磁芯、磁芯的制造方法以及线圈部件技术

本发明专利技术提供制造性优异且发挥高导磁率的磁芯及其制造方法，以及使用该磁芯的线圈部件。本发明专利技术的磁芯具有Fe系软磁性合金粉末以及夹杂在所述Fe系软磁性合金粉末的粒子之间的氧化物相，所述Fe系软磁性合金粉末包括Fe‑Al‑Cr系合金粉末和Fe‑Si‑Al系合金粉末。Al在所述氧化物相中比在所述Fe系软磁性合金粉末中浓化。磁芯的密度优选为5.4×10

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁芯、磁芯的制造方法以及线圈部件
本专利技术涉及磁芯、磁芯的制造方法以及线圈部件。
技术介绍
以往而言，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(磁心)和卷绕于该磁芯周围的线圈构成，对于该磁芯而言，广泛利用磁性特性、形状自由度、价格优异的铁氧体磁芯。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，相比于铁氧体，更趋向采用使用了饱和磁通密度高的金属系磁性粉末的磁芯。作为金属系磁性粉末，例如，使用Fe-Si系、Fe-Ni系等磁性合金粉末。将该磁性合金粉末的成型体进行压密化而得到的磁芯的饱和磁通密度高，另一方面，由于是合金粉末，所以电阻率低,目前使用预先绝缘包覆的磁性合金粉末。针对此，提出了一种通过在含有铁、硅和比铁容易氧化的元素(例如，铬、铝)的软磁性合金粒子的表面形成由该粒子的氧化而得到的氧化层，从而赋予磁芯绝缘性的技术(参照专利文献1)。另外，已知利用Fe-Si-Al系合金粒子的磁芯能够降低铁损。由于该Fe-Si-Al系合金粒子硬而缺乏变形性(成型性)，因此，在由该粒子得到的磁芯中，存在粒子间空隙增多、导磁率降低的倾向。于是，提出了一种通过在预先分别对Fe-Si-Al系合金粒子和高压缩性的Fe-Ni系合金粒子进行绝缘包覆的状态下进行使用来提高导磁率的技术(参照专利文献2)。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特开2011-249836号公报；专利文献2：日本特开2013-98384号公报。
技术实现思路
专利技术所要解决的问题在使用上述两种软磁性粒子的技术中，需要预先在各软磁性粒子表面形成以氧化硅为主要成分的绝缘覆膜。接着，需要进一步进行经过将成型用树脂混合并造粒的步骤后形成成型体，使成型用树脂气化的第一热处理工序，以及为了抑制氧化相的生成，在非氧化性环境下进行的第二热处理工序。如此地，为了得到使用了以往两种软磁性粒子的磁芯，需要繁杂的工序。本专利技术是鉴于上述情况而完成的，其目的在于，提供一种制造性优异、能够发挥高导磁率的磁芯及其制造方法，以及使用了该磁芯的线圈部件。解决问题的技术方案本专利技术的磁芯具有：Fe系软磁性合金粉末；以及夹杂在所述Fe系软磁性合金粉末的粒子之间的氧化物相，所述Fe系软磁性合金粉末包括Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末。由于作为Fe系软磁性合金粉末，该磁芯含有Fe-Si-Al系合金粉末以及成型性比该Fe-Si-Al系合金粉末好的Fe-Al-Cr系合金粉末，因此，在加压成型时Fe-Al-Cr系合金粉末能够引起塑性变形，嵌入Fe-Si-Al系合金粉末之间的空隙，能够提高密度。由此，能够减少所得到的磁芯中的非磁性空隙，能够提高导磁率。优选Al在所述氧化物相中比在所述Fe系软磁性合金粉末中浓化。由于任一Fe系软磁性合金粉末中均含有Al，所以能够使含有很多Al的氧化物相夹杂在Fe系软磁性合金粉末的粒子之间。由此，能够发挥良好的绝缘性。另外，也能够通过上述氧化物相来结合Fe系软磁性合金粉末。该磁芯的密度优选为5.4×103kg/m3以上。通过将密度提高至上述范围，能够更加提高磁芯的强度和导磁率。在该磁芯中，优选所述Fe系软磁性合金粉末的平均粒径(d50)为20μm以下。通过将Fe系软磁性合金粉末的平均粒径设为上述范围，能够减少磁芯的高频涡流损耗。本专利技术还涉及一种磁芯的制造方法，该磁芯的制造方法包括：对含有Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末的混合粉末进行成型而得到成型体的工序；以及对所述成型体进行热处理而形成所述氧化物相的工序。在该制造方法中，由于对含有Fe-Si-Al系合金粉末和成型性比所述Fe-Si-Al系合金粉末好的Fe-Al-Cr系合金粉末的混合粉末进行成型，因此，能够填充合金粉末间的空隙并实现高密度化。另外，通过热处理能够在Fe系软磁性合金粉末的粒子之间形成含有Al的氧化物相，能够提高磁芯的绝缘性。本专利技术还包括具有该磁芯和设置于所述磁芯的线圈的线圈部件。根据该磁芯，能够提高线圈部件的生产效率。另外，得到了高导磁率的线圈部件。附图说明图1A是表示本专利技术一实施方式的磁芯的立体示意图。图1B是表示本专利技术一实施方式的磁芯的主视示意图。图2A是表示本专利技术一实施方式的线圈部件的俯视示意图。图2B是表示本专利技术一实施方式的线圈部件的仰视示意图。图2C是沿着图2A中的A-A’线的一部分的剖视图。图3是表示实施例中制造的环形磁芯的立体示意图。图4是表示实施例中的磁芯的密度与Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相关性的说明图。图5是表示实施例中的磁芯的径向抗压强度与Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相关性的说明图。图6是表示实施例中的磁芯的初始导磁率与Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相关性的说明图。图7是表示实施例中的磁芯的磁芯损耗与Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相关性的说明图。图8是表示实施例中的磁芯的涡流损耗、磁滞损失与Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相关性的说明图。图9是表示实施例中的磁芯的电阻率与Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相关性的说明图。图10A是实施例的试样编号3的磁芯的剖面的SEM图像。图10B是实施例的试样编号3的磁芯的剖面的SEM图像。图10C是实施例的试样编号3的磁芯的剖面的SEM图像。图10D是实施例的试样编号3的磁芯的剖面的SEM图像。图10E是实施例的试样编号3的磁芯的剖面的SEM图像。图10F是实施例的试样编号3的磁芯的剖面的SEM图像。图11A是实施例的试样编号5的磁芯的剖面的SEM图像。图11B是实施例的试样编号5的磁芯的剖面的SEM图像。图11C是实施例的试样编号5的磁芯的剖面的SEM图像。图11D是实施例的试样编号5的磁芯的剖面的SEM图像。图11E是实施例的试样编号5的磁芯的剖面的SEM图像。具体实施方式下面，具体地说明本专利技术一实施方式的磁芯及其制造方法，以及线圈部件。但是，本专利技术并不限定于此。需要说明的是，在一部分或全部图中，省略不需要说明的部分，另外，也存在为了便于说明而放大或缩小等进行图示的部分。<磁芯>图1A是表示本实施方式的磁芯的立体示意图，图1B是其主视图。磁芯1包括用于卷绕线圈的圆柱状导线卷绕部5，以及分别对置于导线卷绕部5的两端部的一对凸缘部3a、3b。磁芯1的外观呈鼓型。导线卷绕部5的剖面形状不限于圆形，可以采用正方形、矩形、椭圆形等任意形状。另外，凸缘部可以配置于导线卷绕部5的两端部，也可以仅配置于一方的端部。本实施方式的磁芯具有Fe系软磁性合金粉末和夹杂在所述Fe系软磁性合金粉末的粒子之间的氧化物相，所述Fe系软磁性合金粉末包括Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末。Al在所述氧化物相中比在所述Fe系软磁性合金粉末中浓化。(Fe-Al-Cr系合金粉末)只要含有Fe、Cr和Al作为含有率高的三个主要元素的Fe-Al-Cr系合金粉末的组成能够构成磁芯即可，没有特别的限定。Al和Cr是提高耐蚀性等的元素。另外，Al特别有利于表面氧化物的形成。从该观点出发，Fe-Al-Cr系合金粉末中Al的含量优选为2.0质量％以上，更优选为3.0质量％以上。另一方面，如果Al过多，则饱本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种磁芯，其具有：Fe系软磁性合金粉末；以及夹杂在所述Fe系软磁性合金粉末的粒子之间的氧化物相，所述Fe系软磁性合金粉末包括Fe‑Al‑Cr系合金粉末和Fe‑Si‑Al系合金粉末。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2014.07.16 JP 2014-1461001.一种磁芯，其具有：Fe系软磁性合金粉末；以及夹杂在所述Fe系软磁性合金粉末的粒子之间的氧化物相，所述Fe系软磁性合金粉末包括Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末。2.如权利要求1所述的磁芯，其中，Al在所述氧化物相中比在所述Fe系软磁性合金粉末中浓化。3.如权利要求1或2所述的磁芯，其中，所述磁芯的...

【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