软磁性粉末用原料粉末和压粉磁芯用软磁性粉末制造技术

本发明专利技术提供一种可得到涡流损耗低的压粉磁芯的压粉磁芯用软磁性粉末。一种软磁性粉末用原料粉末，含有Fe：60质量％以上、γ相稳定化元素、和提高电阻的元素：1.0质量％以上。

Soft magnetic powders, soft magnetic powders for raw powders and powder cores

The invention provides a soft magnetic powder for a powder magnetic core capable of obtaining a powder core with low eddy current loss. A soft magnetic powder used as raw material. It contains more than Fe:60% of quality, stable element in gamma phase, and element of increasing resistance: 1 quality, more than%.

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】软磁性粉末用原料粉末和压粉磁芯用软磁性粉末
本专利技术涉及涡流损耗低、在高频用途中具有优异的磁特性的压粉磁芯用软磁性粉末和用于得到该软磁性粉末的原料粉末。
技术介绍
将压粉磁芯用粉末加压成型而得到的压粉磁芯例如适用于车辆的驱动用马达的定子铁芯或转子铁芯、构成电力转换电路的电抗器铁芯等。与层叠电磁钢板而成的芯材相比，压粉磁芯具备具有高频铁损少的磁特性、能够随机且便宜地应对形状改变、材料费低廉等诸多优点。近年来，在上述的马达或电抗器等用途中高频化正在加速，对压粉磁芯的高频铁损的要求也日渐严格。铁芯的铁损分为磁滞损耗和涡流损耗，但在高频下特别是涡流损耗在铁损中所占的比率高。因此，为了减少高频铁损，特别重要的是减少涡流损耗。由于这样的背景，正在进行减少压粉磁芯的涡流损耗的各种努力。压粉磁芯的涡流损耗进一步分成在粒子内流动的粒子内涡流损耗和在粒子间流动的粒子间涡流损耗。这里，作为减少在粒子间流动的粒子间涡流损耗的方法，已知有对粒子表面实施绝缘被覆的方法。作为上述绝缘被覆，例如提出了如专利文献1中记载的使用磷酸的被覆、如专利文献2中记载的使用有机硅树脂的被覆、和如专利文献3中记载的组合了磷酸和有机硅树脂的被覆。这样，已经提出了用于减少粒子间涡流损耗的各种技术，能够充分减少粒子间涡流损耗。与此相对，对于粒子内涡流损耗，很难说已经提出了用于减少涡流损耗的足够的技术。例如，在非专利文献1中，通过在铁粒子中添加Si，进行高合金化，从而使粒子内的电阻上升，减少涡流损耗。另外，在专利文献4和专利文献5中公开了通过采用使用SiCl4的CVD法使Si在纯铁粉的表层稠化而减少涡流损耗的技术。在这些技术中，利用因表层的Si稠化所致的磁通量向粉末表层的集中来尝试减少粒子内涡流损耗。此外，在专利文献6中公开了通过使在使Si稠化于软磁性粉末的表层的过程中残留的SiO2微粒扩散附着在该软磁性粉末的表面而得到电阻高、涡流损耗低的压粉磁芯的技术。上述技术是将利用了因表层的Si稠化所致的磁通量向粉末表层的集中的粒子内的涡流损耗减少和因残留SiO2所致的粒子间涡流损耗减少这两者组合而成的。现有技术文献专利文献专利文献1：日本特表2010-511791号公报专利文献2：日本特开2013-187480号公报专利文献3：日本特开2008-63651号公报专利文献4：日本特开2008-297606号公报专利文献5：日本特开平11-87123号公报专利文献6：日本特开2011-146604号公报非专利文献非专利文献1：大同特殊钢技报电气制钢，大同特殊钢株式会社，2011年，第82卷，第1号，p.57-65
技术实现思路
然而，非专利文献1中记载的Si的大量添加导致原材料的饱和磁化降低、因粉末固化所致的成型时的压缩性降低，压缩性的降低进一步导致因成型体密度降低所致的磁芯的饱和磁化降低。此外，为了将粉末用于实用材料，制成磁芯时的饱和磁化需要为1.8T以上，因此作为原材料的软磁性粉末的饱和磁矩需要为180emu/g以上。由于这样的制约，现状是因向Fe中添加Si所致的涡流损耗减少停留在得到由添加3质量％左右的Si所带来的效果。另外，专利文献4和专利文献5中记载的技术是向纯铁粉中的Si稠化技术，但作为母材的纯铁粉的电阻并不比Fe-Si合金高，因此即便使Si在表层稠化，也无法充分减少涡流损耗。此外，在使用专利文献4和专利文献5中记载的技术进行向Fe-Si合金粉末中的Si表层稠化的情况下，由于在浸硅温度区域α相被粉末中含有的Si稳定化，因而Si的扩散变得极快，向表层的确切的Si稠化极其困难。专利文献6中记载的技术也与专利文献4等同样地由于向基础粉末中添加Si时在浸硅温度区域α相稳定化，因而Si的扩散极快，向表层的Si稠化极其困难。因此，以往技术都难以满足高涨的对涡流损耗减少的要求。本专利技术的目的在于解决上述的以往技术的课题，提供可得到涡流损耗低的压粉磁芯的压粉磁芯用软磁性粉末及其原料粉末。专利技术人等为了解决上述课题，对压粉磁芯的涡流损耗反复进行了深入研究，结果得到以下见解。(i)软磁性粉末中的Si扩散在母相的铁为α相时和母相的铁为γ相时大为不同，在γ相中Si扩散的速度与在α相中扩散的速度相比极慢。(ii)以进行用于使Si在粒子表层稠化的热处理时γ相变得稳定的方式调整基础粉末的组成，由此即便基础粉末含有Si，也能够在粒子表层使比粒子中心部更高浓度的Si稠化。(iii)通过增加粒子中心部分的Si量，能够有效地减少使Si在粒子表层稠化时的涡流损耗。本专利技术是基于上述见解而得到的。即，本专利技术的要旨构成如下。1.一种软磁性粉末用原料粉末，含有：Fe：60质量％以上，γ相稳定化元素，和提高电阻的元素：1.0质量％以上。2.根据上述1所述的软磁性粉末用原料粉末，其中，上述γ相稳定化元素为选自Ni、Mn、Cu、C和N中的1种或2种以上。3.根据上述1或2所述的软磁性粉末用原料粉末，其中，上述提高电阻的元素为选自Si、Al和Cr中的1种或2种以上。4.根据上述记载的软磁性粉末用原料粉末，其中，相对于上述软磁性粉末用原料粉末，含有1.5～20质量％的Ni作为上述γ相稳定化元素，相对于上述软磁性粉末用原料粉末，含有1.0～6.5质量％的Si作为上述提高电阻的元素。5.一种压粉磁芯用软磁性粉末，含有：60质量％以上的Fe，γ相稳定化元素，和1.0质量％以上的提高电阻的元素，上述提高电阻的元素在构成上述压粉磁芯用软磁性粉末的粒子的中心部分的浓度为1.0质量％以上，上述提高电阻的元素在构成上述压粉磁芯用软磁性粉末的粒子的表层的浓度比上述提高电阻的元素在构成上述压粉磁芯用软磁性粉末的粒子的中心部分的浓度高。根据本专利技术，能够得到可得到涡流损耗低的压粉磁芯用软磁性粉末的原料粉末和压粉磁芯用软磁性粉末。具体实施方式[软磁性粉末用原料粉末]以下，对本专利技术进行具体说明。本专利技术的一个实施方式的软磁性粉末用原料粉末含有Fe、γ相稳定化元素和提高电阻的元素作为必需成分。对上述各成分，进行以下说明。[Fe]本专利技术的软磁性粉末用原料粉末含有Fe作为主成分。软磁性粉末用原料粉末的Fe含量为60质量％以上。另一方面，对于Fe含量的上限没有特别限定，但为了充分得到后述的γ相稳定化元素或提高电阻的元素的效果，优选使Fe含量小于98.5质量％。[γ相稳定化元素]本专利技术的一个实施方式的压粉磁芯用软磁性粉末可以通过像后述那样对原料粉末进行热处理而使提高电阻的元素在构成该粉末的粒子的表层渗透扩散来制造。此时，如果粉末的晶体结构为α(铁素体)相，则由于上述提高电阻的元素在α相中容易扩散，因而在热处理中上述提高电阻的元素会扩散到粒子的中心部分，在表层和中心部分的提高电阻的元素的浓度会均匀化。因此，本专利技术中，通过添加γ相稳定化元素而使热处理时的γ(奥氏体)相稳定化。如上所述，γ相中的Si的扩散速度与α相中的扩散速度相比极慢。因此，通过添加γ相稳定化元素，能够抑制Si从粒子表层向中心的扩散而使Si在粒子表层有效地稠化。应予说明，这里，γ相稳定化元素是指在与Fe的二元系相图中通过添加该元素来降低α/γ的转变温度的元素。作为上述γ相稳定化元素，例如，可举出Ni、Mn、Cu、C和N等。作为上述γ相稳定化元素，可以使用1种元素，也可以组合2种以上元素使本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种软磁性粉末用原料粉末，含有：Fe：60质量％以上，γ相稳定化元素，和提高电阻的元素：1.0质量％以上。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2015.02.09 JP 2015-0233991.一种软磁性粉末用原料粉末，含有：Fe：60质量％以上，γ相稳定化元素，和提高电阻的元素：1.0质量％以上。2.根据权利要求1所述的软磁性粉末用原料粉末，其中，所述γ相稳定化元素为选自Ni、Mn、Cu、C和N中的1种或2种以上。3.根据权利要求1或2所述的软磁性粉末用原料粉末，其中，所述提高电阻的元素为选自Si、Al和Cr中的1种或2种以上。4.根据权利要求1所述的软磁性粉末用原料粉末，其中，相对于...

【专利技术属性】
技术研发人员：高下拓也，小林聪雄，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