[发明专利]水雾化金属粉末的制造方法

说明书

本发明提供通过低成本且生产率高的水雾化法，即便是Fe浓度高的金属粉末也能够制造提高非晶化率和表观密度的水雾化金属粉末的制造方法。所述水雾化金属粉末的制造方法中，在Fe浓度为76.0at％以上且小于82.9at％的熔融金属流的平均温度比熔点高出100℃以上的区域，从多个方向喷射一次冷却水，将来自多个方向中一个方向的一次冷却水与熔融金属流的冲撞方向与来自任一其他方向的一次冷却水与熔融金属流的冲撞方向所成的角即收敛角设为10～25°，一次冷却水冲撞后经过0.0004秒以上后且在金属粉末的平均温度熔点以上且熔点+100℃以下的区域，在冲撞压为10MPa以上的条件下对金属粉末喷射二次冷却水。

技术领域

本发明涉及水雾化金属粉末的制造方法。本发明特别适合于铁系成分(Fe、Ni、Co)的合计含量以原子分数计为76.0at％以上且小于82.9at％的水雾化金属粉末的制造。

背景技术

随着混合动力汽车(HV)、电动汽车(EV)以及燃料电池汽车(FCV)的生产量增加，迫切期望这些车中使用的电抗器、马达芯的低铁损化、高效率化以及小型化。

这些电抗器、马达芯通过将电磁钢板减薄并层叠而制成。最近，将形状设计自由度高的金属粉末进行压缩成型而制成的马达芯受到关注。

为了电抗器、马达芯的低铁损化，将使用的金属粉末非晶化(非晶体化)是有效的。

另外，为了小型化、高输出化，需要增大金属粉末的磁通密度，因此，重要的是增加包括Ni、Co的Fe系元素的浓度，Fe系元素的浓度为76％以上的非晶化软磁性的金属粉末的要求在不断提高。

使属于金属粉末的铁粉进行非晶化时，从雾化后的熔融状态进行迅速冷却使其非晶化。为了增大磁通密度，Fe系元素的浓度越高，越需要进行迅速冷却。

特别是作为妨碍高温熔融状态的金属粉末的冷却速度的上升的原因，可举出水与钢水接触时，瞬间蒸发而在钢水的周围形成蒸气膜，成为妨碍被冷却面与水的直接接触的膜沸腾的状态，使冷却速度的提高变得困难。

另外，将雾化金属粉末压缩成型而作为电抗器、马达芯使用时，对于低损失、高效率，重要的是磁芯损耗低。对此，重要的是雾化金属粉末为非晶，而且大多时依存于雾化金属粉末的形状。即随着雾化金属粉末的形状球形化，磁芯损耗有降低的趋势。此外，球形化与表观密度存在紧密的关系，表观密度越高，粉末的形状越球形化。近年来，特别是作为雾化金属粉末所要求的性能，要求表观密度3.0g/cm³以上。

根据以上，作为用于电抗器、马达芯的水雾化金属粉末中使用的性能，要求以下3点。

1)能够使Fe系元素为高浓度以实现马达的小型化·高性能化。

2)金属粉末为非晶且表观密度高以实现低损失、高效率。

此外，随着汽车的HV、EV以及FCV的增加导致水雾化金属粉末的需求增加，有以下要求。

3)为了低成本而生产率高。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2001－64704号公报

发明内容

作为利用雾化法进行金属粉末的非晶化和形状控制的手段，提出了专利文献1公开的方法。

专利文献1中将熔融金属流用喷射压力15～70kg/cm²的气体射流切断，边以10mm～200mm的距离落下边进行扩散，以入射角30°～90°冲入水流中，得到金属粉末。另外，入射角小于30°时，得不到非晶粉，喷射角超过90°时，形状特性变差。