磁芯的制造方法、磁芯以及使用该磁芯的线圈部件技术

本发明专利技术提供兼具高强度和高电阻率的磁芯、使用该磁芯的线圈部件以及能够容易地得到高强度和高电阻率的磁芯的磁芯制造方法。本发明专利技术的磁芯的制造方法是具有分散有Fe基软磁性合金粒子的组织的磁芯的制造方法，其特征在于，具有：第一工序，所述第一工序将含有Al和Cr的第一Fe基软磁性合金粉末、含有Cr和Si的第二Fe基软磁性合金粉末以及粘合剂混合，第二工序，所述第二工序对经过所述第一工序而得到的混合物进行成型，以及，第三工序，所述第三工序对经过所述第二工序而得到的成型体进行热处理；通过所述热处理在所述Fe基软磁性合金粉末的表面形成氧化物层，通过该氧化物层使Fe基软磁性合金粉末彼此结合。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及使用Fe基软磁性合金粉末而构成的磁芯的制造方法、磁芯以及在磁芯上卷绕线圈而构成的线圈部件。
技术介绍
以往，在家电设备、工业设备、车辆等各种各样的用途中，使用感应器、变压器、扼流圈等线圈部件。线圈部件由磁芯和卷绕于该磁芯周围的线圈构成。近年来，随着电子设备等电源装置向小型化的推进，对小型、低高度且大电流下也能够使用的线圈部件的要求越来越强烈，作为磁心，趋向采用使用了饱和磁通密度高的金属系磁性粉末的压粉磁芯。作为金属系磁性粉末，例如，使用Fe-Si系等软磁性合金粉末。对于线圈部件而言，除了在加压成型而得到的压粉磁芯周围卷绕线圈的一般结构以外，为了满足小型、低高度的要求，也采用线圈和磁性粉末一体成型的结构(线圈封入结构)。与如铁氧体那样的氧化物磁性体相比，对Fe-Si系等软磁性合金粉末进行压密化而得到的压粉磁芯的饱和磁通密度高，另一方面，所使用的软磁性合金粉末的电阻率(电阻率)低。因此，采用在软磁性合金粉末的表面形成绝缘性包覆等提高软磁性合金粉末之间的绝缘性的方法。例如，在专利文献1中，公开了在400℃至900℃的条件下对由含有Fe、Si以及比Fe容易氧化的金属元素Cr或Al的软磁性合金的粒子群构成的成型体进行热处理的方法，以及通过由所述热处理形成的氧化层使粒子彼此结合的磁芯。其目的在于，在成型时不需要高压的情况下，得到高导磁率、高饱和磁通密度的磁芯。在专利文献2中,公开了使用Fe-Cr-Al系磁性粉末作为能够自生成形成绝缘性包覆的高电阻物质。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-249774号公报；专利文献2：日本特开2005-220438号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题对于专利文献1记载的磁芯而言，根据实施例中记载的热处理条件，虽然得到大于1×103Ω·m的电阻率，但是断裂应力小于100MPa，强度与铁氧体磁芯的程度相同。通过将热处理温度升高至1000℃，断裂应力提高至20kgf/mm2(196MPa)，而电阻率显著地下降至2×102Ω·cm(2Ω·m)。即，导致没有兼顾高电阻率和高强度。另外，对于专利文献2记载的磁芯而言，由于氧化覆膜，显示出电阻提高2.5倍左右，而电阻值本身与是否存在氧化覆膜无关，仅为几mΩ左右。本专利技术是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供兼具高强度和高电阻率的磁芯、使用该磁芯的线圈部件以及能够容易地得到高强度和高电阻率的磁芯的磁芯制造方法。解决问题的技术方案本专利技术的磁芯的制造方法是具有分散有Fe基软磁性合金粒子的组织的磁芯的制造方法，其特征在于，具有：第一工序，所述第一工序将含有Al和Cr的第一Fe基软磁性合金粉末、含有Cr和Si的第二Fe基软磁性合金粉末以及粘合剂混合，第二工序，所述第二工序对经过所述第一工序而得到的混合物进行成型，以及第三工序，所述第三工序对经过所述第二工序而得到的成型体进行热处理；通过所述热处理在所述Fe基软磁性合金粉末的表面形成氧化物层，通过该氧化物层使Fe基软磁性合金粉末彼此结合。另外，在所述磁芯的制造方法中，优选所述第一Fe基软磁性合金粉末相对于所述第一Fe基软磁性合金粉末与第二Fe基软磁性合金粉末的总和的比率为以质量比计40％以上。本专利技术的磁芯具有分散有Fe基软磁性合金粒子的组织，其特征在于，所述Fe基软磁性合金粒子具有：第一Fe基软磁性合金粒子，所述第一Fe基软磁性合金粒子含有Al和Cr，以及第二Fe基软磁性合金粒子，所述第二Fe基软磁性合金粒子含有Cr和Si；所述Fe基软磁性合金粒子彼此通过形成于该粒子表面的氧化物层结合。本专利技术的线圈部件的特征在于，具有所述磁芯和卷绕于所述磁芯的线圈。专利技术效果根据本专利技术，能够提供兼具高强度和高电阻率的磁芯、使用该磁芯的线圈部件以及能够容易地得到高强度和高电阻率的磁芯的磁芯制造方法。附图说明图1是用于说明本专利技术的磁芯的制造方法的实施方式的工序流程。图2是表示本专利技术的磁芯的实施方式的立体图。图3是表示本专利技术的第一Fe基软磁性合金粉末的含有率与径向抗压强度的关系的曲线图。图4是表示本专利技术的第一Fe基软磁性合金粉末的含有率与电阻率的关系的曲线图。图5是本专利技术的磁芯的剖面的SEM图像和元素映射。图6是比较例的磁芯的剖面的SEM图像和元素映射。具体实施方式下面，对本专利技术的磁芯的制造方法、磁芯以及线圈部件的实施方式进行具体的说明。但是，本专利技术并非限定于此。图1是用于说明本专利技术的磁芯的制造方法的实施方式的工序流程。该制造方法是具有分散有Fe基软磁性合金粒子的组织的磁芯的制造方法，具有：第一工序，所述第一工序将含有Al和Cr的第一Fe基软磁性合金粉末、含有Cr和Si的第二Fe基软磁性合金粉末以及粘合剂混合；第二工序，所述第二工序对经过所述第一工序而得到的混合物进行成型；以及第三工序，所述第三工序对经过所述第二工序而得到的成型体进行热处理。分散有Fe基软磁性合金粒子的组织是Fe基软磁性合金粒子的集合体构成的组织。通过热处理在Fe基软磁性合金粉末的表面形成氧化物层，并通过该氧化物层使Fe基软磁性合金粉末彼此结合。因此，所得到的磁芯具有Fe基软磁性合金粒子和夹杂在所述Fe基软磁性合金粒子之间的氧化物相。其中，氧化物相包括两个Fe基软磁性合金粒子之间的晶界的氧化物层，以及三个处于Fe基软磁性合金粒子彼此的晶界的三重点的例如未采取层状形态的氧化物。通过上述构成，能够得到下面说明的效果。本专利技术中使用的第一Fe基软磁性合金粉末是以质量比计含有最多的Fe，还含有Al和Cr的Fe-Al-Cr系软磁性合金粉末。另外，第二Fe基软磁性合金粉末是含有以质量比计最多的Fe，还含有Si和Cr的Fe-Cr-Si系软磁性合金粉末。在磁芯中使用Fe-Cr-Si系软磁性合金粉末对高耐蚀性、低铁损有利，另一方面，加压成型需要高压，对提高磁芯强度不利。另一方面，Fe-Al-Cr系软磁性合金粉末与Fe-Cr-Si系软磁性合金粉末同样地比Fe-Si系合金粉末的耐蚀性优异，并且，与Fe-Si系、Fe-Cr-Si系的合金粉末相比，容易塑性变形。因此，通过不单独使用Fe-Cr-Si系软磁性合金粉末而与Fe-Al-Cr系软磁性合金粉末并用，即使在低成型压力的情况下也能够得到具有高占积率和强度的磁芯。因此，也能够避免成型机的大型化、复杂化。另外，由于能够在低压下成型，因此，也抑制了模具破损，提高生产效率。进一步地，如下文所述，通过成型后的热处理能够在Fe-Al-Cr系软磁性合金粉末和Fe-Cr-Si系软磁性合金粉末的表面形成绝缘性的氧化物层。因此，能够省略在成型前形成绝缘性氧化物的工序，并且，也使绝缘性包覆的形成方法变得简单，因此在这方面也提高了生产效率。另外，随着上述氧化物层的形成，Fe基软磁性合金粉末彼此通过该氧化物层结合，得到高强度的磁芯。在本专利技术的磁芯的制造方法的实施方式中，首先，对提供于第一工序的Fe基软磁性合金粉末进行说明。另外，以下除非另有说明，含量、百分率以质量比计。对于第一Fe基软磁性合金粉末而言，在构成软磁性合金的各成分中，含有Fe作为含有率最高的主要成分，含有Al和Cr作为副成分。即，Fe、Al和Cr是含有率高的三个主要金属元素。对于第二Fe基软磁性合金粉末而言，在构成软磁性合金的各成分中，含有Fe作为含有率最高的本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁芯的制造方法，其是具有分散有Fe基软磁性合金粒子的组织的磁芯的制造方法，其特征在于，具有：第一工序，所述第一工序将含有Al和Cr的第一Fe基软磁性合金粉末、含有Cr和Si的第二Fe基软磁性合金粉末以及粘合剂混合，第二工序，所述第二工序对经过所述第一工序而得到的混合物进行成型，以及第三工序，所述第三工序对经过所述第二工序而得到的成型体进行热处理；通过所述热处理在所述Fe基软磁性合金粉末的表面形成氧化物层，通过该氧化物层使Fe基软磁性合金粉末彼此结合。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.16 JP 2014-1458711.一种磁芯的制造方法，其是具有分散有Fe基软磁性合金粒子的组织的磁芯的制造方法，其特征在于，具有：第一工序，所述第一工序将含有Al和Cr的第一Fe基软磁性合金粉末、含有Cr和Si的第二Fe基软磁性合金粉末以及粘合剂混合，第二工序，所述第二工序对经过所述第一工序而得到的混合物进行成型，以及第三工序，所述第三工序对经过所述第二工序而得到的成型体进行热处理；通过所述热处理在所述Fe基软磁性合金粉末的表面形成氧化物层，通过该氧化物...

【专利技术属性】
技术研发人员：野口伸，西村和则，三原敏男，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP