造方法。（６）バインダが水ガラスを含む上記（１）ないし
（５）のいずれかの圧粉コアの製造方法。（７）偏平化工程とバインダ混練工程との間に、加熱に
より有機潤滑剤を除去する工程を有する上記（１）ない
し（６）のいずれかの圧粉コアの製造方法。（８）偏平化工程とバインダ混練工程との間に、減圧雰
囲気下におくことにより有機潤滑剤を除去する工程を有
する上記（１）ないし（７）のいずれかの圧粉コアの製
造方法。

【０００６】

【作用および効果】本発明では、強磁性金属粒子を機械
的に偏平化する際にショウノウやワックスなどの有機潤
滑剤を偏平化助剤として用いるので、乾式法でも十分な
偏平化が可能となり、高透磁率の圧粉コアが低コストで
実現する。

【０００７】

【具体的構成】以下、本発明の具体的構成について詳細
に説明する。

【０００８】本発明の圧粉コアの製造方法の主要な構成
を、図１に示す。

【０００９】本発明で用いる強磁性金属粒子は、Ｆｅ系
強磁性金属粒子であることが好ましい。Ｆｅ系強磁性金
属粒子としては、Ｆｅ、Ｆｅ−Ａｌ−Ｓｉ（センダス
ト）、Ｆｅ−Ｎｉ（パーマロイ）、Ｆｅ−Ｃｏ、Ｆｅ−
Ｓｉ、Ｆｅ−Ｍｏ−Ｎｉ（スーパーマロイ）等の少なく
とも１種であり、これらから適宜選択すればよい。ま
た、平均粒子径は３０〜３００μm 程度とすることが好
ましい。強磁性金属粒子の製造方法は特に限定されず、
水アトマイズ法、ガスアトマイズ法等のアトマイズ法
や、還元法などから適宜選択すればよい。

【００１０】本発明では、強磁性金属粒子に有機潤滑剤
を混合した後、強磁性金属粒子を乾式法で機械的に偏平
化する。有機潤滑剤としては、偏平化処理後に容易に取
り除けることから昇華性を有するものが好ましく、特
に、バインダとして用いられる水ガラスに対する濡れ性
が比較的良好であることから、ショウノウが好ましい。
ただし、パラフィンワックス、マイクロワックス、ポリ
エチレンワックス等の各種ワックス、あるいは、ステア
リン酸等の高級脂肪酸やその塩など、常温で固体の各種
有機潤滑剤も偏平化助剤として有効である。なお、有機
潤滑剤は２種以上を併用してもよい。

【００１１】有機潤滑剤は、強磁性金属粒子１００重量
部に対し０．０５〜２重量部混合することが好ましい。
有機潤滑剤の量が少なすぎると偏平化が不十分になりや
すく、多すぎると偏平化処理装置内部への粒子の付着が
多くなり、回収率が悪くなる。

【００１２】偏平化手段は特に限定されないが、ボール
ミル、ロッドミル、振動ミル、アトリションミル等の圧
延・剪断作用をもつ手段を用いることが好ましい。偏平
化処理の時間は、用いる手段や処理量などによって異な
るので、適宜決定すればよい。偏平化率は特に限定され
ないが、通常、アスペクト比（径／厚さ）で５〜１５程
度とすることが好ましい。

【００１３】偏平化工程の後、有機潤滑剤を除去せずに
バインダと混練してもよいが、有機潤滑剤とバインダと
の濡れ性が良好でない場合には、バインダによる絶縁効
果が不十分となって高周波での透磁率が低下することが
ある。したがって、このような場合には、有機潤滑剤を
除去してからバインダと混練することが好ましい。具体
的には、有機潤滑剤としてワックスを用い、バインダと
して水ガラスを用いたときに濡れ性が比較的悪くなる。
ワックスは、２５０〜４５０℃程度の熱処理により除去
することができる。この場合の熱処理時間は、１〜３時
間程度とすることが好ましい。ワックス除去のための熱
処理温度は高いので、偏平化の際に生じた強磁性金属粒
子のストレスを解放する焼鈍効果も実現する。ただし、
温度が高いので非酸化性雰囲気中で熱処理を行なう必要
があり、低コスト化は難しくなる。

【００１４】一方、ショウノウは水ガラスとの濡れ性が
比較的良好であるため、除去しなくても高周波特性の低
下は少ない。ただし、ショウノウを使った場合でも除去
することにより特性は向上する。ショウノウは昇華性を
有するため、特に除去処理を施さない場合でも常温で放
置することにより昇華するが、８０〜１５０℃程度の低
温での加熱や減圧下での放置、あるいはこれらの併用に
より短時間で除去することができる。ショウノウは低温
で除去できるため、除去時の雰囲気を非酸化性とする必
要がなく、低コスト化に貢献する。

【００１５】偏平化処理後、強磁性金属粒子をバインダ
と混練して、圧粉コア材料とする。用いるバインダは特
に限定されず、水ガラス（アルカリ−ケイ酸系ガラスの
濃厚水溶液）やフェノール樹脂、シリコーン樹脂など、
圧粉コアに用いられる通常のバインダから選択すること
ができるが、コアの焼鈍後の絶縁性が良好であることか
ら水ガラスを用いることが好ましい。また、特願平４−
３５４５０１号に開示されているように、水ガラスとガ
ラス粉末との混合物をバインダとして用いることも好ま
しい。

【００１６】強磁性金属粒子とバインダとを混練した
後、必要に応じて乾燥、解砕、整粒等を行なう。

【００１７】強磁性金属粒子には、バインダの他に、成
形時の粒子間の潤滑性を高めたり、金型からの離型性を
向上させたりするために、通常、圧粉コア材料中には各
種潤滑剤が添加される。潤滑剤には通常用いられている
各種のものが選択でき、例えば二硫化モリブデン、ステ
アリン酸、ステアリン酸亜鉛などから適宜選択すればよ
い。

【００１８】圧粉コア材料は、圧縮成形によりトロイダ
ル状等の所望の形状とされる。成形条件は特に限定され
ず、強磁性金属粒子の種類、目的とする寸法や密度など
に応じて適宜決定すればよいが、通常、最大圧力は３〜
１０ton/cm² 程度、圧力保持時間は０．１秒間〜１分間
程度とする。

【００１９】成形後、必要に応じて焼鈍処理を施す。こ
の焼鈍処理は、偏平化の際に強磁性金属粒子に生じたス
トレスを解放するために施され、また、圧縮成形の際に
生じたストレスを解放する作用も有する。焼鈍処理の条
件は、強磁性金属粒子の種類や偏平化の際の条件などに
応じて適宜決定すればよいが、通常、保持温度は３００
〜６００℃とすることが好ましく、温度保持時間は３０
分間〜２時間とすることが好ましい。

【００２０】

【実施例】以下、本発明の具体的実施例を示し、本発明
をさらに詳細に説明する。

【００２１】水アトマイズ法により製造した平均粒子径
１００μm のＦｅ粒子に、乾式ボールミルにより偏平化
処理を施した。偏平化率を測定することが困難なため、
偏平化の度合いを嵩密度で判断した。嵩密度は、偏平化
処理後のＦｅ粒子を容器に入れて数回タップさせ、密度
が最も上がった状態で測定した。有機潤滑剤としてはシ
ョウノウを用い、Ｆｅ粒子１００重量部に対し０．４重
量部混合した。また、比較のために、ショウノウを混合
せずに偏平化処理を行なったＦｅ粒子についても嵩密度
を測定した。

【００２２】この結果、ショウノウを用いて偏平化処理
を施したＦｅ粒子では嵩密度が２．０g/cm³ であった
が、ショウノウを用いなかったＦｅ粒子では２．７g/cm
³ であり、ショウノウによる偏平化促進効果が確認され
た。また、ショウノウに替えて同重量のポリエチレンワ
ックスを用いて偏平化処理を行なったところ、ショウノ
ウを用いた場合と同等の嵩密度が得られた。

【００２３】続いて、有機潤滑剤を除去せずに、Ｆｅ粒
子１００重量部を水ガラス１．５重量部およびガラス粉
末１．５重量部と混練し、コア材料とした。得られたコ
ア材料を圧縮成形し、トロイダル状の圧粉コアとした。
コアの寸法は外径１７．５mm、内径１０．２mm、厚さ
６．２mmとした。

【００２４】これらのコアに５２０℃で１時間焼鈍処理
を施した後、透磁率の周波数特性を測定した。結果を表
１に示す。

【００２５】また、偏平化後に有機潤滑剤を除去した他
は上記と同様にしてコアを製造した。ショウノウの除去
は、空気中において１２０℃で２時間熱処理することに
より行ない、ワックスの除去は、Ａｒ雰囲気中において
３５０℃で２時間熱処理することにより行なった。これ
らについても透磁率の周波数特性を測定した。結果を表
１に示す。

【００２６】

【表１】

【００２７】表１に示される結果から本発明の効果が明
らかである。すなわち、偏平化処理の際に有機潤滑剤を
添加して製造されたコアは、無添加のコアよりも透磁率
が高い。そして、有機潤滑剤を除去しないで水ガラスと
混練した場合、ショウノウを添加して製造されたコア
は、ワックスを添加して製造されたコアよりも高周波で
の透磁率が高い。これは、ショウノウと水ガラスとの濡
れ性が比較的良好であるためと考えられる。また、有機
潤滑剤を除去した場合には、ショウノウを添加したもの
もワックスを添加したものもさらに透磁率が向上する
が、特にワックス添加の場合に向上率が大きい。これ
は、ワックス除去の際の熱処理が焼鈍のはたらきを示し
たためと考えられる。

【００２８】なお、有機潤滑剤としてステアリン酸亜鉛
を用いたところ、ワックスを用いた場合とほぼ同等の結
果が得られた。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の圧粉コアの製造方法の構成例を示すフ
ローチャートである。

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】強磁性金属粒子を乾式法で機械的に偏平
化する偏平化工程と、偏平化された強磁性金属粒子とバ
インダとを混練して圧粉コア材料を製造するバインダ混
練工程と、圧粉コア材料を圧縮成形する成形工程とを有
し、偏平化工程において、強磁性金属粒子に常温で固体
の有機潤滑剤を混合して偏平化を行なうことを特徴とす
る圧粉コアの製造方法。
【請求項２】有機潤滑剤がショウノウを含む請求項１
の圧粉コアの製造方法。
【請求項３】有機潤滑剤がワックス、脂肪酸塩および
脂肪酸の少なくとも１種を含む請求項１または２の圧粉
コアの製造方法。
【請求項４】偏平化工程において、強磁性金属粒子１
００重量部に対し有機潤滑剤を０．０５〜２重量部混合
する請求項１ないし３のいずれかの圧粉コアの製造方
法。
【請求項５】ボールミル、ロッドミル、振動ミルまた
はアトリションミルにより強磁性金属粒子を偏平化する
請求項１ないし４のいずれかの圧粉コアの製造方法。
【請求項６】バインダが水ガラスを含む請求項１ない
し５のいずれかの圧粉コアの製造方法。
【請求項７】偏平化工程とバインダ混練工程との間
に、加熱により有機潤滑剤を除去する工程を有する請求
項１ないし６のいずれかの圧粉コアの製造方法。
【請求項８】偏平化工程とバインダ混練工程との間
に、減圧雰囲気下におくことにより有機潤滑剤を除去す
る工程を有する請求項１ないし７のいずれかの圧粉コア
の製造方法。