软磁性金属粉末及软磁性金属压粉磁芯制造技术

本发明专利技术提供一种低矫顽力的软磁性金属粉末，其可改善软磁性金属压粉磁芯的损耗。本申请发明专利技术提供的是一种以Fe为主要成分或者以Fe和Ni为主要成分的软磁性金属粉末，其通过将所述软磁性金属粉末颗粒的碳含量设为100～1000ppm，能够提高一种低矫顽力的软磁性金属粉末，通过使用该软磁性金属粉末，能够改善软磁性金属压粉磁芯的损耗。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及压粉磁芯等所使用的软磁性金属粉末、软磁性金属压粉磁芯。
技术介绍
作为电动机或电抗器、电感器用的磁芯材料，要求使用低损耗且高饱和磁通密度的软磁性金属压粉磁芯。已知为了减小软磁性金属压粉磁芯的损耗，降低构成磁芯的软磁性金属粉末的矫顽力。磁芯的损耗分为磁滞损耗和涡流损耗，因为磁滞损耗依赖于矫顽力，所以如果降低矫顽力，就能够降低磁芯的损耗。通过对软磁性金属压粉磁芯在如晶粒直径变大那样高的温度下进行热处理，能够降低矫顽力。例如，在专利文献1中，公开如下技术：将氧化铁和碳化物混合，进行1150℃以上的高温热处理，在固相还原的过程中，使耐热被膜析出于表面。专利文献1：特开2013-79412号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题在专利文献1的技术中，对氧化铁粉末和碳粉末的混合粉末进行热处理，在软磁性金属粉末的颗粒上形成碳绝缘膜的同时，进行氧化铁的还原和粒生长。但是，在颗粒表面形成有碳皮膜的情况下，大量渗透后的碳未固溶，形成异常相，导致矫顽力增大。本专利技术是为解决上述问题而提出的，其课题在于，改善软磁性金属粉末的矫顽力，以及改善使用该软磁性金属粉末的软磁性金属压粉磁芯的损耗。用于解决课题的技术方案为了解决所述课题，第一方面所涉及的软磁性金属粉末，其中，
所述软磁性金属粉末以铁为主要成分或者以铁和Ni为主要成分，所述软磁性金属粉末的金属颗粒内的碳的含量为100～1000ppm。通过设为上述构成的软磁性金属粉末，能够降低矫顽力。第二方面所涉及的软磁性金属粉末如第一方面所述的软磁性金属粉末，其特征在于，在所述软磁性金属粉末中，Si的含量为0～15质量％。通过设为上述构成的软磁性金属粉末，能够进一步降低矫顽力。第三方面所涉及的软磁性金属粉末如第一方面所述的软磁性金属粉末，其特征在于，Ni的含量为30～80质量％，Fe和Ni的合计含量为90质量％以上。通过设为上述构成的软磁性金属粉末，能够进一步降低矫顽力。第四方面所涉及的软磁性金属粉末如第一～三方面中的任一方面所述的软磁性金属粉末，其特征在于，构成所述软磁性金属粉末的颗粒的90％以上由一个晶粒构成。通过设为上述构成的软磁性金属粉末，能够进一步降低矫顽力。第五方面所涉及的软磁性金属粉末如第一～四方面中的任一方面所述的软磁性金属粉末，其特征在于，颗粒内所含的氧量为500ppm以下。通过设为上述构成的软磁性金属粉末，能够进一步降低矫顽力。第六方面所涉及的软磁性金属粉末如第一～五方面中的任一方面所述的软磁性金属粉末，其特征在于，软磁性金属粉末的Cr的含量为10质量％以下。通过设为上述构成的软磁性金属粉末，能够具有极小的损耗，并且能够赋予防锈性及电阻的提高。第七方面所涉及的软磁性金属粉末如第一～六方面中的任一方面所述的软磁性金属粉末，其特征在于，构成所述软磁性金属粉末的颗粒中的90％以上的颗粒的截面的圆形度为0.80以上。通过设为上述构成的软磁性金属粉末，能够进一步降低矫顽力。第八方面所涉及的软磁性金属压粉磁芯是使用第一～七方面中的任一方面所述的软磁性金属粉末制作而成的软磁性金属压粉磁芯。通过设为上述构成的软磁性金属压粉磁芯，磁芯损耗极小。第九方面所涉及的软磁性金属压粉磁芯是第八方面所述的电感器用磁芯或电抗器用磁芯。通过使用本专利技术的软磁性金属压粉磁芯，成为具有良好的耐受电压的电抗器或电感器。专利技术效果根据本专利技术，能够得到矫顽力低的软磁性金属粉末，通过使用该软磁性金属粉末，能够改善软磁性金属压粉磁芯的损耗。附图说明图1是本专利技术实施方式的软磁性金属粉末的热处理过程的示意图。符号说明1…原料粉末2…树脂3…耐热性粉末4…树脂燃烧后的残留物具体实施方式作为降低软磁性金属颗粒的矫顽力的方法，最有效的方法是优选通过使颗粒内的晶粒直径粗大化，从而单晶化。在晶粒生长时，需要对软磁性金属颗粒进行热处理，处理温度越高，越容易得到晶粒直径的粗大化，越接近单晶粒。在本专利技术中，对于以铁为主要成分或者以铁和Ni为主要成分的软磁性金属材料而言，通过将热处理后的碳含量控制为100～1000ppm，可在热处理时，晶粒大大地生长，得到低矫顽力。以下，对本专利技术的碳添加效果、具有粗大晶粒的金属颗粒的制作方法、软磁性金属粉末达到低矫顽力的机理进行详细说明。在以铁为主要成分或者以铁和Ni为主要成分的软磁性金属材料中，碳作为妨碍磁畴壁的移动而使矫顽力增大的杂质为人所知。当碳量增多时，通过渗碳体相或珠光体相的析出而增大矫顽力的效果就会变大。但是，发现通过在软磁性金属粉末颗粒中添加微量的碳，在热处理时，软磁性金属粉末中的碳的扩散会促进晶粒彼此的耦合，成为大
晶粒直径的软磁性金属粉末。可知当热处理后的软磁性金属粉末颗粒中的碳含量为100ppm以上1000ppm以下时，碳能够充分固溶于软磁性金属粉末中，促进晶粒生长而降低矫顽力的效果会变得显著。下面，对本专利技术的实施方式进行说明。(关于本专利技术的软磁性金属粉末的特征)本专利技术实施方式的软磁性金属粉末是以铁为主要成分或者以铁和Ni为主要成分的软磁性金属粉末，碳的含量为100～1000ppm。在碳的含量超过1000ppm时，矫顽力就会变大。如果软磁性金属粉末的颗粒内的碳含量为100～1000ppm，则在高温热处理时，通过碳的扩散，可促进晶粒生长。在不足100ppm时，不能充分得到晶粒生长的效果。软磁性金属粉末颗粒中的碳含量优选为200～800ppm。更优选为200～550ppm，进一步优选为200～400ppm。本专利技术实施方式的软磁性金属粉末颗粒内的碳含量可使用非色散红外吸收法的碳硫同时分析装置(LECO社制，CS600型)而定量。本实施方式的软磁性金属粉末根据需要，可在其组成中将Si添加到15质量％。通过添加Si，能够制成更低矫顽力的软磁性金属粉末。当Si的含量大于15质量％时，矫顽力就会增大、或软磁性金属粉末的硬度过高，在制成了软磁性金属压粉磁芯时，压粉体的密度降低，不能得到良好的软磁性金属压粉磁芯。Si的含量进一步优选为2～15质量％。本专利技术的软磁性金属粉末颗粒内的Si含量可使用ICP发射光谱分析装置(Inductively Coupled Plasma Atomic Emission Spectroscopy)而定量。本实施方式的软磁性金属粉末根据需要，可在其组成中将Ni添加到80质量％。通过添加Ni，磁晶各向异性或磁致伸缩常数减小，能够制成更低矫顽力的软磁性金属粉末。当Ni的含量大于80质量％时，磁晶各向异性或磁致伸缩常数就会变大，矫顽力增大，所以不能得到良好的软磁特性。Ni的含量进一步优选为30质量％以上80质量％以下。本专利技术的软磁性金属粉末颗粒内的Ni含量可使用ICP发射光谱分析装置而定量。本专利技术实施方式的软磁性金属粉末通过设为构成上述软磁性金属粉末的颗粒的90％以上由一个晶粒构成的软磁性金属粉末，能够得到矫顽力更小的软磁性金属粉末。越是在高温下、长时间内进行后述的热
处理工序，越具有由一个晶粒构成的颗粒增大的倾向，虽然也取决于软磁性金属粉末的粒径，但通过在约1300℃下进行30min的热处理，90％以上的颗粒都能够制成一个晶粒。通过用冷镶嵌树脂将所得到的软磁性金属粉末固定，切出截面，进行镜面抛光，然后用硝酸乙醇(乙醇+1％硝酸)进行本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软磁性金属粉末，其特征在于，所述软磁性金属粉末含有碳，且以铁为主要成分或者以铁和Ni为主要成分，所述软磁性金属粉末的金属颗粒内的碳的含量为100～1000ppm。

【技术特征摘要】
2015.05.14 JP 2015-098891;2016.03.18 JP 2016-055571.一种软磁性金属粉末，其特征在于，所述软磁性金属粉末含有碳，且以铁为主要成分或者以铁和Ni为主要成分，所述软磁性金属粉末的金属颗粒内的碳的含量为100～1000ppm。2.如权利要求1所述的软磁性金属粉末，其特征在于，所述软磁性金属粉末含有Si，且Si的含量为2～15质量％。3.如权利要求1所述的软磁性金属粉末，其特征在于，Ni的含量为30～80质量％，Fe和Ni的合计含量为90质量％以上。4.如权利要求1～3中任一项所述的软磁...

【专利技术属性】
技术研发人员：林大辉，伊藤秀幸，水户瀬智久，
申请(专利权)人：TDK株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP