软磁性合金、软磁性合金薄带及其制造方法、磁芯以及部件技术

本发明专利技术提供饱和磁通密度高、铁损低的软磁性合金、由该合金构成的软磁性合金薄带及其制造方法、使用该软磁性合金薄带的磁芯以及部件。本发明专利技术的软磁性合金由组成式Fe

【技术实现步骤摘要】
软磁性合金、软磁性合金薄带及其制造方法、磁芯以及部件


[0001]本公开涉及软磁性合金、软磁性合金薄带及其制造方法、磁芯以及部件。

技术介绍

[0002]具有纳米晶体结构的软磁性合金可获得优异的磁特性，用于变压器、电子部件、马达等。这些变压器、电子部件、马达等需要小型化、高效化。因此，对于这些部件(变压器、电子部件、马达等)中使用的软磁性合金，需要进一步提高特性。作为该软磁性合金所需的特性，有饱和磁通密度高、铁损低。这些部件中，随着半导体等的高频化，很多都在提高工作频率而推进小型化，铁损低的Fe基非晶质合金、Fe基纳米晶合金备受瞩目，为了商业普及，要求价格、生产率、热处理性优异的软磁性合金。
[0003]专利文献1中记载了一种通过下述方法制造兼顾高饱和磁化和低矫顽力的软磁性材料的方法：将具有组成式为Fe
100
‑
a
‑
b
‑
c
B
a
Cu
b
M
’
c
，M
’
为选自Nb、Mo、Ta、W、Ni和Co的至少1种元素且满足10≦a≦16、0＜b≦2和0≦c≦8的组成并且具有非晶质相的合金以10℃/秒以上的升温速度加热，而且在结晶起始温度以上、低于Fe
‑
B化合物的生成起始温度的温度保持0～80秒。
[0004]专利文献2中公开了一种软磁性合金，其特征在于，由组成式((Fe
(1－(α+β))
X1
α
X2<br/>β
)
(1－(a+b+c+d+e))
)B
a
Si
b
C
c
Cu
d
M
e
构成，X1为选自由Co和Ni组成的组中的1种以上，X2为选自由Al、Mn、Ag、Zn、Sn、As、Sb、Bi、N、O和稀土元素组成的组中的1种以上，M为选自由Nb、Hf、Zr、Ta、Ti、Mo、W和V组成的组中的1种以上，0.140＜a≦0.240、0≦b≦0.030、0＜c＜0.080、0＜d≦0.020、0≦e≦0.030、α≧0、β≧0、0≦α+β≦0.50。据记载，该软磁性合金是同时具有高饱和磁通密度、低矫顽力和高导磁率μ
′
的软磁性合金。
[0005]专利文献3中公开了一种软磁性合金，其由Fe
100
‑
x
‑
y
‑
z
A
x
M
y
X
z
表示，这里，A为选自Cu和Au中的至少1种以上元素，M为选自Ti、Zr、Hf、V、Nb、Ta、Cr、Mo、W中的至少1种以上元素、X为选自B和Si中的至少一种以上元素，按原子％计，0＜x≦5、0.4≦y＜2.5、10≦z≦20，软磁性合金的饱和磁通密度为1.7T以上、矫顽力为15A/m以下。
[0006]现有技术文献
[0007]专利文献
[0008]专利文献1：国际公开第2018/025931号
[0009]专利文献2：日本特开2019
‑
94532号公报
[0010]专利文献3：国际公开第2008/133301号

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的课题
[0012]根据专利文献1中记载的软磁性材料，公开了具有高饱和磁化的软磁性材料。然而，专利文献1中记载的软磁性材料由于不含Si，因此在材料表面不会形成有助于软磁性材料的耐腐蚀性的SiO2膜，因此难以防止锈蚀等。
[0013]专利文献2中记载的软磁性合金中，饱和磁通密度(Bs)不太高。一般而言，Fe量变多则饱和磁通密度提高，但在Fe量为84at％的实施例6中，饱和磁通密度(Bs)为1.76T。此外，认为由于B量较多，因此热处理性不足够。
[0014]专利文献3中记载的软磁性合金中含有大量昂贵的Nb等M元素，因此价格提高。此外，在铸造方向上产生了各向异性，在铸造方向上施加80A/m的磁场时的磁通密度与在与铸造方向正交的方向上施加80A/m的磁场时的磁通密度之比大，因此不适合需要各向同性的用途。
[0015]本公开希望提供饱和磁通密度高、铁损低的软磁性合金、由该软磁性合金构成的软磁性合金薄带及其制造方法、使用该软磁性合金薄带的磁芯以及部件。
[0016]用于解决课题的方法
[0017]用于解决上述课题的具体方法包括以下的方式。
[0018]＜1＞一种软磁性合金，其由组成式Fe
a
Si
b
B
c
Cu
d
M
e
表示，M为选自Nb、Mo、V、Zr、Hf、W中的至少1种元素，按原子％计，82.5≦a≦86、0.3≦b≦3、12.5≦c≦15.0、0.05≦d≦0.9、0≦e＜0.4，
[0019]所述软磁性合金具有粒径60nm以下的晶粒存在于非晶相中的组织。
[0020]＜2＞根据＜1＞所述的软磁性合金，其中，83≦a≦86、0.3≦b≦2、0.4≦d≦0.9、0≦e≦0.3。
[0021]＜3＞根据＜1＞或＜2＞所述的软磁性合金，其中，13.0≦c≦14.0。
[0022]＜4＞根据＜1＞～＜3＞中任一项所述的软磁性合金，其中，Fe的一部分在最高达6原子％的范围内被Co、Ni中的至少1种元素置换。
[0023]＜5＞根据＜1＞～＜4＞中任一项所述的软磁性合金，其中，饱和磁通密度为1.75T以上。
[0024]＜6＞根据＜1＞～＜5＞中任一项所述的软磁性合金，其中，密度为7.45g/cm3以上。
[0025]＜7＞一种软磁性合金薄带，其合金组成由组成式Fe
a
Si
b
B
c
Cu
d
M
e
表示，M为选自Nb、Mo、V、Zr、Hf、W中的至少1种元素，按原子％计，82.5≦a≦86、0.3≦b≦3、12.5≦c≦15.0、0.05≦d≦0.9、0≦e＜0.4，
[0026]所述软磁性合金薄带具有粒径60nm以下的晶粒存在于非晶相中的组织，饱和磁通密度为1.75T以上，1kHz、1T时的铁损为25W/kg以下。
[0027]＜8＞根据＜7＞所述的软磁性合金薄带，其中，密度为7.45g/cm3以上。
[0028]＜9＞根据＜7＞或＜8＞所述的软磁性合金薄带，其中，占积率为86％以上。
[0029]＜10＞根据＜7＞～＜9＞中任一项所述的软磁性合金薄带，其中，厚度为25μm以上。
[0030]＜11＞根据＜7＞～＜10＞中任一项所述的软磁性合金薄带，其中，占积率为88％以上。
[0031]＜12＞根据＜7＞～＜11＞中任一项所述的软磁性合金薄带，其中，在所述软磁性合金薄带的铸造方向上施加80A/m的磁场时的磁通本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软磁性合金，其由组成式Fe
a
Si
b
B
c
Cu
d
M
e
表示，M为选自Nb、Mo、V、Zr、Hf、W中的至少1种元素，按原子％计，82.5≦a≦86、0.3≦b≦3、12.5≦c≦15.0、0.05≦d≦0.9、0≦e＜0.4，所述软磁性合金具有粒径60nm以下的晶粒存在于非晶相中的组织。2.根据权利要求1所述的软磁性合金，其中，83≦a≦86、0.3≦b≦2、0.4≦d≦0.9、0≦e≦0.3。3.根据权利要求1或2所述的软磁性合金，其中，13.0≦c≦14.0。4.根据权利要求1～3中任一项所述的软磁性合金，其中，Fe的一部分在最高达6原子％的范围内被Co、Ni中的至少1种元素置换。5.根据权利要求1～4中任一项所述的软磁性合金，其中，饱和磁通密度为1.75T以上。6.根据权利要求1～5中任一项所述的软磁性合金，其中，密度为7.45g/cm3以上。7.一种软磁性合金薄带，其合金组成由组成式Fe
a
Si
b
B
c
Cu
d
M
e
表示，M为选自Nb、Mo、V、Zr、Hf、W中的至少1种元素，按原子％计，82.5≦a≦86、0.3≦b≦3、12.5≦c≦15.0、0.05≦d≦0.9、0≦e＜0.4，所述软磁性合金薄带具有粒径60nm以下的晶粒存在于非晶相中的组织，饱和磁通密度为1.75T以上，1kHz、1T时的铁损为25W/kg以下。8.根据权利要求7所述的软磁性合金薄带，其中，密度为7.45g/cm3以上。9.根据权利要求7或8所述的软磁性合金薄带，其中，占积率为86％以上。10.根据权利要求7～9中任一项所述的软磁性合金薄带，其中，厚度为25μm以上。11.根据权利要求7～10中任一项所述的软磁性合金薄带，其中，占积率为88％以上。12.根据权利要求7～11中任一项所述的软磁性合金薄带，其中，在所述软磁性合金薄带的铸造方向上施加80A/m的磁场时的磁通密度L、与在与所述软磁性合金薄带的铸造方向正交的方向上施加80A/m的磁场时的磁通密度W的值之比即L/W为0.7～1.3。13.根据权利要求7～12中任一项所述的软磁性合金薄带，其中，饱和磁致伸缩为20ppm以下。14.根据权利要求7～13中任一项所述的软磁性合金薄带，其中，83≦a≦86...

【专利技术属性】
技术研发人员：小川雄一，伊藤直辉，白武隆弘，太田元基，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：