[发明专利]软磁性混合粉末

说明书

技术领域

本发明涉及软磁性混合粉末。根据本发明的软磁性混合粉末，能够得到铁损被降低，成形性又优异，且具有良好的机械强度的压粉磁芯。

背景技术

电动机、或扼流圈、电抗器这样的电感器等的电磁部件，具有在磁芯的周围形成有导电体的线圈的结构单元。磁芯使用的是板状、箔状、粉末状等各种形状的软磁性材料。其中，板状和箔状的软磁性材料作为层叠磁芯使用。层叠磁芯是层叠有板状或箔状的软磁性材料而成的磁芯，因此层叠磁芯的形状限制为二维，磁通的方向也限制为与板面或箔面平行的方向。

另一方面，成形加工软磁性粉末而得到的压粉磁芯，能够通过改变金属模具形状而成形为任意的形状，因此可以三维地设计压粉磁芯的形状。此外，压粉磁芯因为没有所述层叠磁芯这样的磁通的方向性，所以磁特性是各向同性的，可以设计三维的磁路。电动机等电磁部件中，磁通的方向对转矩等的特性有很大影响，因此如果使用压粉磁芯而形成三维的磁路，则有能够利用磁芯的形状产生的效果提高电磁部件的特性的可能性，近年来，使用压粉磁芯的电动机等受到注目。

电动机、电感器等的电磁部件多在交流磁场中使用，因此将压粉磁芯使用于电动机和电感器等时，从提高电磁转换特性的观点出发，要求铁损的降低。

铁损定义为，向强磁性体内部外加交流磁场时产生的在磁性体内部的能量损失。铁损如果是在材料内部没有伴随磁通变化的缓和现象(磁共振等)的区域，则由磁滞损失和涡流损失之和表示。磁滞损失是改变材料内的磁场方向所需要的最低限度的能量，而作为磁场变化的阈值的矫顽力越小，磁滞损失的值越降低。涡流损失，是伴随因对于磁场变化的电磁感应而发生的电动势而来的感应电流的焦耳损失，材料的电阻越小，涡流损失越降低。另外，像压粉磁芯这样，在材料内部还存在由独立的软磁性材料构成的结构单元时，在各结构单元内部也会发生涡电流，结构单元越小，源白结构单元内的涡电流的涡流损失越降低。

为了降低铁损，而将含有矫顽力低的软磁性材料的两种以上的软磁性材料的粉末加以混合而制造压粉磁芯。作为两种以上的软磁性材料的组合，有纯铁、Fe-3％Si合金、Fe-6.5％Si合金、山达斯特合金(センダスト：铁硅铝磁合金注册商标)、非晶合金等，这些两种以上的软磁性材料的混合物作为磁芯材料使用。其中，山达斯特合金是Fe-9.5％Si-5.5％Al合金的称谓，与纯铁等通常的软磁性材料相比，因为导磁率高、矫顽力低，所以高频的交流磁特性尤其优异，适于高频用的磁芯材料。但是，山达斯特合金因为采取特有的结晶结构，所以存在的缺点是，为非常硬而脆的材料，将山达斯特合金粉像纯铁粉这样进行压粉成形很难，一般来说，大多的情况是使山达斯特合金粉分散在树脂中进行使用。虽然山达斯特合金粉的压粉成形也不是不可以，但需要非常高的成形压力，因此存在成形用的金属模具寿命短等的问题。另外，高频用磁芯材料中也有非晶合金(含微晶)和坡莫合金等，但非晶合金是比山达斯特合金更硬更难以成形的材料，坡莫合金因为大量含有作为高价金属的Ni，所以与纯铁、Si合金粉和山达斯特合金粉相比，在成本方面有很大劣势。

另一方面，作为现有技术，有混合纯铁粉、Si合金粉、非晶合金粉、山达斯特合金粉等一般软磁性粉末的任意两个以上，使磁特性、成形性提高的技术。例如，在专利文献1中记述，如果将非晶质软磁性合金粉末和软磁性合金粉末(山达斯特合金等结晶质材料)按特定的比例，以粒度分布的众数相差5倍以上这样的粒度进行混合，则成形压力降低，能够提高最大磁通密度、铁损。专利文献2是关于纯铁与山达斯特合金或坡莫合金的任意一种进行混合的发明。专利文献3是关于高压缩性软磁性金属粉末(纯铁粉或Fe-3％Si合金粉)和铁合金粉(Fe-9.5％Si合金粉或山达斯特合金粉)的混合，或它们与软性铁氧体的混合的发明。专利文献4是关于山达斯特合金与高展延性金属粉末(纯铁粉、钼-坡莫合金粉、Fe-Si合金粉)的混合的发明。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001-196216号公报

专利文献2：日本专利4586399号

专利文献3：日本特开平6-236808号公报

专利文献4：日本特开2654944号

发明所要解决的课题

然而，即使将含有矫顽力低的软磁性材料的两种以上的软磁性材料的粉末加以混合而制造压粉磁芯，仍有得不到充分的成形性、机械强度、铁损的情况。