压粉磁芯用铁基软磁性粉末及其制造方法、以及压粉磁芯技术

对于本发明专利技术的压粉磁芯用铁基软磁性粉末而言，在铁基软磁性粉末表面形成有磷酸系化成皮膜，在前述磷酸系化成皮膜中含有镍元素，并且前述磷酸系化成皮膜中的铝元素的含有率为前述粉末中的铝元素的含有率以下，即使进行高温下的热处理也能够维持电绝缘性这样的热稳定性优异。

【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及其制造方法、以及压粉磁芯
本专利技术涉及在铁粉或铁基合金粉末(以下，将两者合并而简单地称为铁粉)等软磁性粉末表面层叠有耐热性高的绝缘皮膜的压粉磁芯用铁基软磁性粉末，通过将该压粉磁芯用铁基软磁性粉末压缩成形，从而可得到用作电磁零件用的磁芯的压粉磁芯。本专利技术的压粉磁芯的机械强度等优异，尤其是高温时的电阻率也优异。
技术介绍
对于在交流磁场内所使用的磁芯，要求铁损小以及磁通密度高。另外，制造工序中的操作性优异、为了制成线圈而进行缠线时没有破损也是很重要的方面。考虑到这些方面，在压粉磁芯领域中，已知有用树脂将铁粉粒子覆盖的技术，通过利用电绝缘性的树脂皮膜来抑制涡流损耗、并且利用树脂将铁粉粒子间粘接，从而实现机械强度的提高。近年来，压粉磁芯逐步地被用作发动机的芯材。对于以往的发动机的芯材来说，逐步使用了将电磁钢板、电铁板等层叠而成的材料，这是由于如下缘故:通过压缩成形所制造的压粉磁芯的形状自由度高，即使为三维形状的芯也能够容易地制造，因此，与以往的发动机相比能够实现小型化轻质化。而且，对于如上所述的作为发动机用芯材的压粉磁芯来说，与以往相比更加需要高磁通密度、低铁损、高机械强度。对于磁通密度的提高来说，认为高密度地形成压粉成形体是有效的，对于减少铁损、特别是磁滞损耗来说，认为在高温下进行退火而将压粉成形体的应变释放是有效的。因此，希望开发出下述的压粉磁芯用的铁粉:即使为了高密度地成形而减少绝缘材料的量，也能够有效地使铁粉粒子间绝缘，并且，即使进行称作退火这样的高温下的热处理，也能够维持良好的电绝缘性。从这样的观点出发，开发了将耐热性高的有机硅树脂用作绝缘材料的技术。例如，在专利文献I中将特定的甲基-苯基有机硅树脂用作绝缘材料。但是，就该技术而言，为了确保热稳定性，而使用了 I质量％ (相对于铁粉)以上的树脂，从高密度成形这方面出发，存在改善的余地。另外，为了确保耐热性，还提出了在有机硅树脂中加入玻璃粉末、颜料的方案(专利文献2、专利文献3等)，但是在由于添加玻璃粉末、颜料高密度化受到妨碍的方面存在问题。现有技术文献专利文献专利文献1:日本特开2002-83709号公报专利文献2:日本特开2004-143554号公报专利文献3:日本特开2003-303711号公报
技术实现思路
专利技术所要解决的课题本专利技术人等考虑到上述现有技术的问题，而将提供一种即使进行高温下的热处理也能够维持电绝缘性这样的热稳定性优异的压粉磁芯用的铁粉作为课题。用于解决课题的手段对于能够解决上述课题的压粉磁芯用铁基软磁性粉末而言，其特征在于，在铁基软磁性粉末表面形成有磷酸系化成皮膜，在前述磷酸系化成皮膜中含有镍元素，并且前述磷酸系化成皮膜中的铝元素的含有率为前述粉末中的铝元素的含有率以下。在本专利技术中，在使用不含铝元素的粉末的情况下，前述磷酸系化成皮膜不含铝元素。对于前述磷酸系化成皮膜而言，将该磷酸系化成皮膜中的磷元素的含量设为MP(m0l)、镍元素的含量设为MNi (mol)时,它们的比(MNi / Mp)优选为0.1?0.5。优选在前述磷酸系化成皮膜中还含有钾元素。另外，在本专利技术中，在前述磷酸系化成皮膜上形成有有机硅树脂皮膜是优选的实施方式。本专利技术还包含制造压粉磁芯用铁基软磁性粉末的方法，该方法包括下述工序:将使包含镍元素的化合物和磷酸溶解于水中而得的不含铝元素的磷酸溶液、和铁基软磁性粉末混合，然后使水分蒸发，得到铁基软磁性粉末表面形成有磷酸系化成皮膜的磷酸系皮膜形成铁粉。在这种情况下，在得到前述磷酸系皮膜形成铁粉的工序后，优选依次包括下述工序:将使有机硅树脂溶解于有机溶剂中而得的有机硅树脂溶液、和前述磷酸系皮膜形成铁粉混合，然后使溶剂蒸发，得到在前述磷酸系化成皮膜上形成有有机硅树脂皮膜的有机硅树脂皮膜形成铁粉的工序，和通过对前述有机硅树脂皮膜形成铁粉进行加热，从而对有机硅树脂皮膜进行预备固化的工序。在本专利技术中，前述包含镍元素的化合物为焦磷酸镍和/或硝酸镍是优选的实施方式。对于使前述包含镍元素的化合物和磷酸溶解于水中而得的不含铝元素的磷酸溶液而言，该磷酸溶液IOOml中的镍离子量优选为0.003?0.015mol。使前述包含镍元素的化合物和磷酸溶解于水中而得的不含铝元素的磷酸溶液中优选还包含钾元素。在本专利技术中，还包含压粉磁芯，其特征在于，是将通过上述制造方法所制造的压粉磁芯用铁基软磁性粉末成形，并施以500°C以上的热处理而得的压粉磁芯。专利技术效果本专利技术的压粉磁芯用铁基软磁性粉末可通过镍元素添加来提高磷酸系化成皮膜的耐热性，因此，能够实现更高温下的热处理。其结果，可得到低铁损的压粉磁芯。【附图说明】图1是铁粉IOOg中的镍的摩尔数与电阻率的关系图。图2是不含镍元素的磷酸系化成皮膜的扫描型电子显微镜图像(SEM图像)。图3是含有镍元素的磷酸系化成皮膜的扫描型电子显微镜图像(SEM图像)。【具体实施方式】本专利技术的压粉磁芯用铁基软磁性粉末的特征在于，在铁基软磁性粉末表面形成有磷酸系化成皮膜，在前述磷酸系化成皮膜中含有镍元素，并且铝元素的含有率为前述粉末中的铝元素的含有率以下。通过使磷酸系化成皮膜中含有镍元素，从而可改善该皮膜的耐热性。其结果，能够实现压粉磁芯用铁基软磁性粉末在高温下的热处理，能够减少所得的压粉磁芯的铁损。通过使磷酸系化成皮膜含有镍元素，从而使该皮膜的耐热性提高的理由尚不明确，但是可推测如下。即，不含镍元素的磷酸系化成皮膜的膜厚容易变得不均匀。因而，与平均膜厚相同且含有镍元素的磷酸系化成皮膜相比，不含镍元素的磷酸系化成皮膜中存在多个膜厚极薄的位置。而且，若对具备这样的皮膜的压粉磁芯用铁基软磁性粉末进行热处理，则由于与加热相伴的铁粉的烧结作用而使铁粉彼此容易接触，因此，结果造成在低温下绝缘性降低。与此相对，含有镍元素的磷酸系化成皮膜存在其膜厚变得均匀的趋势，而不易产生膜厚变得极薄的位置。而且，对于具有这样的皮膜的压粉磁芯用铁基软磁性粉末而言，由于铁粉彼此不易接触，因此，可认为即使在高温下进行热处理，也能够保持绝缘性。另外，在本专利技术中，磷酸系化成皮膜中的铝元素的含有率为作为不具有磷酸系化成皮膜的核的铁基软磁性粉末中的铝元素的含有率以下。这是指，即，通过皮膜形成处理而并不使粉末中的铝元素的含有率增加，是利用不含铝元素的处理液进行处理的。这是由于如下缘故:在为了形成包含镍元素的磷酸系化成皮膜而使用使包含磷的化合物和包含镍的化合物溶解而得的处理液的情况下，若在该处理液中进一步溶解铝元素，则处理液中的镍的溶解度降低，因而无法制备出具有所需的镍含有率的处理液。以下，详细地对本专利技术进行说明。[铁基软磁性粉末]在本专利技术中所使用的铁基软磁性粉末是强磁性体的铁基粉末，具体来说，可举出纯铁粉、铁基合金粉末(例如Fe-Al合金、Fe-Si合金、铁硅铝磁性合金(Sendust)、强磁性铁镍合金等)、以及铁基无定形粉末等。这些铁基软磁性粉末例如可利用雾化法将熔融铁(或熔融铁合金)制成微粒，然后进行还原，接着通过进行粉碎等而制造。在上述这样的制法中，可获得以利用筛分法进行评价的粒度分布计累积粒度分布达到50%的粒径(中值粒径)为20 μ m?250 μ m左右的铁基软磁性粉末，但本专利技术中所使用的铁基软磁性粉末的粒径(中值粒径)本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种压粉磁芯用铁基软磁性粉末，其特征在于，在铁基软磁性粉末表面形成有磷酸系化成皮膜，所述磷酸系化成皮膜中含有镍元素，并且所述磷酸系化成皮膜中的铝元素的含有率为所述粉末中的铝元素的含有率以下。

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】2011.06.17 JP 2011-135670;2012.03.14 JP 2012-05791.一种压粉磁芯用铁基软磁性粉末，其特征在于， 在铁基软磁性粉末表面形成有磷酸系化成皮膜， 所述磷酸系化成皮膜中含有镍元素，并且 所述磷酸系化成皮膜中的铝元素的含有率为所述粉末中的铝元素的含有率以下。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， 所述磷酸系化成皮膜不含铝元素。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， 将所述磷酸系化成皮膜中的磷元素的含量设为MP、镍元素的含量设为Mm时，它们的比即Mm / Mp为0.1?0.5，其中為為的单位为mol。4.根据权利要求1?3中任一项所述的压粉磁芯用铁基软磁性粉末，其中，在所述磷酸系化成皮膜中还含有钾元素。5.根据权利要求1?4中任一项所述的压粉磁芯用铁基软磁性粉末，其中，在所述磷酸系化成皮膜上形成有有机硅树脂皮膜。6.一种压粉磁芯用铁基软磁性粉末的制造方法，其特征在于， 包括下述工序: 将使包含镍元素的化合物和磷酸溶解于水中而得到且不含铝元素的磷酸溶液、和铁基软磁性粉末混合，然后使水分蒸发，得到在铁基软磁性...

【专利技术属性】
技术研发人员：细川护，漆原亘，大胁武史，上条友纲，北条启文，
申请(专利权)人：株式会社神户制钢所，
类型：
国别省市：