CN101681708B - 烧结软磁性粉末成形体 - Google Patents

烧结软磁性粉末成形体 Download PDF

Info

Publication number
CN101681708B
CN101681708B CN2008800167163A CN200880016716A CN101681708B CN 101681708 B CN101681708 B CN 101681708B CN 2008800167163 A CN2008800167163 A CN 2008800167163A CN 200880016716 A CN200880016716 A CN 200880016716A CN 101681708 B CN101681708 B CN 101681708B
Authority
CN
China
Prior art keywords
quality
soft magnetic
molded body
powder
magnetic powder
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN2008800167163A
Other languages
English (en)
Other versions
CN101681708A (zh
Inventor
宇之木贤一
山崎昭一
曾田裕二
福田方胜
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Mitsubishi Steel Mfg Co Ltd
Mitsubishi Steel KK
Original Assignee
Mitsubishi Steel KK
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Mitsubishi Steel KK filed Critical Mitsubishi Steel KK
Publication of CN101681708A publication Critical patent/CN101681708A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN101681708B publication Critical patent/CN101681708B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C19/00—Alloys based on nickel or cobalt
    • C22C19/03—Alloys based on nickel or cobalt based on nickel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/0433—Nickel- or cobalt-based alloys
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
    • C22C33/0271—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5% with only C, Mn, Si, P, S, As as alloying elements, e.g. carbon steel
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C33/00—Making ferrous alloys
    • C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
    • C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
    • C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
    • C22C38/08—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing nickel
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14708—Fe-Ni based alloys
    • H01F1/14733—Fe-Ni based alloys in the form of particles
    • H01F1/14741—Fe-Ni based alloys in the form of particles pressed, sintered or bonded together
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/147—Alloys characterised by their composition
    • H01F1/14766—Fe-Si based alloys
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
    • B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22—CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
    • B22F9/02—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes
    • B22F9/06—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material
    • B22F9/08—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying
    • B22F9/082—Making metallic powder or suspensions thereof using physical processes starting from liquid material by casting, e.g. through sieves or in water, by atomising or spraying atomising using a fluid
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/04—Making non-ferrous alloys by powder metallurgy
    • C22C1/05—Mixtures of metal powder with non-metallic powder
    • C—CHEMISTRY; METALLURGY
    • C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
    • C22C—ALLOYS
    • C22C1/00—Making non-ferrous alloys
    • C22C1/10—Alloys containing non-metals
    • C22C1/1036—Alloys containing non-metals starting from a melt
    • C22C1/1042—Alloys containing non-metals starting from a melt by atomising

Landscapes

  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Metallurgy (AREA)
  • Organic Chemistry (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Electromagnetism (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Abstract

本发明提供一种烧结软磁性粉末成形体，其由含有Fe、44～50质量％的Ni和2～6质量％的Si的组成、或含有Fe、2～6质量％的Si的组成而构成，Si较多存在于颗粒间。

Description

烧结软磁性粉末成形体
技术领域
本发明涉及使用软质磁性粉末的烧结软磁性粉末成形体。
背景技术
以往，作为由烧结获得的烧结电磁不锈钢材料，广为人知的是不锈钢的熔炼材料。电磁不锈钢材料被用作例如电磁阀或燃料喷射用喷射器、各种螺线管等磁部件。
近年来，这样的磁部件的使用频率、高次谐波成分正在提高。伴随于此，存在例如对卷绕有线圈的铁心通交流电时所产生的涡电流导致电力损失或放热变大的倾向。另外，铁损所包括的磁滞损耗、即铁心的磁区由于交变磁场而改变磁场方向时所显示的磁滞量相应部分的放热也不能忽略。
作为与上述相关的技术，提出了含有Fe-Cr和Si的烧结电磁不锈钢材料。例如，公开了以Fe-13Cr-2Si作为主要成分的熔炼材料、以及含有1～3质量％的Si且组成为Fe-6.5Cr-(1.0～3.0)Si的烧结电磁不锈钢材料(例如，参照专利文献1～2、非专利文献1～2)，这些技术大多以铬(Cr)作为主要成分而构成。另外，还公开了如下技术：对将Si粉末与Fe粉末等一起混合而成的混合粉末进行加压，使其成为规定形状，然后进行烧结(例如，参照非专利文献3)。
另一方面，在熔炼材料的情况下，为了获得期望的形状，需要施加切削等加工，因此机械加工是不可缺少的，在工序上不利。因此，为了减少机械加工并在短时间内容易地获得期望的形状，使用金属粉末直接获得与所期望的形状接近的成形物的方法(用粉末冶金法成形的近终形(near net shape))被广泛采用。
专利文献1：日本特开平7-76758号公报
专利文献2：日本特开平7-238352号公报
非专利文献1：日立粉末冶金テクニカルレポ一トNo.5(2006)，p.27～30
非专利文献2：東北特殊鋼株式会社、製品情報等(電磁ステンレス鋼)、[online]、平成19年3月13日检索、互联网<URL：http://www.Tohokusteel.com/pages/tokushu_zail.htm>
非专利文献3：日立粉末冶金テクニカルレポ一トNo.3(2004)，p.28～32
发明内容
发明所要解决的问题
然而，在上述技术和烧结电磁不锈钢材料中，所得到的电磁不锈钢材料的比电阻(electric specific resistance)为100μΩ·cm左右。在近年的磁部件的使用频率或高次谐波成分提高的情形下，无法抑制由产生的涡电流导致的放热，因而期望更高的比电阻。
另外，作为在交流磁化时主要损失的电力损失、即交流磁特性(铁损)也不充分，需要进一步提高上述磁特性。
本发明是鉴于上述情况完成的，需要比电阻高、交流磁特性优异、即铁损低的烧结软磁性粉末成形体。
用于解决问题的方法
相当于以Fe、Ni为主要成分的金属组成整体的2～6质量％的Si被配置在金属颗粒的颗粒间，以使颗粒间的Si浓度比金属颗粒内高，通过这样的构成，在确保成形性的同时，提高了比电阻，有利于降低铁损。本发明是鉴于上述见解完成的。
用于完成前述课题的具体方法如下所述。
<1>一种烧结软磁性粉末成形体，其由含有Fe、44～50质量％的Ni和2～6质量％的Si的组成而构成，Si较多存在于颗粒间。
<2>根据前述<1>所述的烧结软磁性粉末成形体，其如下所述地被制得：混合至少包含Fe和Ni的金属粉末、和平均粒径为前述金属粉末的平均粒径的1/10～1/100的Si粉末，使用所得到的混合物进行成形、烧结而制得。
<3>根据前述<2>所述的烧结软磁性粉末成形体，前述金属粉末是含有Fe、44～53.2质量％的Ni、以及不足6质量％的Si的金属粉末。
<4>一种烧结软磁性粉末成形体，其由含有Fe和2～6质量％的Si的组成而构成，Si较多存在于颗粒间。
<5>根据前述<4>所述的烧结软磁性粉末成形体，其还含有0.001～0.1质量％的P。
<6>根据前述<4>或前述<5>所述的烧结软磁性粉末成形体，其如下所述地被制得：混合至少包含Fe的金属粉末、和平均粒径为前述金属粉末的平均粒径的1/10～1/100的Si粉末，使用所得到的混合物进行成形、烧结而制得。
<7>根据前述<6>所述的烧结软磁性粉末成形体，前述金属粉末是含有94～100质量％的Fe和不足6质量％的Si的金属粉末。
<8>根据前述<7>所述的烧结软磁性粉末成形体，前述金属粉末还含有0.001～0.1质量％的P。
<9>根据前述<1>～前述<8>任一项所述的烧结软磁性粉末成形体，前述颗粒间的Si浓度比颗粒间以外的Si浓度高。
<10>根据前述<2>、前述<3>、以及前述<6>～前述<9>任一项所述的烧结软磁性粉末成形体，前述金属粉末是雾化粉末。
<11>根据前述<1>～前述<3>以及前述<9>～前述<10>任一项所述的烧结软磁性粉末成形体，Ni为48～50质量％，Si为3～4质量％。
<12>根据前述<4>～前述<10>任一项所述的烧结软磁性粉末成形体，Si为3～4质量％。
<13>根据前述<2>、前述<3>、以及前述<6>～前述<12>任一项所述的烧结软磁性粉末成形体，前述金属粉末的平均粒径(D50)为1～300μm。
<14>根据前述<10>所述的烧结软磁性粉末成形体，前述雾化粉末为水雾化粉末。
发明的效果
根据本发明，可以提供比电阻高、交流磁特性优异即铁损低的烧结软磁性粉末成形体。
附图说明
图1A是表示实施例1的烧结品的内部结构的SEM照片。
图1B是表示实施例1的烧结品的内部结构中Si的二次电子像的SEM照片。
具体实施方式
以下，对本发明的烧结软磁性粉末成形体进行详细说明。
本发明的第1实施方式的烧结软磁性粉末成形体的构成如下：含有铁(Fe)、44～50质量％的镍(Ni)、以及2～6质量％的硅(Si)，使Si较多存在于颗粒间。在该组成中除了上述成分以外还可以含有不可避免的杂质。
本发明的烧结软磁性粉末成形体中，由于其构成为：使Si较多存在于不主要含Cr而是以Fe和Ni为主要成分的颗粒间，因而可以得到更高的比电阻，并且飞跃性地提高交流磁特性(铁损)。
这里，Si较多存在于颗粒间是指，简单地说是颗粒间富含Si，也就是在各金属颗粒间或合金颗粒间、即颗粒间存在的Si的浓度比在该金属颗粒内或该合金颗粒内存在的Si的浓度更高(即颗粒间富含Si)的情况。
构成本发明的第1实施方式的烧结软磁性粉末成形体的Ni的比例为44～50质量％。Ni的比例超过50质量％时，饱和磁通密度Bs[T(特斯拉)，以下皆同]变小，Ni的比例不足44质量％时，最大相对磁导率μm变小，饱和磁通密度也变小。其中，Ni的优选范围为48～50质量％。
构成第1实施方式的烧结软磁性粉末成形体的Si的比例为2～6质量％。Si的比例超过6质量％时，饱和磁通密度Bs[T]变小，同时难以成形(成形性变差)，Si的比例不足2质量％时，比电阻ρ[μΩ·cm]变小。其中，Si的优选范围为2.5～5质量％，更优选为3～4质量％。
另外，对于第1实施方式的烧结软磁性粉末成形体，在烧结软磁性粉末成形体的总质量中，除了上述Ni和Si以外的余量的全部或者一部分可以由Fe构成。
另外，第1实施方式中，只要满足Fe、Ni、以及Si的各组成范围即可，在不损害本发明的效果的范围内，可以根据需要进一步含有其他金属成分。对于其他金属成分，可以任意选择。
第1实施方式的烧结软磁性粉末成形体可以如下制得：混合至少包含Fe和Ni的金属粉末、和平均粒径为金属粉末的1/10～1/100的Si粉末，使用所得到的混合物进行成形、烧结，从而制得。由此，制得的烧结软磁性粉末成形体在比电阻、铁损方面是优选的。此时，在至少包含Fe和Ni的金属粉末中进一步加入Si粉末制成混合粉末，使用该混合粉末进行近终形成形，因而，可以使颗粒间富含Si。由此，烧结软磁性粉末成形体的比电阻变得更高，还可以降低铁损。
此时，作为“至少包含Fe和Ni的金属粉末”，可以使用Fe与Ni的合金粉末、Fe与Ni、Si的合金粉末等。具体来说，可以使用由44～53.2质量％的Ni、不足6质量％的Si和余量的Fe以及不可避免的杂质而构成的合金粉末，可以优选使用由48～50质量％的Ni、不足6质量％的Si和余量的Fe以及不可避免的杂质构成的合金粉末。例如，可优选使用作为Fe-Ni软质磁性合金的PB坡莫合金、或者Fe48质量％、Ni50质量％以及Si2质量％的合金粉末等。
作为前述Si粉末的平均粒径，优选为所使用的金属粉末的1/10～1/100。通过使其在该范围内，可以可靠地将Si粉末配置在金属粉末的颗粒间。
另外，作为金属粉末的平均粒径(D50)，优选为1～300μm、更优选为10～200μm。平均粒径为300μm以下时，可以抑制涡流损耗，平均粒径为1μm以上时，可以减小磁滞损耗。
本发明中，平均粒径D50是指：从小直径侧起画出粉末颗粒体积的累积分布，累积为50％时的体积平均粒径。
本发明的第2实施方式的烧结软磁性粉末成形体的构成为：含有铁(Fe)、以及2～6质量％的硅(Si)，使Si较多存在于颗粒间。在该组成中，除了上述成分以外，其构成还可以含有0.001～0.1质量％的P，可以进一步包含不可避免的杂质。
第2实施方式的烧结软磁性粉末成形体中，由于其构成为：使Si较多存在于不主要含Cr而是以Fe为主要成分的颗粒间(即富含Si)，因而可以获得更高的比电阻，能飞跃性地提高交流磁特性(铁损)。
本实施方式中，Si较多存在于颗粒间是指，与前述第1实施方式同样，在各金属颗粒间或合金颗粒间、即颗粒间存在的Si的浓度比在该金属颗粒内或该合金颗粒内存在的Si的浓度更高(即颗粒间富含Si)的情况。
构成本发明的第2实施方式的烧结软磁性粉末成形体的Si的比例为2～6质量％。Si的比例超过6质量％时，饱和磁通密度Bs[T]变小，同时难以成形，Si的比例不足2质量％时，比电阻ρ[μΩ·cm]变小。其中，Si的优选比例为2.5～5质量％，更优选为3～4质量％。
构成第2实施方式的烧结软磁性粉末成形体的P的比例优选为0.001～0.1质量％。P的比例在前述范围内时，铁损变得更良好。其中，在使铁损变得更良好的方面，P的优选比例为0.02～0.1质量％，更优选为0.02～0.08质量％。
对于第2实施方式的烧结软磁性粉末成形体，在烧结软磁性粉末成形体的总质量中，除了上述Si以及P以外的余量的全部或一部分可以由Fe构成。
另外，第2实施方式中，只要满足Fe、Si、以及P的各组成范围即可，可以在不损害本发明的效果的范围内，根据需要进一步包含其他金属成分，其他金属成分可以任意选择。
第2实施方式的烧结软磁性粉末成形体可以如下制得：混合至少包含Fe的金属粉末、和平均粒径为金属粉末的1/10～1/100的Si粉末，使用所得到的混合物进行成形、烧结，从而制得。由此，制得的烧结软磁性粉末成形体在比电阻、铁损方面是优选的。此时，在至少包含Fe的金属粉末中进一步加入Si粉末制成混合粉末，使用该混合粉末进行近终形成形，因而，可以使颗粒间富含存在Si。由此，烧结软磁性粉末成形体的比电阻变得更高，还可以降低铁损。
此时，作为“至少包含Fe的金属粉末”，可以使用仅为Fe的金属粉末、Fe与Si的合金粉末、Fe与P的合金粉末、Fe与Si及P的合金粉末等。具体来说，优选使用由6质量％以下的Si、余量的Fe以及不可避免的杂质构成的合金粉末，例如，可以使用Fe98质量％与Si2质量％的合金粉末等。
鉴于与第1实施方式相同的理由，第2实施方式中的Si粉末的平均粒径优选为所使用的金属粉末的1/10～1/100。
另外，作为第2实施方式中的金属粉末的平均粒径(D50)，优选为1～300μm，更优选为10～200μm。平均粒径为300μm以下时，可以抑制涡流损耗，平均粒径为1μm以上时，可以减小磁滞损耗。
平均粒径如前所述。
优选使用雾化所生成的粉末(雾化粉末)作为金属粉末，来制作第1以及第2实施方式的烧结软磁性粉末成形体。雾化粉末的形状比较圆、偏析少，因此能够进行更高密度的成形。
雾化粉末是通过喷雾已熔解的金属或合金(金属熔液)并进行快速冷却的方法，由金属熔液直接生成的金属粉，而不必粉碎固体。其还包括：通过高压水喷雾金属熔液而成的水雾化粉末、通过高压气体喷雾金属熔液而成的气体雾化粉末、通过高速旋转盘使金属熔液飞散而成的旋转盘雾化粉末。
其中，从制造成本方面出发，优选水雾化粉末。
本发明的烧结软磁性粉末成形体除了上述以外，还可以根据需要添加润滑剂、分散剂等。
本发明的烧结软磁性粉末成形体如下进行成形：向构成烧结软磁性粉末成形体的、作为金属成分的金属粉末中进一步混合Si粉末而制成混合粉末，使用其通过近终形进行成形。由此，能够制作期望形状的成形体，并使构成成形体的金属粉末的颗粒间比该颗粒间以外的部分存在更多的Si，因此，所得到的烧结软磁性粉末成形体的比电阻提高，可以降低铁损。
金属粉末与Si颗粒的混合可以任意选择现有公知的方法进行，例如，可以优选使用V混合机、振筛机(shaker)等进行。
可以将金属粉末与Si粉末的混合物投入到例如冷或热的模具中，施加期望的压力，从而进行成形。压力可以根据混合物的组成等适当选择，但从成形体的处理性方面考虑，压力优选为4～20t/cm2的范围。
通过成形后烧结成形物，可以获得期望的成形体。烧结可以通过例如真空热处理炉、气氛热处理炉或者惰性气体热处理炉等进行。
作为烧结条件，烧结温度优选为1000～1400℃，烧结时间优选为30～180分钟。
实施例
以下，通过实施例更具体地说明本发明，但本发明只要不超出其主旨，则不限于以下实施例。
〔实施例1〕
向平均粒径D50为150μm的坡莫合金PB系的原料粉末(Fe-50Ni-2Si)中加入Si微粉末A并混合，并使Si为3质量％。在室温下向该混合粉末中进一步加入作为润滑剂的硬脂酸锌0.5质量％并混合。在室温下将所得到的混合粉末放入模具，用15t/cm2的表面压力挤压，获得环形的压制品。在1300℃下将该压制品烧结60分钟，得到作为成形体的烧结品。
对于所得到的烧结品，按照如下方式进行直流磁特性、铁损、以及比电阻的测定。测定结果示于下述表1。
-1)直流磁特性-
使用メトロン技研(株)制的直流磁化特性试验装置SK-130型，测量磁化力2000A/m时的磁通密度B2000、以及最大相对磁导率μm，作为评价直流磁特性的指标。
-2)铁损-
使用岩通计测(株)制的B-H analyzer SY 8258型，测量磁通密度1T(特斯拉，以下皆同)、50Hz时的损失，0.05T、5kHz时的损失，以及0.05T、10kHz时的损失，使其作为评价铁损W[W/kg]的指标。
-3)比电阻-
使用三菱化学(株)制的四端子四探针法高精度低电阻率计MCP-T600型，测量比电阻ρ[μΩ·cm]。
〔实施例2〕
除了将实施例1中的Si微粉末A替换为Si微粉末B以外，与实施例1同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例3〕
除了将实施例1中的Si微粉末A替换为Si微粉末C以外，与实施例1同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例4〕
除了将实施例1中的Si微粉末A替换为Si微粉末D以外，与实施例1同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例5〕
向平均粒径D50为150μm的铁-硅系的原料粉末(Fe-2Si)中加入Si微粉末A并混合，并使Si为3质量％。在室温下进一步向该混合粉末中加入作为润滑剂的硬脂酸锌0.5质量％并混合。在室温下将所得到的混合粉末放入模具，以15t/cm2的表面压力进行挤压，获得环形的压制品。在1300℃下将该压制品烧结60分钟，得到作为成形体的烧结品。
对于所得到的烧结品进行与实施例1同样的评价。测定、评价的结果示于下述表1。
〔实施例6〕
除了将实施例5中的Si微粉末A替换为Si微粉末B以外，与实施例5同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例7〕
除了将实施例5中的Si微粉末A替换为Si微粉末C以外，与实施例5同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例8〕
除了将实施例5中的Si微粉末A替换为Si微粉末D以外，与实施例5同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例9〕
除了将实施例1中的Si的量由3质量％改变为4质量％以外，与实施例1同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例10〕
除了将实施例2中的Si的量由3质量％改变为4质量％以外，与实施例2同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例11〕
除了将实施例5中的Si的量由3质量％改变为4质量％以外，与实施例5同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例12〕
除了将实施例6中的Si的量由3质量％改变为4质量％以外，与实施例6同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例13〕
除了将实施例1中的Si的量由3质量％改变为6质量％以外，与实施例1同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例14〕
除了将实施例2中的Si的量由3质量％改变为6质量％以外，与实施例2同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例15〕
除了将实施例5中的Si的量由3质量％改变为6质量％以外，与实施例5同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例16〕
除了将实施例6中的Si的量由3质量％改变为6质量％以外，与实施例6同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例17〕
除了向平均粒径D50为180μm的坡莫合金PB系的原料粉末(Fe-51Ni)中加入Si微粉末A并混合，并使Si为2质量％，使烧结温度由1300℃变为1350℃以外，与实施例1同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例18〕
除了向平均粒径D50为130μm的铁-硅系的原料粉末(Fe-1Si)中加入Si微粉末A并混合，并使Si为2质量％以外，与实施例5同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例19〕
除了向平均粒径D50为150μm的铁-硅-磷系的原料粉末(Fe-1Si-0.05P)中加入Si微粉末D并混合，并使Si为3质量％，使烧结温度由1300℃变为1250℃以外，与实施例5同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔实施例20〕
除了向平均粒径D50为150μm的铁-硅-磷系的原料粉末(Fe-2Si-0.05P)中加入Si微粉末D并混合，并使Si为4质量％，使烧结温度由1300℃变为1250℃以外，与实施例5同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔比较例1〕
准备目前使用的熔炼电磁不锈钢材料(Fe-13Cr-2Al-2Si-0.3Pb)。结果示于下述表1。
〔比较例2〕
作为目前使用的烧结电磁不锈钢材料，准备使用Fe、Cr以及Si且组成为Fe-9.5Cr-4Si的金属粉末进行成形、烧成后获得的烧结电磁不锈钢材料。结果示于下述表1。
〔比较例3〕
混合Fe粉末与Fe-18Si粉末，制作Fe-1Si的混合粉末，与实施例1同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔比较例4〕
除了向平均粒径D50为150μm的坡莫合金PB系的原料粉末(Fe-40.8Ni)中加入Si微粉末A并混合，并使Si为2质量％以外，与实施例1同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
〔比较例5〕
除了向平均粒径D50为150μm的坡莫合金PB系的原料粉末(Fe-52.5Ni-1Si)中加入Si微粉末A并混合，并使Si为2质量％以外，与实施例1同样地挤压、烧结，得到烧结品。另外，进行与实施例1同样的测定、评价，结果示于下述表1。
表1
Figure G2008800167163D00141
前述表1中所示的Si微粉末A～D，具体如下所述。
A：Si粉，平均粒径D50：12μm
B：Si粉，平均粒径D50：1.6μm
C：Si粉，平均粒径D50：8.2μm
D：Si粉，平均粒径D50：6.8μm
从前述表1以及图1A～图1B的结果来看，可知如下所述。
(1)实施例1～20相比于现有材料的比较例1、2，其比电阻为大约2倍以上，铁损也大幅度降低。
另外，相比于熔炼材料即Si(3～6.5质量％)均匀分散的目前使用的电磁钢板的比电阻60～80μΩ·cm，实施例1～20中的比电阻为其2倍以上，显示出由于颗粒间富含Si而增加了比电阻的效果。
(2)由实施例1～4、5～8、9～10、11～12可知，当混合平均粒径为原料粉末的1/10～1/100左右的Si微粉末时，与Si微粉末的平均粒径无关，获得了相同程度的特性。
(3)Si量的范围如下所述。
由比较例3可知，Si为1质量％时，则比电阻为与现有材料(比较例1、2)相同程度的110μΩ·cm，不能获得效果。在Si为6质量％的实施例13～16中，与其他实施例相比，存在成形性变差、密度和饱和磁通密度也降低的倾向，程度上已经达到限度。因此，Si优选为2～6质量％。
(4)如图1A～图1B所示，判明：实施例中的Si成分集中存在于金属粉末的颗粒间附近。
日本申请2007-134488的全部公开内容以参照的方式并入本说明书中。
本说明书中记载的全部文献、专利申请以及技术标准以参照的方式并入本说明书中，这种以参照的方式将各个文献、专利申请以及技术标准并入本说明书中与具体且分别记载各个文献、专利申请以及技术标准的情况相同。

Claims (16)

1.一种烧结软磁性粉末成形体，其由含有Fe、44～50质量％的Ni、2～6质量％的Si和不可避免的杂质的组成而构成，以Fe和Ni为主要成分的颗粒间存在的Si的浓度比所述以Fe和Ni为主要成分的颗粒内存在的Si的浓度更高。
2.根据权利要求1所述的烧结软磁性粉末成形体，其如下所述地被制得：混合至少包含Fe和Ni的金属粉末、和平均粒径为前述金属粉末的平均粒径的1/10～1/100的Si粉末，使用所得到的混合物进行成形、烧结而制得。
3.根据权利要求1所述的烧结软磁性粉末成形体，含有Fe、44～50质量％的Ni、不足6质量％的Si、以及不可避免的杂质。
4.根据权利要求1所述的烧结软磁性粉末成形体，Ni为48～50质量％、Si为3～4质量％。
5.根据权利要求2所述的烧结软磁性粉末成形体，前述金属粉末是雾化粉末。
6.根据权利要求2所述的烧结软磁性粉末成形体，前述金属粉末的平均粒径D50为1～300μm。
7.根据权利要求5所述的烧结软磁性粉末成形体，前述雾化粉末为水雾化粉末。
8.一种烧结软磁性粉末成形体，其由含有Fe、2～6质量％的Si、以及不可避免的杂质的组成而构成，以Fe为主要成分的颗粒间存在的Si的浓度比所述以Fe为主要成分的颗粒内存在的Si的浓度更高。
9.根据权利要求8所述的烧结软磁性粉末成形体，其还含有0.001～0.1质量％的P。
10.根据权利要求8或9所述的烧结软磁性粉末成形体，其如下所述地被制得：混合至少包含Fe的金属粉末、和平均粒径为前述金属粉末的平均粒径的1/10～1/100的Si粉末，使用所得到的混合物进行成形、烧结而制得。
11.根据权利要求8所述的烧结软磁性粉末成形体，含有94～100质量％的Fe、不足6质量％的Si、以及不可避免的杂质。
12.根据权利要求11所述的烧结软磁性粉末成形体，还含有0.001～0.1质量％的P。
13.根据权利要求10所述的烧结软磁性粉末成形体，前述金属粉末是雾化粉末。
14.根据权利要求8所述的烧结软磁性粉末成形体，Si为3～4质量％。
15.根据权利要求10所述的烧结软磁性粉末成形体，前述金属粉末的平均粒径D50为1～300μm。
16.根据权利要求13所述的烧结软磁性粉末成形体，前述雾化粉末为水雾化粉末。
CN2008800167163A 2007-05-21 2008-05-14 烧结软磁性粉末成形体 Active CN101681708B (zh)

Applications Claiming Priority (3)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP134488/2007 2007-05-21
JP2007134488A JP4327214B2 (ja) 2007-05-21 2007-05-21 焼結軟磁性粉末成形体
PCT/JP2008/058855 WO2008143091A1 (ja) 2007-05-21 2008-05-14 焼結軟磁性粉末成形体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN101681708A CN101681708A (zh) 2010-03-24
CN101681708B true CN101681708B (zh) 2013-11-06

Family

ID=40031800

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN2008800167163A Active CN101681708B (zh) 2007-05-21 2008-05-14 烧结软磁性粉末成形体

Country Status (7)

Country Link
US (1) US8172956B2 (zh)
EP (2) EP2863400B1 (zh)
JP (1) JP4327214B2 (zh)
KR (1) KR101213856B1 (zh)
CN (1) CN101681708B (zh)
TW (1) TWI397086B (zh)
WO (1) WO2008143091A1 (zh)

Families Citing this family (11)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5568983B2 (ja) * 2009-12-25 2014-08-13 富士電機株式会社 圧粉コアの製造方法
CN101886192B (zh) * 2010-06-23 2012-07-11 北京科技大学 一种采用粉末冶金工艺制备高性能铁镍系软磁合金的方法
JP5974803B2 (ja) * 2011-12-16 2016-08-23 Tdk株式会社 軟磁性合金粉末、圧粉体、圧粉磁芯および磁性素子
KR20160011685A (ko) 2016-01-13 2016-02-01 삼성전기주식회사 연자성 금속분말 및 그 제조방법.
JP6620643B2 (ja) * 2016-03-31 2019-12-18 Tdk株式会社 圧粉成形磁性体、磁芯およびコイル型電子部品
JP6683544B2 (ja) * 2016-06-15 2020-04-22 Tdk株式会社 軟磁性金属焼成体およびコイル型電子部品
KR20160119039A (ko) 2016-10-04 2016-10-12 삼성전기주식회사 연자성 금속분말과 그 연자성 금속분말을 포함하는 인덕터, 및 그 인덕터의 제조방법.
JP6680309B2 (ja) * 2018-05-21 2020-04-15 Tdk株式会社 軟磁性粉末、圧粉体および磁性部品
JP7059314B2 (ja) * 2020-03-26 2022-04-25 Tdk株式会社 軟磁性金属粉末
CN111961983B (zh) * 2020-07-10 2021-12-21 瑞声科技（南京）有限公司 低温助剂合金粉末、软磁合金及其制备方法
WO2023068010A1 (ja) * 2021-10-18 2023-04-27 株式会社レゾナック 軟磁性焼結部材及び軟磁性焼結部材の製造方法

Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1862720A (zh) * 2006-05-19 2006-11-15 北京七星飞行电子有限公司 一种线圈内嵌式金属磁粉心贴片电感器

Family Cites Families (17)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS4915684A (zh) 1972-06-03 1974-02-12
JPS58171555A (ja) * 1982-03-31 1983-10-08 Sumitomo Electric Ind Ltd 軟磁性材料およびその製造方法
KR910000010B1 (ko) * 1985-06-14 1991-01-19 닛뽄 고오깐 가부시끼가이샤 연자기특성이 우수한 규소철판의 제조방법
JPS63307245A (ja) * 1987-06-08 1988-12-14 Seiko Epson Corp 焼結軟磁性材料
JP3400027B2 (ja) * 1993-07-13 2003-04-28 ティーディーケイ株式会社 鉄系軟磁性焼結体の製造方法およびその方法により得られた鉄系軟磁性焼結体
JPH0776758A (ja) 1993-09-09 1995-03-20 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 高耐食性電磁ステンレス鋼材
JPH07238352A (ja) 1994-02-28 1995-09-12 Sumitomo Metal Mining Co Ltd 高耐食性電磁ステンレス鋼焼結体
SE9702744D0 (sv) * 1997-07-18 1997-07-18 Hoeganaes Ab Soft magnetic composites
JPH11293420A (ja) * 1998-04-08 1999-10-26 Tdk Corp 鉄系軟磁性焼結体、およびその製造方法
US6126894A (en) * 1999-04-05 2000-10-03 Vladimir S. Moxson Method of producing high density sintered articles from iron-silicon alloys
JP2001057307A (ja) * 1999-08-18 2001-02-27 Matsushita Electric Ind Co Ltd 複合磁性材料
US6432159B1 (en) * 1999-10-04 2002-08-13 Daido Tokushuko Kabushiki Kaisha Magnetic mixture
WO2002081129A1 (fr) * 2001-04-02 2002-10-17 Mitsubishi Materials Corporation Materiau fritte magnetique doux composite ayant une densite elevee et une permeabilite magnetique elevee, et procede permettant sa preparation
JP4078512B2 (ja) * 2001-04-20 2008-04-23 Ｊｆｅスチール株式会社 高圧縮性鉄粉
JP4371935B2 (ja) * 2003-07-31 2009-11-25 日立粉末冶金株式会社 軟磁性焼結部材の製造方法
US7470332B2 (en) * 2004-03-29 2008-12-30 Hitachi Powdered Metals Co., Ltd. Production method for soft magnetic sintered member
JP4915684B1 (ja) 2011-06-03 2012-04-11 好美 中西 携帯電話機

Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1862720A (zh) * 2006-05-19 2006-11-15 北京七星飞行电子有限公司 一种线圈内嵌式金属磁粉心贴片电感器

Also Published As

Publication number Publication date
JP2008288525A (ja) 2008-11-27
JP4327214B2 (ja) 2009-09-09
US8172956B2 (en) 2012-05-08
EP2863400B1 (en) 2018-06-20
EP2863400A2 (en) 2015-04-22
EP2863400A3 (en) 2015-06-03
WO2008143091A1 (ja) 2008-11-27
EP2157586A1 (en) 2010-02-24
CN101681708A (zh) 2010-03-24
TW200910389A (en) 2009-03-01
EP2157586A4 (en) 2013-07-24
TWI397086B (zh) 2013-05-21
KR101213856B1 (ko) 2012-12-18
KR20100022471A (ko) 2010-03-02
US20100162851A1 (en) 2010-07-01
EP2157586B1 (en) 2016-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN101681708B (zh) 烧结软磁性粉末成形体
JP4422203B1 (ja) マグネトロンスパッタリング用ターゲットおよびその製造方法
CN106270494B (zh) 无磁钢制品及其粉末冶金制造方法
CN102651264A (zh) 一种烧结复合软磁材料及制备该材料的方法
JP2014060183A (ja) 軟磁性体及びその製造方法
CN106663513A (zh) 磁芯、磁芯的制造方法以及线圈部件
JP4871406B1 (ja) マグネトロンスパッタリング用ターゲットおよびその製造方法
CN101842178A (zh) 铁基粉末组合物
CN107251176A (zh) R－t－b系烧结磁体的制造方法
WO2002081129A1 (fr) Materiau fritte magnetique doux composite ayant une densite elevee et une permeabilite magnetique elevee, et procede permettant sa preparation
CN102543346A (zh) 压粉磁芯用铁基软磁性粉末及其制造方法和压粉磁芯
JP2008528811A (ja) 鉄基複合粉末
JP2022084836A (ja) 鉄基粉末
CN107034420B (zh) 无磁钢制品及其制造方法
CN104907554A (zh) 一种粉末冶金用粉体材料及其制备方法与应用
JP2016213306A (ja) 圧粉磁心、及び圧粉磁心の製造方法
CN110508820B (zh) 一种高熔渗率渗铜粉末及其制造方法
JP2009084695A (ja) 焼結軟磁性粉末成形体
Bohua et al. Powder injection molding of Fe-Ni soft magnetic alloys
JP2017011073A (ja) 圧粉磁心、及び圧粉磁心の製造方法
JP2005243895A (ja) 圧粉コア用粉末およびそれを用いた圧粉コア
JP5748639B2 (ja) マグネトロンスパッタリング用ターゲットおよびその製造方法
Anestiev et al. Preparation of soft magnetic alloys Fe100− x− ySixPy (0< x< 9, 0< y< 0.6 wt%), using solid phase diffusion-sintering method
CN108097967B (zh) 一种扩散烧结与粉末挤压制备Fe-6.5%Si带材的方法
JP2004156102A (ja) 高密度および高抵抗を有する複合軟磁性焼結材の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
C06 Publication
PB01 Publication
C10 Entry into substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
C14 Grant of patent or utility model
GR01 Patent grant