压粉磁芯用铁粉及压粉磁芯用铁粉的筛选方法技术

本发明专利技术提供能够制造铁损低、特别是磁滞损耗低的压粉磁芯的压粉磁芯用铁粉。在以0.98GN/m2的成形压力成形后的压粉体的断面使用电子背散射衍射(EBSD)测定晶体取向并使用EBSD分析软件算出的KAM的平均值为3.00°以下的铁粉适合作为铁损小于80W/kg的低铁损的压粉磁芯用的原料粉末。所述铁粉是具有将粒径为45μm以下的粒子调整至以质量％计为10％以下的粒度分布、粉末粒子的平均硬度以维氏硬度计为80HV0.025以下、粉末粒子的每单位面积的夹杂物个数(个/m2)与夹杂物的中值粒径D50(m)之积为10000(个/m)以下、具有4.0Mg/m3以上的表观密度的铁粉。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及粉末冶金用铁粉，特别是涉及适合作为铁损低的压粉磁芯的制造用的压粉磁芯用铁粉及其筛选方法。
技术介绍
对于电动机、变压器等中使用的磁芯，要求磁通密度高、铁损低这样的特性。以往，对于这样的磁芯，主要使用将电磁钢板层叠并成形而得到的磁芯。但是，在将电磁钢板层叠并成形磁芯的情况下，形状的自由度有限，另外，由于使用表面被绝缘后的电磁钢板，因此，磁特性在钢板表面方向和钢板表面垂直方向上不同，存在钢板表面垂直方向的磁特性差的问题。因此，近年来，作为电动机用磁芯，压粉磁芯受到关注。压粉磁芯是将绝缘包覆后的软磁性粒子(铁粉)装入到模具中进行加压成形来制造，因此，只要有模具即可，与将电磁钢板层叠并成形磁芯的情况相比，形状的自由度高，能够形成三维的磁路。而且，对于压粉磁芯而言，可以使用廉价的软磁性粒子(铁粉)，具有制造工序短、在成本方面也变得有利这样的优点。此外，对于压粉磁芯中使用的软磁性粒子(铁粉)而言，粒子一个一个被绝缘包覆层包覆，具有磁特性在所有方向上都是均匀的这样的优点，适合作为三维的磁路形成用。基于这样的情况，最近，从电动机的小型化、无稀土化、低成本化等观点考虑，正积极地进行利用压粉磁芯的具有三维磁路的电动机的开发。但是，压粉磁芯与将电磁钢板层叠并成形后的磁芯相比，存在磁滞损耗大的问题，要求降低磁滞损耗、提高铁损特性。磁滞损耗受到材料中残留的应变、杂质、结晶粒径等的影响，特别是残留的应变、结晶粒径的影响大。因此，在残留有大的应变、或者晶粒细的情况下，铁损大幅增加。对于这样的期望，例如，在专利文献1、专利文献2中，将含有金属磁性粒子的软磁性材料多次压缩成形，在各压缩成形后实施退火，对最终的压缩成形工序中引入的应变量进行适当调整，尽可能地抑制因加工-再结晶引起的晶粒的微细化，实现晶粒的粗大化，从而能够降低磁滞损耗。但是，在专利文献1、2中，完全没有提及所使用的铁粉的特性。作为压粉磁芯用铁粉，例如，在专利文献3中记载了一种压粉磁芯用绝缘包覆铁粉，其中，在铁粉粒子的硬度以显微维氏硬度Hv计为75以下的铁粉粒子的表面形成有绝缘层。专利文献3记载的技术中，铁粉粒子的硬度极低，因此压缩性高，因此，与以往相比，能够得到高密度的压粉磁芯，其结果，可以得到铁损与以往同等、磁通密度比以往高的压粉磁芯。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2009-290024号公报专利文献2：日本特开2012-119708号公报专利文献3：日本特开2005-187918号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的问题但是，在专利文献1、2记载的技术中，需要实施多次压缩成形和退火，因此，存在生产率降低、制造成本高涨这样的问题。另外，在专利文献3记载的技术中，可以得到磁通密度高的压粉磁芯，但作为压粉磁芯，依然存在铁损特性仍差这样的问题。为了解决上述现有技术的问题，本专利技术的目的在于提供能够制造铁损低、特别是磁滞损耗低的压粉磁芯的压粉磁芯用铁粉作为压粉磁芯的原料粉末。需要说明的是，在此所述的“铁损低”是指，铁损与将板厚0.35mm的电磁钢板层叠而制作的磁芯相比为同等水平以下、即铁损小于80W/kg的情况。用于解决问题的方法为了实现上述目的，本专利技术人对影响压粉磁芯的铁损的各种因素进行了深入研究。其结果，为了制成铁损低的压粉磁芯，着眼于在制成压粉体(压粉磁芯)时需要尽可能地降低蓄积在铁粉中的应变量。因此，首先，想到了需要对压粉体中的粉末粒子的应变量进行评价。然后发现，在将原料粉末以预定的加压压力(成形压力)进行成形而得到的压粉体的断面测定的KAM(Kernel Average Misorientation，核平均取向差)值与再结晶退火后的结晶粒径具有强烈的相关性，想到了使用KAM作为成形时蓄积在铁粉中的应变量的指标。根据本专利技术人的进一步研究发现，将作为对象的原料粉末(铁粉)以预定的成形压力制成压粉体，对得到的压粉体断面测定KAM值，其平均KAM值为3.00°以下时，蓄积在铁粉内的应变量少，在去应力退火后，再结晶晶粒粗大化，压粉体(磁芯)的铁损降低。另外还发现，作为预定的成形压力，优选设定为使组织中的应变分布均匀、可以得到稳定的KAM值的0.98GN/m2。本专利技术是基于上述见解并进一步进行研究而完成的。即，本专利技术的主旨如下所述。(1)一种压粉磁芯用铁粉，其中，在以0.98GN/m2的成形压力成形后的压粉体的断面，使用电子背散射衍射(EBSD)测定晶体取向并使用EBSD分析软件由所述晶体取向的测定结果算出的KAM(核平均取向差)的平均值为3.00°以下。(2)根据(1)所述的压粉磁芯用铁粉，其中，具有10质量％以下的粒径为45μm以下的粒子，平均硬度以维氏硬度计为80HV0.025以下，每单位面积的夹杂物个数(个/m2)与夹杂物的中值粒径D50(m)之积为10000(个/m)以下，表观密度为4.0Mg/m3以上。(3)根据(1)或(2)所述的压粉磁芯用铁粉，其中，以质量％计含有Al：0.01％以下、Si：0.01％以下、Mn：0.1％以下、Cr：0.05％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。(4)根据(1)至(3)中任一项所述的压粉磁芯用铁粉，其中，在表面具有绝缘包覆层。(5)根据(4)所述的压粉磁芯用铁粉，其中，所述绝缘包覆层为有机硅包覆层。(6)根据(5)所述的压粉磁芯用铁粉，其中，所述有机硅包覆层相对于压粉磁芯用铁粉100质量份为0.1质量份以上。(7)一种压粉磁芯用铁粉的制造方法，其是实施将以铁为主要成分的组成的熔液制成雾化粉末的雾化工序、对该雾化粉末实施脱碳-还原退火处理的脱碳-还原退火处理工序、对脱碳-还原退火处理完的所述雾化粉末实施破碎处理的破碎处理工序和对实施该破碎处理后的所述雾化粉末进行去应力的去应力热处理工序而制成以铁为主要成分的粉末的压粉磁芯用铁粉的制造方法，其中，将所述破碎处理设定为使用利用旋转体的破碎装置、并使该旋转体的圆周速度与处理时间的乘积值(圆周速度(m/s)×处理时间(s))为1000m以上且22000m以下的处理。(8)根据(7)所述的压粉磁芯用铁粉的制造方法，其中，熔液以质量％计调整至Al：0.01％以下、Si：0.01％以下、Mn：0.1％以下、Cr：0.05％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。(9)根据(7)或(8)所述的压粉磁芯用铁粉的制造方法，其中，对得到的所述以铁为主要成分的粉末的表面实施形成绝缘包覆层的绝缘包覆处理。(10)根据(9)所述的压粉磁芯用铁粉的制造方法，其中，所述绝缘包覆层为有机硅树脂包覆层。(11)根据(10)所述的压粉磁芯用铁粉的制造方法，其中，所述有机硅树脂包覆层相对于所述以铁为主要成分的粉末100质量份为0.1质量份以上。(12)一种压粉磁芯用铁粉的筛选方法，其中，将作为对象的铁粉进行成形而制成压粉体，利用使用电子背散射衍射(EBSD)对该压粉体的断面测定晶体取向并使用EBSD分析软件由所述晶体取向的测定结果算出的KAM(核平均取向差)，对能够制造低铁损压粉磁芯的铁粉进行评价。(13)一种压粉磁芯用铁粉的筛选方法，其中，将作为对象的铁粉以0.98GN/m2的成形压力进行成形而制成压粉体，将使用电子背散射衍射(EBSD)对该压粉体的断面测定晶体取向并使用EBSD本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压粉磁芯用铁粉，其中，在以0.98GN/m2的成形压力成形后的压粉体的断面，使用电子背散射衍射(EBSD)测定晶体取向并使用EBSD分析软件由所述晶体取向的测定结果算出的KAM(核平均取向差)的平均值为3.00°以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.04.02 JP 2014-0759461.一种压粉磁芯用铁粉，其中，在以0.98GN/m2的成形压力成形后的压粉体的断面，使用电子背散射衍射(EBSD)测定晶体取向并使用EBSD分析软件由所述晶体取向的测定结果算出的KAM(核平均取向差)的平均值为3.00°以下。2.根据权利要求1所述的压粉磁芯用铁粉，其中，具有10质量％以下的粒径为45μm以下的粒子，平均硬度以维氏硬度计为80HV0.025以下，每单位面积的夹杂物个数(个/m2)与夹杂物的中值粒径D50(m)之积为10000(个/m)以下，表观密度为4.0Mg/m3以上。3.根据权利要求1或2所述的压粉磁芯用铁粉，其中，以质量％计，含有Al：0.01％以下、Si：0.01％以下、Mn：0.1％以下、Cr：0.05％以下，余量由Fe和不可避免的杂质构成。4.根据权利要求1～3中任...

【专利技术属性】
技术研发人员：高下拓也，中村尚道，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP