复合磁性材料、电抗器、以及金属复合芯及其制造方法技术

本发明专利技术提供一种成为磁特性优异的金属复合芯的材料的复合磁性材料、金属复合芯、电抗器、以及金属复合芯的制造方法。一种将磁性粉末与树脂混合而获得的复合磁性材料，并且磁性粉末包含第1磁性粉末、以及平均粒径比第1磁性粉末小的第2磁性粉末，并将第1磁性粉末的保磁力设为Hc＝0.70A/cm以下且将圆形度设为0.9以上。

Composite magnetic material, reactor, metal composite core and its manufacturing method

【技术实现步骤摘要】
复合磁性材料、电抗器、以及金属复合芯及其制造方法
本专利技术涉及一种包含磁性粉末与树脂的复合磁性材料、金属复合芯(metalcompositecore)、电抗器、以及金属复合芯的制造方法。
技术介绍
在办公自动化(officeautomatic，OA)设备、太阳光发电系统、汽车、不间断电源等各种用途中使用电抗器(reactor)。电抗器例如在防止高次谐波电流向输出系统流出的滤波器(filter)、或使电压升降的电压升降用变流器(converter)等中使用。根据用途而对电抗器要求透磁率、电感值、铁损等磁特性。例如，电压升降用的变流器中使用的电抗器因要求能量转换效率的提高，而要求作为能量损耗的铁损小。另外，为了应对各种用途，还要求将电抗器中使用的芯成型为任意的形状。作为响应此种要求的电抗器，有包括被称为金属复合芯的类型的芯的电抗器。金属复合芯(以下，也简称为MC芯。)为将混合有金属磁性粉末与树脂的材料成型为规定形状并使其固化而成的芯。[现有技术文献][专利文献][专利文献1]日本专利特开2012-33727号公报
技术实现思路
[专利技术所要解决的问题]关于以前的MC芯，其材料为浆料状，且通过将所述材料流入容器中而成型，因此有可容易地成型为所希望的形状且形状的制约少的成型性优点。另一方面，为了使容器内的流动性良好，需要添加一定量以上的树脂，从而所述材料中的磁性粉末所占的比例变少，导致芯密度降低，结果磁特性降低。另外，在MC芯中，除了芯密度降低以外还有使磁特性降低的主要原因，期望抑制这些的影响而提高磁特性。本专利技术的目的在于提供一种成为磁特性优异的金属复合芯的材料的复合磁性材料、金属复合芯、电抗器、以及金属复合芯的制造方法。[解决问题的技术手段]专利技术人等人进行了努力研究，结果获得了如下见解：在使用大小两种磁性粉末作为软磁性粉末的金属复合芯中，通过提高平均粒径大的第1磁性粉末的圆形度并提高芯密度，而实现低透磁率，且通过将第1磁性粉末的保磁力抑制得低而实现低铁损，并且利用这些的协同效果而可提高金属复合芯的磁特性。为了达成所述目的，本专利技术为一种将磁性粉末与树脂混合而获得的复合磁性材料，其中，所述磁性粉末包含第1磁性粉末、以及平均粒径比所述第1磁性粉末小的第2磁性粉末，并且所述第1磁性粉末的保磁力Hc＝0.70A/cm以下且圆形度为0.9以上。所述第1磁性粉末的粉末硬度可为278Mpa以上。所述第1磁性粉末的保磁力可为Hc＝0.48A/cm以下且圆形度可为0.92以上。所述第1磁性粉末的粉末硬度可为403Mpa以上。所述第2磁性粉末的保磁力可为Hc＝0.93A/cm以下且圆形度可为0.98以上。所述第2磁性粉末的粉末硬度可为239Mpa以上。相对于所述磁性粉末的所述第1磁性粉末的添加量可为60wt％～80wt％，且相对于所述磁性粉末的所述第2磁性粉末的添加量可为40wt％～20wt％。所述树脂的混合量可为所述磁性粉末的3wt％～5wt％。将所述复合磁性材料成形而成的金属复合芯也为本专利技术的一实施方式。本专利技术的金属复合芯的芯的整个表面可为非滑动面。包括所述金属复合芯、以及线圈的电抗器也为本专利技术的一实施方式。另外，本专利技术的芯的制造方法为包含磁性粉末以及树脂的芯的制造方法，其中，所述磁性粉末包含保磁力Hc＝0.70A/cm以下且圆形度为0.9以上的第1磁性粉末、以及平均粒子径比所述第1磁性粉末小的第2磁性粉末，并且所述制造方法包括：混合工序，对所述磁性粉末混合树脂；成型工序，将所述混合工序中获得的混合物放入规定的容器中并进行成型；以及硬化工序，使所述成型工序中获得的成型体中的所述树脂硬化。[专利技术的效果]根据本专利技术，可提供一种成为磁特性优异的金属复合芯的材料的复合磁性材料、金属复合芯、电抗器、以及金属复合芯的制造方法。附图说明图1是用于说明实施方式的电抗器的制造方法的流程图。图2是用于说明成型工序及加压工序的图。图3是实施例1～实施例5及比较例1的相对于铁损Pcv的透磁率μ12k的图表。图4是表示实施例4、实施例5及比较例1的相对于第1磁性粉末的粉末硬度而言的、MC芯的表观密度相对于压粉芯(dustcore)的表观密度的比例的图表。符号的说明10：容器20：复合磁性材料30、32：挤压构件40：线圈具体实施方式[1.实施方式][1-1.构成]本实施方式的电抗器包括芯、以及线圈。芯为包含磁性粉末与树脂而构成的金属复合芯(以下，也称为MC芯)。将混合有磁性粉末与树脂的粘土状的混合物填充至规定的容器中，进行加压，由此可将芯设为规定的形状。芯的形状例如可设为环(toroidal)状芯、I型芯、U型芯、θ型芯、E型芯、EER型芯等各种形状。作为磁性粉末，可使用软磁性粉末，尤其是可使用Fe粉末、Fe-Si合金粉末、Fe-Al合金粉末、Fe-Si-Al合金粉末(铁硅铝磁合金(sendust))、或者这些两种以上的粉末的混合粉等。作为Fe-Si合金粉末，例如可使用Fe-6.5％Si合金粉末、Fe-3.5％Si合金粉末。软磁性粉末的平均粒子径(D50)优选为20μm～150μm。再者，在本说明书中，所谓“平均粒子径”，只要并无特别说明，则是指D50、即中值径。磁性粉末由平均粒子径不同的磁性粉末构成。即，磁性粉末包含第1磁性粉末、以及平均粒子径比第1磁性粉末小的第2磁性粉末。第1磁性粉末及第2磁性粉末理想的是低保磁力。第1磁性粉末的保磁力优选为0.70A/cm以下、理想的是0.48A/cm以下。在使用保磁力大的磁性粉末的MC芯中，MC芯中的磁滞回线(hysteresisloop)也变大。因此，MC芯的磁滞损耗变大。因此，通过将第1磁性粉末的保磁力抑制得低，而可实现低铁损的MC芯。另外，第2磁性粉末的保磁力理想的是0.93A/cm以下。其原因在于：第2磁性粉末的保磁力与第1磁性粉末的保磁力相比较，对于MC芯的磁滞回线的影响小。但是，若第2磁性粉末的保磁力超过0.93A/cm，则MC芯的磁滞回线也变大，从而MC芯的磁滞损耗变大。第1磁性粉末及第2磁性粉末优选为球形。第1磁性粉末的圆形度优选为0.90以上，第2磁性粉末的圆形度优选为0.98以上。其原因在于：第1磁性粉末彼此的间隙变小，且更多的第2磁性粉末容易进入所述间隙，可实现密度及透磁率的提高。在对MC芯加压的情况下，加压工序中施加的压力为数kg/cm2～数十kg/cm2，与需要数t/cm2～数十t/cm2的压粉磁芯(以下，也称为压粉芯)相比，为千分之一左右而非常小，因此可维持磁性粉末的圆形度。即，在为需要以高的压力进行加压的压粉芯的情况下，无法获得此种磁性粉末的圆形度。另外，相对于磁性粉末的第1磁性粉末的添加量优选为60wt％～80wt％。即，在由第1磁性粉末与第2磁性粉末构成磁性粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种复合磁性材料，其为将磁性粉末与树脂混合而获得的复合磁性材料，其特征在于：/n所述磁性粉末包含第1磁性粉末、以及平均粒径比所述第1磁性粉末小的第2磁性粉末，/n所述第1磁性粉末的保磁力Hc＝0.70A/cm以下且圆形度为0.9以上。/n

【技术特征摘要】
20180921 JP 2018-1781161.一种复合磁性材料，其为将磁性粉末与树脂混合而获得的复合磁性材料，其特征在于：
所述磁性粉末包含第1磁性粉末、以及平均粒径比所述第1磁性粉末小的第2磁性粉末，
所述第1磁性粉末的保磁力Hc＝0.70A/cm以下且圆形度为0.9以上。


2.根据权利要求1所述的复合磁性材料，其特征在于：所述第1磁性粉末的粉末硬度为278Mpa以上。


3.根据权利要求1所述的复合磁性材料，其特征在于：所述第1磁性粉末的保磁力Hc＝0.48A/cm以下且圆形度为0.92以上。


4.根据权利要求3所述的复合磁性材料，其特征在于：所述第1磁性粉末的粉末硬度为403Mpa以上。


5.根据权利要求1至4中任一项所述的复合磁性材料，其特征在于：所述第2磁性粉末的保磁力Hc＝0.93A/cm以下且圆形度为0.98以上。


6.根据权利要求5所述的复合磁性材料，其特征在于：所述第2磁性粉末的粉末硬度为239Mpa以上。


7.根据权利要求1至6中任一项所述的复合磁性材料，...

【专利技术属性】
技术研发人员：大岛泰雄，有间洋，
申请(专利权)人：株式会社田村制作所，
类型：发明
国别省市：日本;JP