[发明专利]纳米晶合金磁芯、磁芯组件和纳米晶合金磁芯的制造方法

说明书

在纳米晶合金磁芯的制造方法中，对于通过卷绕或层叠而得到的非晶合金带材的磁芯，利用热处理使其发生纳米晶化，该纳米晶合金磁芯的制造方法包括进行一次热处理的一次热处理工序，和在一次热处理工序后进行的二次热处理工序，其中，在一次热处理中，使磁芯在无磁场环境下从比晶化开始温度低的温度升温至晶化开始温度以上，二次热处理工序包括二次温度保持工序和之后的二次降温工序，在二次温度保持工序中，将磁芯在无磁场环境下保持于200℃以上、小于晶化开始温度的一定的温度，在二次降温工序中，一边在与磁路正交的方向上施加磁场一边进行降温。

技术领域

本申请涉及由纳米晶合金卷绕或层叠而构成的纳米晶合金磁芯、磁芯组件和纳米晶合金磁芯的制造方法。

背景技术

作为在磁芯上卷绕导线而构成的磁芯组件，例如有共模扼流圈和电流互感器。共模扼流圈在根据传导模式的不同来区分噪声和信号的滤波器等中使用。电流互感器是测量用的电流变压器，例如在电流测量仪或漏电断路器等中使用。它们具有用于形成闭合磁路的软磁材料的磁芯。作为其中使用的磁芯，专利文献1公开了利用Fe基、Co基纳米晶合金薄带(ribbon，带材)制成的磁芯是较为理想的。纳米晶合金与坡莫合金和Co基非晶合金相比能够表现出较高的饱和磁通密度，而与Fe基非晶合金相比具有较高的导磁率。

纳米晶合金的有代表性的组分例如已被专利文献2等公开。使用了纳米晶合金的磁芯的制造方法的典型例包括以下工序：使具有期望组分的原料合金熔液急冷来生成非晶合金带材的工序，将该非晶合金带材卷绕成环状芯材的工序，和通过热处理使非晶合金带材晶化来获得具有纳米晶组织的磁芯的工序。

对于纳米晶合金磁芯来说，能够通过热处理时的温度曲线或在热处理时在特定的方向上施加磁场，来大幅改变导磁率μ和矩形比等磁特性。例如专利文献3公开了一种技术，通过使磁场施加方向为磁芯的高度方向或径向方向，实现了导磁率μ(50Hz～1kHz)为70000以上、矩形比为30％以下的高导磁率且低矩形比的磁芯。在上述专利文献3的[0018]段，作为制造方法记载了，将合金磁芯的表面温度保持在晶化温度+100℃以下，同时进行纳米晶化的一次热处理。由此，即使是大型磁芯也能够获得优秀的软磁特性，并且即使对大量的磁芯进行热处理，特性偏差也较小，能够制造量产性较好的、具有优秀的软磁特性的纳米晶合金磁芯，此外，专利文献3还指出，脱离该温度范围会产生矫顽力增大等问题。

专利文献4公开了一种使用了纳米晶合金的脉冲变压器用磁芯，在-20℃和50℃下初始相对导磁率为50000以上。作为该磁芯的具体制造方法，其公开如下：出于晶化目的而以500℃～580℃、2小时以内之条件进行一次热处理，之后进一步进行二次热处理，其中该二次热处理的温度为300℃以上，且比晶化热处理的温度低，并且比通过晶化而形成的bcc相的居里温度低。该文献还记载了能够一并使用磁场热处理，在实施例和图1、图2中，记载了在二次热处理的过程中从开始保持温度的时间起施加磁场的磁场热处理的曲线。

与专利文献4同样地，专利文献5也记载了对纳米晶合金磁芯进行一次热处理和二次热处理的实施例，该文献的图4、图5(a)、(b)和图6记载了从开始保持温度的时间起施加磁场的情况下的温度和磁场施加的曲线，而图5(c)记载了不对温度进行保持而是降温并同时施加磁场的情况下的温度和磁场施加的曲线。专利文献5的发明之特征在于，规定了一次热处理后的冷却速度(在到达400℃之前，以20℃/min以上的速度进行冷却)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特许第2501860号公报

专利文献2：日本特公平4-4393号公报

专利文献3：日本特开平7-278764号公报

专利文献4：日本特开平7-94314号公报

专利文献5：日本特开平8-85821号公报

发明内容

发明要解决的课题