[發明專利]壓粉磁芯的制造方法

有效

• 申請號: 200980155422.3
• 申請日: 2009-01-23
• 公開（公告）號: CN102292784A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 杉山昌揮;山口登士也;三枝真二郎;秋山光壽
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;B22F1/02;B22F3/24;H01F1/24;H01F27/255
• 代理公司: 北京東方億思知識產權代理有限責任公司 11258
• 代理人: 柳春雷

技術領域

本發明涉及將磁性粉加壓成形而成的壓粉磁芯的制造方法，該磁性粉由在磁性粉末的表面上至少覆蓋絕緣層的壓粉磁芯用粉末，尤其涉及能可提高磁特性的壓粉磁芯的制造方法。

背景技術

以往，變壓器、電動機、發電機等利用電磁的電磁設備利用交變磁場，該交變磁場由通常將磁芯配置于中央的線圈產生。在這樣的磁芯中，為了提高電磁設備的性能并實現小型化，重要的是提高其磁特性。

因此，為了實現與電磁設備的部件相應的磁芯的可成形性和小型化等，有時使用壓粉磁芯作為磁芯。作為該壓粉磁芯的制造方法，首先準備或制造磁性粉，該磁性粉由在鐵等磁性粉末的表面上覆蓋硅樹脂等高分子樹脂絕緣層而成的壓粉磁芯用粉末構成。接著，將該磁性粉配置在成形模具內，在預定的加壓條件下進行壓縮成形(加壓成形)。之后，對壓縮成形了的壓粉磁芯進行退火，以降低鐵損(磁滯損耗)等。這樣得到的壓粉磁芯通過設置絕緣覆膜，可提高電阻率值，降低渦流損耗，并通過其高密度化，能夠提高磁通密度等磁特性。

作為這樣的壓粉磁芯的制造方法，例如提出了如下方法：在氧氣氣氛下在露點-30～65℃的范圍內對以鐵(Fe)和硅(Si)為主成分的磁性粉末進行加熱處理，從而在磁性粉末上形成絕緣覆膜來制造壓粉磁芯用粉末，接著對由該壓粉磁芯用粉末構成的磁性粉進行壓縮成形，之后通過在氮氣氣氛下(非氧氣氣氛下)進行退火處理來制造壓粉磁芯(例如，參見專利文獻1)。

專利文獻1：日本專利文獻特開2005-146315號公報。

發明內容

然而已經知道：即使在通過專利文獻1中記載的方法制造壓粉磁芯的情況下，當對成形后的壓粉磁芯進行退火時，也會在壓粉磁芯的磁性顆粒(壓縮變形了的磁性粉末)的表面(晶界)上生成鐵氧化物，而該鐵氧化物會損害磁性顆粒間的絕緣性。

本發明就是鑒于上述的問題而做出的，其目的在于，提供一種當對壓粉磁芯進行加壓成形后的退火時難以在壓粉磁芯的晶界之間生成鐵氧化物從而電磁特性優異的壓粉磁芯的制造方法。

為了達到上述目的，發明人經過刻苦鉆研的結果，獲得了下述新的發現：當進行加壓成形后的退火時，在壓粉磁芯的磁性顆粒間產生氧化物依賴于退火時的露點。

本發明是基于上述發明人的新的發現而做出的，本發明涉及的壓粉磁芯的制造方法包括以下工序：對磁性粉進行加壓成形而成形為壓粉磁芯，所述磁性粉由在鐵基的磁性粉末上覆蓋硅樹脂而成的壓粉磁芯用粉末構成；以及在所述成形工序之后加熱所述壓粉磁芯并進行退火，以使所述壓粉磁芯的所述硅樹脂的一部分變成硅酸鹽化合物，所述制造方法的特征在于，在所述退火工序中，在惰性氣體氣氛下，使惰性氣體的露點小于或等于-40℃來進行所述壓粉磁芯的退火。

根據本發明，在退火工序中，例如通過在氮氣等惰性氣體的氣氛下將惰性氣體的露點設為-40℃以下，不僅能夠抑制鐵損增加，還能夠抑制在磁性粉末成形后的磁性顆粒之間生成鐵氧化物。其結果是，抑制了磁性顆粒之間的導通，能夠提高壓粉磁芯的電磁特性。即，當在惰性氣體氣氛下惰性氣體的露點超過了-40℃時，由于如上生成鐵氧化物，而存在損害壓粉磁芯的電磁特性的趨勢。并且，在退火工序中，由于硅樹脂變成包含Si和O(也包含SiO₂)的硅酸鹽化合物，因而能夠進一步提高壓粉磁芯的絕緣電阻。

這里，本發明中所說的露點(露點溫度)是氣體中的水蒸氣達到飽和而凝結的溫度，例如是相對濕度為100％時的周圍溫度。在惰性氣體氣氛下，如果惰性氣體中的水分含量少，該露點溫度就變低。另一方面，如果惰性氣體中的水分含量多，該露點溫度就變高。即，露點溫度是表示在惰性氣體氣氛下惰性氣體中含有何種程度的水分的指標，其與惰性氣體本身的溫度沒有關系。露點溫度的測定優選在向實施熱處理的爐體導入惰性氣體以及從該爐體排出惰性氣體的出入口處在氣體壓力為1個大氣壓的條件下進行，本發明中所說的露點是指1個大氣壓下(0.1MPa)的值。

另外，本發明涉及的壓粉磁芯的制造方法優選在所述退火工序中，通過在大于或等于500℃且小于900℃的加熱條件下加熱所述壓粉磁芯，來進行所述壓粉磁芯的退火。

根據本發明，在退火工序中，通過在加熱溫度500℃以上且在惰性氣體氣氛下將壓粉磁芯的露點設為-40℃以下，可更可靠地使硅樹脂的一部分變成硅酸鹽化合物，能夠抑制在磁性粉末成形后的磁性顆粒之間生成鐵氧化物，能夠提高壓粉磁芯的磁特性。