[发明专利]压粉磁芯及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及在高频领域中，铁损耗、特别是涡电流损耗小，且具有高磁通量密度的压粉磁芯及其制造方法，特别涉及能够提高压粉密度同时避免用于除去成形变形的热处理的压粉磁芯的制造方法。

背景技术

将铁等软磁性金属的粉末压缩成形而制作的压粉磁芯与使用电磁钢板等的层叠铁芯相比，制作时的材料成品率好，可以降低材料成本。

另外，压粉磁芯由于形状的自由度高，因此通过铁芯形状的最佳设计，能够实现特性提高。进一步，在金属粉末中混合树脂粉末等绝缘物质并使其介于金属粉末间来提高绝缘性，从而能够大幅减少涡电流损耗，能够得到特别是在高频领域中表现出优异特性的铁芯。

另一方面，由于压粉磁芯使树脂等绝缘物质介于软磁性粉末间，因此如果磁芯中所占的绝缘物质的量多，则具有每容积的软磁性粉末的量(填充系数(占積率))下降、磁通量密度下降这样的缺点。为了消除该缺点，下述专利文献1中公开了一种在软磁性粉末的表面上形成无机绝缘覆膜来提高软磁性粉末的绝缘性，从而降低树脂粉末的添加量的技术。近年来要求更进一步的磁特性的提高，下述专利文献2中提出了一种进一步降低树脂粉末的添加量的压粉磁芯。

为了提高压粉磁芯的磁特性，需要提高磁芯中的软磁性粉末的填充系数，因此要求进行高密度化，进行了在1000MPa以上这样高的压力下将软磁性粉末压缩成形。但是，在高压力下进行压缩成形时，压粉磁芯中的残留压缩应力变大，导磁率、磁通量密度降低同时磁滞损耗增大。

因此，为了提高压粉磁芯的磁特性，进行在小于烧结温度的温度下实施热处理来缓和压粉成形引起的变形、减小磁滞损耗，专利文献3中公开了将在被无机绝缘覆膜包覆的软磁性金属粉末中添加了少量的有机树脂粘合剂的混合粉末压缩成形，并对所得的压粉体进行热处理的压粉磁芯的制造方法。像这样的为了兼顾压粉磁芯的高磁通量密度和低铁损耗，提出了多种方法。

专利文献1：日本特开平9-320830号公报

专利文献2：日本特开2004-146804号公报

专利文献3：日本特开2005-317937号公报

发明内容

如上所述，为了得到具有适宜磁特性的压粉磁芯，需要通过高密度压缩来提高软磁性粉末的填充系数，但提高成形压力时，为了除去因添加的树脂的固化、压缩成形所引起的变形，需要实施热处理。另外，容易产生金属模具的磨耗、破损等加工上的问题。

进一步，对压粉磁芯实施用于除去残留应力的热处理时，根据上述专利文献3，为了适宜地除去应力并减少磁滞损耗，需要进行500℃前后的加热，但高温下的热处理有可能将有机树脂热分解，而且，通常耐热温度比有机树脂高的磷酸盐系无机绝缘覆膜等也有可能结晶化并凝聚，或者与软磁性金属反应。因此，如果为了降低磁滞损耗而在高温下实施热处理，则绝缘物质受损，比电阻显著降低，涡电流损耗增大，铁损耗反而升高。

本发明的目的是通过简便的制造方法来提供一种在高磁场、高频领域中具有高磁通量密度和导磁率，同时铁损耗、特别是涡电流损耗小的压粉磁芯。

另外，本发明的另一目的在于提供一种即使加上通常作为后工序的、在100～150℃左右实施的绕线后的树脂涂装或树脂制模等的热量，绝缘也不受损，能够维持高比电阻且不损害磁特性的压粉磁芯。

为了解决上述课题，本发明人等进行了深入研究，结果发现了能够代替树脂粉末而形成软磁性粉末间的绝缘的、能够构成在高频领域中能够适宜地使用的压粉磁芯的绝缘原材料，从而完成本发明。

根据本发明的一方式，主题是压粉磁芯的制造方法，具有：准备含有软磁性粉末和相对于所述软磁性粉末为0.1质量％以上的绝缘性粉末润滑剂的粉末混合物，在800MPa以下的成形压力下将所述粉末混合物成形为软磁性粉末的填充系数为93％以上的压粉体。

另外，根据本发明的一方式，主题是压粉磁芯，具有含有软磁性粉末和相对于所述软磁性粉末为0.1～0.7质量％的绝缘性粉末润滑剂的粉末混合物的压粉体，所述压粉体中的软磁性粉末的填充系数为93％以上，比电阻为10000μΩcm以上。

根据本发明，能够提供一种可抑制压粉磁芯的高密度成形中的应力变形的产生、高频领域中的磁滞损耗小的压粉磁芯，由于无需缓和制造时加热处理所引起的应力变形，因此可得到绝缘不受损、涡电流损耗和铁损耗小的压粉磁芯，即使在高频领域中也表现出适宜的磁特性。

附图说明

图1是表示粉末润滑剂的添加量与压粉体的软磁性粉末的填充系数的关系的图。

图2是表示粉末润滑剂的添加量与压粉体的比电阻的关系的图。