壓粉磁芯用鐵粉及壓粉磁芯的制造方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及通過對軟磁性粉末進行壓縮成形來制造壓粉磁芯的方法。通過本發明 的制造方法得到的壓粉磁芯由于磁特性優異，特別是鐵損小，密度高，所以磁通密度高。此 夕卜，本發明涉及提供給本發明的制造方法的軟磁性粉末。
【背景技術】
[0002] 電感器、電動機等電磁部件通常具有在磁芯（芯）的周圍形成有導電體的線圈的 結構單元。近年來，研宄了使用壓粉磁芯作為磁芯（芯）。壓粉磁芯通過對軟磁性粉末進行 壓縮成形而制造，具有各向同性的磁特性。因此，能夠設計三維的磁電路，能夠有助于電磁 部件的小型輕量化。
[0003] 作為磁性材料被磁化時該材料所顯示的磁性質即磁特性，有鐵損、磁通密度、矯頑 力、頻率特性等。作為對于壓粉磁芯重要的磁特性，可列舉出鐵損、磁通密度等。
[0004] 鐵損是在對強磁性體內部施加交流磁場時產生的磁性體內部的能量損耗。上述電 感器、電動機等電磁部件多在交流磁場中使用，所以，從電磁轉換特性提高的觀點出發，對 電磁部件中使用的壓粉磁芯要求鐵損的降低。
[0005] 鐵損只要是不伴隨材料內磁通變化的緩和現象（磁共振等）的區域，則進一步以 磁滯損耗與渦流損耗之和表示。磁滯損耗與驅動頻率成比例，渦流損耗與驅動頻率的平方 成比例。因此，若驅動頻率變成高頻（例如，IkHz以上），則渦流損耗對鐵損造成的影響變 大，若驅動頻率變成低頻（例如，數IOOHz?IkHz)，則磁滯損耗對鐵損造成的影響變大。
[0006] 電磁部件中電感器、電抗器等由于以高頻的驅動頻率使用，所以渦流損耗的降低 變得重要。已知為了降低渦流損耗，只要將鐵基粒子的表面用絕緣被膜被覆即可。通過將 鐵基粒子的表面用絕緣被膜被覆，可抑制跨越流過多個粒子的渦流的產生。由此，渦流變得 局部存在于各個粒子內，所以能夠降低整體的渦流損耗。作為絕緣被膜，使用絕緣性的無機 被膜（例如，磷酸系化學轉化被膜、水玻璃被膜、氧化物被膜等）、樹脂被膜（例如硅酮樹脂 被膜等）。此外，為了降低渦流損耗，使用粒徑小的軟磁性粉末也是有效的（例如，專利文獻 1)0
[0007] 此外，電磁部件中電動機等由于以低頻的驅動頻率使用，所以磁滯損耗的降低變 得重要。已知為了降低磁滯損耗，只要對將軟磁性粉末成形而得到的成形體實施熱處理即 可。即，磁滯損耗與矯頑力較強相關，在成形體中導入越多應變，則壓粉磁芯的矯頑力變得 越大。因此，只要在成形后實施熱處理（消除應變退火），將所導入的應變釋放，則壓粉磁芯 的矯頑力變小。其結果是，壓粉磁芯的磁滯損耗變小。
[0008] 此外，為了提高磁通密度，必須提高軟磁性粉末自身的磁通密度，優選雜質元素少 的純鐵粉。此外，通過提高壓粉磁芯的成形體密度也能夠提高磁通密度。
[0009] 現有技術文獻
[0010] 專利文獻
[0011] 專利文獻1 :日本特開2009-32880號公報（第6?9頁、表2)
【發明內容】
[0012] 發明所要解決的課題
[0013] 作為壓粉磁芯的原料的鐵基原料粉末由于大多表面發生氧化，所以必須進行還原 退火。還原退火在氫氣等還原性氣氛下、在900°C以上且1250°C以下進行。若在900°C以上 且1250°C以下的高溫下進行還原退火，則鐵基原料粉末的燒結加劇，鄰接的鐵基原料粉末 彼此發生熔接粘合。因此，已知為了得到所期望的粒度的軟磁性粉末，只要將鐵基還原粉末 粉碎，并對通過粉碎而得到的鐵基粉碎粉末進行分級即可。然而，即使使用通過這種方法制 造的軟磁性粉末來形成壓粉磁芯，有時也得不到充分的磁特性。
[0014] 本發明是鑒于這樣的情況而進行的，其目的在于提供制造成形體密度高、降低了 鐵損的壓粉磁芯的方法。
[0015] 用于解決課題的方案
[0016] 能夠解決上述課題的本發明所述的壓粉磁芯的制造方法（第1制造方法）所具有 的主旨在于，對通過篩孔為75 μπι的篩子的軟磁性粉末的質量比例相對于軟磁性粉末的總 量為95質量％以上、且平均應變低于0. 100%的軟磁性粉末進行壓縮成形這一點。
[0017] 此外，上述軟磁性粉末優選為在表面具有絕緣層的鐵基粒子。
[0018] 通過第1制造方法而得到的壓粉磁芯優選為電感器的芯。
[0019] 此外，能夠解決上述課題的壓粉磁芯用軟磁性粉末（第1軟磁性粉末）的特征在 于，通過篩孔為75 μπι的篩子的軟磁性粉末的質量比例相對于軟磁性粉末的總量為95質 量％以上，平均應變低于0. 100%。
[0020] 上述軟磁性粉末優選為表面具有絕緣層的鐵基粒子。
[0021] 本發明所述的壓粉磁芯的制造方法（第2制造方法）所具有的主旨在于，對通過 篩孔為600 μm的篩子的軟磁性粉末的質量比例相對于軟磁性粉末的總量為98質量％以 上、且平均應變低于0. 050%的軟磁性粉末進行壓縮成形這一點。
[0022] 此外，上述軟磁性粉末優選為在表面具有絕緣層的鐵基粒子。
[0023] 通過第2制造方法得到的壓粉磁芯優選為電動機的轉子或定子的芯。
[0024] 本發明所述的壓粉磁芯用軟磁性粉末的特征在于，通過篩孔為600 μπι的篩子的 軟磁性粉末（第2軟磁性粉末）的質量比例相對于軟磁性粉末的總量為98質量％以上，平 均應變低于0. 050%。
[0025] 上述軟磁性粉末優選為在表面具有絕緣層的鐵基粒子。
[0026] 發明效果
[0027] 根據本發明的制造方法（第1制造方法），由于對95質量％以上通過篩孔為75μπι 的篩子、且平均應變低于0. 100%的軟磁性粉末（第1軟磁性粉末）進行壓縮成形，所以降 低鐵損，同時成形體密度提高，能夠制造磁通密度提高的壓粉磁芯。
[0028] 此外，根據本發明的制造方法（第2制造方法），由于對98質量％以上通過篩孔為 600 μ m的篩子、平均應變低于0. 050 %的軟磁性粉末（第2軟磁性粉末）進行壓縮成形，所 以降低鐵損，同時成形體密度提高，能夠制造磁通密度提高的壓粉磁芯。
[0029] 進而，根據本發明，在將對鐵基原料粉末進行還原退火而得到的塊狀、板狀的鐵基 還原粉末粉碎時，能夠以應變作為指標來評價工業上也有利的粉碎的程度。
【附圖說明】
[0030] 圖1是發明例1?4及比較例1中得到的壓粉磁芯的成形體密度相對于平均應變 繪制的圖。
[0031] 圖2是發明例5、6及比較例2中得到的壓粉磁芯的成形體密度相對于平均應變繪 制的圖。
[0032] 圖3是發明例1?4及比較例1中得到的壓粉磁芯的鐵損相對于平均應變繪制的 圖。
【具體實施方式】
[0033] 本發明人等為了在降低鐵損的基礎上使成形體密度提高、并使磁通密度提高反復 進行了深入研宄，結果得到以下的認識。以往，為了得到更多規定粒度的目標軟磁性粉末， 此外根據情況為了減小軟磁性粉末的粒度而降低鐵損，進行長時間的粉碎。但是，若粉碎 時間長，則變得容易向鐵基還原粉末、鐵基粉碎粉末中導入應變。在粉碎時，向鐵基還原粉 末、鐵基粉碎粉末中導入的應變無法通過分級、壓縮成形等操作而除去，在所得到的軟磁性 粉末中殘留應變。這樣通過粉碎而導入的應變通過成形體的退火也難以除去，即使軟磁性 粉末的粒度變小而渦流損耗降低，磁滯損耗也更大程度地增大，結果反而使鐵損增大。因 此，通過粉碎而導入了應變的軟磁性粉末發生固化，所以即使對這種軟磁性粉末進行壓縮 成形，也得不到高的成形體密度，磁通密度降低。
[0034] 因此，本發明人等在獲知相對于規定的粒度而成品率降低的基礎上，縮短粉碎時 間，由粉碎的鐵粉通過分級回收所期望的粒度的鐵粉來形成壓粉磁芯，結果發現，得到作為 壓粉磁芯優異的磁特性，從而完成本發明。
[0035] 以下，對本發明進行詳細說明。
[0036] 1.壓粉磁芯的制造方法
[0037] 本發明所述的壓粉磁芯的第1制造方法的特征在于，對通過篩孔為75 μm的篩 子的軟磁性粉末的質量比例相對于軟磁性粉末的總量為95質量％以上、且平均應變低于 0. 100%的第1軟磁性粉末進行壓縮成形。通過第1制造方法制造的壓粉磁芯優選應用于 以高頻的驅動頻率使用的電磁部件、例如電感器（扼流線圈、噪聲濾波器、電抗器等）的芯。