卷绕磁芯和其制造方法_4

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经过了 5秒以上之后,优选为80°C以上,更优选为 100°C以上。此外,作为上限,优选为300°C以下,更优选为250°C以下。
[0096] 为了稳定地得到非晶态状态的合金薄带,冷却辊30的对合金熔液的冷却速度优 选为1 X 105°C /s以上,更优选为1 X 106°C /s以上。
[0097] 从喷出合金恪液到卷取(回收)Fe基非晶态合金薄带的操作能够连续地进行。由 此,例如能够得到长度方向上的长度是3000m以上的纵长状的Fe基非晶态合金薄带。
[0098] 在冷却辊30的表面附近(冷却辊30的旋转方向上的熔液喷嘴10的下游侧)配 置有剥离气体喷嘴50。由此,通过向与冷却辊30的旋转方向(箭头P)相反的方向(图6 中的虚线箭头的方向)吹送剥离气体(例如氮气、压缩空气等高压气体),能够更高效地自 冷却辊30剥离Fe基非晶态合金薄带22C。
[0099] 优选的是,在300°C~400°C的温度范围内对Fe基非晶态合金薄带实施热处理。优 选的是,在磁芯圆周方向上施加200A/m以上的磁场、更优选为400A/m以上的磁场来进行热 处理。
[0100] -卷绕工序一
[0101] 本发明的卷绕工序通过卷绕已在凹部形成工序中形成有凹部的Fe基非晶态合金 薄带来制作磁芯。
[0102] 在本工序中,通过在赋予预定的拉伸应力的同时卷绕在预定的芯材上来制作磁 芯。此时,卷绕时的拉伸应力通常能够设为2N~20N的范围,在更有效地起到本发明的效 果这一点上,优选的是在一定程度的应力下进行,具体地讲,优选将卷绕时的拉伸应力设为 4N~12N的范围。
[0103] 优选的是,在卷绕Fe基非晶态合金薄带而做成卷绕磁芯之后,在300°C~400°C的 温度范围内进行热处理。此外,优选的是,在热处理时在磁芯圆周方向上施加200A/m以上 的磁场、更优选施加400A/m以上的磁场。
[0104] <卷绕磁芯>
[0105] 本发明的卷绕磁芯是通过卷绕对Fe基非晶态合金薄带的宽度方向上的中央部实 施激光加工后的合金薄带而制作的,其构成为,在Fe基非晶态合金薄带的宽度方向上的中 央部设置由利用激光照射形成的多个凹部构成的凹部列,该中央部的该宽度方向上的长度 与该Fe基非晶态合金薄带的该宽度方向上的整个幅宽之比是0. 2以上且0. 8以下。
[0106] 本发明的卷绕磁芯只要具有这样的结构,就可以利用任一种方法制造出,优选的 是,利用上述本发明的卷绕磁芯的制造方法来制造。
[0107] 本发明的卷绕磁芯的形状不仅是圆形,也可以是图7所示的矩形。此外,本发明的 卷绕磁芯也可以由多片Fe基非晶态合金薄带来制作。并且,本发明的卷绕磁芯也可以具有 搭接的接合部、对接的接合部。
[0108] 实施例
[0109] 以下,利用实施例更具体地说明本发明,但本发明只要不超出其主旨,就并不限定 于以下的实施例。
[0110] 一 Fe基非晶态合金薄带的制作一
[0111] 通过在大气中实施的单辑法,利用以下所示的方法制作宽度25mm、厚度24 ym的 纵长状的Fesl.7Si2B16C a3^金薄带(Fe基非晶态合金薄带)。组成比的单位是"原子% "。
[0112] 就各元素的测量而言,利用ICP发光分光分析法对Si和B进行测量,利用氧气流 中燃烧-红外线吸收法对C进行测量。此外,自100减去Si、B以及C的总量而求出Fe量。
[0113] 具体地讲,准备了与图6所示的制造装置100同样构成的Fe基非晶态合金薄带制 造装置。在此,使用了以下的冷却辊。
[0114] 首先,在坩埚内调制了由Fe、Si、B、C以及不可避免的杂质构成的合金熔液(以下 也称作Fe - Si - B - C系合金熔液。)。详细地讲,通过将由Fe、Si、B以及不可避免的杂 质构成的母合金熔化,向得到的熔液中添加碳并使其混合、熔化,来调制了用于制造上述组 成的Fe基非晶态合金薄带的合金熔液。其次,将该Fe - Si - B - C系合金熔液从具有长 边的长度25mmX短边的长度0.6mm的矩形(狭缝形状)的开口部的熔液喷嘴的开口部喷 出到旋转的冷却辊表面,使其骤冷凝固而制作了宽度25mm、厚度24 ym的Fe基非晶态合金 薄带30kg。
[0115] 〈Fe基非晶态合金薄带的制作条件〉
[0116] ?冷却车昆:?材质:Cu - Be合金
[0117] ?直径:400mm
[0118] ?冷却辊表面的算术平均粗糙度Ra :0. 3 y m
[0119] ?合金熔液的喷出压力:20kPa
[0120] ?冷却辊的周速:25m/s
[0121] ?合金熔液温度:1300 °C
[0122] ?熔液喷嘴顶端和冷却辊表面之间的距离:200 y m
[0123] (实施例1)
[0124] 如图1 一 A所示,以不向在薄带宽度方向上距两端预定距离的区域照射的方式自 光纤激光器并借助检电扫描器(反射镜)对上述得到的Fe s,7Si2B16Ca3合金薄带的自由凝固 面进行波长:l〇65nm、脉冲宽度:550ns以及光束直径:60 ym的脉冲激光的扫描,在薄带宽 度方向上的中央部形成了凹部列。将此时的照射能量设为〇. 3mJ/Pulse或1. 26mJ/Pulse。 在此,就凹部例的形成而言,通过使照射能量变化两种,制作了如图1 一 A所示那样在除了 距宽度方向两端5mm的区域之外的中央部(长度与整个幅宽1之比:0. 6)形成有多个凹部 的试样和作为比较用材料如图1 一 B所示那样在宽度方向整个范围内形成有凹部的试样合 计4种(薄带试样2~薄带试样4)。并且,作为比较用材料,准备了不进行激光处理的薄带 试样1。
[0125] 在像上述那样形成凹部时,宽度方向上的凹部列的凹部之间的间隔(数密度)设 为6个/mm,薄带长度方向上的凹部列之间的间隔DL设为5mm。此外,将在以凹部的深度 [ym]和1.26mJ/Pulse在薄带宽度方向整个范围内进行激光处理的情况下所需要的时间 设为100时在各条件下激光处理所需要的时间如下述表1所示。
[0126] 另外,图5 - A中表示将照射能量设为0. 3mJ/Pulse时的凹部和其周围的形状,图 5 - B中表示将照射能量设为1. 26mJ/Pulse时的凹部和其周围的形状。
[0127] [表 1]
[0128]
[0129] - Fe基非晶态合金薄带的热处理一
[0130] 针对像上述那样准备的5种薄带试样1~薄带试样5,分别切断为长度120mm,一 边沿薄带的长度方向施加2400mA/m的直流磁场一边在340°C下进行了两个小时的热处理。
[0131] -薄带的铁损一
[0132] 针对热处理后的各薄带试样(Fesl.7Si2B 16Ca3^金薄带),测量了频率:50Hz、磁通 密度B :1. 35(T)~1. 50(T)时的铁损(W/kg)。在下述表2中表示测量结果。
[0133] [表 2]
[0134]
[0135] 如所述表2所示,进行了激光处理的薄带试样2~薄带试样5与未进行激光处理 的薄带试样1相比在各磁通密度中都显示了低铁损。
[0136] 在对向宽度方向整个范围照射了激光的薄带试样2(0. 3mJ/Pulse)和薄带试样 4(1. 26mJ/PulSe)进行对比时,在各磁通密度中照射能量更大的薄带试样4都显示了低铁 损。此外,在对向除了距宽度方向两端部5mm之外的中央部(长度与整个幅宽之比:0. 6)照 射了激光的薄带试样3(0. 3mJ/Pulse)和薄带试样5(1. 26mJ/Pulse)进行对比时,与上述同 样,照射能量更大的薄带试样5显示了低铁损。
[0137] 另外,在按照各照射能量对比了铁损的结果可知,在对向宽度方向整个范围照射 了激光的薄带试样2、4和对除了距宽度方向两端部5mm之外的中央部照射了激光的薄带试 样3、5进行对比时,如图3所示,在薄带试样2和薄带试样3中,向中央部照射了激光的薄 带试样3大致显示低铁损,在薄带试样4和薄带试样5中,反而薄带试样5的铁损较大。这 样,在薄带试样的状态下,无法确认仅向中央部照射了激光的情况相对于向宽度方向整个 范围照射了激光的情况的优越性。
[0138] -卷绕磁芯的制作和其热处理一
[0139] 接着,通过将所述表1所示的5种薄带试样1~薄带试样5分别卷绕在预定尺寸 的芯材上,来制作出内径40mm、外径45. 8mm的卷绕磁芯。对于各卷绕磁芯,一边沿磁路长度 方向、即卷绕磁芯的圆周方向施加15
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