[發(fā)明專利]軟磁性材料和壓粉鐵心

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 200680002781.1
• 申請(qǐng)日: 2006-01-20
• 公開（公告）號(hào): CN101107681A
• 公開（公告）日: 2008-01-16
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 前田徹;廣瀨和弘;豐田晴久
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 住友電氣工業(yè)株式會(huì)社
• 主分類號(hào): H01F1/24
• 分類號(hào): H01F1/24;H01F1/26;H01F27/255;B22F1/02
• 代理公司: 北京天昊聯(lián)合知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司
• 代理人: 丁業(yè)平;張?zhí)焓?/td>

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟磁性材料和壓粉鐵心，具體地說，本發(fā)明涉及成形性良好的軟磁性材料和壓粉鐵心，其中，絕緣涂層良好地發(fā)揮作用，從而使得鐵耗充分降低。

背景技術(shù)

近年來，人們強(qiáng)烈地希望包括電磁閥、電機(jī)、電源電路等在內(nèi)的電氣裝置的尺寸減小、效率增加以及輸出功率提高。提高這些電氣裝置的工作頻率可以有效地滿足這些要求。電磁閥、電機(jī)等的工作頻率已經(jīng)從幾百赫茲增加到了幾千赫茲，而電源電路的工作頻率已經(jīng)從幾萬赫茲增加到了幾十萬赫茲。

迄今為止，諸如電磁閥和電機(jī)之類的電氣裝置通常在幾百赫茲或者更低的頻率下工作，并且鐵心硅鋼板(electrical?steel?sheet)(其優(yōu)點(diǎn)在于可提供較低的鐵耗)被用作這種電氣裝置的鐵心材料。磁性鐵心材料的鐵耗廣義上分為磁滯損耗和渦流損耗。上述鐵心硅鋼板是通過以下方法制備的：由具有相對(duì)較低的矯頑力的鐵-硅合金制備硅鋼板，對(duì)該硅鋼板的表面進(jìn)行絕緣處理，然后將所得的硅鋼板疊層。這種鐵心硅鋼板作為一種(特別是)磁滯損耗低的材料是人們所公知的。渦流損耗與工作頻率的平方成比例，而磁滯損耗與工作頻率成比例。因此，當(dāng)工作頻率處于幾百赫茲或者更低的頻帶時(shí)，磁滯損耗是主要的。在這種頻帶中，使用上述的(特別是)磁滯損耗低的鐵心硅鋼板是有效的。

然而，在幾千赫茲的工作頻帶中，渦流損耗則是主要的，因此需要一種可供選擇的、用于替代上述鐵心硅鋼板的鐵心材料。在這種情況中，有效地使用一種相對(duì)較好的具有較低渦流損耗性能的壓粉鐵心和軟磁鐵氧體磁心。使用粉末狀軟磁性材料(例如鐵、鐵-硅合金、森達(dá)斯特鋁硅鐵合金、坡莫合金或者鐵基無定形合金)來制備壓粉鐵心。更具體地說，通過下述方法來制備壓粉鐵心：將具有優(yōu)良絕緣性能的粘結(jié)劑與軟磁性材料混合，或者對(duì)粉末的表面進(jìn)行絕緣處理。然后對(duì)由此制得的材料進(jìn)行加壓模制。

在另一方面，軟磁鐵氧體磁心作為一種特別優(yōu)良的低渦流損耗材料是人們所公知的，這是因?yàn)樵摬牧媳旧砭哂休^高的電阻。然而，由于使用軟磁鐵氧體會(huì)降低飽和磁通密度，因此難以獲得高的輸出。從這點(diǎn)上來說，壓粉鐵心是有利的，這是因?yàn)槠洳捎蔑柡痛磐芏容^高的軟磁性材料作為主要成分。

在壓粉鐵心的制備過程中要進(jìn)行加壓模制，而在加壓模制過程中產(chǎn)生的變形會(huì)導(dǎo)致粉末發(fā)生畸變。因此，矯頑力增大，從而導(dǎo)致壓粉鐵心的磁滯損耗增加。因此，當(dāng)用壓粉鐵心作為鐵心材料時(shí)，在通過加壓模制的方式制得成形體后，必須要實(shí)施除去所述畸變的操作。

一種用于除去這種畸變的有效方法是對(duì)該成形體進(jìn)行熱退火。當(dāng)熱處理過程中的溫度被設(shè)置為較高的值時(shí)，除去畸變的效果會(huì)增強(qiáng)，從而減少磁滯損耗。然而，當(dāng)熱處理過程中的溫度被設(shè)置為過高的值時(shí)，構(gòu)成軟磁性材料的絕緣粘結(jié)劑或者絕緣涂層會(huì)分解或降解，從而導(dǎo)致渦流損耗增加。因此，熱處理必然要僅僅在不會(huì)引起這種問題的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行。從而，為了減少壓粉鐵心的鐵耗，重要的是：使構(gòu)成軟磁性材料的絕緣粘結(jié)劑或者絕緣涂層的耐熱性提高。

一種已知的典型的壓粉鐵心是通過以下方式來制備的：向純鐵粉(其具有起絕緣涂層作用的磷酸鹽涂層)中加入約0.05質(zhì)量％到0.5質(zhì)量％的樹脂，在加熱的條件下對(duì)該粉末進(jìn)行模制，然后進(jìn)行用于除去畸變的熱退火操作。在這個(gè)實(shí)例中，熱處理過程中的溫度在約200℃到500℃(絕緣涂層的熱分解溫度)的范圍內(nèi)。然而，在這種情況下，熱處理過程中的溫度較低，因此不能獲得良好的除去畸變的效果。

日本未審專利申請(qǐng)公開No.2003-303711(專利文獻(xiàn)1)披露了一種鐵基粉末、以及包含該鐵基粉末的壓粉鐵心，其中所述的鐵基粉末具有一種在為了減少磁滯損耗而實(shí)施的熱退火過程中其絕緣性不會(huì)被破壞的耐熱性絕緣涂層。在專利文獻(xiàn)1公開的鐵基粉末中，含有鐵(作為主要成分)的粉末的表面被含有硅樹脂和顏料的涂層覆蓋。更優(yōu)選的是，提供一種含有硅化合物等的涂層作為所述的含有硅樹脂和顏料的涂層的底層。該顏料優(yōu)選為這樣一種粉末，該粉末的平均粒徑(規(guī)定為D50)為40納米或更小。

專利文獻(xiàn)1：日本未審專利申請(qǐng)公開No.2003-303711。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明所要解決的問題