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JP2016197720A - Magnetic core and manufacturing method therefor, and on-vehicle component - Google Patents

Magnetic core and manufacturing method therefor, and on-vehicle component Download PDF

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JP2016197720A JP2016068443A JP2016068443A JP2016197720A JP 2016197720 A JP2016197720 A JP 2016197720A JP 2016068443 A JP2016068443 A JP 2016068443A JP 2016068443 A JP2016068443 A JP 2016068443A JP 2016197720 A JP2016197720 A JP 2016197720A
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仲男 森次
孝志 吉田
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孝志 吉田
萩原 和弘
Kazuhiro Hagiwara
和弘 萩原
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Abstract

PROBLEM TO BE SOLVED: To provide a magnetic core suitable for high frequency application, and to provide a manufacturing method therefor.SOLUTION: In a magnetic core including a layered body of an Fe-based nano crystal alloy ribbon, and a resin contained in the layered body, when heating test is performed by raising the temperature, in the atmosphere, from room temperature to 160°C in 20 minutes, and after holding that temperature for 500 hours, lowering the temperature to room temperature by air-cooling, the drop rate of impedance relative permeability μat frequency 100 kHz is less than 5%, before and after the heating test. A manufacturing method for magnetic core includes a step of making a layered body of an Fe-based nano crystal alloy ribbon, a first heat treatment step of precipitating a nano crystal, a second heat treatment step of holding the temperature less than the nano crystallization start temperature in an atmosphere of more oxidative than the atmosphere in the first heat treatment step, and a step of impregnating with resin.SELECTED DRAWING: Figure 1

Description

本発明は、Fe基ナノ結晶合金から形成される磁心およびその製造方法、並びに車載用部品に関する。   The present invention relates to a magnetic core formed from an Fe-based nanocrystalline alloy, a manufacturing method thereof, and a vehicle-mounted component.

Fe基ナノ結晶合金は、高い飽和磁束密度と高い比透磁率とを両立できる優れた軟磁気特性を備えた軟磁性材料であり、コモンモードチョークコイルの磁心などの材料として広く用いられている。コモンモードチョークコイルは、スイッチング電源などに接続され、高周波ノイズを抑制するためのノイズフィルターとして利用される。本願出願人は、このような用途に適合するFe基ナノ結晶合金として、ファインメット(登録商標)の開発および製造を行っている。   The Fe-based nanocrystalline alloy is a soft magnetic material having excellent soft magnetic characteristics that can achieve both a high saturation magnetic flux density and a high relative magnetic permeability, and is widely used as a material such as a magnetic core of a common mode choke coil. The common mode choke coil is connected to a switching power supply or the like and used as a noise filter for suppressing high frequency noise. The applicant of the present application has developed and manufactured Finemet (registered trademark) as an Fe-based nanocrystalline alloy suitable for such applications.

Fe基ナノ結晶合金の組成としては、特許文献1に記載されているFe−Cu−M'−Si−B(M'は、Nb,W,Ta,Zr,Hf,Ti及びMoからなる群から選択される少なくとも1種の元素)系の組成が代表的である。この組成系において、Cuの添加による結晶相の核生成効果と、M'の添加による結晶粒成長の抑制効果とが相乗的に生じ、均一で微細なナノ結晶粒を含む組織が形成される。より具体的には、主層としてのFe(−Si)結晶相の周囲にアモルファス相が残存する組織が形成される。ナノ結晶相の粒径は、例えば、5〜100nm程度である。   As the composition of the Fe-based nanocrystalline alloy, Fe—Cu—M′—Si—B (M ′ is a group consisting of Nb, W, Ta, Zr, Hf, Ti, and Mo described in Patent Document 1). The composition of the (at least one element selected) system is representative. In this composition system, the nucleation effect of the crystal phase by the addition of Cu and the effect of suppressing the growth of crystal grains by the addition of M ′ occur synergistically, and a structure including uniform and fine nanocrystal grains is formed. More specifically, a structure in which an amorphous phase remains around the Fe (-Si) crystal phase as the main layer is formed. The particle size of the nanocrystal phase is, for example, about 5 to 100 nm.

Fe基ナノ結晶合金は、一般的には、アモルファス(非晶質)合金を熱処理することによって形成される。また、元となるアモルファス合金は、融点以上に加熱された液相の合金(溶湯と呼ばれることがある)を急冷凝固することによって作製される。溶湯を急冷凝固する方法としては、回転する冷却ロールに合金溶湯を吐出する手法である単ロール法が採用されることが多い。   The Fe-based nanocrystalline alloy is generally formed by heat-treating an amorphous (amorphous) alloy. The original amorphous alloy is produced by rapidly solidifying a liquid phase alloy (sometimes called a molten metal) heated to a melting point or higher. As a method for rapidly solidifying the molten metal, a single roll method, which is a method of discharging the molten alloy to a rotating cooling roll, is often employed.

コモンモードチョークコイル等に用いる環状の磁心を作製する工程では、まず、上述した単ロール法によって、Fe基ナノ結晶合金が得られる組成を有する合金溶湯から薄帯(リボン)状のアモルファス合金を作製する。アモルファス合金リボンの厚さは、例えば10〜30μmである。次に、このアモルファス合金リボンを巻回することによって、環状の巻回体を形成する。その後、巻回体に対して結晶化温度に至る熱処理を行うことによって、合金組織に微結晶を析出させ(ナノ結晶化)、ナノ結晶合金からなる環状の磁心を得る。   In the process of producing an annular magnetic core used for a common mode choke coil or the like, first, a ribbon-like amorphous alloy is produced from a molten alloy having a composition capable of obtaining an Fe-based nanocrystalline alloy by the single roll method described above. To do. The thickness of the amorphous alloy ribbon is, for example, 10 to 30 μm. Next, an annular wound body is formed by winding the amorphous alloy ribbon. Thereafter, the wound body is subjected to a heat treatment up to the crystallization temperature to precipitate microcrystals in the alloy structure (nanocrystallization), thereby obtaining an annular magnetic core made of the nanocrystalline alloy.

Fe基ナノ結晶合金は、Fe基アモルファス合金に匹敵する飽和磁束密度(例えば1T以上)を示す。また、広い周波数帯域にわたって、Co基アモルファス合金と同等の高い透磁率を示し、高周波数帯域におけるインピーダンスも良好である。近年では、高周波ノイズ除去のために例えば100kHz以上の周波数帯域における高い透磁率・インピーダンス特性が求められることが多いが、コモンモードチョークコイルの磁心にFe基ナノ結晶合金を用いれば、このような高周波ノイズを除去することが可能である。   The Fe-based nanocrystalline alloy exhibits a saturation magnetic flux density (for example, 1 T or more) comparable to the Fe-based amorphous alloy. In addition, the magnetic permeability is as high as that of the Co-based amorphous alloy over a wide frequency band, and the impedance in the high frequency band is also good. In recent years, high permeability / impedance characteristics in a frequency band of, for example, 100 kHz or more are often required to remove high-frequency noise. It is possible to remove noise.

特公平4−4393号公報Japanese Patent Publication No. 4-4393 特開2007−103404号公報JP 2007-103404 A

ところで、車載用途のコモンモードチョークコイルでは、他用途に比べて高い機械的強度、特に振動に対して高い耐振動性と、耐熱性とが要求される。   By the way, common mode choke coils for in-vehicle use are required to have higher mechanical strength than other uses, particularly high vibration resistance and heat resistance against vibration.

磁心の機械的強度を向上させる技術としては、ナノ結晶合金巻回体に対して樹脂含浸を行う方法が知られている。樹脂含浸を行うことによって、ナノ結晶化熱処理によって脆弱化された巻回体(磁心)の機械的強度を向上させることができ、耐振動性を向上させることができる。   As a technique for improving the mechanical strength of a magnetic core, a method of impregnating a nanocrystal alloy wound body with a resin is known. By performing the resin impregnation, the mechanical strength of the wound body (magnetic core) weakened by the nanocrystallization heat treatment can be improved, and the vibration resistance can be improved.

特許文献2には、樹脂含浸した磁心を加熱試験した場合に、その前後でのインピーダンス特性の低下を抑制する技術が記載されており、具体的には、ナノ結晶化熱処理雰囲気中の酸素濃度を20ppm〜100ppm(特に好ましくは、25ppm〜45ppm)の範囲に調節することが開示されている。このようにすれば、ナノ結晶化のための熱処理後、樹脂含侵した磁心において、130℃の加熱試験を行っても、その前後でのインピーダンス特性の低下が抑制される。   Patent Document 2 describes a technique for suppressing a decrease in impedance characteristics before and after a resin-impregnated magnetic core is subjected to a heating test. Specifically, the oxygen concentration in a nanocrystallization heat treatment atmosphere is set. It is disclosed to adjust to a range of 20 ppm to 100 ppm (particularly preferably, 25 ppm to 45 ppm). In this way, even if a heat test at 130 ° C. is performed on the resin-impregnated magnetic core after the heat treatment for nanocrystallization, a decrease in impedance characteristics before and after that is suppressed.

しかしながら、近年の車載用途の磁心では、150℃以上(典型的には160℃)の高温で使用する際にも磁気特性が劣化しにくい磁心が求められている。本発明者らの検討によれば、特許文献2に記載の製造方法で得られる磁心は、後述の150℃以上で保持する加熱試験を行うとインピーダンス比透磁率μrzが大きく低下し、具体的には、前記の加熱試験の前後で、周波数100kHzでのインピーダンス比透磁率μrzの低下率が5%、周波数1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzの低下率が10%を超えてしまうことを確認した。また、樹脂含浸した磁心は、この加熱試験によるインピーダンス特性が低下しやすいことも確認した。 However, in recent years, in-vehicle use magnetic cores are required to have a magnetic core whose magnetic characteristics are not easily deteriorated even when used at a high temperature of 150 ° C. or higher (typically 160 ° C.). According to the study by the present inventors, when the heating test held at 150 ° C. or higher described later is performed on the magnetic core obtained by the manufacturing method described in Patent Document 2, the impedance relative permeability μ rz is greatly reduced, the before and after the heating test of the 5% impedance relative magnetic permeability mu rz rate of decrease in the frequency 100kHz, that impedance relative permeability mu rz rate of decrease in frequency 1MHz exceeds 10% confirmed. Moreover, it was also confirmed that the resin-impregnated magnetic core is likely to deteriorate the impedance characteristics by this heating test.

本発明は、上記を鑑みてなされたものであり、150℃以上の高温環境下での使用に適したFe基ナノ結晶合金磁心およびその製造方法、並びにその磁心を含む車載用部品を提供することを目的とする。   The present invention has been made in view of the above, and provides an Fe-based nanocrystalline alloy core suitable for use in a high-temperature environment of 150 ° C. or higher, a method for manufacturing the same, and a vehicle-mounted component including the magnetic core. With the goal.

本発明の実施形態による磁心は、Fe基ナノ結晶合金リボンの層状体と、前記層状体に含漬した樹脂とを備えた磁心であって、大気中で、室温から温度160℃まで20分で昇温し、次いで500時間保持した後、室温まで空冷する加熱試験を行ったときに、前記加熱試験の前後で、周波数100kHzでのインピーダンス比透磁率μrzの低下率が5%未満である。 A magnetic core according to an embodiment of the present invention is a magnetic core including a layered body of Fe-based nanocrystalline alloy ribbon and a resin impregnated in the layered body, and is heated from room temperature to a temperature of 160 ° C. in 20 minutes. When a heating test is performed in which the temperature is raised and then maintained for 500 hours and then air-cooled to room temperature, the rate of decrease in impedance relative permeability μ rz at a frequency of 100 kHz is less than 5% before and after the heating test.

ある実施形態において、前記加熱試験の前後で、周波数1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzの低下率が10%以下である。 In one embodiment, before and after the heating test, the reduction rate of the impedance relative permeability μ rz at a frequency of 1 MHz is 10% or less.

ある実施形態において、前記Fe基ナノ結晶合金リボンの層状体の最外層の前記Fe基ナノ結晶合金リボンの、外部に露出する面およびその反対側の面におけるグロー放電分析による酸素の発光強度をそれぞれ、O(out)およびO(in)としたとき、O(out)/O(in)>1.0の関係が成立する。   In one embodiment, the emission intensity of oxygen by glow discharge analysis on the externally exposed surface and the opposite surface of the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of the outermost layer of the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon layer is respectively determined. , O (out) and O (in), the relationship of O (out) / O (in)> 1.0 is established.

本発明の実施形態によるFe基ナノ結晶合金磁心の製造方法は、ナノ結晶化可能なFe基アモルファス合金リボンを巻回または積み重ねて層状体を作製する工程と、前記層状体を酸素濃度100ppm以下の第1雰囲気で熱処理することによって前記層状体中にナノ結晶を析出させる第1熱処理工程と、前記第1熱処理工程が行われた層状体を、前記第1熱処理工程における前記第1雰囲気よりも酸化濃度が高い第2雰囲気において、100℃以上かつナノ結晶化開始温度未満の保持温度、および、1時間以上24時間以下の保持時間で保持する第2熱処理工程と、前記第2熱処理工程が行われた層状体に樹脂を含侵させる工程とを含む。   An Fe-based nanocrystalline alloy magnetic core manufacturing method according to an embodiment of the present invention includes: a step of producing a layered body by winding or stacking nanocrystallizable Fe-based amorphous alloy ribbons; and the layered body having an oxygen concentration of 100 ppm or less. A first heat treatment step for precipitating nanocrystals in the layered body by heat treatment in a first atmosphere, and a layered body subjected to the first heat treatment step are oxidized more than the first atmosphere in the first heat treatment step. In a second atmosphere having a high concentration, a second heat treatment step of holding at a holding temperature of 100 ° C. or higher and lower than the nanocrystallization start temperature and a holding time of 1 hour or more and 24 hours or less and the second heat treatment step are performed. And impregnating the layered body with a resin.

ある実施形態において、前記第2熱処理工程において、前記第2雰囲気の酸素濃度は、0.1%以上50%以下であり、前記保持温度は、100℃以上350℃以下であり、前記保持時間は、1時間以上10時間以下である。   In one embodiment, in the second heat treatment step, the oxygen concentration of the second atmosphere is 0.1% to 50%, the holding temperature is 100 ° C. to 350 ° C., and the holding time is 1 hour or more and 10 hours or less.

ある実施形態において、前記第1熱処理工程は、前記Fe基ナノ結晶合金リボンの層状体を最高温度580℃以上600℃以下で熱処理する。   In one embodiment, in the first heat treatment step, the layered body of the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon is heat treated at a maximum temperature of 580 ° C. or more and 600 ° C. or less.

ある実施形態において、前記第1熱処理工程の後、前記第2熱処理工程の前に、前記層状体の層形成方向に対して外力を付与し、次いで解放する弛緩工程をさらに含む。   In one embodiment, after the first heat treatment step, before the second heat treatment step, further includes a relaxation step of applying an external force to the layer forming direction of the layered body and then releasing it.

本発明の実施形態によれば、160℃で保持する加熱試験の前後において100kHz以上の高周波帯域におけるインピーダンス比透磁率μrzの低下が抑制された樹脂含浸された磁心が提供され、高温環境下で長期間使用可能な磁心が提供される。 According to an embodiment of the present invention, a resin-impregnated magnetic core in which a decrease in impedance relative permeability μ rz in a high frequency band of 100 kHz or higher is suppressed before and after a heating test held at 160 ° C. is provided in a high temperature environment. A magnetic core that can be used for a long time is provided.

本発明の実施形態による磁心の製造工程図である。It is a manufacturing-process figure of the magnetic core by embodiment of this invention. ナノ結晶化のための熱処理の温度プロファイルの一例を示す図である。It is a figure which shows an example of the temperature profile of the heat processing for nanocrystallization. 比較例の樹脂含浸しない磁心における加熱試験後のインピーダンス比透磁率μrz(周波数100kHz)である。It is an impedance relative permeability μ rz (frequency 100 kHz) after a heating test in a magnetic core not impregnated with a resin of a comparative example. 実施例6の一方の磁心の最外層のFe基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのGD−OES分析結果である。FIG. 6 is a result of GD-OES analysis on the exposed surface and the back surface of the outermost Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of one of the magnetic cores of Example 6. FIG. 実施例6の他方の磁心の最外層のFe基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのGD−OES分析結果である。FIG. 9 is a result of GD-OES analysis on the exposed surface and the back surface of the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of the outermost layer of the other magnetic core of Example 6. FIG. 実施例12の一方の磁心の最外層のFe基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのGD−OES分析結果である。It is a GD-OES analysis result in the exposed surface and its back surface in the outermost Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of one magnetic core of Example 12. 実施例12の他方の磁心の最外層のFe基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのGD−OES分析結果である。It is a GD-OES analysis result in the exposed surface and its back surface in the outermost Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of the other magnetic core of Example 12. 比較例の磁心の最外層のFe基ナノ結晶合金リボンにおける、露出側の面とその裏面でのGD−OES分析結果である。It is a GD-OES analysis result in the surface of the exposed side, and the back surface in the Fe group nanocrystal alloy ribbon of the outermost layer of the magnetic core of a comparative example. 比較例の特許文献2に相当する磁心における加熱試験後のインピーダンス比透磁率μrz(周波数100kHz)である。It is impedance relative permeability μ rz (frequency 100 kHz) after a heating test in a magnetic core corresponding to Patent Document 2 of a comparative example. 比較例の特許文献2に相当する磁心における加熱試験後のインピーダンス比透磁率μrz(周波数1MHz)である。It is an impedance relative permeability μ rz (frequency 1 MHz) after a heating test in a magnetic core corresponding to Patent Document 2 of a comparative example.

以下、図面を参照しながら本発明の実施形態を説明するが、本発明は以下に説明する実施形態に限られない。   Hereinafter, embodiments of the present invention will be described with reference to the drawings, but the present invention is not limited to the embodiments described below.

本実施形態の磁心は、Fe基ナノ結晶合金リボンの層状体と、層状体に含漬した樹脂とを備える。磁心は、以下において詳細に説明する工程によって製造されることにより、インピーダンス比透磁率μrzの高周波帯域における高温での低下が抑制されている。具体的には、室温から温度160℃まで20分で昇温し、次いで500時間保持した後、室温まで空冷する加熱試験を行ったときに、加熱試験の前後において、周波数100kHzでのインピーダンス比透磁率μrzの低下率が5%未満に抑制されている。 The magnetic core of the present embodiment includes a layered body of an Fe-based nanocrystalline alloy ribbon and a resin impregnated in the layered body. The magnetic core is manufactured by a process that will be described in detail below, thereby suppressing a decrease in impedance relative permeability μ rz at high temperatures in a high frequency band. Specifically, when a heating test is performed in which the temperature is raised from room temperature to 160 ° C. in 20 minutes and then held for 500 hours and then air-cooled to room temperature, impedance ratio transmission at a frequency of 100 kHz is performed before and after the heating test. The rate of decrease of magnetic susceptibility μ rz is suppressed to less than 5%.

インピーダンス比透磁率μrzの低下率は、加熱試験前(樹脂含浸後で加熱前)の磁心のインピーダンス比透磁率をμbefore、加熱試験した後の磁心のインピーダンス比透磁率をμafterとして、(μbefore−μafter)/μbefore×100(%)の式により算出したものである。 The rate of decrease of the impedance relative permeability μ rz is defined as μ before the impedance relative permeability of the magnetic core before the heating test (after the resin impregnation and before heating), and μ after the impedance relative permeability of the magnetic core after the heating test ( It is calculated by the formula of μ before −μ after ) / μ before × 100 (%).

図1は、本発明の実施形態の一例である磁心の製造方法における各製造工程を示す。   FIG. 1 shows each manufacturing process in the manufacturing method of the magnetic core which is an example of embodiment of this invention.

本実施形態では、まず工程S1に示すように、熱処理によりナノ結晶化するFe基アモルファス合金リボンを用意する。次に、工程S2に示すように、前記Fe基アモルファス合金リボンを巻回して環状の巻回体(層状体)を作製する。短冊状に切断された、あるいは円環状に形成された複数のFe基アモルファス合金リボンを積み重ね、層状体を構成してもよい。   In this embodiment, first, as shown in step S1, an Fe-based amorphous alloy ribbon that is nanocrystallized by heat treatment is prepared. Next, as shown in step S2, the Fe-based amorphous alloy ribbon is wound to produce an annular wound body (layered body). A layered body may be formed by stacking a plurality of Fe-based amorphous alloy ribbons cut into strips or formed in an annular shape.

その後、巻回体に対して、工程S3に示すように、第1熱処理工程(ナノ結晶化のための熱処理)を、酸素濃度を100ppm以下に制御した第1雰囲気中で行う。本熱処理における一定温度範囲内において、熱処理とともに巻回体に対して磁場を印加しても良い(磁場中熱処理)。   Thereafter, as shown in step S3, the wound body is subjected to a first heat treatment step (heat treatment for nanocrystallization) in a first atmosphere in which the oxygen concentration is controlled to 100 ppm or less. Within a certain temperature range in the heat treatment, a magnetic field may be applied to the wound body together with the heat treatment (heat treatment in a magnetic field).

その後、工程S4に示すように、巻回体に対して外力を付与し、次いで解放する弛緩工程を行うことが好ましい。   Thereafter, as shown in step S4, it is preferable to perform a relaxation step in which an external force is applied to the wound body and then released.

さらに、工程S5に示すように、ナノ結晶化された巻回体に対して、酸素を含む酸化性の雰囲気中で、100℃以上かつ結晶化開始温度未満の温度範囲での第2熱処理工程(第1熱処理温度より低温での熱処理)を行う。第2熱処理工程は、第1熱処理工程よりも酸素濃度の高い第2雰囲気中で行う。第2熱処理工程は、例えば0.1%以上50%以下の酸素濃度雰囲気中で行われ、好ましくは大気中で行われる。   Furthermore, as shown in step S5, the second heat treatment step (at a temperature range of 100 ° C. or higher and lower than the crystallization start temperature in an oxidizing atmosphere containing oxygen with respect to the nanocrystallized wound body ( Heat treatment at a temperature lower than the first heat treatment temperature). The second heat treatment step is performed in a second atmosphere having a higher oxygen concentration than the first heat treatment step. The second heat treatment step is performed, for example, in an oxygen concentration atmosphere of 0.1% or more and 50% or less, preferably in the air.

この第2熱処理を行った後に、工程S6に示すように、ナノ結晶合金巻回体に対して耐振動性を向上させるための樹脂含浸処理を行う。工程S6により、層状体のリボンどうしの間に樹脂が含浸し、巻回体のFe基ナノ結晶合金リボンによる層間および巻回体の表面に樹脂が配置され、本実施形態の磁心が完成する。   After performing this second heat treatment, as shown in step S6, a resin impregnation treatment for improving vibration resistance is performed on the nanocrystalline alloy wound body. Through step S6, the resin is impregnated between the ribbons of the layered body, and the resin is disposed between the layers of the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of the wound body and the surface of the wound body, thereby completing the magnetic core of the present embodiment.

以下、本実施形態における各工程S1〜S6について、より具体的に説明する。   Hereinafter, each process S1-S6 in this embodiment is demonstrated more concretely.

まず、工程S1に示すように、熱処理によりナノ結晶合金となるFe基アモルファス合金リボンを準備する。Fe基アモルファス合金リボンは、例えば、公知の単ロール法によって作製することができる。単ロール法では、原料合金を溶解して得られた溶湯を回転ロール上に吐出し、急冷凝固することによって、リボン状のアモルファス合金を作製する。   First, as shown in step S1, an Fe-based amorphous alloy ribbon that becomes a nanocrystalline alloy by heat treatment is prepared. The Fe-based amorphous alloy ribbon can be produced, for example, by a known single roll method. In the single roll method, a molten metal obtained by melting a raw material alloy is discharged onto a rotating roll and rapidly solidified to produce a ribbon-like amorphous alloy.

本実施形態において、Fe基アモルファス合金、または巻磁心を構成するナノ結晶化合金としては、たとえば、(Fe1-aa100-x-y-z-α-β-γCuxSiyzM'αM"βXγ(原子%)で表される組成を有する合金が適用できる。ここで、MはCo及び/又はNiであり、M'はNb,Mo,Ta,Ti,Zr,Hf,V,Cr,Mn及びWからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、M"はAl,白金族元素,Sc,希土類元素,Au,Zn,Sn,Reからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素、XはC,Ge,P,Ga,Sb,In,Be,Asからなる群から選ばれた少なくとも1種の元素である。また、a,x,y,z,α,β及びγは、それぞれ0≦a≦0.5,0.1≦x≦3,0≦y≦30,0≦z≦25,5≦y+z≦30,0≦α≦20,0≦β≦20及び0≦γ≦20を満足する。 In the present embodiment, the nanocrystalline compounds gold constituting the Fe-based amorphous alloy or winding core, for example, (Fe 1-a M a ) 100-xyz- α - β - γCu x Si y B z M'αM An alloy having a composition represented by “βXγ (atomic%) is applicable. Here, M is Co and / or Ni, and M ′ is Nb, Mo, Ta, Ti, Zr, Hf, V, Cr, At least one element selected from the group consisting of Mn and W, M ″ is at least one element selected from the group consisting of Al, platinum group elements, Sc, rare earth elements, Au, Zn, Sn, Re, X is at least one element selected from the group consisting of C, Ge, P, Ga, Sb, In, Be, and As. A, x, y, z, α, β, and γ are 0 ≦ a ≦ 0.5, 0.1 ≦ x ≦ 3, 0 ≦ y ≦ 30, 0 ≦ z ≦ 25, and 5 ≦ y + z ≦, respectively. 30, 0 ≦ α ≦ 20, 0 ≦ β ≦ 20 and 0 ≦ γ ≦ 20 are satisfied.

さらに、0≦a<0.1,0.8≦x≦1.5,14≦y≦20,5≦z≦7,2≦α≦5,0≦β≦10及び0≦γ≦10を満足すると結晶組織の粒径の制御がしやすい。この制御がしやすい組成は、第1熱処理工程において、最高温度580℃以上600℃以下で熱処理する場合に、用いることが好ましい。   Further, 0 ≦ a <0.1, 0.8 ≦ x ≦ 1.5, 14 ≦ y ≦ 20, 5 ≦ z ≦ 7, 2 ≦ α ≦ 5, 0 ≦ β ≦ 10 and 0 ≦ γ ≦ 10. When satisfied, it is easy to control the grain size of the crystal structure. This composition that can be easily controlled is preferably used when the heat treatment is performed at a maximum temperature of 580 ° C. or more and 600 ° C. or less in the first heat treatment step.

上記のような組成に設定することによって、前記第1熱処理工程により安定してナノ結晶合金となる巻回体を作製することができる。   By setting the composition as described above, it is possible to produce a wound body that becomes a nanocrystalline alloy stably in the first heat treatment step.

Fe基アモルファス合金リボンの厚さは、例えば、10μm〜30μm程度であってよい。厚さが10μm未満では、鋳造時のリボン破断の頻度が高くなり、安定した長時間の鋳造が困難であり、また、鋳造後のリボンの機械的強度が不十分になるおそれがある。厚さが30μm超では急冷時の冷却が不十分となり安定してアモルファス相を形成することが困難になる場合がある。また、高周波用途に使用するため、渦電流の発生による損失を抑えるには、リボンは薄い方が好ましい。この観点から、リボンの厚さは10〜20μmが好ましく、10〜15μmがより好ましい。   The thickness of the Fe-based amorphous alloy ribbon may be about 10 μm to 30 μm, for example. When the thickness is less than 10 μm, the frequency of ribbon breakage during casting increases, and stable long-time casting is difficult, and the mechanical strength of the ribbon after casting may be insufficient. If the thickness exceeds 30 μm, cooling during rapid cooling is insufficient, and it may be difficult to stably form an amorphous phase. Moreover, since it uses for a high frequency use, in order to suppress the loss by generation | occurrence | production of an eddy current, the one where a ribbon is thinner is preferable. From this viewpoint, the thickness of the ribbon is preferably 10 to 20 μm, and more preferably 10 to 15 μm.

工程S1で得られるアモルファス合金リボンの幅は、例えば、10mm〜100mmであってよい。ただし、合金リボンの安定した製造のためには、リボンの幅は70mm以下、さらには60mm以下が好ましい。なお、幅広に形成した合金リボンを裁断(スリット加工)して、より幅狭の複数のリボンを得るようにしてもよい。このようにすれば、生産性を向上させて低コスト化を図ることができる。   The width of the amorphous alloy ribbon obtained in step S1 may be, for example, 10 mm to 100 mm. However, for the stable production of the alloy ribbon, the width of the ribbon is preferably 70 mm or less, and more preferably 60 mm or less. Note that a wide range of ribbons may be obtained by cutting (slit processing) wide alloy ribbons. In this way, productivity can be improved and cost reduction can be achieved.

次に、工程S2にて巻回体を形成する。この工程S2では、工程S1において得られたアモルファス合金リボンを、巻回体の内周の直径を規定する円柱状の基台に固定し、基台を回転させることによって巻回体(トロイダル形状)を作製する。巻回体の円柱状の基台の径(巻回体の内径)は例えば5mm〜300mmであってよく、巻回体の外径は、例えば10mm〜400mmであってよい。   Next, a wound body is formed in step S2. In this step S2, the amorphous alloy ribbon obtained in step S1 is fixed to a columnar base that defines the inner peripheral diameter of the wound body, and the wound body (toroidal shape) is rotated by rotating the base. Is made. The diameter of the cylindrical base of the wound body (inner diameter of the wound body) may be, for example, 5 mm to 300 mm, and the outer diameter of the wound body may be, for example, 10 mm to 400 mm.

また、工程S2において、巻回体を作製する代わりに、前記アモルファス合金リボンを、外径がリボン幅未満であるようにリング状に金型を用いて打ち抜いて(例えば、外径50mm内径30mm)、リング状の合金リボンを多数枚積み重ねることで積層体(層状体)を作製し、これを用いて磁心を作製してもよい。   Further, in step S2, instead of producing a wound body, the amorphous alloy ribbon is punched out using a die in a ring shape so that the outer diameter is less than the ribbon width (for example, outer diameter 50 mm, inner diameter 30 mm). A laminated body (layered body) may be produced by stacking a large number of ring-shaped alloy ribbons, and a magnetic core may be produced using this.

本明細書では、上記のようにリボンを巻回することによって得られる巻回体、および、リボンを積み重ねることによって得られる積層体を、「層状体」と称することがある。層状体は、層構造を有していればよく、巻回体のように、一続きのリボンを巻回して重ね合わせることによって層構造が形成されていてもよいし、積層体のように、分離したリボンを複数段重ねることによって層構造が形成されていてもよい。また、層状体の層面が重なる方向(典型的には層面に直交する方向)、すなわち、巻回体においては外周面から内周面に向かう方向、積層体においては積層の方向を、層状体の層方向と称することがある。   In the present specification, a wound body obtained by winding a ribbon as described above, and a laminate obtained by stacking ribbons may be referred to as a “layered body”. The layered body only needs to have a layer structure, and a layer structure may be formed by winding and overlapping a series of ribbons like a wound body, or like a laminate, The layer structure may be formed by stacking a plurality of separated ribbons. Also, the direction in which the layer surfaces of the layered body overlap (typically the direction perpendicular to the layer surface), that is, the direction from the outer peripheral surface to the inner peripheral surface in the wound body, Sometimes referred to as the layer direction.

なお、層状体の占積率(層状体の積層断面に占めるリボンの割合)は、70〜85%とすることが好ましい。占積率が85%を超えると、リボンどうしの電気的な接続箇所が増大しやすくなって渦電流損が発生しやすくなるので、インピーダンス比透磁率が低下しやすくなる。一方、占積率が70%未満であると、層状体のリボンがずれ易いため、樹脂含浸の際の層状体の取り扱いが難しくなる。   In addition, it is preferable that the space factor (ratio of the ribbon which occupies for the lamination | stacking cross section of a layered body) of a layered body shall be 70 to 85%. If the space factor exceeds 85%, the number of electrical connection portions between the ribbons is likely to increase, and eddy current loss is likely to occur, so that the impedance relative permeability tends to decrease. On the other hand, when the space factor is less than 70%, since the ribbon of the layered body is easily displaced, it becomes difficult to handle the layered body during resin impregnation.

次に、工程S3に示すように、作製した巻回体に対して、第1熱処理工程(ナノ結晶化のための熱処理工程)を行う。上記の組成を有するFe基アモルファス合金を、結晶化温度以上に加熱すると、ナノ結晶化できる。なお、温度が高すぎると結晶が粗大化してナノ結晶組織が維持されなくなるので、典型的には最高温度550℃〜600℃で第1熱処理を行うことが好ましい。   Next, as shown in step S3, a first heat treatment step (heat treatment step for nanocrystallization) is performed on the manufactured wound body. When the Fe-based amorphous alloy having the above composition is heated to a temperature higher than the crystallization temperature, it can be nanocrystallized. Note that if the temperature is too high, the crystal becomes coarse and the nanocrystalline structure is not maintained, and therefore it is typically preferable to perform the first heat treatment at a maximum temperature of 550 ° C. to 600 ° C.

図2は、ナノ結晶化熱処理における温度プロファイル(温度カーブ)の一例を示す。図2において、温度プロファイルにおける最高温度を以下では第1熱処理温度と呼ぶ。図示した例では585℃が、第1熱処理温度である。   FIG. 2 shows an example of a temperature profile (temperature curve) in the nanocrystallization heat treatment. In FIG. 2, the maximum temperature in the temperature profile is hereinafter referred to as a first heat treatment temperature. In the illustrated example, 585 ° C. is the first heat treatment temperature.

図2に示す例では、室温から420℃までは4.7℃/分の昇温速度で昇温し、その後、最高温度585℃までは0.7℃/分の昇温速度で昇温している。このように、室温から400℃近傍までは、3〜7℃/分の昇温速度で比較的急速に昇温し、その後、最高温度までは、平均して0.2〜1℃/分の比較的緩やかな昇温速度とすることで、効率よく且つ安定してナノ結晶化を行うことができる。ここで、400℃近傍から最高温度に至る途中で、前記温度範囲において、所定の温度での保持時間を20分〜2時間程度設けても良い。また、保持する回数は1回以上であってもよい。更に、図2では最高温度での保持時間は設けられていないが、最高温度での保持時間を最長1時間程度設けても良い。また、ナノ結晶化後の冷却過程において、最高到達温度から200℃低温までの温度域では、2〜15℃/分の冷却速度で冷却してもよい。通常、100℃以下まで冷却した後、ナノ結晶化された巻回体を大気中に取り出すことができる。   In the example shown in FIG. 2, the temperature is raised from room temperature to 420 ° C. at a rate of 4.7 ° C./min, and then the temperature is raised to a maximum temperature of 585 ° C. at a rate of 0.7 ° C./min. ing. Thus, from room temperature to around 400 ° C., the temperature is increased relatively rapidly at a temperature increase rate of 3 to 7 ° C./min. By setting the heating rate to be relatively slow, nanocrystallization can be performed efficiently and stably. Here, on the way from the vicinity of 400 ° C. to the maximum temperature, a holding time at a predetermined temperature may be provided for about 20 minutes to 2 hours in the temperature range. Moreover, the frequency | count to hold | maintain may be 1 time or more. Further, in FIG. 2, the holding time at the maximum temperature is not provided, but the holding time at the maximum temperature may be provided for a maximum of about 1 hour. Further, in the cooling process after nanocrystallization, the cooling may be performed at a cooling rate of 2 to 15 ° C./min in the temperature range from the highest temperature to a low temperature of 200 ° C. Usually, after cooling to 100 ° C. or lower, the nanocrystallized wound body can be taken out into the atmosphere.

なお、前記400℃近傍から最高温度の範囲において、所定の温度での保持時間や、最高温度での保持時間は、熱処理する巻回体全体の熱容量と特性の安定性を考慮して、設定することが好ましい。   In the range from the vicinity of 400 ° C. to the maximum temperature, the holding time at a predetermined temperature and the holding time at the maximum temperature are set in consideration of the heat capacity of the entire wound body to be heat-treated and the stability of characteristics. It is preferable.

また、熱処理温度の制御は、熱処理炉の容量や、熱処理される非晶質合金リボンが結晶化することによる発熱量を考慮しながら、実際の熱処理炉内の温度分布が±5℃以下になるように制御することが好ましい。このような制御を行うことによって、熱処理後の巻回体の磁気特性を安定させることができる。   The heat treatment temperature is controlled by taking into consideration the capacity of the heat treatment furnace and the amount of heat generated by crystallization of the amorphous alloy ribbon to be heat treated, so that the actual temperature distribution in the heat treatment furnace becomes ± 5 ° C. or less. It is preferable to control as described above. By performing such control, the magnetic properties of the wound body after the heat treatment can be stabilized.

本実施形態において、ナノ結晶化のための第1熱処理工程は、酸素濃度が100ppm以下に制限された第1雰囲気中で行われる。用いる第1雰囲気としては例えばArガスやN2ガス等の不活性ガスが挙げられる。 In the present embodiment, the first heat treatment step for nanocrystallization is performed in a first atmosphere in which the oxygen concentration is limited to 100 ppm or less. Examples of the first atmosphere to be used include inert gases such as Ar gas and N 2 gas.

後述するように、本実施形態では、第1熱処理工程よりも酸化性が高い第2の雰囲気中で第2熱処理工程を行うので、第1熱処理工程における酸素濃度は、例えば100ppm以下、典型的には、10ppm以下または5ppm以下に抑えられていてよい。   As will be described later, in the present embodiment, since the second heat treatment step is performed in a second atmosphere having higher oxidizability than the first heat treatment step, the oxygen concentration in the first heat treatment step is, for example, 100 ppm or less, typically May be suppressed to 10 ppm or less or 5 ppm or less.

上記の第1熱処理工程において、所定の温度範囲で巻回体に対して直流磁場を印加しながら熱処理を行ってもよい。磁場の印加方向は、例えば、巻回体の軸方向(リボンの幅方向)である。巻回体の軸方向に磁場を印加することによって磁気異方性を与えて、高周波領域まで初透磁率の低下が抑制された特性を得ることができる。なお、磁場の印加方向に応じて角型比等の磁気特性が変化するので、用途に応じて異なる方向(例えば周方向)に磁場を印加してもよい。   In the first heat treatment step, the heat treatment may be performed while applying a DC magnetic field to the wound body in a predetermined temperature range. The application direction of the magnetic field is, for example, the axial direction of the wound body (the ribbon width direction). By applying a magnetic field in the axial direction of the wound body, magnetic anisotropy can be imparted and a characteristic in which a decrease in initial permeability is suppressed up to a high frequency region can be obtained. In addition, since magnetic characteristics, such as a squareness ratio, change according to the application direction of a magnetic field, you may apply a magnetic field to a different direction (for example, circumferential direction) according to a use.

磁場を巻回体の軸方向に印加する場合、印加する磁場の強度は、例えば、50kA/m以上300kA/m以下(好ましくは60kA/m以上240kA/m)であってよい。磁場を巻回体の周方向に印加する場合、印加する磁場の強度は、例えば、5A/m以上30A/m以下(好ましくは6A/m以上24A/m)であってよい。また、磁場を印加する時間については、特に制限はないが、1分〜180分程度が実用的である。   When a magnetic field is applied in the axial direction of the wound body, the strength of the applied magnetic field may be, for example, 50 kA / m to 300 kA / m (preferably 60 kA / m to 240 kA / m). When a magnetic field is applied in the circumferential direction of the wound body, the strength of the applied magnetic field may be, for example, 5 A / m or more and 30 A / m or less (preferably 6 A / m or more and 24 A / m). The time for applying the magnetic field is not particularly limited, but about 1 minute to 180 minutes is practical.

上記の磁場の印加は、例えば、結晶化開始温度より50℃低い温度から、結晶化開始温度より50℃高い温度までの温度域においてのみ選択的に行ってもよいし、熱処理開始時から、最高温度を経て、100℃程度まで冷却し、巻回体を取り出す直前まで行っても良い。結晶化開始温度は、示差走査熱量計(DSC:Differential Scanning Calorimetry)によって同定することができる。より具体的には、昇温時において、ナノ結晶化の開始による発熱反応をDSCが検出したときの温度を結晶化開始温度と見なすことができる。なお、上記の(Fe1-aa100-x-y-z-α-β-γCuxSiyzM'αM"βXγ(原子%)で表される組成を有するFe基アモルファス合金において、結晶化開始温度は約480℃〜約500℃程度である。 The application of the magnetic field may be selectively performed, for example, only in a temperature range from a temperature lower by 50 ° C. than the crystallization start temperature to a temperature higher by 50 ° C. than the crystallization start temperature. After passing through the temperature, it may be cooled to about 100 ° C. and may be carried out until just before taking out the wound body. The crystallization onset temperature can be identified by a differential scanning calorimeter (DSC). More specifically, the temperature at which DSC detects an exothermic reaction due to the start of nanocrystallization at the time of temperature rise can be regarded as the crystallization start temperature. Incidentally, the (Fe 1-a M a) 100-xyz- α - β - in γCu x Si y B z M'αM " βXγ Fe -based amorphous alloy having a composition represented by (atomic%), crystallization The starting temperature is about 480 ° C to about 500 ° C.

再び図1を参照する。工程S3に示した第1熱処理工程の後、工程S4に示すように、第1熱処理された巻回体に対して外部から力を付与する(加える)とともに、その後、巻回体に付与した外力を解放して弛緩する工程を行うことが好ましい。通常ナノ結晶化熱処理では、アモルファス合金の結晶化によって巻回体は1%程度収縮する。前記収縮により、合金リボンの層間が電気的に接続する状態で固定される箇所が発生する。この固定箇所を弛緩して電気的な接続箇所を低減するために、工程S4では、巻回体の径方向(層状体において層が形成されている方向:層方向)に、圧力をかける。指で押して、その後、指を離す程度の外力付与および解放によって固定箇所が弛緩され、弛緩後は層間同士が軸方向(幅方向)に幾分摺動できるようになる。その結果、コアロスの改善が見込める。   Refer to FIG. 1 again. After the first heat treatment step shown in step S3, as shown in step S4, an external force is applied (applied) to the wound body subjected to the first heat treatment, and thereafter, an external force applied to the wound body. It is preferable to perform a step of releasing and relaxing. Normally, in the nanocrystallization heat treatment, the wound body contracts by about 1% due to crystallization of the amorphous alloy. Due to the shrinkage, a place where the layers of the alloy ribbon are fixed in an electrically connected state is generated. In order to relax this fixed location and reduce the electrical connection location, in step S4, pressure is applied in the radial direction of the wound body (direction in which layers are formed in the layered body: layer direction). The fixed portion is relaxed by applying and releasing the external force to the extent that the finger is pushed and then released, and after the relaxation, the layers can be somewhat slid in the axial direction (width direction). As a result, improvement of core loss can be expected.

その後、工程S5に示すように、前記工程S4により外力が付与および解放された巻回体に対して、第1熱処理工程よりも酸化性の雰囲気中で、第2熱処理工程を行う。第2熱処理工程は、第1熱処理工程後に100℃以下にまで冷却され、大気中に取り出されて室温状態となったナノ結晶化合金(巻回体)に対して行われる。以下の実施例で詳細に説明するように、第2熱処理工程を行うことにより、樹脂が含浸した磁心でも、加熱試験後のインピーダンス特性の低下が抑制される。   Thereafter, as shown in step S5, the second heat treatment step is performed in a more oxidizing atmosphere than the first heat treatment step on the wound body to which the external force is applied and released in step S4. The second heat treatment step is performed on the nanocrystallized alloy (rolled body) that has been cooled to 100 ° C. or lower after the first heat treatment step and taken out into the atmosphere to be at room temperature. As will be described in detail in the following examples, by performing the second heat treatment step, a decrease in impedance characteristics after the heating test is suppressed even in the magnetic core impregnated with the resin.

第2熱処理により加熱試験後のインピーダンス特性の低下が抑制される理由は、以下のものであると推測される。   The reason why the deterioration of impedance characteristics after the heating test is suppressed by the second heat treatment is presumed to be as follows.

Fe基ナノ結晶合金リボンは、単ロール法により製造されるが、肉厚に偏差があったり、表面に凹凸が存在する。そのため、層状体とした場合には、隣接するリボンどうしは面全体で接触しておらず、部分的に点接触しているものの、その他は隙間を介して積層されている。樹脂はこの隙間に含浸され、その後、加熱硬化される。加熱硬化された樹脂は、リボンの面に垂直に見て、斑状もしくは斑点状にリボン表面に存在している。これは、樹脂が有機溶剤等により希釈された状態で含浸され、また、樹脂が乾燥される際に有機溶剤が揮発するためである。このように、樹脂は部分的にリボンどうしを固定しているため、加熱試験により樹脂が収縮すると、リボンどうしの距離が縮まり、接触する可能性が高くなる。特にリボンの端部側(積層面側)は、拘束されていないので最も歪みやすい。リボンの端部側が接触してしまうと、通電時の渦電流損が大きくなりやすく、その結果、インピーダンス特性が低下するものと思われる。   The Fe-based nanocrystalline alloy ribbon is manufactured by a single roll method, but there is a deviation in the thickness or there are irregularities on the surface. For this reason, in the case of a layered body, adjacent ribbons are not in contact with each other over the entire surface and are partially in point contact with each other, but the others are stacked via a gap. The resin is impregnated in the gap, and then cured by heating. The heat-cured resin is present on the ribbon surface in the form of spots or spots as viewed perpendicular to the ribbon surface. This is because the resin is impregnated in a state diluted with an organic solvent or the like, and the organic solvent volatilizes when the resin is dried. In this way, since the resin partially fixes the ribbons, when the resin shrinks in the heating test, the distance between the ribbons is shortened and the possibility of contact increases. In particular, the end side (lamination surface side) of the ribbon is most easily distorted because it is not restrained. If the end side of the ribbon comes into contact, the eddy current loss during energization tends to increase, and as a result, the impedance characteristics are likely to deteriorate.

本発明の第2熱処理を、樹脂を含浸する前に行うことで、リボンは、リボンどうしの間に隙間があるので、その端部の表面が酸化される。酸化される端部は、リボンの端面だけでなく、リボンの両面の端面側も酸化される。酸化された端部の表面は絶縁性が生じるので、上記のように、リボンの端部どうしが接触しても通電が抑制され、渦電流損の発生を抑制でき、その結果、本発明の効果が得られるものと推察される。   By performing the second heat treatment of the present invention before impregnating with the resin, since the ribbon has a gap between the ribbons, the surface of its end is oxidized. The end portions to be oxidized are oxidized not only on the end face of the ribbon but also on the end face sides of both sides of the ribbon. Since the surface of the oxidized end portion is insulative, as described above, even if the end portions of the ribbon are in contact with each other, the conduction is suppressed, and the occurrence of eddy current loss can be suppressed. As a result, the effect of the present invention Is presumed to be obtained.

第2熱処理工程において、熱処理温度(最高温度:第2熱処理温度と呼ぶことがある)は、100℃以上、かつ、上記のDSCによって同定される結晶化開始温度未満の温度である。第2熱処理温度は、例えば、100℃以上350℃以下の温度であってよい。この温度が100℃未満である場合、インピーダンス特性の低下を抑制する効果が小さくなりやすい。一方、この温度が350℃超である場合、磁区の方向が乱れ、保磁力Hcが増加する傾向がある。好ましい温度は、150℃以上330℃以下の範囲であり、さらに好ましい温度は、200℃以上300℃以下の範囲である。   In the second heat treatment step, the heat treatment temperature (maximum temperature: sometimes referred to as the second heat treatment temperature) is 100 ° C. or higher and lower than the crystallization start temperature identified by the DSC. The second heat treatment temperature may be, for example, a temperature of 100 ° C. or higher and 350 ° C. or lower. When this temperature is less than 100 ° C., the effect of suppressing a decrease in impedance characteristics tends to be small. On the other hand, when the temperature is higher than 350 ° C., the direction of the magnetic domain is disturbed and the coercive force Hc tends to increase. A preferable temperature is in the range of 150 ° C. or higher and 330 ° C. or lower, and a more preferable temperature is in the range of 200 ° C. or higher and 300 ° C. or lower.

第2熱処理工程における熱処理温度は、最高でも結晶化開始温度未満の温度であるので、第1熱処理工程における最高温度に比べて低い。   Since the heat treatment temperature in the second heat treatment step is at most a temperature lower than the crystallization start temperature, it is lower than the maximum temperature in the first heat treatment step.

また、第2熱処理工程は、好ましくは大気中(酸素濃度:約20.9%)で行われ、少なくとも第1熱処理工程における熱処理雰囲気中の酸素濃度よりも高い酸素濃度を有する雰囲気中で行われる。   The second heat treatment step is preferably performed in the atmosphere (oxygen concentration: about 20.9%), and is performed in an atmosphere having an oxygen concentration higher than at least the oxygen concentration in the heat treatment atmosphere in the first heat treatment step. .

第1熱処理工程において、高い酸素濃度を有する雰囲気中で行うことは現実的ではない。なぜなら、第1熱処理工程は、Fe基ナノ結晶合金リボンにナノ結晶を析出させるための熱処理であるため、550℃以上の温度となるので、高い酸素濃度の雰囲気中で行うと、層状体が過剰に酸化されて得られる磁心の保磁力が大きくなってしまうためである。そのため、本発明では、第1熱処理工程とは別に第2熱処理工程を設け、その温度を100℃以上350℃以下と第1熱処理工程よりも低い温度とし、さらに、第1熱処理工程における熱処理雰囲気中の酸素濃度よりも高い酸素濃度を有する雰囲気中で行っている。   It is not realistic to perform the first heat treatment step in an atmosphere having a high oxygen concentration. This is because the first heat treatment step is a heat treatment for precipitating nanocrystals on the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon, and therefore the temperature is 550 ° C. or higher. This is because the coercive force of the magnetic core obtained by being oxidized is increased. Therefore, in the present invention, a second heat treatment step is provided separately from the first heat treatment step, the temperature is set to 100 ° C. or higher and 350 ° C. or lower, which is lower than the first heat treatment step, and further in the heat treatment atmosphere in the first heat treatment step. In an atmosphere having an oxygen concentration higher than the oxygen concentration.

第2熱処理工程における熱処理雰囲気中の酸素濃度は、例えば、0.1%以上50%以下であれば良い。また、磁場印加する場合は第1熱処理工程で行うため、第2熱処理工程は無磁場中で行うこともできる。   The oxygen concentration in the heat treatment atmosphere in the second heat treatment step may be, for example, from 0.1% to 50%. In addition, since the magnetic field application is performed in the first heat treatment step, the second heat treatment step can be performed in the absence of a magnetic field.

第2熱処理温度での保持時間は、例えば1時間以上24時間以下であってよく、好ましくは、2時間以上6時間以下である。   The holding time at the second heat treatment temperature may be, for example, 1 hour or more and 24 hours or less, and preferably 2 hours or more and 6 hours or less.

本工程における温度プロファイルは特に限定されないが、例えば、巻回体を収容したオーブン内の温度を室温から100℃以上350℃以下の第2熱処理温度まで30分〜1時間かけて昇温し、第2熱処理温度で2時間〜6時間保持し、その後、第2熱処理温度から100℃未満〜室温までの温度に、2時間〜4時間かけて冷却する工程を行えばよい。   The temperature profile in this step is not particularly limited. For example, the temperature in the oven containing the wound body is raised from room temperature to a second heat treatment temperature of 100 ° C. or more and 350 ° C. or less over 30 minutes to 1 hour, What is necessary is just to perform the process of hold | maintaining at 2 heat processing temperature for 2 hours-6 hours, and cooling to the temperature from 2nd heat processing temperature to less than 100 degreeC-room temperature over 2 hours-4 hours after that.

第1熱処理よりも酸化性の雰囲気(好ましくは、酸素濃度0.1%以上50%以下の雰囲気)で行う第2熱処理では、合金リボン表面が酸化される。以下の実施例で示すように、発明者の解析によれば、巻回体の最外周の合金リボン表面では、第2熱処理により酸化層が厚くなる傾向があったが、巻回体の内部の合金リボン表面では、酸化層が厚くなる現象は認められなかった。   In the second heat treatment performed in an atmosphere that is more oxidizing than the first heat treatment (preferably an atmosphere having an oxygen concentration of 0.1% to 50%), the surface of the alloy ribbon is oxidized. As shown in the following examples, according to the inventor's analysis, on the outermost alloy ribbon surface of the wound body, the oxide layer tended to be thickened by the second heat treatment. On the surface of the alloy ribbon, no phenomenon of thickening the oxide layer was observed.

この第2熱処理を施した本発明の磁心は、最外層の前記Fe基ナノ結晶合金リボンの露出する側の面とその裏側の面が、グロー放電発光分析(GD−OES)における分析値で、露出する側の面での酸素の発光強度をO(out)、その裏側の面での酸素の発光強度をO(in)としたとき、次式:O(out)/O(in)>1.0を満たすものとなる。また、このO(out)/O(in)を、1.1以上、さらには1.2以上とすることもできる。なお、このGD−OESの測定結果であるO(out)、及び、O(in)は、リボンの表面から30nm以下の範囲における酸素の発光強度の最大値を測定したものである。   In the magnetic core of the present invention subjected to the second heat treatment, the exposed surface and the back surface of the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of the outermost layer are analysis values in glow discharge emission analysis (GD-OES). When the oxygen emission intensity on the exposed surface is O (out) and the oxygen emission intensity on the back surface is O (in), the following formula: O (out) / O (in)> 1 0 is satisfied. Further, this O (out) / O (in) can be set to 1.1 or more, and further 1.2 or more. Note that O (out) and O (in), which are measurement results of this GD-OES, are values obtained by measuring the maximum value of the emission intensity of oxygen in the range of 30 nm or less from the surface of the ribbon.

その後、図1の工程S6に示すように樹脂含浸処理を行う。含浸させる樹脂としては、エポキシ系、アクリル系などの樹脂を適宜使用できる。また、樹脂を含浸させる際に用いる溶剤としては、例えば、アセトンを用いることができる。   Thereafter, resin impregnation is performed as shown in step S6 of FIG. As the resin to be impregnated, an epoxy resin or an acrylic resin can be used as appropriate. Moreover, as a solvent used when impregnating resin, acetone can be used, for example.

樹脂と溶剤との合計質量に対する樹脂質量の比(すなわち、樹脂を含む溶剤中における樹脂含有率)は、5mass%〜40mass%程度が好ましく、より好ましくは、7mass%〜30mass%、さらに好ましくは、10mass%〜30mass%である。   The ratio of the resin mass to the total mass of the resin and the solvent (that is, the resin content in the solvent containing the resin) is preferably about 5 mass% to 40 mass%, more preferably 7 mass% to 30 mass%, still more preferably, It is 10 mass%-30 mass%.

含浸処理は、例えば、常温、大気圧の条件下で30秒〜5分程度、未硬化の樹脂と溶剤とを混合した樹脂溶液に巻回体を浸漬することによって行うことができる。また、樹脂含浸後の硬化処理は、常温大気中に放置した後、100℃以上の温度に加熱することで行ってもよい。   The impregnation treatment can be performed, for example, by immersing the wound body in a resin solution in which an uncured resin and a solvent are mixed for about 30 seconds to 5 minutes under normal temperature and atmospheric pressure conditions. Moreover, you may perform the hardening process after resin impregnation by heating to the temperature of 100 degreeC or more, after leaving to stand in normal temperature air | atmosphere.

以上に説明した工程S1〜工程S6によって、樹脂含浸により高い耐振動性を有しつつ磁気特性に優れた磁心を作製できる。   By the steps S1 to S6 described above, a magnetic core having high vibration resistance and excellent magnetic properties can be produced by resin impregnation.

なお、通常は、磁心に導線を巻回してコイルやトランスを作製するが、合金リボンが巻回された磁心に直接導線を巻回すると、合金リボンと導線の絶縁が不十分となるおそれがあり、また、導線が磁心のエッジで破損・破断するおそれもある。このため、磁心を樹脂ケースに格納した状態で導線を巻回することが一般に行われる。従って、上記の工程S6の後に、樹脂含浸した巻磁心をケースに格納・収容してもよい。例えば、エンジニアリング・プラスチックからなる円環状のケースに巻磁心を収容し、このケースを介してコイルを形成する導線を巻回することによって、コモンモードチョークコイルを作製することができる。エンジニアリング・プラスチックとして、ガラスフィラーが混合されたPET(ポリエチレンテレフタラート)やPBT(ポリブチレンテレフタラート)、PPS(ポリフェニレンサルファイド)などを使用できる。また、ケース中の磁心は、ケース内側と磁心との間に充填したシリコン系の接着剤によって固定するのが好ましい。ケース中の磁心が固定されない場合、振動や衝撃により磁心とケースの接触し、磁心の表面の一部が破損するおそれがある。   Normally, a coil or transformer is manufactured by winding a conductive wire around a magnetic core. However, if the conductive wire is directly wound around a magnetic core wound with an alloy ribbon, the insulation between the alloy ribbon and the conductive wire may be insufficient. Moreover, there is a possibility that the conducting wire may be broken or broken at the edge of the magnetic core. For this reason, it is common practice to wind the conducting wire with the magnetic core stored in the resin case. Therefore, after step S6, the wound core impregnated with resin may be stored and accommodated in the case. For example, a common mode choke coil can be manufactured by housing a wound magnetic core in an annular case made of engineering plastic and winding a conductive wire forming the coil through the case. As the engineering plastic, PET (polyethylene terephthalate), PBT (polybutylene terephthalate), PPS (polyphenylene sulfide), etc. mixed with glass filler can be used. The magnetic core in the case is preferably fixed by a silicon-based adhesive filled between the case inner side and the magnetic core. If the magnetic core in the case is not fixed, the magnetic core and the case may come into contact with each other due to vibration or impact, and part of the surface of the magnetic core may be damaged.

コモンモードチョークコイルの特性指標として、インピーダンス比透磁率μrzを使用することが多い。インピーダンス比透磁率μrzとは、漏れ磁束が無視できる閉磁路磁心において,一次側巻線に交流電流(磁化力に相当)を流したとき、相互インダクタンスによって二次側に発生する電圧(磁束密度に相当)から計算される比透磁率である。本指標は、JIS規格C2531(1999年改正)に記載されている通り、以下の式で表される。以下の式からわかるように、インピーダンス比透磁率μrzは、複素透磁率の絶対値に等しい。
μrz=(μr' 2+μr" 21/2
As a characteristic index of the common mode choke coil, the impedance relative permeability μ rz is often used. Impedance relative permeability μ rz is the voltage (magnetic flux density) generated on the secondary side by mutual inductance when an alternating current (equivalent to magnetizing force) is passed through the primary winding in a closed magnetic circuit core where leakage flux can be ignored. Relative permeability calculated from the above. This index is expressed by the following formula as described in JIS standard C2531 (revised in 1999). As can be seen from the following equation, the impedance relative permeability μ rz is equal to the absolute value of the complex permeability.
μ rz = (μ r ' 2 + μ r " 2 ) 1/2

なお、本明細書では、インピーダンス比透磁率μrzの測定は、Agilent製4194Aを用い、測定条件は発信出力電圧OSC=0.5V、AVG 8、R-Xモードで行っている。 In this specification, the impedance relative permeability μ rz is measured using Agilent 4194A, and the measurement conditions are the transmission output voltage OSC = 0.5 V, AVG 8, and RX mode.

インピーダンス比透磁率μrzが広い周波数帯域で高い値であれば、広い周波数帯域でのコモンモードノイズの吸収・除去能力に優れていることになる。 If the impedance relative permeability μ rz is a high value in a wide frequency band, the ability to absorb and remove common mode noise in a wide frequency band is excellent.

本実施形態の磁心は、特に、150℃以上の高温環境下に長時間放置されたときにも100kHz以上の高周波帯域において、インピーダンス比透磁率の低下が抑制される。従って、特に、耐振動性、耐熱性が求められる車載用などの分野において好適に利用される。   In particular, when the magnetic core of the present embodiment is left in a high temperature environment of 150 ° C. or higher for a long time, a decrease in impedance relative permeability is suppressed in a high frequency band of 100 kHz or higher. Therefore, it is suitably used particularly in fields such as in-vehicle use where vibration resistance and heat resistance are required.

より具体的には、本実施形態による磁心は、160℃で500時間保持する処理を含む加熱試験の前後で、周波数100kHzでのインピーダンス比透磁率μrzの低下率を5%未満にすることができる。また、同加熱試験の前後で周波数1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzの低下率を10%以下にすることができる。なお、上記の加熱試験は、より詳細には、大気中で、室温から温度160℃まで20分かけて昇温し、次いで500時間保持した後、室温まで空冷する加熱試験である。上記の室温まで空冷する工程は、磁心を160℃で500時間保持した後、例えば、24時間大気中に放置することによって行ってもよい。 More specifically, in the magnetic core according to the present embodiment, the rate of decrease in the impedance relative permeability μ rz at a frequency of 100 kHz may be less than 5% before and after a heating test including a process of holding at 160 ° C. for 500 hours. it can. In addition, the rate of decrease in impedance relative permeability μ rz at a frequency of 1 MHz can be reduced to 10% or less before and after the heating test. More specifically, the above heating test is a heating test in which the temperature is raised from room temperature to a temperature of 160 ° C. over 20 minutes in the air over 20 minutes, then held for 500 hours, and then air-cooled to room temperature. The step of air cooling to room temperature may be performed by, for example, leaving the magnetic core at 160 ° C. for 500 hours and then leaving it in the atmosphere for 24 hours.

以下、本発明の実施例および比較例を説明する。   Examples of the present invention and comparative examples will be described below.

(実施例1)
合金組成Fe:bal、Cu:1.0、Nb:3.0、B:6.5、Si:15.5(数字はいずれも原子%を示し、balは残部を示す)とする合金溶湯を、単ロール法により急速凝固させて、厚さ13μm、幅52mmの合金リボンを作製した。作製した合金リボンをスリット加工して10mm幅のリボンを5条得た。スリット加工後の10mm幅の合金リボンを巻回して、内径21mm、外径31mm、高さ10mmとなる巻回体を2ヶ(試料A、B)作製した。また、リボンを巻き回す際には張力を調整することで、巻回体の占積率が75%となるようにした。巻始めと巻終わりは、スポット溶接によって隣接する合金リボンと固定させた。
Example 1
An alloy melt having an alloy composition of Fe: bal, Cu: 1.0, Nb: 3.0, B: 6.5, Si: 15.5 (both numbers indicate atomic% and bal indicates the remainder). Then, it was rapidly solidified by a single roll method to produce an alloy ribbon having a thickness of 13 μm and a width of 52 mm. The manufactured alloy ribbon was slit to obtain 5 ribbons having a width of 10 mm. An alloy ribbon having a width of 10 mm after slit processing was wound to prepare two wound bodies (samples A and B) having an inner diameter of 21 mm, an outer diameter of 31 mm, and a height of 10 mm. Moreover, when winding the ribbon, the space factor of the wound body was adjusted to 75% by adjusting the tension. The start and end of winding were fixed to the adjacent alloy ribbon by spot welding.

次に、前記巻回体2ヶに対して、図2に示すような、第1熱処理(ナノ結晶化磁場中熱処理)を行い、ナノ結晶合金とした。最高温度(第1熱処理温度)は595℃とした。温度480℃〜530℃の領域では130kA/mの磁場を巻回体の軸方向(合金リボンの幅方向)に印加した。また、第1熱処理は窒素雰囲気で行い、酸素濃度は5ppmであった。   Next, a first heat treatment (heat treatment in a nanocrystallization magnetic field) as shown in FIG. 2 was performed on the two wound bodies to obtain a nanocrystalline alloy. The maximum temperature (first heat treatment temperature) was 595 ° C. In the temperature range of 480 ° C. to 530 ° C., a magnetic field of 130 kA / m was applied in the axial direction of the wound body (the width direction of the alloy ribbon). The first heat treatment was performed in a nitrogen atmosphere, and the oxygen concentration was 5 ppm.

次に、前記第1熱処理後に室温まで冷却し、大気中に取り出した巻回体に対して、直径方向から指で押す工程を行って、隣接する合金リボン間の固定部分を弛緩させた。   Next, after the first heat treatment, the wound body was cooled to room temperature, and the wound body taken out to the atmosphere was subjected to a step of pushing with a finger from the diameter direction to relax the fixing portion between adjacent alloy ribbons.

次に、大気雰囲気オーブンに巻回体を入れて、250℃まで30分で加熱し、250℃で4時間保持し、その後3時間で100℃まで冷却する温度プロファイルで第2熱処理を行った。   Next, the wound body was put in an air atmosphere oven, heated to 250 ° C. in 30 minutes, held at 250 ° C. for 4 hours, and then subjected to a second heat treatment with a temperature profile cooled to 100 ° C. in 3 hours.

次に、前記巻回体を樹脂含侵した。エポキシ樹脂とアセトンとを混合した樹脂溶液(質量比率:エポキシ樹脂/アセトン=10/90)に、巻回体を浸漬させた。室温で1分浸漬させた後、巻回体を溶液から取り出し、巻回体表面の溶液を除去した。更に室温に1時間放置した後、大気雰囲気のオーブンで150℃で15分加熱することでエポキシ樹脂の硬化を行った。以上の工程で磁心を作製した。   Next, the wound body was impregnated with resin. The wound body was immersed in a resin solution (mass ratio: epoxy resin / acetone = 10/90) in which an epoxy resin and acetone were mixed. After being immersed for 1 minute at room temperature, the wound body was taken out of the solution, and the solution on the surface of the wound body was removed. Further, after being left at room temperature for 1 hour, the epoxy resin was cured by heating at 150 ° C. for 15 minutes in an air atmosphere oven. The magnetic core was produced by the above process.

次に、ガラスフィラーが混合されたPET(ポリエチレンテレフタラート)製のケースに前記樹脂含侵後の磁心を格納した。磁心とケース内側とはシリコン系の接着剤で固定した。   Next, the magnetic core after the resin impregnation was stored in a case made of PET (polyethylene terephthalate) mixed with glass filler. The magnetic core and the inside of the case were fixed with a silicon adhesive.

次に、樹脂ケースに格納・固定された磁心に対して、樹脂ケースの上から1ターンのコイルを巻回し、周波数100kHz及び1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。測定機は、Agilent製4194Aを用いた。測定条件は、OSC 0.5V、AVG 8、R-Xモードで行った。 Next, a coil of one turn was wound on the magnetic core stored and fixed in the resin case from above the resin case, and the impedance relative permeability μ rz at frequencies of 100 kHz and 1 MHz was measured. The measuring machine used was Agilent 4194A. The measurement conditions were OSC 0.5V, AVG 8, RX mode.

次に、大気雰囲気のオーブンに、前記磁心を収容して、室温から温度160℃まで20分で加熱し、次いで500時間保持した後、24時間大気中に放置することで、室温まで空冷する加熱試験を行った。そして、この加熱試験の後、前記加熱試験の前と同様にして、室温で周波数100kHz及び1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。 Next, the magnetic core is stored in an oven in an air atmosphere, heated from room temperature to 160 ° C. in 20 minutes, then held for 500 hours, and then left in the air for 24 hours to cool to room temperature. A test was conducted. After this heating test, the impedance relative permeability μ rz at frequencies of 100 kHz and 1 MHz was measured at room temperature in the same manner as before the heating test.

これらの測定結果及び、樹脂含侵後のインピーダンス比透磁率μrzの測定値を100として、上記の加熱試験後の測定値の比率(%)を<>内に記載した結果を表1に示す。また、表2に、上記の加熱試験後における加熱試験前に対するインピーダンス比透磁率μrzの低下率をそれぞれの試料について示す。なお、表1および表2には、後述する比較例1、実施例2、実施例3の結果も同様に示している。 Table 1 shows the results of the measurement and the ratio (%) of the measured value after the heating test described in <> where the measured value of the impedance relative permeability μ rz after impregnation with the resin is 100. . Table 2 shows the decrease rate of the impedance relative permeability μ rz for each sample after the heating test and before the heating test. In Tables 1 and 2, the results of Comparative Example 1, Example 2, and Example 3 described later are similarly shown.

表2に示すように、周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例1の試料A、Bでは、1%または2%と小さい低下率である。 As shown in Table 2, with regard to the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 100 kHz, attention is paid to the rate of decrease before and after the above heating test including high temperature exposure at 160 ° C. for 500 hours. Then, the reduction rate is as small as 1% or 2%.

また、周波数1MHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例1の試料A、Bでは、3%または4%と小さい低下率である。 In addition, regarding the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 1 MHz, when attention is paid to the rate of decrease before and after the above heating test including high temperature standing at 160 ° C. for 500 hours, in the samples A and B of Example 1, 3% or The reduction rate is as small as 4%.

Figure 2016197720
Figure 2016197720

Figure 2016197720
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(比較例1)
実施例1に記載の250℃で4時間の第2熱処理を行うことなく(省略して)、他の工程は実施例1と同様にして、磁心2ヶ(試料C、D)を作製した。実施例1と同様に、160℃で500時間保持する工程を含む上記の加熱試験を行った後、室温で周波数100kHz及び1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。その結果を上記の表1および表2に示している。
(Comparative Example 1)
Without performing the second heat treatment at 250 ° C. for 4 hours described in Example 1 (omitted), the other steps were performed in the same manner as in Example 1 to prepare two magnetic cores (samples C and D). Similarly to Example 1, the above heating test including the step of holding at 160 ° C. for 500 hours was performed, and then the impedance relative permeability μ rz at frequencies of 100 kHz and 1 MHz was measured at room temperature. The results are shown in Tables 1 and 2 above.

周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例1の試料A、Bでは、1%または2%と小さい低下率であるのに対して、比較例1の試料C、Dでは14%または16%と大きい。 With regard to the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 100 kHz, paying attention to the rate of decrease before and after the above heating test including high temperature exposure at 160 ° C. for 500 hours, in the samples A and B of Example 1, 1% or 2% On the other hand, the decrease rate is as small as 14% or 16% in the samples C and D of Comparative Example 1.

また、周波数1MHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例1の試料A、Bでは、3%または4%と小さい低下率であるのに対して、比較例1の試料C、Dでは27%または31%と大きい。 In addition, regarding the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 1 MHz, when attention is paid to the rate of decrease before and after the above heating test including high temperature standing at 160 ° C. for 500 hours, in the samples A and B of Example 1, 3% or While the decrease rate is as small as 4%, the samples C and D of Comparative Example 1 are large as 27% or 31%.

(比較例2)
実施例1に記載の250℃で4時間の第2熱処理を行うことなく(省略して)、かつ、第1熱処理の第1雰囲気を酸素濃度35ppmとした製造方法(特許文献2に該当する製造方法)により、巻回体を製造した。
(Comparative Example 2)
A manufacturing method in which the second heat treatment at 250 ° C. described in Example 1 for 4 hours is not performed (omitted) and the first atmosphere of the first heat treatment is set to an oxygen concentration of 35 ppm (manufacturing corresponding to Patent Document 2) The wound body was manufactured by the method.

用いる合金リボンは、20mm幅のものを用いた。この合金リボンを巻回して、内径45mm、外径60mm、高さ20mmとなる巻回体とし、この巻回体を6ヶ製造した。   The alloy ribbon used had a width of 20 mm. This alloy ribbon was wound into a wound body having an inner diameter of 45 mm, an outer diameter of 60 mm, and a height of 20 mm, and six such wound bodies were manufactured.

次に、この巻回体6ヶに対して、酸素濃度が35ppmの窒素雰囲気中とした以外は、実施例1と同様に、図2に示すような第1熱処理(ナノ結晶化磁場中熱処理)を行い、ナノ結晶合金とした。    Next, a first heat treatment (heat treatment in a nanocrystallization magnetic field) as shown in FIG. 2 is performed in the same manner as in Example 1 except that the six wound bodies are in a nitrogen atmosphere with an oxygen concentration of 35 ppm. To obtain a nanocrystalline alloy.

その後は、第2熱処理を行うことなく(省略して)、他の工程は実施例1と同様にして巻回体及び磁心の作製を行った。その後、磁心の加熱試験を行った。加熱試験は、保持する温度を155℃とした以外は、実施例1と同様に行った。   Thereafter, the second heat treatment was not performed (omitted), and the wound body and the magnetic core were produced in the same manner as in Example 1 in the other steps. Thereafter, a heating test of the magnetic core was performed. The heating test was performed in the same manner as in Example 1 except that the temperature to be held was 155 ° C.

その結果を図9、図10に示す。図9は周波数100kHzでの測定結果であり、図10は周波数1MHzでの測定結果である。なお、図9、図10にプロットした点は、作製した磁心6ヶの測定値の平均値である。   The results are shown in FIGS. FIG. 9 shows the measurement results at a frequency of 100 kHz, and FIG. 10 shows the measurement results at a frequency of 1 MHz. The points plotted in FIGS. 9 and 10 are the average values of the measured values of the six magnetic cores produced.

図9に示すように、周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、155℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、その低下率は15%を超えてしまう(15.7%)。 As shown in FIG. 9, when the impedance relative permeability μ rz with a frequency of 100 kHz is focused on the decrease rate before and after the above heating test including high temperature exposure at 155 ° C. for 500 hours, the decrease rate exceeds 15%. (15.7%).

また、図10に示すように、周波数1MHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、155℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、その低下率は25%を超えてしまう(29.0%)。 Also, as shown in FIG. 10, when focusing on the rate of decrease in impedance relative permeability μ rz at a frequency of 1 MHz before and after the above heating test including high temperature exposure at 155 ° C. for 500 hours, the rate of decrease is 25%. (29.0%).

これらの加熱試験の結果は、保持温度が155℃である。そのため、もし加熱試験の保持温度が実施例1等と同じ160℃で行ったものであれば、低下率はさらに大きくなることは明らかである。   The result of these heating tests is a holding temperature of 155 ° C. Therefore, if the holding temperature of the heating test is performed at 160 ° C., which is the same as in Example 1, it is clear that the decrease rate is further increased.

(実施例2、3)
実施例1では最高温度595℃で第1熱処理を行っているが、実施例2では最高温度を590℃とし、実施例3では最高温度を585℃として第1熱処理を行い、他の工程は実施例1と同様にして、それぞれ磁心2ヶ(590℃:試料E、F)(585℃:試料G、H)を作製した。また、実施例1と同様にして、160℃で500時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数100kHz及び1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。その結果を、上記の表1および表2に示している。
(Examples 2 and 3)
In Example 1, the first heat treatment is performed at the maximum temperature of 595 ° C., but in Example 2, the maximum temperature is set to 590 ° C., in Example 3, the first temperature is set to 585 ° C., and the other steps are performed. In the same manner as in Example 1, two magnetic cores (590 ° C .: Samples E and F) (585 ° C .: Samples G and H) were produced. Further, in the same manner as in Example 1, after conducting a heating test including a step of holding at 160 ° C. for 500 hours, impedance relative permeability μ rz at frequencies of 100 kHz and 1 MHz was measured at room temperature. The results are shown in Tables 1 and 2 above.

周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例1では、1%または2%、実施例2では2%、実施例3では3%と、いずれもと小さい低下率である。 Focusing on the decrease rate before and after the above heating test including high temperature exposure at 160 ° C. for 500 hours, the impedance relative permeability μ rz at a frequency of 100 kHz is 1% or 2% in Example 1, and 2% in Example 2. 2% and 3% in Example 3, both of which are small reduction rates.

また、周波数1MHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例1では、3%または4%、実施例2では4%、実施例3では7%と、いずれも小さい低下率である。 Further, regarding the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 1 MHz, focusing on the rate of decrease before and after the above heating test including high temperature exposure at 160 ° C. for 500 hours, in Example 1, 3% or 4% 2 is 4% and Example 3 is 7%, both of which are small reduction rates.

(実施例4)
合金リボン幅を25mmとして、他の条件は実施例1と同様にして合金リボンを作製した。作製した合金リボンを巻回して、内径21mm、外径31mm、高さ25mmとなる磁心を2ヶ(試料I、J)作製し、第1熱処理等の後工程は実施例1と同様に行った。
Example 4
An alloy ribbon was prepared in the same manner as in Example 1 except that the alloy ribbon width was 25 mm. The produced alloy ribbon was wound to produce two magnetic cores (samples I and J) having an inner diameter of 21 mm, an outer diameter of 31 mm, and a height of 25 mm, and the subsequent processes such as the first heat treatment were performed in the same manner as in Example 1. .

実施例1と同様にして、160℃で500時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数100kHz及び1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。その結果およびインピーダンス比透磁率μrzの低下率を下記の表3および表4に示す。 In the same manner as in Example 1, after conducting a heating test including a step of holding at 160 ° C. for 500 hours, impedance relative permeability μ rz at frequencies of 100 kHz and 1 MHz was measured at room temperature. The results and the reduction rate of the impedance relative permeability μ rz are shown in Tables 3 and 4 below.

なお、表3では、表1と同様に、樹脂含侵後のインピーダンス比透磁率μrzの測定値を100として、上記の加熱試験後の測定値の比率(%)を<>内に記載している。また、表4は、表2と同様に、上記の加熱試験後における加熱試験前に対するインピーダンス比透磁率μrzの低下率を示す。 In Table 3, as in Table 1, the measured value of impedance relative permeability μ rz after impregnation with resin is defined as 100, and the ratio (%) of the measured value after the heating test is described in <>. ing. Table 4 shows the rate of decrease in the impedance relative permeability μ rz after the heating test and before the heating test, as in Table 2.

周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例4では、3%と小さい低下率である。 Focusing on the reduction rate before and after the above heating test including high temperature exposure at 160 ° C. for 500 hours, the impedance relative permeability μ rz at a frequency of 100 kHz is a low reduction rate of 3% in Example 4.

また、周波数1MHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例4では、6%または9%と小さい低下率である。 Further, regarding the impedance relative permeability μ rz at a frequency of 1 MHz, focusing on the decrease rate before and after the above heating test including high temperature exposure at 160 ° C. for 500 hours, in Example 4, the decrease is as small as 6% or 9%. Rate.

(実施例5)
実施例1と同様にして52mm幅の合金リボンを作製した。作製した合金リボンをスリット加工し、25mm幅とした。スリット加工後の合金リボンを巻回して、内径21mm、外径31mm、高さ25mmとなる磁心を2ヶ(試料K、L)作製し、第1熱処理等の後工程を実施例1と同様に行った。
(Example 5)
In the same manner as in Example 1, a 52 mm wide alloy ribbon was produced. The produced alloy ribbon was slitted to a width of 25 mm. The alloy ribbon after the slit processing is wound to produce two magnetic cores (samples K and L) having an inner diameter of 21 mm, an outer diameter of 31 mm, and a height of 25 mm. went.

実施例1と同様にして、160℃で500時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数100kHz及び1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。その結果を下記の表3および表4に示す。 In the same manner as in Example 1, after conducting a heating test including a step of holding at 160 ° C. for 500 hours, impedance relative permeability μ rz at frequencies of 100 kHz and 1 MHz was measured at room temperature. The results are shown in Table 3 and Table 4 below.

周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例5では、3%と小さい低下率である。 Focusing on the rate of decrease in impedance relative permeability μ rz at a frequency of 100 kHz before and after the above heating test including high temperature exposure at 160 ° C. for 500 hours, in Example 5, the rate of decrease was as small as 3%.

また、周波数1MHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例5では、5%または8%と小さい低下率である。 Further, regarding the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 1 MHz, focusing on the rate of decrease before and after the above heating test including high temperature standing at 160 ° C. for 500 hours, in Example 5, the decrease is as small as 5% or 8%. Rate.

実施例4と実施例5を対比すると、スリット加工有り無しで、特性の有意差は認められない。   When Example 4 is compared with Example 5, no significant difference in characteristics is observed with and without slitting.

Figure 2016197720
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Figure 2016197720
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(比較例3)
比較例1と同様に、250℃で4時間の第2熱処理を行うことなく(省略して)、かつ、樹脂含浸しない以外は、他の工程は実施例1と同様にして、磁心5ヶを作製した。160℃で1時間、100時間、200時間、500時間それぞれ保持する実施例1と同様の加熱試験を行った後、室温で周波数100kHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。その結果を図3に示している。なお、図3にプロットした点は、作製した磁心5ヶの測定値の平均値である。
(Comparative Example 3)
As in Comparative Example 1, the other heat treatments were performed in the same manner as in Example 1 except that the second heat treatment at 250 ° C. for 4 hours was not performed (omitted) and the resin was not impregnated. Produced. After performing the same heating test as in Example 1 held at 160 ° C. for 1 hour, 100 hours, 200 hours, and 500 hours, the impedance relative permeability μ rz at a frequency of 100 kHz was measured at room temperature. The result is shown in FIG. In addition, the point plotted in FIG. 3 is an average value of the measured values of five manufactured magnetic cores.

図3に示すように、周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、その低下率は僅か(3%)である。つまり、樹脂含浸しない磁心では、周波数100kHzでの加熱試験後のインピーダンス比透磁率μrzが500時間経過後でも5%未満であり、そもそも低下しづらいことがわかる。 As shown in FIG. 3, with regard to the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 100 kHz, paying attention to the rate of decrease before and after the above heating test including high temperature exposure at 160 ° C. for 500 hours, the rate of decrease is only 3% ). That is, in the magnetic core not impregnated with the resin, the impedance relative permeability μ rz after the heating test at a frequency of 100 kHz is less than 5% even after 500 hours, and it is difficult to decrease in the first place.

対して、樹脂含浸した磁心では、比較例1、2に示すように、第2熱処理を行わない場合は、加熱試験後のインピーダンス比透磁率μrzの低下率が10%を大きく超えてしまう(14%、15%)。 On the other hand, in the case of the resin-impregnated magnetic core, as shown in Comparative Examples 1 and 2, when the second heat treatment is not performed, the reduction rate of the impedance relative permeability μ rz after the heating test greatly exceeds 10% ( 14%, 15%).

このことから、樹脂含浸した磁心は、樹脂含浸しないものよりも、加熱試験によるインピーダンス比透磁率μrzの低下率が大きくなることが分かる。 From this, it can be seen that the resin-impregnated magnetic core has a higher rate of decrease in impedance relative permeability μ rz due to the heating test than that without the resin impregnation.

(実施例6)
実施例1では10mm幅の合金リボンを巻回して、内径21mm、外径31mm、高さ10mmとなる巻回体としているが、実施例6では外径の寸法を変え、内径21mm、外径26mm、高さ10mmとなる巻回体とした。他の工程は実施例1と同様にして、それぞれ磁心2ヶ(試料M、N)を作製した。また、実施例1と同様にして、160℃で500時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数100kHz及び1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。その結果を、下記の表5および表6に示している。
(Example 6)
In Example 1, an alloy ribbon having a width of 10 mm is wound to form a wound body having an inner diameter of 21 mm, an outer diameter of 31 mm, and a height of 10 mm. However, in Example 6, the outer diameter is changed to have an inner diameter of 21 mm and an outer diameter of 26 mm. A wound body having a height of 10 mm was obtained. Other processes were the same as in Example 1, and two magnetic cores (samples M and N) were produced. Further, in the same manner as in Example 1, after conducting a heating test including a step of holding at 160 ° C. for 500 hours, impedance relative permeability μ rz at frequencies of 100 kHz and 1 MHz was measured at room temperature. The results are shown in Tables 5 and 6 below.

表6に示すように、周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例6の試料M、Nは、2%または3%と小さい低下率である。 As shown in Table 6, with regard to the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 100 kHz, when attention is paid to the decrease rate before and after the above heating test including high temperature standing at 160 ° C. for 500 hours, the samples M and N of Example 6 Is a reduction rate as small as 2% or 3%.

また、周波数1MHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例6の試料M、Nは、6%または7%と小さい低下率である。 Further, regarding the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 1 MHz, when attention is paid to the rate of decrease before and after the heating test including high-temperature standing at 160 ° C. for 500 hours, the samples M and N of Example 6 are 6% or The reduction rate is as small as 7%.

Figure 2016197720
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(実施例7、8)
上記の実施例6では第2熱処理を大気雰囲気で行っているが、実施例7では酸素濃度を1%とし、実施例8では酸素濃度を5%とした。他の工程は実施例6と同様にして、それぞれ磁心2ヶ(酸素濃度1%:試料O、P)(酸素濃度5%:試料Q、R)を作製した。また、実施例6と同様にして、160℃で500時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数100kHz及び1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。その結果を、下記の表7および表8に示している。
(Examples 7 and 8)
In Example 6 described above, the second heat treatment is performed in an air atmosphere. In Example 7, the oxygen concentration was 1%, and in Example 8, the oxygen concentration was 5%. The other steps were performed in the same manner as in Example 6 to prepare two magnetic cores (oxygen concentration 1%: samples O and P) (oxygen concentration 5%: samples Q and R). Further, in the same manner as in Example 6, after conducting a heating test including a step of holding at 160 ° C. for 500 hours, impedance relative permeability μ rz at frequencies of 100 kHz and 1 MHz was measured at room temperature. The results are shown in Table 7 and Table 8 below.

表8に示すように、周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例7の試料O、P、および、実施例8の試料Q、Rでは、2%と小さい低下率である。 As shown in Table 8, with regard to the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 100 kHz, focusing on the rate of decrease before and after the above heating test including standing at 160 ° C. for 500 hours, the samples O and P of Example 7 And in the samples Q and R of Example 8, the decrease rate is as small as 2%.

また、周波数1MHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例7の試料O、P、および、実施例8の試料Q、Rでは、7%または8%と小さい低下率である。 Further, regarding the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 1 MHz, when attention is paid to the decrease rate before and after the above heating test including high temperature standing at 160 ° C. for 500 hours, the samples O and P of Example 7 and Example In the samples Q and R of 8, the decrease rate is as small as 7% or 8%.

Figure 2016197720
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(実施例9〜13)
上記の実施例6では第2熱処理を、250℃まで30分で加熱し、250℃で4時間保持し、その後3時間で100℃まで冷却する温度プロファイルで行っているが、実施例9〜13は、保持する温度と保持する時間を変えて実験を行った。詳細には、実施例9では200℃まで30分で加熱し、200℃で4時間保持し、その後3時間で100℃まで冷却する温度プロファイルで行った。実施例10では300℃まで30分で加熱し、300℃で4時間保持し、その後3時間で100℃まで冷却する温度プロファイルで行った。実施例11では200℃まで30分で加熱し、200℃で24時間保持し、その後3時間で100℃まで冷却する温度プロファイルで行った。実施例12では250℃まで30分で加熱し、250℃で24時間保持し、その後3時間で100℃まで冷却する温度プロファイルで行った。実施例13では300℃まで30分で加熱し、300℃で24時間保持し、その後3時間で100℃まで冷却する温度プロファイルで行った。他の工程は実施例6と同様にして、それぞれ磁心2ヶ(保持温度200℃、4時間保持:試料S、T)(保持温度300℃、4時間保持:試料U、V)(保持温度200℃、24時間保持:試料W、X)(保持温度250℃、24時間保持:試料:試料Y、Z)(保持温度300℃、24時間保持:試料AA、AB)を作製した。また、実施例6と同様にして、160℃で500時間保持する工程を含む加熱試験を行った後、室温で周波数100kHz及び1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzを測定した。その結果を、表9および表10に示している。なお、参考のため、表9および表10には、実施例6の試料(保持温度250℃、4時間保持:試料:試料M、N)の測定結果を併記する。
(Examples 9 to 13)
In the above Example 6, the second heat treatment is performed in a temperature profile in which heating is performed to 250 ° C. in 30 minutes, holding at 250 ° C. for 4 hours, and then cooling to 100 ° C. in 3 hours. Conducted experiments by changing the holding temperature and holding time. Specifically, in Example 9, heating was performed to 200 ° C. in 30 minutes, held at 200 ° C. for 4 hours, and then cooled to 100 ° C. in 3 hours. In Example 10, the temperature profile was heated to 300 ° C. in 30 minutes, held at 300 ° C. for 4 hours, and then cooled to 100 ° C. in 3 hours. In Example 11, the temperature profile was heated to 200 ° C. in 30 minutes, held at 200 ° C. for 24 hours, and then cooled to 100 ° C. in 3 hours. In Example 12, the temperature profile was heated to 250 ° C. in 30 minutes, held at 250 ° C. for 24 hours, and then cooled to 100 ° C. in 3 hours. In Example 13, the temperature profile was set to 300 ° C. in 30 minutes, held at 300 ° C. for 24 hours, and then cooled to 100 ° C. in 3 hours. The other steps were the same as in Example 6. Two magnetic cores (holding temperature 200 ° C., 4 hours hold: samples S and T) (holding temperature 300 ° C., 4 hours hold: samples U and V) (holding temperature 200 C., hold for 24 hours: Samples W and X) (holding temperature 250.degree. C., hold for 24 hours: Samples: Samples Y and Z) (holding temperature 300.degree. C., hold for 24 hours: Samples AA and AB). Further, in the same manner as in Example 6, after conducting a heating test including a step of holding at 160 ° C. for 500 hours, impedance relative permeability μ rz at frequencies of 100 kHz and 1 MHz was measured at room temperature. The results are shown in Table 9 and Table 10. For reference, Table 9 and Table 10 also show the measurement results of the sample of Example 6 (holding temperature 250 ° C., holding for 4 hours: sample: samples M and N).

表10に示すように、周波数100kHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例9〜実施例13の試料S、T、U、V、W、X、Y、Z、AA、ABは、1%〜4%と小さい低下率である。 As shown in Table 10, with regard to the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 100 kHz, focusing on the rate of decrease before and after the above heating test including high temperature exposure at 160 ° C. for 500 hours, Samples S, T, U, V, W, X, Y, Z, AA, and AB have a small reduction rate of 1% to 4%.

また、周波数1MHzのインピーダンス比透磁率μrzについて、160℃で500時間の高温放置を含む上記の加熱試験の前後での低下率に注目すると、実施例9〜実施例13の試料S、T、U、V、W、X、Y、Z、AA、ABは、4%〜8%と小さい低下率である。特に実施例13の試料(保持温度300℃、24時間保持:試料AA、AB)は、低下率が4%または5%と低い値である。 Further, with regard to the impedance relative permeability μ rz having a frequency of 1 MHz, focusing on the rate of decrease before and after the above heating test including high temperature standing at 160 ° C. for 500 hours, the samples S, T, U, V, W, X, Y, Z, AA and AB are small reduction rates of 4% to 8%. In particular, the sample of Example 13 (retention temperature 300 ° C., retention for 24 hours: Samples AA and AB) has a low decrease rate of 4% or 5%.

Figure 2016197720
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(実施例14)
実施例6の巻回体(第2熱処理(250℃で4時間保持)を行い、その後、樹脂含浸した巻回体)2ヶの最外層(最外周)のFe基ナノ結晶合金リボンの、外部に露出する面(以下、露出面)と、その反対側の面(以下、裏面)の組成を分析した。分析は、グロー放電発光分析(GD−OES:堀場社製GD-PROFILER2)を用いて行った。測定条件は、ガス圧力を600Pa、出力を35W、パルスモードとし、アノード径をφ2mmとした。測定する元素は、Fe、Ni、Cu、Si、O、C、Bとした。
(Example 14)
The outer surface of the outermost layer (outermost circumference) Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of the wound body of Example 6 (second heat treatment (held at 250 ° C. for 4 hours) and then resin-impregnated wound body) The composition of the exposed surface (hereinafter, exposed surface) and the opposite surface (hereinafter, back surface) were analyzed. The analysis was performed using glow discharge luminescence analysis (GD-OES: GD-PROFILER2 manufactured by Horiba). The measurement conditions were a gas pressure of 600 Pa, an output of 35 W, a pulse mode, and an anode diameter of 2 mm. The elements to be measured were Fe, Ni, Cu, Si, O, C, and B.

図4は、2ヶ測定した内の一方の巻回体の、露出面と裏面におけるGD−OES分析結果である。分析した酸素の発光強度は、上記測定条件において、スパッタ時間1秒以下で得られる酸素の発光強度を測定したものである。   FIG. 4 is a GD-OES analysis result on the exposed surface and the back surface of one of the two wound bodies measured. The analyzed light emission intensity of oxygen is obtained by measuring the light emission intensity of oxygen obtained under the above measurement conditions with a sputtering time of 1 second or less.

図4に示すように、露出面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(out))は0.56であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(in))は0.35であった。ピーク発光強度の比であるO(out)/O(in)は1.6であった。   As shown in FIG. 4, the maximum value of the light emission intensity of oxygen on the exposed surface (peak light emission intensity O (out)) was 0.56. Further, the maximum value of the light emission intensity of oxygen on the back surface (peak light emission intensity O (in)) was 0.35. The ratio of peak emission intensity, O (out) / O (in), was 1.6.

図5は、他方の巻回体の、露出面と裏面におけるGD−OES分析結果である。露出面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(out))は0.44であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(in))は0.32であった。ピーク発光強度の比であるO(out)/O(in)は1.4であった。   FIG. 5 is a GD-OES analysis result on the exposed surface and the back surface of the other wound body. The maximum value of the luminescence intensity of oxygen on the exposed surface (peak luminescence intensity O (out)) was 0.44. Further, the maximum value of the light emission intensity of oxygen on the back surface (peak light emission intensity O (in)) was 0.32. The ratio of peak emission intensity, O (out) / O (in), was 1.4.

(実施例15)
実施例12の巻回体(第2熱処理(250℃で24時間保持)を行い、その後、樹脂含浸した巻回体)2ヶの最外層(最外周)のFe基ナノ結晶合金リボンの、外部に露出する面(以下、露出面)と、その反対側の面(以下、裏面)の組成を、実施例12と同様に、分析した。
(Example 15)
The wound body of Example 12 (second heat treatment (held at 250 ° C. for 24 hours), and then a resin-impregnated wound body) of the outermost Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of the two outermost layers (outermost circumference) In the same manner as in Example 12, the composition of the exposed surface (hereinafter, exposed surface) and the opposite surface (hereinafter, back surface) were analyzed.

図6は、2ヶ測定した内の一方の巻回体の、露出面と裏面におけるGD−OES分析結果である。露出面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(out))は0.42であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(in))は0.26であった。ピーク発光強度の比であるO(out)/O(in)は1.6であった。   FIG. 6 shows a GD-OES analysis result on the exposed surface and the back surface of one of the two measured windings. The maximum value of the light emission intensity of oxygen on the exposed surface (peak light emission intensity O (out)) was 0.42. Further, the maximum value of the light emission intensity of oxygen on the back surface (peak light emission intensity O (in)) was 0.26. The ratio of peak emission intensity, O (out) / O (in), was 1.6.

図7は、他方の巻回体の、露出面と裏面におけるGD−OES分析結果である。露出面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(out))は0.42であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(in))は0.35であった。ピーク発光強度の比であるO(out)/O(in)は1.2であった。   FIG. 7 shows GD-OES analysis results on the exposed surface and the back surface of the other wound body. The maximum value of the light emission intensity of oxygen on the exposed surface (peak light emission intensity O (out)) was 0.42. Further, the maximum value of the light emission intensity of oxygen on the back surface (peak light emission intensity O (in)) was 0.35. The ratio of peak emission intensity, O (out) / O (in), was 1.2.

(比較例4)
比較例1の巻回体(第2熱処理を行うことなく(省略して)、他の工程は実施例1と同様にして作製した巻回体)を用意し、実施例14と同様にして露出面と裏面のGD−OES分析を行った。
(Comparative Example 4)
A wound body of Comparative Example 1 (a wound body manufactured without performing the second heat treatment (omitted) and other processes manufactured in the same manner as in Example 1) was prepared, and exposed in the same manner as in Example 14. The GD-OES analysis of the surface and the back surface was performed.

図8は、比較例4の磁心における、露出面とその裏面でのGD−OES分析結果である。   FIG. 8 shows GD-OES analysis results on the exposed surface and the back surface of the magnetic core of Comparative Example 4.

図8に示すように、露出面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(out))は0.27であった。また、裏面における酸素の発光強度の最大値(ピーク発光強度O(in))は0.30であった。ピーク発光強度の比であるO(out)/O(in)は0.9であった。   As shown in FIG. 8, the maximum value of the light emission intensity of oxygen on the exposed surface (peak light emission intensity O (out)) was 0.27. Further, the maximum value of the light emission intensity of oxygen on the back surface (peak light emission intensity O (in)) was 0.30. The ratio of peak emission intensity, O (out) / O (in), was 0.9.

(考察)
実施例1〜14および比較例1、2の結果から、磁心に樹脂を含浸させても、第2熱処理を行うことによって、高温環境下におけるインピーダンス比透磁率μrzの低下を抑制できることが分かる。したがって、本開示によれば、含浸樹脂によって機械的強度が向上しており、かつ、第2熱処理による高温でのインピーダンス比透磁率の低下が抑制された磁心が得られることが分かった。また、比較例3の結果から、磁心に樹脂を含浸させなければ、加熱試験後にインピーダンス比透磁率μrzは低下しにくいことが分かる。つまり、本発明の製造方法を用いる必要があるのは、樹脂を含浸させた磁心を製造する場合である。
(Discussion)
From the results of Examples 1 to 14 and Comparative Examples 1 and 2, it can be seen that even when the magnetic core is impregnated with the resin, the decrease in the impedance relative permeability μ rz in a high temperature environment can be suppressed by performing the second heat treatment. Therefore, according to the present disclosure, it has been found that a magnetic core having improved mechanical strength due to the impregnated resin and in which a decrease in impedance relative permeability at a high temperature due to the second heat treatment is suppressed can be obtained. In addition, the results of Comparative Example 3 show that the impedance relative permeability μ rz is unlikely to decrease after the heating test unless the magnetic core is impregnated with resin. That is, it is necessary to use the manufacturing method of the present invention when manufacturing a magnetic core impregnated with a resin.

特に、本発明の実施形態による磁心は、160℃の高温環境下で長期間使用したときにも高いインピーダンス比透磁率μrzが維持されることが期待でき、車載用部品として好適に使用される。 In particular, the magnetic core according to the embodiment of the present invention can be expected to maintain a high impedance relative permeability μ rz even when used for a long period of time in a high temperature environment of 160 ° C., and is preferably used as a vehicle-mounted component. .

また、実施例14、15および比較例4の結果から、第2熱処理工程が施されたかどうかは、磁心の最外層の、外部に露出する面およびその反対側の面におけるグロー放電分析による酸素の発光強度を測定すれば判別できることが分かる。第2熱処理工程は、第1熱処理工程よりも酸素濃度が高い雰囲気で熱処理を行うため、第2熱処理を行うことによって、最外層の外部に露出する面は、反対側の面よりも酸化される。実施例14、15では、第2熱処理が施されているため、最外層の外部に露出する面および反対側の面におけるグロー放電分析による酸素の発光強度をそれぞれ、O(out)およびO(in)としたとき、O(out)/O(in)は1を超えている。これに対し、比較例1では、第2熱処理が施されていないため、O(out)/O(in)は1未満である。   In addition, from the results of Examples 14 and 15 and Comparative Example 4, whether or not the second heat treatment step was performed was determined based on whether or not oxygen was determined by glow discharge analysis on the outermost exposed surface and the opposite surface of the outermost layer of the magnetic core. It can be seen that the intensity can be determined by measuring the emission intensity. In the second heat treatment step, the heat treatment is performed in an atmosphere having a higher oxygen concentration than in the first heat treatment step, so that the surface exposed to the outside of the outermost layer is oxidized more than the opposite surface by performing the second heat treatment. . In Examples 14 and 15, since the second heat treatment is performed, the emission intensity of oxygen by glow discharge analysis on the surface exposed to the outside of the outermost layer and the surface on the opposite side is respectively O (out) and O (in ), O (out) / O (in) exceeds 1. On the other hand, in Comparative Example 1, since the second heat treatment is not performed, O (out) / O (in) is less than 1.

本発明の実施形態による磁心は、特に車載用のコモンモードチョークコイル用の磁心として好適に利用される。   The magnetic core according to the embodiment of the present invention is particularly preferably used as a magnetic core for an in-vehicle common mode choke coil.

S1 Fe基アモルファスリボンを用意する工程
S2 巻回体(層状体)を形成する工程
S3 第1熱処理(ナノ結晶化熱処理)工程
S4 外部から力を付与および解放する工程
S5 第2熱処理(第1熱処理より低温での熱処理)工程
S6 樹脂含浸処理工程
S1 Step of preparing Fe-based amorphous ribbon S2 Step of forming wound body (layered body) S3 First heat treatment (nanocrystallization heat treatment) step S4 Step of applying and releasing force from outside S5 Second heat treatment (first heat treatment) Heat treatment at lower temperature) Step S6 Resin impregnation treatment step

Claims (8)

Fe基ナノ結晶合金リボンの層状体と、前記層状体に含漬した樹脂とを備えた磁心であって、
大気中で、室温から温度160℃まで20分で昇温し、次いで500時間保持した後、室温まで空冷する加熱試験を行ったときに、前記加熱試験の前後で、周波数100kHzでのインピーダンス比透磁率μrzの低下率が5%未満である磁心。
A magnetic core comprising a layered body of Fe-based nanocrystalline alloy ribbon and a resin impregnated in the layered body,
In the atmosphere, when the heating test was performed in which the temperature was raised from room temperature to 160 ° C. in 20 minutes and then held for 500 hours and then air-cooled to room temperature, impedance ratio transmission at a frequency of 100 kHz was performed before and after the heating test. A magnetic core having a decrease rate of magnetic susceptibility μ rz of less than 5%.
前記加熱試験の前後で、周波数1MHzでのインピーダンス比透磁率μrzの低下率が10%以下である、請求項1に記載の磁心。 The magnetic core according to claim 1, wherein the rate of decrease in impedance relative permeability μ rz at a frequency of 1 MHz is 10% or less before and after the heating test. 前記Fe基ナノ結晶合金リボンの層状体の最外層の前記Fe基ナノ結晶合金リボンの、外部に露出する面およびその反対側の面におけるグロー放電分析による酸素の発光強度をそれぞれ、O(out)およびO(in)としたとき、O(out)/O(in)>1.0の関係が成立する請求項1または2に記載の磁心。   The emission intensity of oxygen by glow discharge analysis on the surface exposed to the outside and the opposite surface of the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon of the outermost layer of the layered body of the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon is O (out), respectively. The magnetic core according to claim 1, wherein a relationship of O (out) / O (in)> 1.0 is established when O and O (in). 請求項1から3のいずれかに規定される磁心を含む車載用部品。   A vehicle-mounted component including the magnetic core defined in any one of claims 1 to 3. ナノ結晶化可能なFe基アモルファス合金リボンを巻回または積み重ねて層状体を作製する工程と、
前記層状体を酸素濃度100ppm以下の第1雰囲気で熱処理することによって、前記層状体中にナノ結晶を析出させる第1熱処理工程と、
前記第1熱処理工程が行われた層状体を、前記第1熱処理工程における前記第1雰囲気よりも酸化性が高い第2雰囲気において、100℃以上かつナノ結晶化開始温度未満の保持温度、および、1時間以上24時間以下の保持時間で保持する第2熱処理工程と、
前記第2熱処理工程が行われた層状体に樹脂を含侵させる含浸工程と
を含む、Fe基ナノ結晶合金磁心の製造方法。
Winding or stacking nanocrystallizable Fe-based amorphous alloy ribbons to produce a layered body;
A first heat treatment step of depositing nanocrystals in the layered body by heat-treating the layered body in a first atmosphere having an oxygen concentration of 100 ppm or less;
The layered body on which the first heat treatment step has been performed, in a second atmosphere having a higher oxidizing property than the first atmosphere in the first heat treatment step, a holding temperature of 100 ° C. or higher and lower than the nanocrystallization start temperature, and A second heat treatment step for holding at a holding time of 1 hour to 24 hours;
A method for producing an Fe-based nanocrystalline alloy magnetic core, comprising an impregnation step of impregnating a resin into a layered body that has been subjected to the second heat treatment step.
前記第2熱処理工程において、前記第2雰囲気の酸素濃度は、0.1%以上50%以下であり、前記保持温度は、100℃以上350℃以下であり、前記保持時間は、1時間以上10時間以下である請求項5に記載の製造方法。   In the second heat treatment step, the oxygen concentration of the second atmosphere is 0.1% to 50%, the holding temperature is 100 ° C. to 350 ° C., and the holding time is 1 hour to 10%. The production method according to claim 5, wherein the production time is less than or equal to the time. 前記第1熱処理工程は、前記Fe基ナノ結晶合金リボンの層状体を最高温度580℃以上600℃以下で熱処理する請求項5または6に記載の製造方法。   The manufacturing method according to claim 5, wherein the first heat treatment step heats the layered body of the Fe-based nanocrystalline alloy ribbon at a maximum temperature of 580 ° C. or more and 600 ° C. or less. 前記第1熱処理工程の後、前記第2熱処理工程の前に、前記層状体の層方向に対して外力を付与し、次いで解放する弛緩工程をさらに含む、請求項5から7のいずれかに記載の製造方法。   8. The method according to claim 5, further comprising a relaxation step of applying an external force to the layer direction of the layered body and then releasing it after the first heat treatment step and before the second heat treatment step. Manufacturing method.
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