本发明专利技术目的在于提供明确涂层的必要制造条件，与现有相比满足高电阻且高磁通密度的压粉磁芯。该磁芯的制作方法，包括：在铁粉上涂敷绝缘膜形成用处理液的第一工序；在比３５０度高的温度范围内对涂敷有所述处理液的铁粉进行热处理的第二工序；压缩所属热处理后的铁粉形成磁芯的第三工序；在６００度以上８００度以下的温度范围对所述磁芯进行热处理的第四工序。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及通过压缩成形含铁元素的磁粉而制造的压粉磁芯，特别是 涉及用于回转电机、反应器等的电机部件的压粉磁芯。
技术介绍
近年来，从环保问题的观点出发，电机动车受到重视。作为这种电机 动车的动力源，具备回转电机(电动机)，另外，在逆变器电路输出中具 备平滑变压器(反应器)，并追求这些部件的效率提高。为此，作为用于 回转电机和平滑变压器的磁芯，要求实现高比电阻和高磁通密度。作为用于使磁芯高电阻化的技术，可以列举以下专利文献l一3。在下述专利文献1和2中，记载有通过用氟化物绝缘膜在铁粉表面进 行镀敷从而使压粉磁芯高电阻化。另外，在下述专利文献3中，记载有使 镁在铁粉表面形成并进行热处理形成M g O膜，由此实现高电阻化。专利文献1:特开2 0 0 6 — 4 1 2 0 3号公报专利文献2:特开2 0 0 6 — 2 8 3 0 4 2号公报专利文献3:特开2 0 0 6 — 9 7 1 2 4号公报用于回转电机和平滑变换器的磁芯，必须是低铁损并且高磁通密度， 并要求它们的磁特性即使在从低频到高频的区域中也不降低。铁损包括和磁芯的比电阻有很大关系的涡电流损和从铁粉的制造过 程以及其后的工艺过程中产生的铁粉内的应变受到影响的磁滞损。而且， 铁损(W)如下述公式1那样，可以由涡电流损(We)和磁滞损耗(Wh) 的和表示。在公式1中，f是频率，Bm是励磁磁通密度，P是比电阻， t是材料的厚度、k,和是系数。W二W e+W h = ( k,Bm2 t 2/ p ) f2+k2Bm'.6f (公式l)从公式1可知，因为涡电流损(W e )和频率f的二次方呈比例变大，所以，特别是为了不使高频的磁特性降低，必须抑制其涡电流损。为了抑 制压粉磁芯的涡电流的产生，必须使用如下的压粉磁芯使所用的磁粉的 尺寸最佳化，并且，在磁粉一个一个的表面形成绝缘膜，使用该磁粉进行 压縮成形。在这样的压粉磁芯中，在绝缘不充分时，比电阻P会降低，涡电流损 (We)变大。另一方面，如果为了提高绝缘而加厚绝缘被膜，则磁芯中 的软磁性粉所占的体积的比例降低，磁通密度B降低。另外，为了提高磁 通密度，在高压下进行软磁性粉的压縮成形，增加软磁性粉的密度，如此 则无法回避成形时软磁性粉的应变，磁滞损(Wh)变大，因此其结果是难以抑制铁损。特别是在低频区域中涡电流损(We)小，因此铁损(W) 中的磁滞损(Wh)的影响变大。作为磁滞损失的原因的成形体矫顽磁力可以通过对成形体进行高温 热处理(去除应变热处理)而降低，其结果可以减少磁滞损。但是，因为 没有能够承受这样高温热处理的绝缘膜，所以为了不使涡电流损发生，热 处理温受到限制，其结果不能实现低损耗的磁芯。在上述引用文献1、 2中，由于在氟化物绝缘层的材料单体中即使在 高温下也具有高电阻，所以认为优选作为压粉用绝缘膜。但为了适用于各 种电动机磁轭，需要2 0 u Q m以上的比电阻。为了降低磁滞损，压粉 磁芯电动机磁轭需要进行压縮成形后60(TC的去除应变热处理。使用具有 代表性的作为氟化物的N d F3，对适用于水雾化粉进行了研究，但即使增 加N d F3厚度，抵抗值也不充分。在上述引用文献3的方法中，事先需要对铁粉进行氧化处理，花费时 间，此外也难以将Mg粉末均匀地涂敷在铁粉表面，在实用性上有缺陷。 此外，Mg O膜的耐热性的界限是60(TC。本专利技术明确涂敷的必要制造条件，并提供能够在高频下使用或适用于 大型旋转机的磁芯用软性磁粉，其目的是实现与现有技术相比比电阻和磁 通密度提高的压粉磁芯。
技术实现思路
在当初的讨论中，使用专利文献2的涂层膜制作方法，对铁粉进行改良调整铁粉形状，以NdF3作为原料粉，进行压缩成形、热处理时，电 阻值充分高，但导致B的低下，作为旋转机是不能充分运转的。因此，在NdF:,涂敷之后，马上在变形热处理温度进行预热处理，成形后进行去除应变热处理，由此电阻值自身增加，能够使NdF3膜薄 化。但是由这种方法得到的成形体B为1.7T左右，进一步要求高B化。本专利技术中压粉磁芯的特征在于在上述工艺的涂层材料中使用碱土类 金属氟化物，特别是使用M g F2。 N d F2涂层铁粉如下而制成压粉磁芯， 控制粒成形，在压縮成形前，在其后的与去除应变热处理温度同样的温度、 或者到100度的低的温度下进行预热处理和成形作业，制造压粉磁芯。具体地说，在为了解决上述课题的本专利技术中，磁芯的制造方法包括 在铁粉上涂敷绝缘膜形成用处理液的第一工序；对涂敷有上述处理液的铁 粉在350度以上的高的温度范围中进行热处理的第二工序；压縮所述热处理后的铁粉形成磁芯的第三工序；在600度以上800度以下的温度范围内 对所述磁芯进行热处理的第四工序。另外，所述铁粉的制造方法可以是气 雾化粉、还原粉、水雾化粉的任一种。另外，所述绝缘膜由碱土类金属氟 化物，特别是由M g F2构成，并且，厚度为2 0 nm以上3 0 0 nm以 下，特别是在50nm以上150mn以下。另外，所述第二工序中的热处理在 500度以上600度以下的温度范围进行。另外，本专利技术的磁粉的特征在于，上述Mg F2的平均涂层厚度是2 0 3 0 0 nm。其制造方法适用于得到上述压粉磁芯。根据本专利技术，能够得到下述磁性粉以及适用于制造该磁性粉的处理条 件，该磁性粉能够得到耐热性高、比电阻高的高密度压粉成形体。附图说明图1是表示由现有方法形成的M g F2和N d F3涂层铁粉的平均涂层 膜厚/比电阻。图2是表示由现有方法形成的M g F2和N d F3涂层铁粉的平均涂层膜压/磁通密度。图3是表示本专利技术的预热处理产生的M g F2和N d F3涂层膜的性能的提高。图4是表示由本专利技术形成的M g F2和N d F3涂层铁粉的平均涂层膜厚/比电阻。图5是表示由本专利技术形成的M g F2的X射线构造解析结果。具体实施方式以下说明本专利技术的压粉磁芯的构成。图1是表示适用上述专利文献中记载的涂层膜制作方法制造的压粉磁 芯的特性。在这种压粉磁芯中由氟化物绝缘膜包覆铁粉表面而构成。在图 1中，横轴表示该氟化物绝缘膜的平均涂层厚度(nm)，纵轴表示压粉磁 芯的比电阻(ix Q m)。另外，对绝缘膜分别为Nd F:,， Mg F2的情况 进行标绘。这里是改变涂层厚度将N d Fr凃层材料和M g F2涂层材料涂敷在水 雾化铁粉上，在压縮成形后在60(TC进行去除应变热处理。热处理均为30 分钟。涂敷方法遵照专利文献2进行。除去溶剂的热处理在35(TC进行。 膜厚以在所使用的处理液量中相对于铁粉20g铁粉对应lg水合原盐的关 系为基础，在形成涂层厚度薄时，用乙醇稀释，如果厚时，通过多次涂敷 进行调整。成形后，依据断面S EM观察测定膜厚。均是压縮压l. 5G P a时60CTC去除应变热处理后的电阻值。其结果如图l所示可知，和NdF3相比，MgF2涂层为15 0nm 以上的平均涂层厚度比电阻稍高，但都没有达到必要的2 0 u Q m。另外，图2是以和图1同一条件制成的试料，横轴是平均涂层厚度(n m)，纵轴是压粉磁芯的饱和磁通密度B (T)。其结果不管是Nd F3，还 是M g F2， B值都取决于涂层厚度。对以上说明的改善现有方法的本专利技术的方法进行说明。在本专利技术中，在本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种磁芯的制造方法，其中，包括：在铁粉上涂敷绝缘膜形成用处理液的第一工序；在比３５０度高的温度范围内对涂敷有所述处理液的铁粉进行热处理的第二工序；压缩所述热处理后的铁粉成形磁芯的第三工序；在６００度以上８００度以下的温度范围内对所述磁芯进行热处理的第四工序。
【技术特征摘要】
JP 2007-4-10 2007-1023141.一种磁芯的制造方法，其中，包括在铁粉上涂敷绝缘膜形成用处理液的第一工序；在比350度高的温度范围内对涂敷有所述处理液的铁粉进行热处理的第二工序；压缩所述热处理后的铁粉成形磁芯的第三工序；在600度以上800度以下的温度范围内对所述磁芯进行热处理的第四工序。2. 如权利要求1所述的制造方法，其中，所述铁粉是气雾化粉、还 原粉、水雾化粉中的任一种。3. 如权利要求1所述的制造方法，其中，所述绝缘膜由碱土金属氟 化物构成，膜厚为20nm以上300nm以下...
【专利技术属性】
技术研发人员：今川尊雄，佐通祐一，小室又洋，铃木启幸，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：JP[日本]
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