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JPH0542497B2 - - Google Patents
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JPH0542497B2 - - Google Patents

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Publication number
JPH0542497B2
JPH0542497B2 JP59127231A JP12723184A JPH0542497B2 JP H0542497 B2 JPH0542497 B2 JP H0542497B2 JP 59127231 A JP59127231 A JP 59127231A JP 12723184 A JP12723184 A JP 12723184A JP H0542497 B2 JPH0542497 B2 JP H0542497B2
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JP
Japan
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glassy
alloy
ferromagnetic
powder
metal body
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JP59127231A
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Japanese (ja)
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JPS6024346A (en
Inventor
Hasegawa Ryusuke
Edowaado Hasauei Robaato
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Honeywell International Inc
Original Assignee
AlliedSignal Inc
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Publication date
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Publication of JPH0542497B2 publication Critical patent/JPH0542497B2/ja
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00Making metallic powder or suspensions thereof
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    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
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    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
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    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
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    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
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Description

【発明の詳細な説明】[Detailed description of the invention]

本発明はガラス質合金粉末から団結された強磁
性ガラス質金属体に関する。 非晶質金属合金およびそれらから製造された物
品はチエンおよびポークにより米国特許第
3856513号明細書(1974年12月24日交付)に記載
されている。この明細書は、非晶質の状態で得ら
れ、同一金属を基礎とする従来知られている結晶
質合金よりも優れた特定の新規な合金組成物につ
いて教示している。これらの組成物は容易に急冷
して非晶質状態にすることができ、望ましい物理
的特性をもつ。また、その溶融合金を噴霧してそ
れらの液滴を形成させ、これらの液滴を水、冷却
したブライン、または液体窒素などの液体中で急
冷することにより、約10〜250μmの粒径をもつ非
晶質金属粉末を製造しうることも記載されてい
る。 パーマロイその他の非晶質合金粉末の団結 (Consolidation)により磁性物品を製造する
ことは知られている。磁性の改良を必要とする新
たな用途には、同時に磁性物品の強度および磁気
反応を高める合金および団結法を開発する努力が
要求された。 本発明によれば、優れた強度および磁気反応を
もつ物体に団結させるために特に好適な非晶質合
金粉末が提供される。さらに本発明によれば、ガ
ラス質金属粉末の団結が機械的圧力および/また
は結合剤を用いて物質の結晶化温度以下の高めら
れた温度で行われる。また本発明によれば粉末の
最適寸法および好ましい合金組成、適切な結合剤
材料、ならびに加工後の熱処理についても教示さ
れる。 本発明により製造された物品は低いコア損およ
び高い透磁率をもつ。一般にこの種の団結した磁
性ガラス質金属体は周波数5kHzおよび誘導水準
0.1テスラにおいて少なくとも約70の初期相対透
磁率をもつ。ここで用いる“相対透磁率”という
語は、ある媒質中で特定の磁場により生じる磁気
誘導と、真空中で同一磁場により生じる磁気誘導
の比を意味するものとする。 高い透磁率をもつ本発明の磁性圧縮体
(compact bodies)は、一般に粉末状のガラス質
または非晶質の合金から製造される。合金から金
属ガラス粉末を製造するための一般的方法は、溶
融合金の急冷工程およびこれに続く微粉砕工程を
伴う。ガラス質合金の製造は、米国特許第
3856553号明細書(チエンら)に示された教示に
従つて行うことができる。得られるシート、リボ
ン、テープおよびワイヤが、これに記載する材料
の有用な前駆物質である。これらの非晶質材料の
微粉砕は以下により行われる。シート状、リボン
状、ワイヤ状またはフレーク状の非晶質材料をそ
の脆化温度よりも高いが、ただしその結晶化温度
よりも低い温度に加熱し、機械的に破砕する。得
られた種々の寸法のフレークおよび粉末を篩にか
けて希望する寸法のフレークおよび粉末を集め
る。ガラス質金属合金粉末を得るための他の方法
は米国特許第4290803号明細書(レイら)に示さ
れている。 粉末から出発する場合、粉末の団結
(Consolidation)が物体を製造するための最初の
工程である。団結用の粉末は微細な粉末(約2〜
100μmの範囲の粒径をもつもの)、粗大な粉末
(100〜1000μmの粒径をもつもの)、およびフレー
ク(粒径1000μm〜約2mmの粒径をもつもの)か
らなつていてもよい。これらのフレークおよび粉
末を以下単に粉末または粉末粒子と呼ぶ。団結は
ガラス質金属合金粉末を圧縮し、または接着結合
させることにより行われる。 低い透磁率を希望する場合、約5〜10μmの粒
子直径を用いる。高い透磁率を得るためには、こ
れよりも大きい約180μm以上の粒子直径を用い
る。比較的高い透磁率(たとえば5kHzおよび0.1
テスラの誘導において約200程度)および優れた
機械的硬度(たとえば約400Kg/mm2程度)の組合
せは、メツシユサイズ(米国篩)約80をもつ粒子
の使用により達成される。フレークコアには平行
な平面をもつ、より大きな粒子を用いる。この場
合の特性は、ラメラコアのものに近づく。 団結のためには、粉末を排気した缶に入れ、そ
の合金のガラス転移温度よりも低い熱間圧延し、
または平衡状態で熱間アイソスタテイカリに圧縮
(press)して希望する形状となす。さらに粉末を
それらのガラス転移温度よりも低い温度で真空
中、または他の保護雰囲気中で常法により熱間圧
縮して、希望するいかなる形状にすることもでき
る。好ましくは、粉末を少なくとも7MPaの圧力
でガラス転移温度の85〜95%の温度において圧縮
する。高い圧力および温度を用いて短い圧縮時間
(pressing time)でほぼ理論的最大値の圧縮非晶
質形状物の密度を得ることもできる。Fe78B13Si9
ガラス質合金に関し、時間、温度および圧力が圧
縮密度に与える影響を表に示す。温度がガラス
転移温度にまで上昇するのに伴つて、また圧力が
増すのに伴つて相対密度は増すであろう。高圧お
よびガラス転移温度付近の温度を用いることによ
り、圧縮時間を数秒にまで短縮することができ
る。
The present invention relates to ferromagnetic vitreous metal bodies consolidated from vitreous alloy powders. Amorphous metal alloys and articles made therefrom are disclosed in U.S. patent no.
It is described in Specification No. 3856513 (issued December 24, 1974). This specification teaches certain new alloy compositions that are obtained in an amorphous state and are superior to previously known crystalline alloys based on the same metal. These compositions can be easily quenched to an amorphous state and have desirable physical properties. Also, by atomizing the molten alloy to form droplets and quenching these droplets in a liquid such as water, chilled brine, or liquid nitrogen, particles with a particle size of about 10 to 250 μm can be produced. It is also stated that amorphous metal powders can be produced. It is known to produce magnetic articles by consolidating permalloy and other amorphous alloy powders. New applications requiring improved magnetic properties have simultaneously required efforts to develop alloys and consolidation methods that increase the strength and magnetic response of magnetic articles. The present invention provides an amorphous alloy powder that is particularly suitable for aggregation into objects with excellent strength and magnetic response. Furthermore, according to the invention, the aggregation of the vitreous metal powder is carried out using mechanical pressure and/or binders at elevated temperatures below the crystallization temperature of the substance. The present invention also teaches optimal powder dimensions and preferred alloy compositions, suitable binder materials, and post-processing heat treatments. Articles made according to the invention have low core loss and high magnetic permeability. Generally this kind of united magnetic glassy metal body has a frequency of 5kHz and an induction level
It has an initial relative permeability of at least about 70 at 0.1 Tesla. As used herein, the term "relative permeability" shall mean the ratio of the magnetic induction caused by a particular magnetic field in a medium to the magnetic induction caused by the same magnetic field in vacuum. The magnetic compact bodies of the present invention with high magnetic permeability are generally manufactured from powdered vitreous or amorphous alloys. A common method for producing metallic glass powders from alloys involves a quenching step of the molten alloy followed by a milling step. The manufacture of glassy alloys is covered by U.S. Patent No.
3856553 (Chien et al.). The resulting sheets, ribbons, tapes and wires are useful precursors for the materials described herein. Fine pulverization of these amorphous materials is performed as follows. An amorphous material in the form of a sheet, ribbon, wire or flake is heated above its embrittlement temperature but below its crystallization temperature and mechanically fractured. The resulting flakes and powders of various sizes are sieved to collect flakes and powders of desired size. Other methods for obtaining glassy metal alloy powders are shown in US Pat. No. 4,290,803 (Ray et al.). When starting from powder, powder consolidation is the first step to produce the object. The powder for binding is a fine powder (approximately 2~
(with a particle size in the range of 100 μm), coarse powder (with a particle size of 100 to 1000 μm), and flakes (with a particle size of 1000 μm to about 2 mm). These flakes and powders are hereinafter simply referred to as powders or powder particles. Consolidation is accomplished by compacting or adhesively bonding the vitreous metal alloy powder. If low permeability is desired, particle diameters of about 5-10 μm are used. To obtain high magnetic permeability, larger particle diameters of about 180 μm or more are used. Relatively high permeability (e.g. 5kHz and 0.1
A combination of tesla induction of the order of about 200) and excellent mechanical hardness (eg of the order of about 400 Kg/mm 2 ) is achieved by the use of particles with a mesh size (US sieve) of about 80. The flake core uses larger particles with parallel planes. The properties in this case approach those of a lamellar core. For consolidation, the powder is placed in an evacuated can and hot rolled below the glass transition temperature of the alloy.
Alternatively, it can be hot isostatically pressed in an equilibrium state to form the desired shape. Additionally, the powders can be conventionally hot compacted below their glass transition temperature in vacuum or other protective atmosphere into any desired shape. Preferably, the powder is compacted at a pressure of at least 7 MPa and at a temperature of 85-95% of the glass transition temperature. High pressures and temperatures can also be used to obtain compacted amorphous shape densities near the theoretical maximum with short pressing times. Fe 78 B 13 Si 9
The table shows the effect of time, temperature and pressure on compacted density for glassy alloys. The relative density will increase as the temperature increases to the glass transition temperature and as the pressure increases. By using high pressures and temperatures near the glass transition temperature, compression times can be reduced to a few seconds.

【表】 粉末を適切な有機結合剤(たとえばパラフイン
など)と混和したのち冷圧して適切な形状にする
ことができる。絶縁体および結合剤としては樹
脂、たとえばフエノールホルムアルデヒド樹脂、
たとえばベークライト(ユニオン・カーバイド社
の商標)が用いられる。他の適切な結合剤には合
成樹脂、乾燥油、油もしくは脂肪の蒸留残渣、ゴ
ム類もしくは樹脂の溶液、および酸化された油も
しくはワツクス化合物が含まれる。特定の酸化
物、たとえばSiO2、MgOおよびB2O3を粉末と混
合し、この混合物を加圧下に、粉末のガラス転移
温度または結晶化温度よりも低い高められた温度
で団結させることができる。特定の酸、たとえば
ボレート(ホウ酸)を粉末と混合し、この混合物
を加圧下に、粉末のガラス転移温度または結晶化
温度よりも低い高められた温度で団結させること
ができる。この場合、酸類が団結中に特定の酸化
物(たとえばボレートの場合はB2O3)と水(こ
れは団結中に蒸発する)に分解する。結合剤の量
は30重量%までであり、高透磁率コア用としては
好ましくは10重量%以下、より好ましくは0.1〜
4重量%である。。このような成形された合金は
理論的最大値の少なくとも90%の密度を有しう
る。圧縮された物体をガラス転移温度よりも低い
比較的低温で硬化させてより大きな強度を与え、
次いで最終寸法で粉砕することができる。この方
法による好ましい製品は、磁性成分として適した
形状をなす。 硬化処理(curing process)は磁場を同時に与
えながら行うことができる。好ましくは、硬化処
理は酸素の不在下で行われる。これらの処理は、
ガラス質金属合金から製造される希望する磁性お
よび構造の製品を得るのに最適な熱処理サイクル
に適合される。 圧縮(compaction)したのち最終製品を最終
寸法に粉砕する。この処理は簡単な幾何学的形状
をもつ大型のエンジニアリング機器を加工するの
に適している。さらに、最終製品を所望により、
手近な用途に用いられる個々の合金に応じて焼鈍
することができる。この固形物体は成形したまま
の状態の合金の約60%よりも低くはない密度、好
ましくは95%の密度をもつ。 金属ガラスは、結晶化せずに剛性状態になるま
で冷却された溶融合金生成物である。この種の金
属ガラスは一般に下記の特性、すなわち、高い硬
度および耐引掻き性、大きなガラス質表面平滑
性、寸法および形状安定性、機械的剛性、強度、
延性、関連する金属およびそれらの合金に比べて
高い電気抵抗、優れた磁気柔軟性(magnetic
softness)およびX線回折パターンのうち少くと
も幾つかをもつ。 ここで“合金”という語は普通の意味で、2種
以上の金属の固体混合物を表わすものとして用い
られる(縮約化学辞典(Condensed Chemical
Dictionary)、第9版、フアン・ノーストラン
ド・ラインホールド社、ニユーヨーク、1977年)。
これらの合金はさらに少なくとも1種の非金属元
素を混和含有する。“ガラス質(glassyまたは
vitreous)金属合金”、“金属ガラス”、“非晶質金
属合金”という語はすべてここで用いられる場合
同等であると考えられる。 本発明の強磁性ガラス質金属体の合金は実質的
に式MaMobZcから成る組成を有し、式中MはFe、
Ni及びCoの少くとも1であり;ZはB、Si及び
Cの少くとも1であり;a、b及びcは原子%で
あつて、a+b+cは100に等しく、aは78−
81.5、bは4以下、cは18−22の範囲にある。 圧縮(compaction)に際して各粉末は異なる
程度の外部応力を受ける。その外部応力は、粉末
が磁気歪をもつ場合粉末の磁性を変化させる。従
つて飽和磁気歪の低い粉末を団結させることが望
ましい。これは特に、高周波数で用いるための団
結材料について当てはまる。飽和磁気歪λsは、消
磁された状態から飽和の強磁性状態へ移行する際
に磁性材料に生じる長さの分数変化率Δ/に
関連する。磁気歪(無単位の量)はしばしばマイ
クロストレイン(microstrain)の単位で表わさ
れる(すなわちマイクロストレインは1ppmの長
さの分数変化率である)。量λsはプラスまたはマ
イナスであり、この軟質磁性がこの量により強く
影響される材料に応じて定められる。粉末に関す
るλsの好ましい絶対値は約10×10-6(すなわち
10ppm)以下であり、これはコバルトおよびニツ
ケルを基礎とするガラス質合金粉末の大部分、な
らびに鉄約40原子%とするCr、Mo、W、V、
Nb、Ta、Ti、ZrおよびHfよりなる群から選ば
れる少なくとも1種の元素約2原子%以下、ある
いは鉄約40〜88原子%とCr、Mo、W、V、Nb、
Ta、Ti、ZrおよびHfよりなる群から選ばれる少
なくとも1種の元素2原子%以上を含む、鉄を基
礎とするガラス質合金粉末において認められる。
粉末に関する最も好ましいλsの値はほぼゼロ、ま
たはゼロであり、これは約0.03〜約0.13の範囲の
鉄対コバルト含量比をもつ、コバルトを基礎とす
るガラス質合金粉末において達成される。低周波
数用途(すなわち50/60Hzの領域)の大部分の場
合のように磁気歪が重要な因子でない場合、これ
らを考慮する必要はない。 非晶質金属粉末を圧縮して、電磁コア、極片な
ど各種の用途に適した部品を加工することができ
る。ガラス質金属圧縮体は高い透磁率をもつ。こ
れらは比較しうる透磁率をもつ普通の圧縮合金体
よりもはるかに少ないニツケルを有してもよい。
得られたコアはトランス用コアとして、また他の
交流用に用いることができる。 以下の実施例及び参考例は本発明をより十分に
理解するために提示される。本発明の原理および
実際を説明するために示された特定の技術、条
件、材料、割合、および報告されたデータは例示
であり、本発明の範囲を限定するものと解すべき
ではない。 参考例 1 Fe78B13Si9の組成をもつ合金からなる数ミリメ
ートル以下の寸法の非晶質金属粉末を調製した。
これらの粉末を篩分けし、異なる寸法をもつもの
を分類した。篩分けされた粉末を圧縮して、内径
および外径それぞれ約3.2cmおよび4.2cmならびに
高さ約0.7cmのトロイド状体となした。団結の温
度および圧力はそれぞれ350℃および345MPaで
あつた。成形したままのトロイドおよび焼鈍した
トロイドの磁性に対し粉末の寸法が与える影響を
表にまとめる。この表は、大きな粉末はより良
好な磁性を与える傾向を示し、180μm〜1.4mmの
粉末寸法が最良の総合的磁性を得るために最も好
ましいことを示す。たとえば、約180μm〜1.4mm
の範囲の寸法をもつ粉末から製造され焼鈍された
トロイドは5kHzおよび50KHzでそれぞれ200およ
び70を越える透磁率を有する。
[Table] The powder can be mixed with a suitable organic binder (such as paraffin) and then cold pressed into the appropriate shape. Resins, such as phenol formaldehyde resins, as insulators and binders;
For example, Bakelite (trademark of Union Carbide Company) is used. Other suitable binders include synthetic resins, dry oils, distillation residues of oils or fats, solutions of gums or resins, and oxidized oil or wax compounds. Certain oxides such as SiO 2 , MgO and B 2 O 3 can be mixed with powders and this mixture can be united under pressure at elevated temperatures below the glass transition temperature or crystallization temperature of the powders. . Certain acids, such as borates, can be mixed with the powder and the mixture consolidated under pressure at an elevated temperature below the glass transition or crystallization temperature of the powder. In this case, the acids decompose during coalescence into certain oxides (for example B 2 O 3 in the case of borates) and water (which evaporates during coalescence). The amount of binder is up to 30% by weight, preferably below 10% by weight for high permeability cores, more preferably between 0.1 and 30% by weight.
It is 4% by weight. . Such shaped alloys may have a density of at least 90% of the theoretical maximum. The compressed object is cured at a relatively low temperature below the glass transition temperature to give it greater strength,
It can then be ground to final dimensions. Preferred products from this method have a shape suitable for magnetic components. The curing process can be performed while simultaneously applying a magnetic field. Preferably, the curing process is carried out in the absence of oxygen. These processes are
Optimal heat treatment cycles are adapted to obtain products of desired magnetic and structural properties produced from glassy metal alloys. After compaction, the final product is ground to final dimensions. This process is suitable for machining large engineering equipment with simple geometries. Furthermore, if desired, the final product can be
Annealing can be done depending on the particular alloy used in the application at hand. The solid body has a density not less than about 60%, preferably 95%, of the as-formed alloy. Metallic glasses are molten alloy products that have been cooled to a rigid state without crystallization. This kind of metallic glass generally has the following properties: high hardness and scratch resistance, large vitreous surface smoothness, dimensional and shape stability, mechanical stiffness, strength,
ductility, high electrical resistance compared to related metals and their alloys, excellent magnetic flexibility (magnetic
softness) and an X-ray diffraction pattern. The word "alloy" is used here in its ordinary sense to denote a solid mixture of two or more metals (Condensed Chemical Dictionary).
Dictionary), 9th edition, Juan Norstrand Reinhold, Inc., New York, 1977).
These alloys further contain at least one non-metallic element. “glassy or
The terms "vitreous metal alloy", "metallic glass", and "amorphous metal alloy" are all considered equivalent when used herein. It has a composition consisting of M a Mo b Z c , where M is Fe,
at least 1 of Ni and Co; Z is at least 1 of B, Si and C; a, b and c are atomic percent, a+b+c equals 100 and a is 78-
81.5, b is 4 or less, c is in the range 18-22. During compaction, each powder is subjected to a different degree of external stress. The external stress changes the magnetic properties of the powder if it is magnetostrictive. Therefore, it is desirable to consolidate powders with low saturation magnetostriction. This is especially true for cohesive materials for use at high frequencies. Saturation magnetostriction λ s is related to the fractional change in length Δ/ that occurs in a magnetic material when going from a demagnetized state to a saturated ferromagnetic state. Magnetostriction (a unitless quantity) is often expressed in units of microstrain (ie, a microstrain is a fractional change in length of 1 ppm). The quantity λ s is positive or negative and is determined depending on the material whose soft magnetism is strongly influenced by this quantity. The preferred absolute value of λ s for powders is approximately 10×10 -6 (i.e.
10 ppm), which is the majority of glassy alloy powders based on cobalt and nickel, as well as Cr, Mo, W, V, with about 40 at.% iron.
Approximately 2 atomic % or less of at least one element selected from the group consisting of Nb, Ta, Ti, Zr and Hf, or approximately 40 to 88 atomic % of iron and Cr, Mo, W, V, Nb,
It is found in iron-based glassy alloy powders containing 2 atomic percent or more of at least one element selected from the group consisting of Ta, Ti, Zr, and Hf.
The most preferred value of λ s for powders is near zero, or zero, which is achieved in cobalt-based vitreous alloy powders with iron to cobalt content ratios ranging from about 0.03 to about 0.13. If magnetostriction is not an important factor, as is the case in most low frequency applications (ie in the 50/60 Hz region), there is no need to consider these. Amorphous metal powder can be compressed into parts suitable for various uses, such as electromagnetic cores and pole pieces. Vitreous metal compacts have high magnetic permeability. These may have much less nickel than ordinary compression alloy bodies of comparable magnetic permeability.
The obtained core can be used as a transformer core or for other alternating current applications. The following examples and references are presented to provide a more complete understanding of the invention. The specific techniques, conditions, materials, proportions, and data reported to illustrate the principles and practice of the invention are illustrative and should not be construed as limiting the scope of the invention. Reference Example 1 An amorphous metal powder having a size of several millimeters or less was prepared from an alloy having a composition of Fe 78 B 13 Si 9 .
These powders were sieved and those with different dimensions were sorted. The sieved powder was compressed into a toroid-like body with inner and outer diameters of approximately 3.2 cm and 4.2 cm, respectively, and a height of approximately 0.7 cm. The temperature and pressure of the unity were 350°C and 345MPa, respectively. The effect of powder size on the magnetism of as-formed and annealed toroids is summarized in a table. This table shows that larger powders tend to give better magnetism, with powder sizes between 180 μm and 1.4 mm being most preferred to obtain the best overall magnetism. For example, about 180μm~1.4mm
Annealed toroids made from powders with dimensions in the range of 20 to 30 kHz have magnetic permeabilities of over 200 and 70 at 5 kHz and 50 KHz, respectively.

【表】 参考例 2 表においてトロイドの透磁率μ(f)は周波
数fの増加に伴つて低下することが認められる。
これは粉末間の導電性により生じる渦電流損失に
よるものである。各粉末粒子は絶縁されていない
のでこの導電性はかなりのものである。一般に金
属強磁性体における渦電流損失は周波数、材料の
寸法、およびその導電性と共に増大する。従つて
粒子寸法および粉末間導電性を低下させると渦電
流損失は減少するであろう。粉末間電気低抗(導
電性の逆)を高めるために種々の寸法の
Fe78B13Si9粉末と混和したSiO22重量%が団結し
たコアの磁性に与える影響を表にまとめる。
180μm以上の粉末から製造されたコアについて
は、異なる絶縁性の効果を調べるためにボレート
7.5重量%も用いた。ボレートはホウ酸であり、
酸化ホウ素に分解し、優れた結合剤および粉末粒
子間の絶縁材を提供する。表の結果が示すよう
に、SiO2すなわち酸化ホウ素により与えられた
絶縁性は高周波磁性を改良するのに実際に有効で
あつた。しかし予想しなかつたのは、粉末寸法の
大きい方がより良好な磁性を得たという結果であ
る。たとえば50kHzおよび0.1Tの誘導において寸
法180μm以上の絶縁粉末から製造されたコアに関
する透磁率μは約160である。これを寸法38μ以
下の絶縁粉末から製造したものに関するμ(50k
Hz、0.1T)=42と比較すべきである。従つて絶縁
粉末の寸法は、本発明の圧縮コアにおいて良好な
磁性を達成するためにも約180μm以上であること
が好ましい。
[Table] Reference Example 2 In the table, it is recognized that the magnetic permeability μ(f) of the toroid decreases as the frequency f increases.
This is due to eddy current losses caused by conductivity between the powders. This electrical conductivity is significant since each powder particle is not insulated. In general, eddy current losses in metallic ferromagnetic materials increase with frequency, the dimensions of the material, and its conductivity. Therefore, reducing particle size and interpowder conductivity will reduce eddy current losses. of various dimensions to increase powder-to-powder electrical resistance (the opposite of conductivity).
The table summarizes the effect of 2% by weight of SiO 2 mixed with Fe 78 B 13 Si 9 powder on the magnetism of the united core.
For cores made from powders larger than 180μm, borate was used to investigate the effect of different insulation properties.
7.5% by weight was also used. Borate is boric acid;
Decomposes into boron oxide, providing an excellent binder and insulation between powder particles. As the results in the table show, the insulation provided by SiO 2 , or boron oxide, was indeed effective in improving high frequency magnetism. However, what was unexpected was the result that larger powder sizes yielded better magnetism. For example, the magnetic permeability μ for a core made from insulating powder with dimensions of 180 μm or more at 50 kHz and 0.1 T induction is approximately 160. μ (50k
Hz, 0.1T) = 42. Therefore, the size of the insulating powder is preferably about 180 μm or more in order to achieve good magnetism in the compressed core of the present invention.

【表】 参考例 3 SiO22重量%またはボレート7.5重量%で絶縁さ
れた種々の寸法の粉末から多数のコアを製造し
た。寸法75μm以下の粉末、および180μm〜1.4mm
のものから製造され、焼鈍されたコアにおいて得
られる磁性の範囲を表に示す。より大きな粉末
から製造されたコアの総合的特性の方が、より小
さな粉末から製造されたものよりも良好であつ
た。5kHzおよび0.1Tにおいて10W/Kgという低
いコア損(L)および1000という高い透磁率(μ)が
約1.3テスラの飽和誘導をもつFeを基礎とする粉
末コアにおいて達成された点は注目される。これ
らの値を、約0.5テスラの飽和誘導をもつ市販の
Ni−Znフエライトのμ(5kHz、0.1T)約1000お
よびL約5W/Kgと比較すべきである。
Reference Example 3 A number of cores were produced from powders of various sizes insulated with 2% by weight SiO 2 or 7.5% by weight borate. Powders with dimensions below 75μm, and 180μm to 1.4mm
The table shows the range of magnetism obtained in cores manufactured from and annealed. The overall properties of cores made from larger powders were better than those made from smaller powders. It is noteworthy that a low core loss (L) of 10 W/Kg and a high permeability (μ) of 1000 at 5 kHz and 0.1 T were achieved in an Fe-based powder core with a saturation induction of about 1.3 Tesla. These values are compared to a commercially available
This should be compared to the μ (5kHz, 0.1T) of about 1000 and L of about 5W/Kg for Ni-Zn ferrite.

【表】 実施例 1 強磁性体の性能はその磁気歪(λ)、磁気化学
的作用の規模によりきわめて大きな影響を受け
る。λの量は内部応力によつて付加的な磁気アニ
ソトロビーエネルギーを導入する。磁性粉末を圧
縮すると、各粉末が異なる程度の応力下に置かれ
る。粉末が磁気歪をもつ場合、その外部応力が保
磁力を増大させ、その残留磁気を変化させ、従つ
てコアの交流特性に影響を与える。表に粉末材
料の磁気歪値と、同じ大きさの粉末から圧縮した
コアの交流特性との関係をまとめる。この表は磁
気歪のより低い粉末コアがより良好な磁性を示す
ことを明示している。従つて約10×10-6以下の低
い磁気歪が好ましく、本発明の圧縮されたコアの
最良の総合的磁性を得るために最も好ましいλの
値はほぼゼロである。
[Table] Example 1 The performance of a ferromagnetic material is greatly influenced by its magnetostriction (λ) and the magnitude of magnetochemical action. The amount of λ introduces additional magnetic anisotropic energy due to internal stresses. Compressing magnetic powders places each powder under a different degree of stress. If the powder is magnetostrictive, its external stress increases its coercivity and changes its remanence, thus affecting the AC properties of the core. The table summarizes the relationship between the magnetostriction value of a powder material and the AC characteristics of a core compressed from powder of the same size. This table clearly shows that powder cores with lower magnetostriction exhibit better magnetic properties. Therefore, a low magnetostriction of about 10×10 -6 or less is preferred, and the most preferred value of λ is approximately zero to obtain the best overall magnetism of the compressed core of the present invention.

【表】 実施例 2 表に示した磁気歪の低い粉末から製造された
本発明の圧縮コアの磁性をさらに改良するため、
SiO24重量%およびMgO4重量%を添加して粉末
粒子を絶縁した。結果を表に示す。表と表
のデータを比較すると、絶縁された低磁気歪の粉
末コアが最良の総合的磁性を示すことは明らかで
ある。5kHzおよび0.1テスラにおける透磁率(μ)
の800〜1600はNi−Znに関するもののμの“〜
1000”に匹敵するか、またはそれよりもすぐれて
いる。
[Table] Example 2 In order to further improve the magnetism of the compressed core of the present invention manufactured from the powder with low magnetostriction shown in the table,
4% by weight SiO 2 and 4% by weight MgO were added to insulate the powder particles. The results are shown in the table. Comparing the table to table data, it is clear that the insulated low magnetostrictive powder core exhibits the best overall magnetic properties. Permeability (μ) at 5kHz and 0.1 Tesla
800 to 1600 is related to Ni−Zn, but μ is “~”
1000” or better.

【表】 以上、本発明をかなり詳細に記述したが、これ
らの詳述に固執する必要はなく、当業者には各種
の変更をなしうることは自明であり、これらはす
べて特許請求の範囲の記載に包含される。
[Table] Although the present invention has been described in considerable detail above, it is not necessary to adhere to these detailed descriptions, and it is obvious that various changes can be made to those skilled in the art, and all of these changes are within the scope of the claims. Included in the description.

Claims (1)

【特許請求の範囲】 1 180μm−1.4mmの粒径をもつ粉末から団結さ
れ、磁場内で焼鈍された強磁性ガラス質金属体で
あつて、このガラス質合金が実質的に式MaMob
Zcから成る組成を有し、式中MはFe、Ni及びCo
の少なくとも1であり;ZはB、Si及びCの少な
くとも1であり;a、b及びcは原子%であつ
て、a+b+cは100に等しく、aは78−81.5、
bは4以下、cは18−22の範囲にあり、かつ5k
Hzおよび0.1テスラの誘導において少くとも650の
初期相対透磁率をもつガラス質合金よりなる、団
結された強磁性ガラス質金属体。 2 ガラス質合金がFe40Ni38Mo4B18の組成を有
し、5kHz及び0.1テスラの誘導において約650の初
期相対透磁率及び約22W/Kgのコア損をもつ特許
請求の範囲第1項記載の強磁性ガラス質金属体。 3 ガラス質合金がCo72.2Fe5.8Mo2B15Si5の組成
を有し、5kHz及び0.1テスラの誘導において少く
とも800の初期相対透磁率及び約19W/Kgのコア
損をもつ特許請求の範囲第1項記載の強磁性ガラ
ス質金属体。 4 180μm−1.4mmの粒径をもつ粉末から団結さ
れ、磁場内で焼鈍された強磁性ガラス質金属体で
あつて、このガラス質合金が実質的に式MaMob
Zcから成る組成を有し、式中MはFe、Ni及びCo
の少くとも1であり;ZはB、Si及びCの少くと
も1であり;a、b及びcは原子%であつて、a
+b+cは100に等しく、aは78−81.5、bは4
以下、cは18−22の範囲にあり;かつ5kHzおよ
び0.1テスラの誘導において少くとも650の初期相
対透磁率をもつガラス質合金よりなり、団結にあ
たつてSiO2、MgOおよびB2O3よりなる群から選
ばれた酸化物からなる結合剤と混合してなる、団
結された強磁性ガラス質金属体。 5 ガラス質合金がFe4 Ni38Mo4B18の組成を有
し、5kHz及び0.1テスラの誘導において約650の初
期相対透磁率及び約22W/Kgのコア損をもつ特許
請求の範囲第4項記載の強磁性ガラス質金属体。 6 ガラス質合金がCo72.2、Fe5.8Mo2B15Si5の組
成を有し、5kHz及び0.1テスラの誘導において少
くとも800の初期相対透磁率及び約19W/Kgのコ
ア損をもつ特許請求の範囲第4項記載の強磁性ガ
ラス質金属体。
[Scope of Claim] 1. A ferromagnetic vitreous metal body consolidated from powders having a particle size of 180 μm to 1.4 mm and annealed in a magnetic field, the vitreous alloy having substantially the formula M a Mo b
Zc , where M is Fe, Ni and Co
Z is at least 1 of B, Si and C; a, b and c are atomic %, a+b+c is equal to 100, a is 78-81.5;
b is 4 or less, c is in the range 18-22, and 5k
A consolidated ferromagnetic vitreous metal body consisting of a vitreous alloy having an initial relative magnetic permeability of at least 650 at Hz and an induction of 0.1 Tesla. 2. The glassy alloy has the composition Fe 40 Ni 38 Mo 4 B 18 and has an initial relative permeability of about 650 and a core loss of about 22 W/Kg at 5 kHz and 0.1 Tesla induction. The ferromagnetic glassy metal body described above. 3. Claims in which the glassy alloy has a composition of Co 72.2 Fe 5.8 Mo 2 B 15 Si 5 and has an initial relative permeability of at least 800 and a core loss of about 19 W/Kg at 5 kHz and 0.1 Tesla induction Ferromagnetic glassy metal body according to item 1. 4 A ferromagnetic glassy metal body agglomerated from powders with a particle size of 180 μm-1.4 mm and annealed in a magnetic field, the glassy alloy substantially having the formula M a Mo b
Zc , where M is Fe, Ni and Co
Z is at least 1 of B, Si and C; a, b and c are atomic %, and a
+b+c is equal to 100, a is 78-81.5, b is 4
Hereinafter, c is in the range 18-22; and consists of a glassy alloy with an initial relative magnetic permeability of at least 650 at 5 kHz and 0.1 Tesla induction, in combination with SiO 2 , MgO and B 2 O 3 A bonded ferromagnetic glassy metal body mixed with a binder consisting of an oxide selected from the group consisting of: 5. The glassy alloy has a composition of Fe 4 Ni 38 Mo 4 B 18 and has an initial relative permeability of about 650 and a core loss of about 22 W/Kg at 5 kHz and 0.1 Tesla induction. The ferromagnetic glassy metal body described above. 6. A claim in which the glassy alloy has a composition of Co 72.2 , Fe 5.8 Mo 2 B 15 Si 5 and has an initial relative permeability of at least 800 and a core loss of about 19 W/Kg at 5 kHz and 0.1 Tesla induction. Ferromagnetic glassy metal body according to scope 4.
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