[發明專利]復合軟磁性材料及其制造方法

無效

• 申請號: 200980152885.4
• 申請日: 2009-12-21
• 公開（公告）號: CN102264492A
• 公開（公告）日: 2011-11-30
• 發明（設計）人: 渡邊宗明;五十嵐和則
• 申請（專利權）人: 三菱綜合材料株式會社;大冶美有限公司
• 主分類號: B22F3/00
• 分類號: B22F3/00;B22F1/00;B22F1/02;C22C33/02;C22C38/00;H01F1/147;H01F1/22;H01F41/02
• 代理公司: 中國專利代理(香港)有限公司 72001
• 代理人: 吳娟;高旭軼

技術領域

本發明涉及將絕緣處理過的鐵粉末和鐵硅鋁合金粉末與粘結劑一起混合壓密并焙燒而成的復合軟磁性材料及其制造方法。

本申請基于2008年12月25日在日本提交的特愿2008-330597號，主張優先權，并將其內容援引在本說明書中。

背景技術

伴隨著電子儀器的小型化、高性能化，對變頻器或變壓器(トランス)的芯(コア)、扼流圈等電子儀器用電磁部件要求更為嚴格的材料特性。作為上述部件中使用的軟磁性材料，以往是使用鐵硅鋁合金或硅鋼等金屬磁性材料、鐵氧體等氧化物磁性材料。但是，鐵硅鋁合金等金屬磁性材料存在在制成粉末時硬度高、難以通過粉末成型來實現高密度化的問題。

例如，在通過粉末成型制造高密度復合軟磁性材料時，首先是將含有具絕緣包覆膜的金屬軟磁粉末、根據需要添加的潤滑劑粉末和粘結劑的原料粉末填充在模具的模腔內，然后通過加壓成型制造目標形狀的壓粉體，其后，通過焙燒壓粉體來制造復合軟磁性材料。

因此，成型所使用的粉末本身的硬度高時，存在壓粉體難以獲得高的壓密度的問題。例如，鐵硅鋁合金在室溫下加工時，塑性變形極小，可通過粉碎實現微粉末化，但無法成型為板狀。因此，為了制造磁芯等的磁部件，即使將鐵硅鋁合金粉末成型也幾乎不發生塑性變形，因此鐵硅鋁合金粉末只是通過添加的粘結劑形成單純地粘結的狀態，即使鐵硅鋁合金粉末本身的導磁率高，也存在制成壓粉磁芯時無法獲得高導磁率的問題。

因此，以往是將氧化物磁性材料與金屬磁性材料混合、復合化，來進行高性能化的嘗試。

例如，已知有將坡莫合金等的金屬磁性粉末用鐵氧體等的氧化物磁性材料包覆，其后進行成型，再進行熱處理的方法(參照專利文獻1)。

還已知有將具有氧化包覆膜的鐵硅鋁合金粉末、高壓縮性的軟磁金屬粉末、軟磁鐵氧體粉末和粘結劑混合、壓密后進行焙燒處理而成的復合磁性材料(參照專利文獻2)。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開昭56-38402號公報

專利文獻2：日本特開平6-236808號公報

發明內容

發明所要解決的課題

如果對將上述坡莫合金等的金屬磁性粉末用鐵氧體等的氧化物磁性材料包覆而制造的軟磁性復合材料進行熱處理，則在它們的界面，金屬與鐵氧體容易反應，因此存在磁特性劣化的問題。

另外，在將鐵硅鋁合金粉末與其它軟磁性金屬粉末混合的方法中，鐵硅鋁合金粉末非常硬，因此即使混合壓縮性良好的軟磁性金屬粉末，也具有以下問題：需要20噸/cm²左右的高壓成型技術，只能得到如壓粉磁芯(ダストコア)等、圓筒型的單純形狀的產品。

本發明針對上述以往的情況而提出，其目的在于：通過選定與鐵硅鋁合金粉末混合的鐵粉末、適當選擇它們的添加量范圍、各自的粒徑范圍，并考慮粘結劑的條件等，采取最佳的配合，提供可以保持鐵粉末本身所具有的高飽和磁通密度，同時可以兼具鐵硅鋁合金粉末本身所具有的高導磁率、低矯頑力、低鐵損耗的特性的復合軟磁性材料及其制造方法。

解決課題的方法

為了實現上述目的，本發明涉及的復合軟磁性材料，其特征在于：該復合軟磁性材料是絕緣處理過的鐵粉末與鐵硅鋁合金粉末和粘結劑混合壓密并焙燒而成的材料；該復合軟磁性材料具備主相和晶界相，所述主相是上述鐵粉末和鐵硅鋁合金粉末壓密并焙燒而成的相，所述晶界相是在上述主相的周圍生成的以粘結劑為主體的相；其中，鐵硅鋁合金在上述主相中所占的比例為5％(質量)以上、低于20％(質量)，磁場10kA/m時的飽和磁通密度為1T以上，矯頑力為260A/m以下，鐵損(0.1T、10kHz時)為20W/kg以下。

本發明涉及的復合軟磁性材料中，將上述鐵粉末壓密并焙燒而成的鐵主相的平均粒徑可以是20～50μm，將鐵硅鋁合金粉末壓密并焙燒而成的合金主相的平均粒徑可以是50～120μm。

本發明涉及的復合軟磁性材料中，絕緣處理過的鐵粉末可以使用具備含Mg氧化物包覆膜的純鐵粉末。