[發(fā)明專利]軟磁性混合粉末

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201380051559.0
• 申請日: 2013-09-19
• 公開（公告）號: CN104685582B
• 公開（公告）日: 2018-01-19
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 宮村剛夫;三谷宏幸
• 申請（專利權(quán)）人: 株式會社神戶制鋼所
• 主分類號: H01F1/20
• 分類號: H01F1/20;B22F1/00;C22C38/00;H01F1/22
• 代理公司: 中科專利商標(biāo)代理有限責(zé)任公司11021
• 代理人: 張玉玲

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及軟磁性混合粉末。根據(jù)本發(fā)明的軟磁性混合粉末，能夠得到鐵損被降低，成形性又優(yōu)異，且具有良好的機(jī)械強(qiáng)度的壓粉磁芯。

背景技術(shù)

電動機(jī)、或扼流圈、電抗器這樣的電感器等的電磁部件，具有在磁芯的周圍形成有導(dǎo)電體的線圈的結(jié)構(gòu)單元。磁芯使用的是板狀、箔狀、粉末狀等各種形狀的軟磁性材料。其中，板狀和箔狀的軟磁性材料作為層疊磁芯使用。層疊磁芯是層疊有板狀或箔狀的軟磁性材料而成的磁芯，因此層疊磁芯的形狀限制為二維，磁通的方向也限制為與板面或箔面平行的方向。

另一方面，成形加工軟磁性粉末而得到的壓粉磁芯，能夠通過改變金屬模具形狀而成形為任意的形狀，因此可以三維地設(shè)計壓粉磁芯的形狀。此外，壓粉磁芯因?yàn)闆]有所述層疊磁芯這樣的磁通的方向性，所以磁特性是各向同性的，可以設(shè)計三維的磁路。電動機(jī)等電磁部件中，磁通的方向?qū)D(zhuǎn)矩等的特性有很大影響，因此如果使用壓粉磁芯而形成三維的磁路，則有能夠利用磁芯的形狀產(chǎn)生的效果提高電磁部件的特性的可能性，近年來，使用壓粉磁芯的電動機(jī)等受到注目。

電動機(jī)、電感器等的電磁部件多在交流磁場中使用，因此將壓粉磁芯使用于電動機(jī)和電感器等時，從提高電磁轉(zhuǎn)換特性的觀點(diǎn)出發(fā)，要求鐵損的降低。

鐵損定義為，向強(qiáng)磁性體內(nèi)部外加交流磁場時產(chǎn)生的在磁性體內(nèi)部的能量損失。鐵損如果是在材料內(nèi)部沒有伴隨磁通變化的緩和現(xiàn)象(磁共振等)的區(qū)域，則由磁滯損失和渦流損失之和表示。磁滯損失是改變材料內(nèi)的磁場方向所需要的最低限度的能量，而作為磁場變化的閾值的矯頑力越小，磁滯損失的值越降低。渦流損失，是伴隨因?qū)τ诖艌鲎兓碾姶鸥袘?yīng)而發(fā)生的電動勢而來的感應(yīng)電流的焦耳損失，材料的電阻越小，渦流損失越降低。另外，像壓粉磁芯這樣，在材料內(nèi)部還存在由獨(dú)立的軟磁性材料構(gòu)成的結(jié)構(gòu)單元時，在各結(jié)構(gòu)單元內(nèi)部也會發(fā)生渦電流，結(jié)構(gòu)單元越小，源白結(jié)構(gòu)單元內(nèi)的渦電流的渦流損失越降低。

為了降低鐵損，而將含有矯頑力低的軟磁性材料的兩種以上的軟磁性材料的粉末加以混合而制造壓粉磁芯。作為兩種以上的軟磁性材料的組合，有純鐵、Fe-3％Si合金、Fe-6.5％Si合金、山達(dá)斯特合金(センダスト：鐵硅鋁磁合金注冊商標(biāo))、非晶合金等，這些兩種以上的軟磁性材料的混合物作為磁芯材料使用。其中，山達(dá)斯特合金是Fe-9.5％Si-5.5％Al合金的稱謂，與純鐵等通常的軟磁性材料相比，因?yàn)閷?dǎo)磁率高、矯頑力低，所以高頻的交流磁特性尤其優(yōu)異，適于高頻用的磁芯材料。但是，山達(dá)斯特合金因?yàn)椴扇√赜械慕Y(jié)晶結(jié)構(gòu)，所以存在的缺點(diǎn)是，為非常硬而脆的材料，將山達(dá)斯特合金粉像純鐵粉這樣進(jìn)行壓粉成形很難，一般來說，大多的情況是使山達(dá)斯特合金粉分散在樹脂中進(jìn)行使用。雖然山達(dá)斯特合金粉的壓粉成形也不是不可以，但需要非常高的成形壓力，因此存在成形用的金屬模具壽命短等的問題。另外，高頻用磁芯材料中也有非晶合金(含微晶)和坡莫合金等，但非晶合金是比山達(dá)斯特合金更硬更難以成形的材料，坡莫合金因?yàn)榇罅亢凶鳛楦邇r金屬的Ni，所以與純鐵、Si合金粉和山達(dá)斯特合金粉相比，在成本方面有很大劣勢。

另一方面，作為現(xiàn)有技術(shù)，有混合純鐵粉、Si合金粉、非晶合金粉、山達(dá)斯特合金粉等一般軟磁性粉末的任意兩個以上，使磁特性、成形性提高的技術(shù)。例如，在專利文獻(xiàn)1中記述，如果將非晶質(zhì)軟磁性合金粉末和軟磁性合金粉末(山達(dá)斯特合金等結(jié)晶質(zhì)材料)按特定的比例，以粒度分布的眾數(shù)相差5倍以上這樣的粒度進(jìn)行混合，則成形壓力降低，能夠提高最大磁通密度、鐵損。專利文獻(xiàn)2是關(guān)于純鐵與山達(dá)斯特合金或坡莫合金的任意一種進(jìn)行混合的發(fā)明。專利文獻(xiàn)3是關(guān)于高壓縮性軟磁性金屬粉末(純鐵粉或Fe-3％Si合金粉)和鐵合金粉(Fe-9.5％Si合金粉或山達(dá)斯特合金粉)的混合，或它們與軟性鐵氧體的混合的發(fā)明。專利文獻(xiàn)4是關(guān)于山達(dá)斯特合金與高展延性金屬粉末(純鐵粉、鉬-坡莫合金粉、Fe-Si合金粉)的混合的發(fā)明。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2001-196216號公報

專利文獻(xiàn)2：日本專利4586399號

專利文獻(xiàn)3：日本特開平6-236808號公報

專利文獻(xiàn)4：日本特開2654944號

發(fā)明所要解決的課題

然而，即使將含有矯頑力低的軟磁性材料的兩種以上的軟磁性材料的粉末加以混合而制造壓粉磁芯，仍有得不到充分的成形性、機(jī)械強(qiáng)度、鐵損的情況。