磁芯用粉末及其制造方法和压粉磁芯技术

提供一种能够降低压粉磁芯的铁损(特别是磁滞损耗)的磁芯用粉末的制造方法。本发明专利技术为一种磁芯用粉末的制造方法，具有：煅烧工序，其中在975℃～1175℃下对包含含Si的铁合金的第一粉末进行加热而得到煅烧体；破碎工序，其中将煅烧体进行破碎而得到第二粉末；和粉末退火工序，其中得到将第二粉末退火而成的第三粉末。粉末退火工序例如通过在550℃～850℃对第二粉末进行加热而进行。第三粉末例如包含满足平均粒径：50μm～250μm、平均晶粒直径：30μm～100μm和平均粒子硬度：100Hv～190Hv的软磁性粒子。这样的压粉磁芯适用于例如在频率为1kHz～3kHz的交变磁场中使用的情况。作为其具体的用途例，有高速旋转的电动机的定子等。有高速旋转的电动机的定子等。有高速旋转的电动机的定子等。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】磁芯用粉末及其制造方法和压粉磁芯


[0001]本专利技术涉及在压粉磁芯的制造中使用的磁芯用粉末的制造方法等。

技术介绍

[0002]电动机(马达)、发电机、各种致动器、变压器(变电压器)等电磁设备经由磁芯(软磁铁)施加交变磁场。为了提高电磁设备的效率，需要在磁特性优异的同时、高频损耗(以下，无论磁芯是什么材质都简称为“铁损”)小的磁芯。
[0003]铁损有涡流损耗、磁滞损耗和剩余损耗，其中涡流损耗与交变磁场的频率的平方成比例地变大。为了实现该涡流损耗的降低，迄今为止主要使用包含表面被绝缘包覆的电磁钢板的层叠体的磁芯。
[0004]但是最近，形状自由度高、除了能够降低涡流损耗以外还能够降低与交变磁场的频率成比例地变大的磁滞损耗的压粉磁芯(绝缘包覆的软磁性粒子的压粉体)受到关注。与这样的压粉磁芯相关的记载存在于下述专利文献中。
[0005]现有技术文献
[0006]专利文献
[0007]专利文献1：日本特开2004
‑
288983号公报
[0008]专利文献2：日本特开2006
‑
24869号公报
[0009]专利文献3：日本特开2013
‑
142182号公报
[0010]专利文献4：日本特开2016
‑
213306号公报

技术实现思路

[0011]专利技术所要解决的课题
[0012]在上述专利文献中记载的压粉磁芯以在开关电源、DC/DC转换器等中使用的电感器、电抗器中使用为前提，设想的使用频率区域为约10kHz～约100kHz。
[0013]但是，在将压粉磁芯的用途扩大到在更低频率区域(例如1.2kHz～3kHz)中使用的电磁设备的情况下，需要进一步降低在低频区域成为问题的铁损(例如磁滞损耗)。
[0014]本专利技术是鉴于这样的情况而完成的，其目的在于提供一种实现压粉磁芯的铁损(例如磁滞损耗)的降低的磁芯用粉末的制造方法等。
[0015]用于解决课题的手段
[0016]本专利技术人为了解决该课题而进行了深入研究，结果新发现了，通过使用对包含铁合金的原料粉末进一步进行高温加热、破碎和退火而得到的软磁性粉末，能够进一步降低压粉磁芯的铁损(例如磁滞损耗)。通过发展该成果，完成了以下所述的本专利技术。
[0017]《磁芯用粉末的制造方法》
[0018](1)本专利技术为磁芯用粉末的制造方法，具有：煅烧工序，其中在975℃～1175℃下对包含含Si的铁合金的第一粉末进行加热而得到煅烧体；破碎工序，其中将该煅烧体进行破碎而得到第二粉末；和粉末退火工序，其中得到将该第二粉末退火而成的第三粉末。
[0019](2)根据本专利技术的制造方法，能够得到包含晶粒直径大、残余应变和残余应力小的粉末粒子的第三粉末(软磁性粉末)。通过使用该第三粉末，能够制造至少能够实现磁滞损耗的降低的压粉磁芯。
[0020]《磁芯用粉末》
[0021]本专利技术也被理解为这样的磁芯用粉末。例如，本专利技术可以为磁芯用粉末，所述磁芯用粉末包含软磁性粒子，所述软磁性粒子包含含Si的铁合金，并且满足平均粒径：50μm～250μm、平均晶粒直径：30μm～100μm和平均粒子硬度：100Hv～190Hv。需要说明的是，为了实现压粉磁芯的涡流损耗的降低(提高压粉磁芯的电阻率)，磁芯用粉末可以包含被绝缘包覆的软磁性粒子。
[0022]《压粉磁芯等》
[0023]本专利技术也被理解为将上述磁芯用粉末成形而形成的压粉磁芯、其制造方法。压粉磁芯的制造方法例如可以具有磁芯用粉末的成形工序和热处理(退火)工序，所述热处理(退火)工序除去在成形工序中引入到粉末粒子中的残余应变、残余应力。
[0024]《其它》
[0025]如无特别说明，在本说明书中所说的“x～y”包括下限值x和上限值y。可以将在本说明书中记载的各种数值或数值范围中包含的任意数值作为新的下限值或上限值而新设定“a～b”这样的范围。
[0026]如无特别说明，在本说明书中所说的“x～yμm”是指xμm～yμm。其它单位制(kHz，kW/m2等)也同样。
附图说明
[0027][图1]图1为表示原料粉末的煅烧后的状态的照片。
[0028][图2]图2为煅烧后的破碎的各粉末粒子的显微镜照片。
[0029][图3]图3为表示煅烧后的各粉末粒子的平均晶粒直径与煅烧温度的关系的散点图。
具体实施方式
[0030]列举专利技术的实施方式对本专利技术更详细地进行说明。在上述本专利技术的构成中可以附加从本说明书中任意选择的一个或两个以上的构成。在本说明书中说明的内容也适用于本专利技术涉及的磁芯用粉末、压粉磁芯、它们的制造方法。与制造方法相关的构成也可以成为与物相关的构成。哪个实施方式为最佳则是根据对象、所需性能等而不同。
[0031]《粉末和制造方法》
[0032](1)第一粉末
[0033]第一粉末包含含Si的铁合金(软磁性材料)。将铁合金整体设定为100质量％(简称为“％”)，可以优选包含1％～4％、进一步2％～3.5％的Si。当Si过少时，涡流损耗、磁滞损耗可能增大。当Si过多时，硬度增加，成形性可能降低。需要说明的是，在本说明书中，如无特别说明，则以相对于铁合金整体的质量比例表示合金组成。
[0034]铁合金除了Si以外的剩余部分可以是Fe和不可避免的杂质，除了Si以外，还可以含有能够改善压粉磁芯的磁特性、电阻率、成形性等的改性元素(例如Mn、Cr、Mo、Ti、Ni等)
中的一种以上。通常，改性元素量为少量，例如，相对于铁合金整体，改性元素的合计量为3％以下，进一步为1％以下。需要说明的是，Fe的一部分也可以被其它强磁性元素(Co、Ni等)置换。
[0035]供给于第一粉末的原料粉末的制法不限，可以是雾化粉末，也可以是粉碎粉末。雾化粉末可以是水雾化粉末、气体雾化粉末、气体水雾化粉末中的任一种。如果使用包含制成拟球状的粒子的雾化粉末，则粒子相互间的攻击性降低，能够抑制由绝缘击穿等引起的压粉磁芯的电阻率值的降低(涡流损耗的上升)等。
[0036]粉末粒子的粒径合适地选择，例如平均粒径为50μm～250μm，进一步为75μm～150μm。当粒径过大时，压粉磁芯的涡流损耗可能增加，当粒径过小时，压粉磁芯的磁滞损耗可能增加。
[0037]如无特别说明，则在本说明书中所说的“平均粒径”为使用粒度分布测定仪(例如HELOS&RODOS公司制造的激光衍射式干式粒度分布测定装置)测定的中值粒径(D50：频率累积成为50％的粒径)。
[0038]第一粉末可以使用预定的筛孔尺寸的筛子(JIS Z8801：1982)进行分级而得到的粉末(JIS Z2510：2004)。由此能够稳定地降低压粉磁芯的铁损。例如，可以将分级为45μm～250μm、75μm～212μm、进一步为100μm～160μm的原料粉末用于第一粉末。
[0039]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】1.一种磁芯用粉末的制造方法，具有：煅烧工序，其中在975℃～1175℃下对包含含Si的铁合金的第一粉末进行加热而得到煅烧体；破碎工序，其中将该煅烧体进行破碎而得到第二粉末；和粉末退火工序，其中得到将该第二粉末退火而成的第三粉末。2.如权利要求1所述的磁芯用粉末的制造方法，其中，在所述粉末退火工序中，在550℃～850℃下对所述第二粉末进行加热。3.一种磁芯用粉末，所述磁芯用粉末包含软磁性粒子，所述软磁性粒子包含含Si的铁合金，并且满足：平均粒径：50μm...

【专利技术属性】
技术研发人员：滨田典彦，
申请(专利权)人：爱知制钢株式会社，
类型：发明
国别省市：