[發明專利]壓粉磁芯、磁芯用壓粉體的制造方法、壓粉磁芯制造用的壓模和模具裝置、以及壓粉磁芯制造用壓模的潤滑組合物

有效

• 申請號: 201480053201.6
• 申請日: 2014-09-25
• 公開（公告）號: CN105659337B
• 公開（公告）日: 2018-04-10
• 發明（設計）人: 稻垣孝;石原千生;中山紀行;島治郎
• 申請（專利權）人: 日立化成株式會社
• 主分類號: H01F1/24
• 分類號: H01F1/24;B22F3/035;H01F1/33;H01F27/255;H01F41/02
• 代理公司: 北京銀龍知識產權代理有限公司11243
• 代理人: 鐘晶,金鮮英

技術領域

本發明涉及用于軟質磁部件的壓粉磁芯、磁芯用壓粉體的制造方法、壓粉磁芯制造用壓模和模具裝置、以及壓粉磁芯制造用壓模的潤滑液，特別是涉及適于高頻區域中使用的壓粉磁芯、磁芯用壓粉體的制造方法、壓粉磁芯制造用壓模和模具裝置、以及壓粉磁芯制造用壓模的潤滑液。

背景技術

使用樹脂等粘合劑將軟質磁性粉末粘結而成的壓粉磁芯，與使用硅鋼板等制作的層疊磁芯相比，具有制作時的材料成品率好、能夠降低材料成本這樣的優點。另外，還具有形狀自由度高、通過進行磁芯形狀的最佳設計能夠提高磁特性這樣的優點。在這樣的壓粉磁芯中，通過將有機粘合劑、無機粉末等絕緣性物質與軟磁性粉末混合或者在軟磁性粉末的表面被覆電絕緣被膜來提高金屬粉末間的電絕緣性，從而能夠大幅降低磁芯的渦流損耗。

由于這樣的優點，壓粉磁芯被用于變壓器、電抗器、晶閘管換流閥、噪聲濾波器、扼流圈等，另外，也被用于電動機用鐵芯、普通家電和工業設備用電動機的轉子、軛(yoke)以及組裝入柴油機和汽油機的電子控制式燃料噴射裝置中的電磁閥用螺線管芯(固定鐵芯)等，正在進行對各種軟質磁部件的適用。壓粉磁芯與硅鋼板相比，能夠降低高頻區域中的渦流損耗，壓粉磁芯在電抗器等高頻用途中的適用正在增加。另外，使用頻帶的高頻化能夠使磁芯本身小型化，減少線圈的線圈數、銅使用量，能夠實現利用它們的電子設備的省空間和成本削減。因此，近年來，在許多電子設備中進行了高頻化，高頻應對材料的開發迅速推進。

壓粉磁芯的成型方法大致分為注射成型法(專利文獻1等)和壓縮成型法(專利文獻2、3等)，所述注射成型法是將軟磁性粉末與塑性原料一起向規定產品形狀的模具內注射而進行成型，所述壓縮成型法是向模具的型腔填充包含軟磁性粉末和粘合劑的原料粉末，并使用上下沖頭進行壓縮成型。壓粉磁芯的產品形狀在成型工序中被賦予，采用的成型方法根據產品的用途而適當使用。

在近年對于上述家庭用和工業用的各種設備的小型化、輕量化要求下，對于壓粉磁芯，磁通密度等磁特性提高的要求逐漸提高。關于壓粉磁芯，由于軟磁性粉末的填充系數與磁通密度成比例，因此為了得到高磁通密度的壓粉磁芯必須提高密度。因此，與需要大量粘合劑的注射成型法相比，能夠降低粘合劑量而增加軟磁性粉末的量，能夠高密度成型的壓縮成型法正被廣泛使用。

在通過壓縮成型法制造壓粉磁芯時，將含有粘合劑樹脂和軟磁性粉末的原料粉末或者包含在表面具有絕緣性被膜的軟磁性粉末的原料粉末填充至模具裝置的壓模的模孔中，通過上下沖頭進行壓縮。將這樣的通過壓縮成型法來成型圓柱狀的磁芯用壓粉體的工藝的具體例子示于圖1中。圖1所示的模具裝置具備：具有以內徑面規定壓粉體的外周側面的模孔1a的壓模1、規定壓粉體下表面的下沖頭2、規定壓粉體上表面的上沖頭3。使用這樣的模具裝置，如圖1(a)所示，由壓模1的模孔1a和下沖頭2形成型腔，使用進料器4等粉末供給設備將原料粉末M填充至型腔中。接著，如圖1(b)所示，使上沖頭3下降的同時，使下沖頭2相對于壓模1相對上升(在本圖的情況下，使壓模1下降)，通過上沖頭3和下沖頭2將填充于型腔內的原料粉末M進行壓縮成型而制成壓粉體C。之后，如圖1(c)所示，使上沖頭3向上方移動并回到待機位置的同時，使下沖頭2相對于壓模1相對上升(在本圖的情況下，使壓模1進一步下降)，將壓粉體C從壓模1的模孔1a取出。

現有技術文獻

專利文獻

專利文獻1：日本特開2003-209010號公報

專利文獻2：日本特開2004-342937號公報

專利文獻3：日本特開平05-217777號公報

發明內容

發明要解決的問題

壓粉磁芯的鐵損W為渦流損耗W_e與磁滯損耗W_h之和，渦流損耗W_e和磁滯損耗W_h分別由下述式1和下述式2表示，因此鐵損W如下述式3所示。另外，式中，f為頻率、B_m為勵磁磁通密度、ρ為固有電阻值、t為材料的厚度、k₁，k₂為系數。

(式1)

W_e＝(k₁B_m²t²/ρ)f²

(式2)

W_h＝k₂B_m^1.6f