高頻變壓器磁芯及其制造方法
【專利摘要】一種高頻變壓器用磁芯，其特征在于，具有使用單輥法將具有輥?zhàn)咏佑|面(2)和自由面(3)的Fe基納米結(jié)晶合金薄帶(1)經(jīng)由絕緣層(4)卷繞的形狀，所述Fe基納米結(jié)晶合金薄帶(1)的自由面(3)分散有具有火山口狀的凹部的凸起(5)，而所述凸起(5)的頂部被研磨而鈍化。
【專利說明】
高頻變壓器磁芯及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域
[0001] 本發(fā)明涉及一種高功率用途特別優(yōu)異的高頻變壓器用磁芯及其制造方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 專利文獻(xiàn)1記載有在高頻功率變壓器的磁芯中使用Fe基納米結(jié)晶軟磁性合金薄帶 的結(jié)構(gòu)。
[0003] 專利文獻(xiàn)2雖然記載的不是高頻功率變壓器，但是記載有在使用Fe基納米結(jié)晶軟 磁性合金薄帶的高頻加速腔用磁芯中形成間隙的磁芯。
[0004] 作為構(gòu)成所述磁芯的Fe基納米結(jié)晶合金薄帶，在所述專利文獻(xiàn)2中公開了例如10 ~30μηι的厚度(權(quán)利要求3)。另一方面，從Fe基納米結(jié)晶軟磁性合金薄帶的制造性的觀點(diǎn)出 發(fā)，典型的是鑄造為超過15μπι的厚度來使用。
[0005] 但是，要求高頻變壓器具有更小的低損耗。作為已知減少磁芯損耗中的渦電流損 耗的方法，通常變薄合金薄帶的厚度。
[0006] 專利文獻(xiàn)3中記載有為改善磁性特性對(duì)非晶形合金表面進(jìn)行機(jī)械研磨或者化學(xué)研 磨改質(zhì)的方法。具體記載有將不與輥?zhàn)咏佑|的面研磨至Ιμπι以下，優(yōu)選0.5μπι以下。
[0007] 此外，高頻用磁芯利用使Fe基納米結(jié)晶合金用非晶形合金薄帶卷繞層積后，在結(jié) 晶化溫度以上進(jìn)行熱處理的方法來制作。此時(shí)因需要確保所述合金薄帶的層間的絕緣，通 常通過在被連續(xù)鑄造的合金薄帶的一面涂敷二氧化硅粉末或氧化鋁粉末進(jìn)行干燥形成絕 緣膜，以提高合金薄帶的層間的絕緣度。
[0008] 現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)
[0009] 專利文獻(xiàn)
[0010] 專利文獻(xiàn)1:日本特開2001-110647號(hào)公報(bào) [0011] 專利文獻(xiàn)2:日本特開2000-138099號(hào)公報(bào) [0012] 專利文獻(xiàn)3:日本特開昭57-39509號(hào)公報(bào)

【發(fā)明內(nèi)容】

[0013] 發(fā)明要解決的課題
[0014] 如上所述，為實(shí)現(xiàn)磁芯的進(jìn)一步的低損耗化，具體來說，為降低渦電流損耗，目前 將以超過15μηι厚度生產(chǎn)的Fe基納米結(jié)晶合金用Fe基非晶形合金薄帶，制造成變薄為13μηι左 右厚度的合金薄帶并形成絕緣膜，卷繞后進(jìn)行用于形成納米結(jié)晶合金的熱處理，由此來制 作磁芯。
[0015] 但是，使用原來能夠期待減薄板厚且降低渦電流損耗的13μπι左右厚度的合金薄帶 制作磁芯的結(jié)果，并沒有獲得所期待的效果。
[0016] 而且，經(jīng)過詳細(xì)調(diào)查得知，與現(xiàn)有超過15μπι厚度的情況不同，合金薄帶的層間未被 充分絕緣，出現(xiàn)短路的頻率非常高。在高頻用磁芯中，由于對(duì)卷繞為磁芯的線圈施加高頻， 因此在磁芯的合金薄帶上也產(chǎn)生渦電流。因此，認(rèn)為如果合金薄帶的層間的絕緣不充分，則 由于合金薄帶的層間產(chǎn)生短路、導(dǎo)通而導(dǎo)致渦電流損耗增大。
[0017] 在此，對(duì)卷繞層積合金薄帶的磁芯的絕緣度的評(píng)價(jià)方法進(jìn)行說明。磁芯通過在由 樹脂等絕緣體構(gòu)成的筒狀的內(nèi)心上固定合金薄帶的一端后，將規(guī)定的長(zhǎng)度Lr(例如200m)以 規(guī)定的張力（例如15N)卷繞層積來制作，所述合金薄帶事先在合金薄帶的一面上利用二氧 化硅粉末形成絕緣膜而成。首先，事先求出合金薄帶長(zhǎng)度方向上的單位長(zhǎng)度的直流電阻值 Ru。測(cè)量卷繞為磁芯的合金薄帶長(zhǎng)度Lr和所述合金薄帶的最內(nèi)周和最外周的兩端部的直流 電阻Rr，然后評(píng)價(jià)實(shí)際的兩端部間的直流電阻相對(duì)層間的合金薄帶間被完全絕緣時(shí)的合金 薄帶的直流電阻之比，即Rr/(RuXLr) X 100%，由此可以評(píng)價(jià)磁芯的絕緣度。
[0018] 理想的所述絕緣度為100%，但是當(dāng)合金薄帶厚度在18μπι左右的厚度時(shí)，由于實(shí)際 上所述二氧化硅絕緣膜局部剝離、脫落，因此鄰接的合金薄帶彼此中存在局部有接觸、短路 的部位，所以通常成為80%~90%的值。
[0019] 但是，將合金薄帶厚度設(shè)定為13μπι左右時(shí)，評(píng)價(jià)所述絕緣度的結(jié)果，不足50%，認(rèn) 為在卷繞層積的合金薄帶的層間，發(fā)生高頻度的電接觸。在所述絕緣度不足50%時(shí)，不但不 能期待降低渦電流損耗，而且實(shí)際使用高頻用磁芯時(shí)，因在合金薄帶間發(fā)生高電壓并短路， 有可能損傷磁芯。
[0020] 對(duì)所述接觸部分進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查的結(jié)果，在13μηι左右厚度的合金薄帶上，發(fā)現(xiàn)在合 金薄帶的一側(cè)主面有很多具有火山口狀凹部的凸起。另一方面，在18μπι左右厚度的合金薄 帶上，幾乎沒有發(fā)現(xiàn)具有火山口狀凹部的凸起。因此，推測(cè)在具有所述火山口狀凹部的凸起 上幾乎沒有形成絕緣膜，由于與鄰接的合金薄帶接觸、導(dǎo)通，導(dǎo)致絕緣度降低，渦電流損耗 增加，損耗增大。
[0021] 此外，合金薄帶是利用單輥法制造的，但是得知形成具有所述火山口狀凹部的凸 起的面是與冷卻輥接觸的面（以下稱為輥?zhàn)咏佑|面)相反的面。以下將所述相反的面稱為自 由面。
[0022] 本發(fā)明是鑒于上述問題而提出的，本發(fā)明的目的在于，提供一種低損耗的高頻變 壓器用磁芯及其制造方法。
[0023]解決課題的技術(shù)方案
[0024]本發(fā)明人研究在不損害Fe基納米結(jié)晶合金原本具有的優(yōu)異的磁性特性的情況下， 抑制在Fe基納米結(jié)晶合金用Fe基非晶形合金薄帶的自由面上發(fā)生的火山口狀凸起引起的 損耗的增加。而且，發(fā)現(xiàn)對(duì)形成有火山口狀凸起的頂部部分進(jìn)行研磨而鈍化是有效的，最終 做出了本發(fā)明。
[0025]在此，"鈍化"是指對(duì)火山口狀凸起的頂部進(jìn)行研磨，使之變得平坦程度的意思，并 不限定于特定的形狀或特定的表面狀態(tài)。以下相同。
[0026] 〈1〉高頻變壓器用磁芯
[0027]本發(fā)明提供一種高頻變壓器用磁芯，其特征在于，具有使用單輥法將具有輥?zhàn)咏?觸面和自由面的Fe基納米結(jié)晶合金薄帶經(jīng)由絕緣層卷繞的形狀，所述Fe基納米結(jié)晶合金薄 帶的自由面分散有具有火山口狀凹部的凸起，而所述凸起的頂部被研磨而鈍化。
[0028]本發(fā)明優(yōu)選Fe基納米結(jié)晶合金薄帶的厚度為10~15μηι。
[0029] 〈 2〉高頻變壓器用磁芯的制造方法
[0030] 本發(fā)明提供一種高頻變壓器用磁芯的制造方法，其特征在于，包括：
[0031] (1)使用單輯法制作Fe基納米結(jié)晶合金薄帶用Fe基非晶形合金薄帶的工序；
[0032] (2)使圓柱狀磨石的旋轉(zhuǎn)周面與所述Fe基非晶形合金薄帶的自由面接觸，對(duì)分散 在所述自由面的具有火山口狀凹部的凸起的頂部加壓研磨而鈍化的工序；
[0033] (3)在所述Fe基非晶形合金薄帶的自由面和/或輥?zhàn)咏佑|面形成絕緣層的工序；
[0034] (4)卷繞形成有所述絕緣層的Fe基非晶形合金薄帶的工序；以及
[0035] (5)對(duì)被卷繞的所述Fe基非晶形合金薄帶進(jìn)行熱處理使之納米結(jié)晶化而成為Fe基 納米結(jié)晶合金薄帶的工序。
[0036]發(fā)明的效果
[0037]本發(fā)明能夠提供低損耗的磁芯，能夠抑制在Fe基納米結(jié)晶合金用Fe基非晶形合金 薄帶的自由面上分散的火山口狀凸起引起的損耗的增加。
【附圖說明】
[0038] 圖1是對(duì)本發(fā)明的合金薄帶自由面的具有火山口狀凹部的凸起的頂部進(jìn)行研磨鈍 化后的截面照片。
[0039] 圖2是合金薄帶自由面的具有火山口狀的凹部的凸起的截面照片。
[0040] 圖3是對(duì)本發(fā)明的合金薄帶自由面的具有火山口狀的凹部的凸起的頂部進(jìn)行研磨 鈍化后的俯視照片。
[0041] 圖4是合金薄帶自由面的具有火山口狀的凹部的凸起的俯視照片。
[0042] 圖5是對(duì)本發(fā)明的合金薄帶自由面的具有火山口狀的凹部的凸起的頂部進(jìn)行研磨 鈍化的一個(gè)方法的簡(jiǎn)要說明圖。
【具體實(shí)施方式】
[0043]本發(fā)明提供的用于高頻變壓器用磁芯的Fe基非晶形合金薄帶利用單輥法制作，合 金薄帶在結(jié)晶化熱處理后具有納米結(jié)晶組織。在單輥法中，通過從噴嘴向冷卻輥排出熔融 的熔液并急速冷卻，并從冷卻輥剝離凝固后的合金薄帶，來連續(xù)鑄造。
[0044] 通過將合金薄帶的厚度設(shè)為15μηι以下，在合金薄帶的自由面?zhèn)刃纬捎卸鄠€(gè)凸起， 所述凸起具有直徑大致為20~50μπι、高度為5~ΙΟμπι大小的火山口狀凹部。這種凸起形成的 確切的原因還未弄清，但是推測(cè)為由噴嘴向冷卻輥排出熔液時(shí)卷入的空氣引起的。為將合 金薄帶1的厚度變薄，有必要采取減少?gòu)膰娮炫懦龅娜垡旱呐懦隽?，或者減小噴嘴與冷卻輥 之間的間隙等應(yīng)對(duì)措施。認(rèn)為相關(guān)條件設(shè)定的變更，導(dǎo)致容易卷入空氣。
[0045] 圖2示出具有所述火山口狀凹部的凸起的截面照片。此外圖4示出凸起5的俯視照 片。均示出未對(duì)凸起的頂部進(jìn)行研磨鈍化的狀態(tài)。
[0046] 圖5示出本發(fā)明的對(duì)凸起5的頂部進(jìn)行研磨鈍化的設(shè)備的示意圖。開卷盤11用于使 用單輥法卷繞鑄造后的Fe基非晶形合金薄帶1。卷繞盤12用于卷繞經(jīng)過研磨鈍化處理工序 后的合金薄帶1。
[0047]圓柱狀磨石7起到研磨鈍化具有火山口狀凹部的凸起5的頂部的作用。清洗輥8起 到除去附著在研磨鈍化后的合金薄帶表面的研磨粉的作用。張力調(diào)整輥9對(duì)移動(dòng)的合金薄 帶1施加規(guī)定的張力以進(jìn)行適當(dāng)?shù)难心モg化。在適當(dāng)?shù)奈恢门渲枚鄠€(gè)導(dǎo)向輥10,使得合金薄 帶1能夠沿規(guī)定的路徑移動(dòng)。
[0048] 其次，參照?qǐng)D5對(duì)形成在合金薄帶1的具有火山口狀凹部的凸起5的頂部進(jìn)行研磨 鈍化的工序進(jìn)行說明。
[0049] 鑄造后，利用多個(gè)導(dǎo)向輥10控制卷繞在開卷盤11上的Fe基非晶形合金薄帶1的移 動(dòng)的同時(shí)開卷。通過張力調(diào)整輥9控制規(guī)定的張力的同時(shí)，旋轉(zhuǎn)圓柱狀磨石7(磨石輥)對(duì)金 屬薄帶表面（自由面3)進(jìn)行研磨，由此能夠容易地對(duì)具有火山口狀凹部的凸起5的頂部進(jìn)行 鈍化。
[0050] 因?yàn)樵谘心ァ⑩g化后的金屬薄帶表面附著有研磨粉，優(yōu)選使用清洗輥8除去研磨 粉。
[0051] 在此，雖然圓柱狀磨石7(磨石輥)在合金薄帶1的自由面3的表面的寬度方向上以 整個(gè)寬度接觸，但是可以通過張力的適當(dāng)化而有選擇地僅對(duì)具有火山口狀凹部的凸起5的 頂部施加壓力，基本有選擇地僅對(duì)具有火山口狀凹部的凸起5的頂部進(jìn)行研磨、鈍化。
[0052]圓柱狀磨石7可以使用圓柱狀的電沉積磨石，通過使用混合有目數(shù)#50~15000(粒 徑297~Ιμπι)的金剛石粉、CBN(立方晶氮化硼）粉的鍍鎳液對(duì)圓柱狀的基體進(jìn)行鍍鎳來制 作。
[0053]為對(duì)具有火山口狀凹部的凸起的頂部進(jìn)行高效的研磨、鈍化，優(yōu)選使用電沉積有 目數(shù)#1000~#1500(粒徑15~ΙΟμL?)的金剛石粉、CBN粉的磨石，以周速度400~600m/分進(jìn)行 研磨。所述磨石因具有耐久性且不易堵塞而生產(chǎn)性優(yōu)異，因此優(yōu)選之。
[0054]圖1示出根據(jù)所述條件使具有火山口狀凹部的凸起的頂部5被研磨、鈍化部分的截 面照片。圖3示出凸起5的頂部被研磨、鈍化部分的俯視照片。當(dāng)對(duì)凸起5的頂部進(jìn)行研磨時(shí)， 前端被鈍化，變平坦?？梢赃m當(dāng)確定研磨到什么程度。
[0055]通過研磨鈍化凸起5的頂部，可以降低因凸起5的頂部的前端直接接觸層積在凸起 5的頂部的前端上的合金薄帶1的輥?zhàn)咏佑|面?zhèn)榷l(fā)生短路的概率。由此，能夠得到例如13μ m厚度的層間絕緣充分的Fe基納米結(jié)晶合金薄帶。并且，即使是例如18μπι比較厚的情況，由 于在自由面3的表面有可能形成具有火山口狀凹部的凸起5的頂部，因此本發(fā)明的研磨鈍化 處理是有效的。
[0056]為降低渦電流損耗，合金薄帶的厚度優(yōu)選15μπι以下，更優(yōu)選14μπι以下。但是，熔液 合金在冷卻輯上凝固成為合金薄帶后，從冷卻輯連續(xù)剝離合金薄帶時(shí)，因合金薄帶本身需 要具有不斷裂的機(jī)械性強(qiáng)度，所以厚度優(yōu)選?〇μπι以上。
[0057]本發(fā)明的Fe基結(jié)晶合金薄帶用Fe基非晶形合金薄帶，以Fe為主體，并且作為必要 元素適合含有選自Cu、Au的至少一種元素以及選自11、￥、21'、他、]\1〇、!1;1；\13、￥的至少一種元 素。例如，除日本特公平4-4393號(hào)公開的Fe-Cu-Nb-Si-B系之外，還能夠列舉Fe-Cu-Nb-Zr-Si-B 系、Fe-Cu-Nb-Zr-B 系、Fe-Mo-B 系、Fe-Nb-B 系、Fe-Zr-B 系、Fe-Cu-Zr-B 系、Fe-Nb-Al-Si-B系等。
[0058] 這些合金經(jīng)過結(jié)晶化溫度以上的熱處理，成為具有納米結(jié)晶組織的軟磁性合金薄 帶，所述納米結(jié)晶組織中平均粒徑為l〇〇nm以下的bcc-Fe固溶體結(jié)晶占50 %以上。
[0059] 圖3示出的凸起5的頂部被研磨鈍化后的合金薄帶1，在使用清洗輥8除去磨耗粉 后，暫時(shí)卷繞到卷繞盤12。暫時(shí)卷繞后，再進(jìn)行涂敷絕緣層4的處理工序。用于形成絕緣層4 的裝置，優(yōu)選使用公知的凹版涂敷機(jī)等輥式涂敷機(jī)。
[0060] 即，將卷繞有所述合金薄帶1的卷繞盤12作為開卷盤，安裝在輥式涂敷機(jī)，能夠在 合金薄帶1的表面涂敷絕緣層4。
[0061 ]層間絕緣膜通過使二氧化硅、氧化鋁等涂敷干燥形成。此時(shí)，能夠高效率且連續(xù)形 成絕緣膜的方法有，將合金薄帶浸沒到含有金屬醇鹽的酒精溶液中后干燥形成的方法、將 合金薄帶浸沒到懸浮有二氧化硅粉末等的溶液中后干燥的方法等。
[0062] 涂敷絕緣層4并使之干燥后，將合金薄帶1再次卷繞到卷繞盤12。在該卷繞的狀態(tài) 下進(jìn)行所述的熱處理，制作Fe基納米結(jié)晶合金薄帶。
[0063] 本實(shí)施方式對(duì)在自由面3形成絕緣層的例子進(jìn)行了說明，但是也可以在輥?zhàn)咏佑| 面2形成絕緣層。此外，也可以在輥?zhàn)咏佑|面2和自由面3的兩面形成絕緣層。考慮到成本和 處理工序的難易度，優(yōu)選僅在自由面3形成。
[0064] 實(shí)施例 [0065]第一比較例
[0066]使用單輥法將合金熔液(合金質(zhì)量40Kg)急速冷卻，得到大致17，000m的寬度25mm、 厚度13μηι的Fe基非晶形合金薄帶，所述合金恪液以原子％計(jì)含有Cu : 1 %、Nb : 3%、Si : 15.5%、B:6.5%，剩余部分由Fe和不可避免的雜質(zhì)構(gòu)成。
[0067] 為確認(rèn)得到的合金自由面的具有火山口狀凹部的凸起的狀態(tài)，在長(zhǎng)度方向的任意 位置，將合金薄帶寬度方向的中央部、兩端部共計(jì)三處作為三視野，在金屬顯微鏡下觀察的 結(jié)果，在所述三視野內(nèi)能夠確認(rèn)出十個(gè)具有火山口狀凹部的凸起，各個(gè)所述視野的寬度為 5mm X 50mm 〇
[0068] 其次，涂敷二氧化硅絕緣膜。將合金薄帶通過IPA(異丙醇）中懸浮有二氧化硅粉的 液體后進(jìn)行干燥，在合金薄帶的一面（自由面)形成1.5~3μηι的二氧化娃絕緣膜。
[0069] 將形成有所述二氧化娃絕緣膜的合金薄帶的一部分，200m長(zhǎng)度卷繞到內(nèi)徑180mm 的樹脂制卷芯上，評(píng)價(jià)的絕緣度為41%。
[0070]卷繞形成有所述二氧化娃絕緣膜的合金薄帶并制作內(nèi)徑28mm、外徑45mm的環(huán)形磁 芯，通過在氮環(huán)境下以最高保持溫度580°C保持20分鐘形成納米結(jié)晶合金后，向所述磁芯各 卷繞一圈直徑0.5mm的兩根導(dǎo)線，在頻率100kHz、勵(lì)磁磁通密度200mT的條件下，測(cè)量損耗的 結(jié)果為200kW/m 3。
[0071 ]卷繞形成有所述二氧化娃絕緣膜的合金薄帶并制作加速腔用形狀的內(nèi)徑245mm、 外徑800mm、高度25mm的環(huán)形磁芯，通過在氮環(huán)境下以最高保持溫度580 °C保持20分鐘形成 納米結(jié)晶合金后，使用Agi lent制LCR測(cè)量?jī)x4285A，測(cè)量頻率0.5MHz、1MHz、5MHz、10MHz下的 分流阻抗Rp (振蕩輸出電壓〇SC = 0.5V，線圈:0.05mm厚度X 28mm寬度的銅板，1匝）。
[0072]根據(jù)以下的關(guān)系式和Rp，能夠求出μρ' · Q · f值(GHz)。即使在內(nèi)徑、外徑等磁芯形 狀不同的情況下，μρ' · Q · f值也能被用作可以比較磁芯特性的指標(biāo)。
[0073] Rp=y0 · t · ln(b/a)yp，· Q · f
[0074] 在此，μ0 :真空的導(dǎo)磁率、t:磁芯尚度、a:磁芯內(nèi)徑、b:磁芯外徑、μρ :并聯(lián)等效電 路的復(fù)數(shù)導(dǎo)磁率實(shí)數(shù)部、Q:磁芯的Q值、f:頻率。
[0075] 高頻加速腔用的磁芯優(yōu)選高分流阻抗Rp，即高μρ' · Q · f值。
[0076] 所述高頻加速腔用的磁芯在各頻率下的μρ' · Q · f值(GHz)分別為3.4(0.5MHz)、 4·1(1ΜΗζ)、6·4(5ΜΗζ)、7·6(10ΜΗζ)。
[0077] 第二比較例
[0078] 將與第一比較例相同組成的合金質(zhì)量40Kg在熔點(diǎn)以上進(jìn)行熔融后，使用單輥法， 從噴嘴向冷卻輥排出熔融金屬，得到12,200m的寬度25mm、厚度18μπι的合金薄帶。
[0079] 為確認(rèn)得到的合金自由面的具有火山口狀凹部的凸起的狀態(tài)，在長(zhǎng)度方向的任意 位置，將合金薄帶寬度方向的中央部、兩端部共計(jì)三處作為三視野，在金屬顯微鏡下觀察的 結(jié)果，在所述三視野內(nèi)僅能夠確認(rèn)出一個(gè)具有火山口狀凹部的凸起，各個(gè)所述視野的寬度 為 5mmX 50mm〇
[0080] 其次，涂敷二氧化硅膜。將合金薄帶通過懸浮有IPA的液體后進(jìn)行干燥，在合金薄 帶的一面（自由面)形成1.5~3μηι的二氧化娃絕緣膜。
[0081 ]將形成有所述二氧化娃絕緣膜的合金薄帶的一部分，200m長(zhǎng)度卷繞到內(nèi)徑180mm 的樹脂制卷芯上，評(píng)價(jià)的絕緣度為87%。
[0082]使用與第一比較例相同的方法制作環(huán)形磁芯，測(cè)量損耗的結(jié)果為250~300kW/m3。
[0083] 將與第一比較例相同組成的合金質(zhì)量40Kg在熔點(diǎn)以上進(jìn)行熔融后，使用單輥法， 從噴嘴向冷卻輯排出恪融金屬，得到寬度35mm、厚度18μηι的合金薄帶。
[0084] 與第一比較例同樣地，在合金薄帶表面形成二氧化硅絕緣膜后進(jìn)行卷繞，制作加 速腔用形狀的內(nèi)徑245mm、外徑800mm、高度35mm的環(huán)形磁芯，通過在氮環(huán)境下以最高保持溫 度580°C保持20分鐘形成納米結(jié)晶合金后，在與第一比較例相同的各頻率下測(cè)量分流阻抗 Rp，算出了μρ' · Q · f值(GHz)。在各頻率下的μρ' · Q · f值(GHz)分別為3·2(0·5ΜΗζ)、3·8 (1ΜΗζ)、6·0(5ΜΗζ)、7·2(10ΜΗζ)。
[0085] 第一實(shí)施例
[0086] 利用圖5示出的具備電沉積有金剛石粉的圓柱狀磨石(磨石輥）（#1000)的裝置，對(duì) 所述第一比較例中制作的合金薄帶16，900m中的500m研磨自由面。圓柱狀磨石的直徑為 60mm，以每分鐘2500轉(zhuǎn)的轉(zhuǎn)速進(jìn)行。即，周速度為450m/分。并且，在向合金薄帶施加30N · m 的張力的狀態(tài)下，以合金薄帶與圓柱狀磨石的接觸距離為4.2mm(以角度換算為8°)的條件 下進(jìn)行。圖1示出觀察自由面的具有火山口狀凹部的凸起的頂部被研磨、鈍化的部分(使用 清洗輥去除磨耗粉之后）的截面的結(jié)果。圖2示出研磨鈍化前的自由面的具有火山口狀凹部 的凸起的截面。與圖2比較，得知圖1表面的具有火山口狀凹部的凸起的頂部已被研磨、鈍 化。
[0087] 對(duì)于所述合金薄帶500m，與比較例同樣地，在形成所述二氧化娃絕緣膜后，200m長(zhǎng) 度卷繞到內(nèi)徑180mm的樹脂制卷芯，評(píng)價(jià)絕緣度的結(jié)果為85%。所述絕緣度與自由面的具有 火山口狀的凹部的凸起的頂部未被研磨、鈍化的第一比較例相比是兩倍以上。并且，與合金 薄帶的厚度為18wii且基本沒有具有火山口狀凹部的凸起的第二比較例相比僅低2%，基本 相等。
[0088] 并且，使用與第一比較例相同的方法制作環(huán)形磁芯，測(cè)量損耗的結(jié)果為166~ 177kW/m3。所述損耗的值與自由面的具有火山口狀凹部的凸起的頂部未被研磨、鈍化的第 一比較例相比損耗低11~17%。另一方面，與合金薄帶的厚度為18μηι的第二比較例相比，損 耗大致降低25 %。
[0089] 使用第一實(shí)施例記載的形成有二氧化硅絕緣膜的合金薄帶，卷繞合金薄帶，制作 加速腔用形狀的內(nèi)徑245mm、外徑800mm、高度25mm的環(huán)形磁芯，通過在氮環(huán)境下以最高保持 溫度580°C保持20分鐘形成納米結(jié)晶合金后，使用與第一比較例同樣地，在各頻率下測(cè)量分 流阻抗Rp，算出μρ' · Q · f值(GHz)。在各頻率下的μρ' · Q · f值(GHz)分別為4·2(0·5ΜΗζ)、 4·9(1ΜΗζ)、7·1(5ΜΗζ)、8·4(10ΜΗζ)。
[0090] 示出上述第一比較例、第二比較例及第一實(shí)施例的μρ' · Q · f值(GHz)的算出結(jié)果 讀1)。
[0091] [表1]
[0093] 根據(jù)表1對(duì)比μρ' · Q · f值可知，在頻率0.5MHz下，第一實(shí)施例與第一比較例相比 大0.8,第一實(shí)施例與第二比較例相比大1.0。在頻率1MHz下，第一實(shí)施例與第一比較例相比 大0.8,第一實(shí)施例與第二比較例相比大1.1。在頻率5MHz下，第一實(shí)施例與第一比較例相比 大1.1，第一實(shí)施例與第二比較例相比大1.3。在頻率10MHz下，第一實(shí)施例與第一比較例相 比大0.8,第一實(shí)施例與第二比較例相比大1.2。根據(jù)所述比較大的μρ' · Q · f值(GHz)，能夠 確認(rèn)在實(shí)際的高頻加速腔用途上顯示優(yōu)異的特性。
[0094] 第三比較例
[0095] 第一實(shí)施例使用具備圓柱狀磨石(磨石輥）（#1000)的裝置研磨自由面的具有火山 口狀凹部的凸起的頂部，第三比較例不僅研磨具有火山口狀凹部的凸起的頂部，還研磨整 個(gè)自由面。但是在第三比較例中，由于#1000的圓柱狀磨石堵塞，未能全面研磨，因此使用了 電沉積有#400的金剛石粉的圓柱狀磨石。使用與第一比較例相同的方法制作環(huán)形磁芯，測(cè) 量損耗的結(jié)果為194~198kW/m 3。因此，能夠確認(rèn)到與僅研磨具有火山口狀凹部的凸起的頂 部的情況相比，當(dāng)進(jìn)行全面研磨時(shí)損耗大致增大15%。
[0096] 作為損耗增大的原因，推測(cè)為由于合金薄帶的自由面的面狀態(tài)發(fā)生變化而導(dǎo)致二 氧化硅絕緣膜容易發(fā)生脫落，層間的絕緣性劣化。
[0097]附圖標(biāo)記說明
[0098] l:Fe基非晶形合金薄帶
[0099] 2:輥?zhàn)咏佑|面
[0100] 3:自由面
[0101] 4:二氧化硅絕緣膜
[0102] 5:具有火山口狀的凹部的凸起
[0103] 6:研磨鈍化部分
[0104] 7:圓柱狀磨石(磨石輥）
[0105] 8:清洗輥
[0106] 9:張力調(diào)整輥
[0107] 10:導(dǎo)向輥
[0108] 11:開卷盤
[0109] 12:卷繞盤
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種高頻變壓器用磁芯，其特征在于，具有使用單輥法將具有輥?zhàn)咏佑|面和自由面 的Fe基納米結(jié)晶合金薄帶經(jīng)由絕緣層卷繞的形狀，所述Fe基納米結(jié)晶合金薄帶的自由面分 散有具有火山口狀凹部的凸起，而所述凸起的頂部被研磨而鈍化。2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的高頻變壓器用磁芯，其特征在于， 所述Fe基納米結(jié)晶合金薄帶的厚度為10~15μηι。3. -種權(quán)利要求1或2所述的高頻變壓器用磁芯的制造方法，其特征在于，包括： (1) 使用單輯法制作Fe基納米結(jié)晶合金薄帶用Fe基非晶形合金薄帶的工序； (2) 使圓柱狀磨石的旋轉(zhuǎn)周面與所述Fe基非晶形合金薄帶的自由面接觸，對(duì)分散在所 述自由面的具有火山口狀凹部的凸起的頂部加壓研磨而鈍化的工序； (3) 在所述Fe基非晶形合金薄帶的自由面和/或輥?zhàn)咏佑|面形成絕緣層的工序； (4) 卷繞形成有所述絕緣層的Fe基非晶形合金薄帶的工序；以及 (5) 對(duì)被卷繞的所述Fe基非晶形合金薄帶進(jìn)行熱處理使之納米結(jié)晶化而成為Fe基納米 結(jié)晶合金薄帶的工序。
【文檔編號(hào)】H01F41/02GK106030732SQ201580009113
【公開日】2016年10月12日
【申請(qǐng)日】2015年2月17日
【發(fā)明人】森次仲男, 小倉(cāng)克廣
【申請(qǐng)人】日立金屬株式會(huì)社