[发明专利]压粉铁心

说明书

本发明涉及各种电气、电子设备中用的压粉铁芯。

近年来，电气、电子设备越来越小型化，要求小型并且高效率的压粉铁心。将铁系强磁性金属粉末压缩成形的压粉铁心，由于饱和磁化大因而对小型化是有利的。铁硅铝磁合金(Fe—Al—Si合金)压粉磁心，与钼坡莫合金(Fe—Ni—Mo合金)压粉磁心相比较，其原料价廉，但在导磁率及电力损失方面却不能说是优秀的。扼流线圈和感应器中使用的铁心中，一旦铁心损耗大，则铁芯的温度上升变大，难以小型化。例如，用于功率因数改善回路的感应器中时，由于内藏在电源部，因此要求，例如在100KHz、100mT时的铁心损耗最好在450kw/m³以下，更好是300kw/m³以下。

关于铁硅铝系磁合金压粉磁心的损耗减低，例如有以下举出的提议。

在特公昭62—21041号公报中公开了，将铁—硅—铝系磁合金锭在700～1100℃退火，粉碎后压制成形，进而在氢气氛中于600～800℃烧成，由此可获得与钼坡姆合金相比其导磁率较高和电力损耗较低的铁、硅、铝系磁性合金压粉磁心。该公报的实施例中公开了调整粒度到32目以下再压制成形后，于700℃下烧成，由此获得导磁率在10KHz时为146，电力损失在25KHz、1000G时为158kw/m³，2000G时为548kw/m³的压粉磁心。

然而，功率因数改善回路等中使用的感应器中，希望铁心损耗进一步降低。

本发明的目的是提供廉价的、铁心损耗小的压粉铁心；另一目的是提供铁心损耗小而且机械强度高的压粉铁心。

上述这些目的，可通过下述(1)～(6)中任何一项构成就能达到。

(1)压粉铁心，其特征在于，它是一种将强磁性金属粉末和绝缘剂压粉后，经过退火获得的铁心，上述强磁性金属粉末，是由含Fe、Al及Si的大致呈球状的强磁性金属粒子构成。

(2)上述(1)的压粉铁心，其中，将强磁性金属粒子从小直径的粒子开始累计，当成为强磁性金属粉末全部重量的50重量％时其粒径D₅₀为15～65μm。

(3)上述(2)的压粉铁心，其中，将强磁性金属粒子从小直径的粒子开始累计，当成为强磁性金属粉末全部的10重量％时其粒径D₁₀为6～20μm，当成为强磁性金属粉末全部重量的90重量％时其粒径D₉₀为25～100μm。

(4)上述(1)～(3)中任一项的压粉铁心，其中，压粉铁心中所含的强磁性金属粒子的晶格变形在10％以下。

(5)上述(1)～(4)中任一项的压粉铁心，其中，压粉铁心中所含的强磁性金属粒子的矫顽磁力为0.35Oe以下。

(6)上述(1)～(5)中任一项的压粉铁心，其中在100KHz下的导磁率为50以上，在100KHz外加100mT的磁场时的铁心损耗为450kw/m³以下，在25KHz外加200mT的磁场时的铁心损耗为300kw/m³以下。

压粉铁心用Fe—Al—Si合金粉末中，以前，使用的是粉碎粉末。对粉碎粉末施以退火处理后进行压粉，如果进一步再施以退火处理，则粉碎及压粉时产生的应力被释放从而使矫顽磁力降低，因而可降低磁滞损耗。然而，这种方法中，由于需要进行2次退火故很难低成本化，而且，即使进行2次退火，其应力释放也是不够的，因而不能充分降低矫顽磁力，很难减少磁滞损失。与此不同，本发明中，将气体雾化法制得的大致呈球状的Fe—Al—Si合金粉末进行压粉，对它施以退火处理。由气体雾化法制得的大致呈球状的Fe—Al—Si合金粉末，与粉碎粉末相比较，由于压粉后的退火，因而应力容易被释放。如后述实施例中所示，将气体雾化法制得的Fe—Al—Si合金粉末压粉后退火的铁心，尽管退火次数是1次，与粉碎粉末退火并压粉后进行第2次退火的铁心相比较，其矫顽磁力低，磁滞损耗变小。即，按照本发明，就能以低成本获得低损耗的铁心。

而且，将强磁性金属粉末的重量平均粒径D₅₀及粒度分布规定在上述范围，这样就能使涡电流损耗减小。