软磁性粉末及压粉磁芯制造技术

本发明专利技术提供一种可在维持良好的直流重叠特性的同时减少铁损的软磁性粉末及压粉磁芯。所述软磁性粉末，是将纯铁粉末与FeSiAl合金粉末混合而成，所述软磁性粉末中，纯铁粉末是水雾化粉末，且是经平滑化的粉末。FeSiAl合金粉末是气体雾化粉末。软磁性粉末中所含的纯铁粉末的含量为80wt％以上且95wt％以下，FeSiAl合金粉末的含量为5wt％以上且20wt％以下。金粉末的含量为5wt％以上且20wt％以下。金粉末的含量为5wt％以上且20wt％以下。

【技术实现步骤摘要】
软磁性粉末及压粉磁芯


[0001]本专利技术涉及一种软磁性粉末及压粉磁芯。

技术介绍

[0002]在办公自动化(office automation，OA)设备、太阳能发电系统、汽车等各种用途中使用电抗器等线圈零件。线圈零件在芯装设有线圈。而且，作为所述芯，大多使用压粉磁芯。
[0003]压粉磁芯例如通过以下方式而制作：形成软磁性粉末周围所形成的绝缘层，在添加了润滑剂后，进行加压成形。所述加压成形时的压力是数吨(ton)～数十吨这样的相当高的压力，将软磁性粉末压实。
[0004]出于提高能量交换效率或低发热等要求，对于压粉磁芯，要求能够以小的施加磁场获得大的磁通密度的磁特性与磁通密度变化中的能量损失小的磁特性。作为与磁通密度相关的磁特性，例如可列举导磁率(μ)。作为与能量损失相关的磁特性，可列举也被称为芯损耗(core loss)的铁损(Pcv)。铁损(Pcv)是以磁滞损失(Ph)与涡电流损失(Pe)之和表示。
[0005][现有技术文献][0006][专利文献][0007][专利文献1]日本专利第5929819号公报
[0008][专利文献2]日本专利特开2009
‑
088502号公报
[0009][专利文献3]日本专利特开第4586399号公报

技术实现思路

[0010][专利技术所要解决的问题][0011]一直以来，与降低铁损相关的研究和与提高导磁率相关的研究正推进。例如，如专利文献1那样，在晶粒粗大的情况下，获得低磁滞损失等之类的研究正推进。另外，如专利文献2那样，通过对软磁性粉末实施热处理，减少软磁性粉末内的结晶结构的变形来提高导磁率的研究正推进。进而，如专利文献3所示，如下研究正推进：通过在表面形成有作为软磁性粉末的绝缘被膜的铁粒子中混合30质量％以下的铝硅铁粉来抑制饱和磁通密度下降。但是，近年来，随着线圈零件的多样化，线圈零件的小型化、高性能化的要求提高，进一步要求高导磁率及铁损的减少。
[0012]本专利技术是为了解决所述课题而成，其目的在于提供一种可在维持良好的直流重叠特性的同时减少铁损的软磁性粉末及压粉磁芯。
[0013][解决问题的技术手段][0014]为了实现所述目的，本专利技术的软磁性粉末是将纯铁粉末与FeSiAl合金粉末混合而成，所述软磁性粉末在于，所述纯铁粉末是水雾化粉末，且是经平滑化的粉末，所述FeSiAl合金粉末是气体雾化粉末，所述软磁性粉末中所含的所述纯铁粉末的含量为80wt％以上且95wt％以下，所述FeSiAl合金粉末的含量为5wt％以上且20wt％以下。
[0015]另外，包含所述软磁性粉末的压粉磁芯也为本专利技术的一实施例。
[0016][专利技术的效果][0017]根据本专利技术，可获得可在维持良好的直流重叠特性的同时减少铁损的软磁性粉末及压粉磁芯。
附图说明
[0018]图1是表示FeSiAl合金粉末的添加量与铁损、磁滞损失及涡电流损失的关系的图表。
[0019]图2是表示FeSiAl合金粉末的添加量与直流重叠特性的关系的图表。
具体实施方式
[0020](实施方式)
[0021]对本实施方式的软磁性粉末及压粉磁芯进行说明。再者，本专利技术并不限定于以下说明的实施方式。
[0022]压粉磁芯是用于OA设备、太阳能发电系统、汽车等中所搭载的电抗器等线圈零件的芯的磁性体。压粉磁芯在软磁性粉末的周围形成绝缘层，进行加压成形而制作压粉成形体。然后，通过对所述压粉成形体进行热处理而制作压粉磁芯。
[0023]软磁性粉末包含纯铁粉末与FeSiAl合金粉末，且是将这些粉末混合而成。所谓纯铁粉末，是包含99％以上的Fe的粉末。纯铁粉末包含水雾化粉末。即，纯铁粉末是通过向在高温下熔融的Fe粉末吹附水使其粉末化，其后进行冷却使其凝固而生成。软磁性粉末中所含的纯铁粉末的含量为80wt％以上且95wt％以下。
[0024]纯铁粉末是实施平滑化处理，且为经平滑化的状态的粉末。所谓经平滑化的状态，是指将纯铁粉末的表面的凹凸整平的状态，包括与纯铁粉末的表面的突起平滑的状态或整体带圆弧的状态、经球形化的状态。实施了平滑化处理的纯铁粉末的圆形度优选为0.95以上。
[0025]纯铁粉末优选为在实施了平滑化处理之后，在与FeSiAl合金粉末混合之前，进行热处理。通过进行所述粉末热处理，可通过进行热处理而将在实施平滑化处理时产生的纯铁粉末内的加工变形去除。所述粉末热处理在非氧化气氛中、理想的是氢气或氮与氢的混合气体等还原气氛中，在温度为900℃以上且1100℃以下、理想的是950℃以上且1050℃以下进行。
[0026]FeSiAl合金粉末是包含铁、硅及铝的粉末。FeSiAl系合金粉末例如相对于Fe而含有7wt％至11wt％左右的Si及4wt％至8wt％左右的Al。FeSiAl系合金粉末中例如也可相对于Fe而包含1wt％至3wt％左右的Ni。进而，FeSiAl系合金粉末中也可包含Co、Cr或Mn。
[0027]FeSiAl合金粉末包含气体雾化粉末。即，FeSiAl合金粉末是通过向在高温下熔融的FeSiAl合金粉末吹附气体使其粉末化，其后进行冷却使其凝固而生成。软磁性粉末中所含的FeSiAl合金粉末的含量为5wt％以上且20wt％以下。
[0028]FeSiAl合金粉末的粒径优选为13.0μm以上且31.8μm以下，进而优选为13.0μm以上且19.5μm以下。所谓粒径，是指中值粒径D50。通过使FeSiAl合金粉末的粒径在所述范围，可在减少磁滞损失、进而减少铁损的同时维持良好的直流重叠特性。
[0029]在纯铁粉末与FeSiAl合金粉末混合而成的软磁性粉末的周围形成有绝缘层。绝缘层包含绝缘材料，所述绝缘材料附着于软磁性粉末的周围。绝缘层只要附着于软磁性粉末的周围，则绝缘材料的附着形态无限制。即，绝缘材料可以完全覆盖软磁性粉末的周围的方式附着，也可以覆盖软磁性粉末的一部分的方式附着，软磁性粉末的表面的一部分露出。另外，绝缘材料可附着于软磁性粉末的各粒子的表面，也可附着于软磁性粉末的凝聚体的表面，也可以这些附着的形态混合存在的方式附着。
[0030]作为绝缘材料，可使用硅烷偶联剂、硅酮寡聚物、硅酮树脂或这些的混合物。即，可分别以单体使用硅烷偶联剂、硅酮寡聚物、硅酮树脂，例如，也可将硅烷偶联剂与硅酮寡聚物、或者硅烷偶联剂与硅酮树脂混合来使用。
[0031]另外，绝缘层可为单层，也可为多层。例如，绝缘层可包括按照种类分成各层的多层，也可由一种或混合了两种以上的绝缘材料的单层构成。在本实施方式中，包含硅烷偶联剂、硅酮树脂的绝缘层形成在软磁性粉末的周围。
[0032]作为硅烷偶联剂，可使用氨基硅烷系、环氧硅烷系、异氰脲酸酯系硅烷偶联剂，特别优选为3
‑
氨基丙基三乙氧基硅烷、3
‑
缩水甘油氧基丙基三甲氧基硅烷、三
‑
(3
‑
三甲氧基甲硅烷基丙基)异氰脲酸酯。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种软磁性粉末，是将纯铁粉末与FeSiAl合金粉末混合而成，所述软磁性粉末的特征在于，所述纯铁粉末是水雾化粉末，且是经平滑化的粉末，所述FeSiAl合金粉末是气体雾化粉末，所述软磁性粉末中所含的所述纯铁粉末的含量为80wt％以上且95wt％以下，所述FeSiAl合金粉末的含量为5wt％以上且20wt％以...

【专利技术属性】
技术研发人员：大岛泰雄，青山大辅，二宫亨和，滨田勉，
申请(专利权)人：株式会社田村制作所，
类型：发明
国别省市：