压粉磁芯用铁基软磁性粉末、压粉磁芯及其制造方法技术

本发明专利技术提供能够实现压粉磁芯的高密度化且低铁损的压粉磁芯用铁基软磁性粉末。本发明专利技术是在铁基软磁性粉末中的粒子的表面具有缩合磷酸铝层且在缩合磷酸铝层的表面具有有机硅树脂层的压粉磁芯用铁基软磁性粉末，其中，缩合磷酸铝层为连续被膜，相对于铁基软磁性粉末、缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计100质量％，缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计为0.60质量％以下。量的合计为0.60质量％以下。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】压粉磁芯用铁基软磁性粉末、压粉磁芯及其制造方法


[0001]本专利技术涉及压粉磁芯用铁基软磁性粉末、压粉磁芯及其制造方法。

技术介绍

[0002]马达、变压器等中使用的磁芯要求磁通密度高且铁损低的特性。以往，马达用磁芯一直使用层叠电磁钢板而成的铁芯，但近年来压粉磁芯备受关注。
[0003]压粉磁芯的最大的特征是能够形成三维的磁路。将电磁钢板作为材料时，通过层叠而成型磁芯，因此形状的自由度有限制。另一方面，压粉磁芯是将具备绝缘被膜的软磁性粒子压制成型而得的，可以通过变更模具来变更形状，能够得到超过电磁钢板的形状自由度。
[0004]另外，与层叠电磁钢板的工序相比，压制成型所需要的工序短，并且成本便宜，在此基础上作为基础的粉末也便宜，因此，压粉磁芯有优异的性价比。
[0005]并且，将电磁钢板作为材料时，层叠表面被绝缘的钢板，因此在钢板的表面方向和与表面垂直的方向上，磁特行各自不同，而且与表面垂直的方向的磁特性差，有这样的缺点。另一方面，压粉磁芯，粒子独立地各自被绝缘被膜所覆盖，因此磁特性在所有的方向上均匀，对于三维磁路的形成有利。
[0006]如此地，压粉磁芯不仅能够实现三维磁路的设计，同时性价比优异。从这些方面考虑，为了实现近年来要求的马达的小型化、无稀土化、低成本化等，具有利用压粉磁芯的三维磁路的马达的研究开发日益增多。
[0007]这里，马达的小型化中，由于伴随小型化的高速旋转化，降低中高频(800Hz～3kHz)的铁损的重要性变的尤为重要。然而，压粉磁芯与电磁钢板相比，铁损大，磁通密度低，因此，现状是几乎没有实现实用的例子。
[0008]对于压粉磁芯的实用化，重要的是不仅在成型体的阶段，在为了中高频的压粉磁芯的低铁损化而对成型体实施高温(例如，600℃)下的去应力退火时，也要保证粒子间的绝缘性。另外，提高磁通密度也很重要，因此，需要提高压粉磁芯的密度。
[0009]对压粉磁芯用的软磁性粉末，例如，专利文献1～3中提出了磷酸系化成被膜上具有有机硅树脂的压粉磁芯用铁基软磁性粉末。
[0010]另外，专利文献4中提出了软磁性粉末中混合规定量的缩合磷酸金属盐而在软磁性粉末的周围形成缩合磷酸金属盐的被覆的软磁性粉末，专利文献5中提出了将软磁性粉末和规定量的缩合磷酸金属化合物混合，进一步混合绝缘微粉末，在该软磁性粉末的周围形成包含缩合磷酸金属化合物的被覆层的软磁性粉末。
[0011]并且，专利文献6中提出了具有Fe－Si合金粉末和覆盖该Fe－Si合金粉末中的粒子的表面的绝缘被膜，该绝缘被膜具有有机硅低聚物层和有机硅树脂层的软磁性材料。
[0012]现有技术文献
[0013]专利文献
[0014]专利文献1：日本特开2012－84803号公报
[0015]专利文献2：专利第4044591号公报
[0016]专利文献3：国际公开第2012/124032号
[0017]专利文献4：日本特开2014－236118号公报
[0018]专利文献5：日本特开2015－230930号公报
[0019]专利文献6：日本特开2019－151909号公报

技术实现思路

[0020]然而，专利文献1～3中，铁粉上形成磷酸系化成被膜时，使用正磷酸稀释水溶液。与块状材料相比，铁粉的比表面积更大，暴露于水溶液等的湿气则容易氧化。铁粉的氧化会导致制成压粉磁芯时的磁滞损耗的增加，存在无法使铁损充分减少的问题。而且，专利文献4中指出了使用正磷酸稀释水溶液时，因游离的正磷酸而有可能使压粉磁芯用铁基软磁性粉末具有吸湿性。该游离正磷酸的问题，即使在使用正磷酸的有机溶剂的溶液时也不能避免。并且，有机溶剂的使用存在成本高、着火等问题，因此需要安全性措施，需要专用的制造设备等，因此负担大。
[0021]专利文献4和5中为了确保压粉磁芯的制造的成型性，软磁性粉末和缩合磷酸金属盐或者缩合磷酸化合物的粉末的混合物即软磁性粉末中需要进一步配合大量的粘合性树脂，其量在这些文献的实施例中超出2.0质量％，因此，难以实现压粉磁芯的高密度化。
[0022]专利文献6是专门针对压粉磁芯的低透磁率化这样的极其有限制的需求的。因此，需要用特定的绝缘被覆层大量覆盖Fe－Si合金粉末，因此，使用该粉末来实现压粉磁芯的高密度化仍然是很困难的。
[0023]本专利技术是鉴于上述的实际情况而开发的，目的在于提供能够实现压粉磁芯的高密度化和低铁损的压粉磁芯用铁基软磁性粉末。
[0024]本专利技术人等反复研究，结果发现使对铁基软磁性粉末附着性好的缩合磷酸铝，在铁基软磁性粉末中的粒子的表面作为连续被膜进行附着，再介于该连续被膜保持耐热性好的有机硅树脂，从而能够结合缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的特性，即便少的量也发挥良好的绝缘性，能够在压粉磁芯中实现高密度化和低铁损，由此完成了本专利技术。
[0025]本专利技术的要旨如下。
[0026][1]一种压粉磁芯用铁基软磁性粉末，在铁基软磁性粉末中的粒子的表面具有缩合磷酸铝层，并且在缩合磷酸铝层的表面具有有机硅树脂层，
[0027]缩合磷酸铝层为连续被膜，
[0028]铁基软磁性粉末、缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计100质量％中，缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计为0.60质量％以下。
[0029][2]根据[1]的压粉磁芯用铁基软磁性粉末，其中，铁基软磁性粉末、缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计100质量％中，缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计为0.10质量％～0.60质量％。
[0030][3]根据[1]或[2]的压粉磁芯用铁基软磁性粉末，其中，相对于缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计的缩合磷酸铝层的质量比为0.2～0.9。
[0031][4]一种压粉磁芯，是将[1]～[3]中任一项的压粉磁芯用铁基软磁性粉末加压成型，进行热处理而成的。
[0032][5]一种压粉磁芯用铁基软磁性粉末的制造方法，是在铁基软磁性粉末中的粒子的表面具有缩合磷酸铝层，并且在缩合磷酸铝层的表面具有有机硅树脂层的压粉磁芯用铁基软磁性粉末的制造方法，
[0033]包含如下工序：将铁基软磁性粉末和缩合磷酸铝粉末加热混合，得到在表面具有缩合磷酸铝层的铁基软磁性粉末后，使有机硅树脂附着在缩合磷酸铝层的表面而形成有机硅树脂层，
[0034]铁基软磁性粉末、缩合磷酸铝粉末和有机硅树脂的质量的合计100质量％中，缩合磷酸铝粉末和有机硅树脂的质量的合计为0.60质量％以下。
[0035][6]根据[5]的压粉磁芯用铁基软磁性粉末的制造方法，其中，加热混合的最高到达温度为100℃～200℃。
[0036][7]根据[5]或[6]的压粉磁芯用铁基软磁性粉末的制造方法，其中，通过将使有机硅树脂溶解于有机溶剂的溶液和具有缩合磷酸铝层的铁基软磁性粉末混练后，进行干燥，从而使有机硅树脂附着于缩合磷酸铝层的表面。
[0037][8]根据[5]或[6]的压粉磁芯用铁本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种压粉磁芯用铁基软磁性粉末，在铁基软磁性粉末中的粒子的表面具有缩合磷酸铝层，并且在缩合磷酸铝层的表面具有有机硅树脂层，缩合磷酸铝层为连续被膜，铁基软磁性粉末、缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计100质量％中，缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计为0.60质量％以下。2.根据权利要求1所述的压粉磁芯用铁基软磁性粉末，其中，铁基软磁性粉末、缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计100质量％中，缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计为0.10质量％～0.60质量％。3.根据权利要求1或2所述的压粉磁芯用铁基软磁性粉末，其中，相对于缩合磷酸铝层和有机硅树脂层的质量的合计的缩合磷酸铝层的质量比为0.2～0.9。4.一种压粉磁芯，是将权利要求1～3中任一项所述的压粉磁芯用铁基软磁性粉末加压成型，进行热处理而成的。5.一种压粉磁芯用铁基软磁性粉末的制造方法，是在铁基软磁性粉末中的粒子的表面具有缩合磷酸铝层、并且在缩合磷酸铝层的表面具有有机硅树脂层的压粉磁芯用铁基软磁性粉末的制造方法，包含如下工序：将铁基软磁性粉末和缩合磷酸铝粉末加热混合，得到表面具有缩合磷酸铝层的铁基软磁性粉末后，使有机硅树脂附着于缩合磷酸铝层的表面而形成有机硅树脂层，铁基软磁性粉末、缩合磷酸铝粉末和有机硅树脂的质量的合计100质量％中，缩合磷酸铝粉末和有机硅树脂的质量的合计为0...

【专利技术属性】
技术研发人员：高下拓也，中村刚庆，
申请(专利权)人：杰富意钢铁株式会社，
类型：发明
国别省市：