[發明專利]壓粉磁心用粉末的制造方法、使用了通過該壓粉磁心用粉末的制造方法制造的壓粉磁心用粉末的壓粉磁心、以及壓粉磁心用粉末制造裝置

無效

• 申請號: 201080005496.1
• 申請日: 2010-03-02
• 公開（公告）號: CN102292178A
• 公開（公告）日: 2011-12-21
• 發明（設計）人: 杉山昌揮;山口登士也;大平翔太
• 申請（專利權）人: 豐田自動車株式會社
• 主分類號: B22F1/02
• 分類號: B22F1/02;B22F1/00
• 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

本發明涉及用于制造壓粉磁心用粉末的壓粉磁心用粉末制造方法、使用了通過該壓粉磁心用粉末制造方法制造的壓粉磁心用粉末的壓粉磁心、以及壓粉磁心用粉末制造裝置。

背景技術

壓粉磁心是將包含軟磁性金屬粉末的壓粉磁心用粉末壓力成形而制成的。壓粉磁心與層疊電磁鋼板而成的鐵心材料相比具有很多優點，例如，具有根據頻率而產生的高頻損失(以下稱為“鐵損”)少的磁特性；能夠根據需求且廉價地應對形狀變化；以及材料費低廉等等。這樣的壓粉鐵心例如被應用于車輛的驅動馬達的定子鐵心或轉子鐵心、構成功率變換電路的電抗器鐵芯等。

例如，如圖19所示，壓粉磁心用粉末101被實施了使二氧化硅粉末103從鐵粉102的表面滲透擴散從而在鐵粉102的表面形成硅元素富集了的滲硅層104的滲硅處理。滲硅處理通過將鐵粉102和二氧化硅粉末103攪拌混合來使二氧化硅粉末103附著到鐵粉102的表面上，并將鐵粉102和二氧化硅粉末103的混合粉放入爐內。然后將混合粉加熱至1000℃。于是，硅元素從二氧化硅粉末103脫離并滲透擴散到鐵粉102的表層，形成滲硅層104。

如果硅元素滲透到鐵粉102的中心部分，則壓粉磁心用粉末101的硬度就會變高。在此情況下，當將壓粉磁心用粉末101加壓來壓塑時，壓粉磁心用粉末101不變形，壓粉磁心用粉末101之間形成的間隙變大，因此磁心密度變低。如果磁心密度低，就會存在磁通密度變低的問題。因此，滲硅層104的從鐵粉102的表面向鐵粉102的中心部分側的距離X2優選設為小于鐵粉102的直徑D的0.15倍。但是，如果滲硅層104薄或者滲硅層104中的硅元素濃度低，則無法充分絕緣鐵粉102的接觸部分，鐵損(主要為遲滯損失和渦流損失)變高。由此，在壓粉磁心用粉末101上形成的滲硅層104的距離X2和濃度對于管理壓粉磁心的比電阻的方面非常重要(例如，參見專利文獻1和專利文獻2)。

在先技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本專利申請早期公開2009-256750號公報；

專利文獻2：日本專利申請早期公開2009-123774號公報。

發明內容

發明所要解決的問題

但是，現有的壓粉磁心用粉末制造方法如圖20所示，當隨機取出10個制得的壓粉磁心用粉末101測量了滲硅層104從鐵粉102的表面向鐵粉的中心部分形成的距離(距表面的距離)X2和滲硅層中的硅元素的濃度(Si濃度)時，距表面的距離X2和Si濃度在粉末間偏差很大。具體地，取出的粉末中包含滲硅反應匱乏的粉末(滲硅反應量低的粉末)(參見圖20中以細實線表示的曲線)。此外，在滲硅反應豐富的粉末(滲硅反應量高的粉末)(參見圖20中以粗實線表示的曲線)中，鐵粉102的表面上的Si濃度也分散在約2.0％～約5.0％的寬范圍內，而且滲硅層104的距鐵粉102的表面的距離(厚度)X2也分散在約4μm～約20μm。而且，滲硅反應豐富的粉末的Si濃度從滲硅層104的鐵粉102的表面向鐵粉102的中心部分下降的比率也存在很大差異。由此，在現有的壓粉磁心用粉末制造方法中，無法使每個鐵粉102發生均勻的滲硅反應，難以使形成在壓粉磁心用粉末101中的滲硅層104均勻。因此，如果在壓塑時形成在壓粉磁心用粉末101中的滲硅層104的厚度(距表面的距離)X2薄的部分或Si濃度低的部分彼此接觸，則由于該接觸部分的絕緣性低，因此存在壓粉磁心中產生的渦流變大、進而比電阻變低的問題。此外，滲硅層104的厚度(距表面的距離)X2大的壓粉磁心用粉末101較硬，成為使磁心密度或磁通密度下降的原因。

根據現有的壓粉磁心用粉末制造方法，滲硅層104的厚度(距表面的距離)X2和Si濃度在壓粉磁心用粉末101之間存在差異的原因如下：由于在使送入了鐵粉102和二氧化硅粉末103的混合粉的爐不旋轉的狀態下加熱混合粉，因此在進行滲硅處理的期間鐵粉102和二氧化硅粉末103的配置不發生改變，從而對于周圍存在很多二氧化硅粉末103的鐵粉102而言，有很多硅元素滲透擴散至表層中，滲硅層104的厚度和Si濃度變大，與此相對，對于周圍二氧化硅粉末103少的鐵粉102而言，硅元素向表層滲透擴散的量少，滲硅層104的厚度和Si濃度變小。