一种压粉磁芯用粉末(1)，其包括软磁性金属粉末(2)和由在软磁性金属粉末的表面中浓化的硅形成的硅浸透层(3)，其中在二氧化硅粉末(8)的一部分浸透并扩散在硅浸透层(3)中并且其他部分从硅浸透层(3)的表面突出的情况下，二氧化硅粉末(8)扩散接合到硅浸透层(3)的表面以形成扩散接合部分(4)。扩散接合部分(4)相对于另一个压粉磁芯用粉末(1)产生间隙(S)，从而提供增大的比电阻。
【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及形成有在软磁性金属粉末的表层中硅浓化的硅浸透层的压粉磁芯用粉末，由压粉磁芯用粉末通过粉末压制形成的压粉磁芯，以及制造压粉磁芯用粉末的方法。
技术介绍
压粉磁芯是通过压制由软磁性金属粉末构成的压粉磁芯用粉末而制成的。压粉磁芯具有很多优势，即具有以下磁特性，其根据频率发生的高频损耗(下文称为“铁损”)比由层压磁性钢板形成的磁芯部件的高频损耗低；能够根据环境和低成本适用于各种形状；其材料成本较低。这样的压粉磁芯适用于例如车辆驱动电机的定子芯和转子芯，以及构成电力转换电路的电抗器芯等。例如，在图M所示的第一传统技术中的压粉磁芯用粉末(颗粒)101构造成，使得二氧化硅微细粉末(颗粒)103分散并且接合在铁粉(颗粒)102上，并且形成有机硅树脂层104以覆盖微细粉末103的表面(例如，见专利文献1)。在这样的压粉磁芯粉末101中，二氧化硅微细粉末103几乎是物理地附着到铁粉 102的表面，因此在二氧化硅微细粉末103和铁粉102之间只有较小的接合力。因此，如果压粉磁芯粉末101在粉末压制期间摩擦到其他压粉磁芯粉末101，则二氧化硅微细粉末103 有时与有机硅树脂层104 —起从铁粉102的表面磨掉。在这种情况下，铁粉颗粒102的表面直接与其他的铁粉颗粒102接触，导致压粉磁芯的体积比电阻值(下文中称为“比电阻”) 减小并且因此使铁损(主要是涡流损耗和磁滞)增大。因此，图25所示的压粉磁芯用粉末(颗粒)201构造成使得，二氧化硅粉末在渗硅 (硅浸透)处理中从铁粉(颗粒)202的表面浸透并且扩散，从而形成由硅元素在铁粉202 的表面中的浓化而制成的硅浸透层203。在这样的压粉磁芯粉末201中，即使当压粉磁芯粉末201在粉末压制期间与其他压粉磁芯粉末201摩擦，硅浸透层203也不太可能从铁粉202 的表面剥落。这种压粉磁芯粉末201能够具有比图M所示的压粉磁芯粉末101大的比电阻，并且因此具有较小的铁损(见专利文献2和3)。这里，硅浸透层203越厚，压粉磁芯201的硬度越大。这种硬的压粉磁芯粉末201 在如图沈所示的粉末压制期间不太可能发生变形。因此，在粉末颗粒之间产生较大的间隙 S11，导致压粉磁芯的密度减小。因此硅浸透层203被设计为具有的厚度为铁粉202的粒径 D的0. 15倍或更少(例如，专利文献2)。当硅浸透层203较薄时，如果压粉磁芯粉末201在粉末压制期间发生变形并且硅浸透层203的厚度变得不均勻，那么相邻的压粉磁芯粉末颗粒201可能在硅浸透层203的各个较薄部分处(如图27中的Pll所指)彼此接触，导致压粉磁芯的比电阻更低。因此，图观所示的粉末(颗粒)301构造成使得，通过在渐进氧化处理中仅使硅浸透层203氧化而不使铁粉202氧化，来在硅浸透层203的表面上形成包含二氧化硅的层 302。即使硅浸透层203的厚度在粉末压制期间变得不均勻，包含二氧化硅的层302也存在于粉末颗粒之间。因此，与由图25所示的压粉磁芯粉末201制成的压粉磁芯相比，这样的压粉磁芯粉末301能够进一步减小在压粉磁芯中产生的比电阻(例如，见文献专利3)。引用列表专利文献专利文献1 JP-A-2008-169439专利文献2 JP-A-2009-256750专利文献3 JP-A-2009-12377
技术实现思路
技术问题然而，如下所述形成图28所示的压粉磁芯粉末301通过使硅浸透层203的表面氧化以围绕硅浸透层203，来形成二氧化硅包含层302。具体而言，压粉磁芯粉末301通过使形成有与铁粉202的粒径D的0. 15倍对应的厚度的硅浸透层203的表面氧化，而形成二氧化硅包含层302。二氧化硅包含层302的厚度确定在Inm至IOOnm的范围内，以在粉末压制期间保持铁粉202的密度并且也确保高绝缘性能。这种包含二氧化硅的薄层302在粉末压制期间所施加的压力下容易被拉长。因此，层302变得更薄并且破损。如图四中的P12所示，如果相邻的压粉磁芯粉末颗粒301的二氧化硅包含层302在具有较薄的二氧化硅浸透层203的部位处很薄或破损，则在相邻的粉末颗粒301的硅浸透层203之间产生的间隙S12 很窄，或者硅浸透层203直接相互接触，导致绝缘性降低。在这种情况下，压粉磁芯的比电阻降低并且因此铁损增加。近年来，在例如车辆逆变器中使用的压粉磁芯在很宽的频率范围中使用以连续地改变速度。根据频率发生铁损。因此，工业用户高度需要在高频下减小铁损，即提高比电阻。 本专利技术是为了解决上述问题而作出的并且其具有以下目的，提供具有高比电阻的压粉磁芯用粉末、由压粉磁芯用粉末通过粉末压制形成的压粉磁芯、以及制造压粉磁芯用粉末的方法。解决问题的手段为了实现上述目的，本专利技术的一个方面提供了压粉磁芯用粉末，该粉末包括软磁性金属粉末以及由在软磁性金属粉末的表层中浓化的硅所形成的硅浸透层，其中硅浸透层包括扩散并且接合到硅浸透层的表面的二氧化硅粉末，使得二氧化硅粉末的一部分浸透并且扩散在硅浸透层中并且二氧化硅粉末的其他部分从硅浸透层的表面突出。优选地，在上述压粉磁芯用粉末中，二氧化硅粉末在用于形成硅浸透层的渗硅处理期间，扩散并且接合到硅浸透层。优选地，在上述压粉磁芯用粉末中，压粉磁芯用粉末涂覆有有机硅树脂。本专利技术的另一个方面提供了由上述压粉磁芯用粉末中的一者通过粉末压制形成的压粉磁芯。此外，本专利技术的另一个方面提供了一种制造压粉磁芯用粉末的方法，方法至少包括进行渗硅处理的步骤，渗硅处理包括使至少包含硅化合物的渗硅用粉末与软磁性金属粉末的表面接触，加热渗硅用粉末以从硅化合物释放硅元素，以及使被释放的硅元素浸透并且扩散到软磁性金属粉末的表层中，以形成由在软磁性金属粉末的表层中浓化的硅所形成的硅浸透层，其中渗硅处理包括设定用于加热渗硅用粉末的加热时间，使得在所述渗硅用粉末的一部分浸透并且扩散在硅浸透层中并且渗硅用粉末的其他部分从硅浸透层的表面突出的情况下，渗硅用粉末扩散接合到硅浸透层的表面。优选地，上述方法还包括涂覆处理，该涂覆处理用于在粉末经受了渗硅处理以后利用有机硅树脂覆盖每个粉末的外表面。优选地，在上述方法中，渗硅用粉末是二氧化硅粉末，并且当二氧化硅粉末具有等于或小于1 μ m的平均粒径时，加热时间设定为等于或小于45分钟。本专利技术的另一个方面提供了由压粉磁芯用粉末通过粉末压制形成的压粉磁芯，该压粉磁芯用粉末通过压粉磁芯用粉末的上述制造方法中的一者制成。专利技术的有利效果根据上述压粉磁芯用粉末、由压粉磁芯用粉末通过粉末压制形成的压粉磁芯、以及压粉磁芯用粉末的制造方法，即使当压粉磁芯用粉末在粉末压制期间发生变形使压粉磁芯的密度增大，扩散接合在硅浸透层中的二氧化硅也牢固地附着在二氧化硅层上。因此，即使硅浸透层的厚度由于发生变形而变得不均勻，具有二氧化硅粉末的从硅浸透层突出的突出部分的压粉磁芯用粉末与另一个压粉磁芯用粉末颗粒之间形成间隙，使得粉末颗粒之间彼此绝缘。因此，根据上述压粉磁芯用粉末、由压粉磁芯用粉末通过粉末压制形成的压粉磁芯、以及压粉磁芯用粉末的制造方法，与其中通过在渐进氧化处理中使硅浸透层的表面氧化来形成二氧化硅包含层以覆盖压粉磁芯用粉末的情况以及其他情况相比，能够进一步提高比电阻。根据上述压粉磁芯用粉末、由压粉磁芯用粉末通过粉末压制形成的压粉磁芯、以及压粉磁芯用本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种压粉磁芯用粉末，所述粉末包括软磁性金属粉末以及由在所述软磁性金属粉末的表层中浓化了的硅所形成的硅浸透层，其中所述硅浸透层包括二氧化硅粉末，所述二氧化硅粉末扩散并接合到所述硅浸透层的表面，使得所述二氧化硅粉末的一部分浸透并扩散在所述硅浸透层中并且所述二氧化硅粉末的其他部分从所述硅浸透层的所述表面突出。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】...
【专利技术属性】
技术研发人员：杉山昌挥，山口登士也，大平翔太，服部毅，大石雄介，
申请(专利权)人：丰田自动车株式会社，
类型：发明
国别省市：JP
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