CN102792402B - 压坯及其制造方法、以及电抗器用磁芯 - Google Patents

Abstract

本发明提供了形成低损耗磁芯的压坯及其制造方法，以及采用该压坯的电抗器用磁芯。压坯（41、42）外周面的一部分由压模（10A）通孔（10h_A）的内周面成型，其他部分由插入并布置在通孔（10h_A）中的芯棒（13A）的外周面成型。将包覆软磁粉构成的原料粉P送入压制空间（31、32），并利用下凸模（12）（第一凸模）及上凸模（11）（第二凸模）加压。然后，在芯棒（13A）没有相对于压坯（41、42）移动的状态下使压模（10A）相对于压坯（41、42）移动，从压制空间（31、32）取出压坯（41、42）。位于各压坯（41、42）外周面上并且用芯棒（13A）成型的区域没有与芯棒（13A）滑动摩擦，因此，其中维持完整绝缘层。所以，使用该压坯（41或42）的磁芯可减少涡流损耗。

Description

压坯及其制造方法、以及电抗器用磁芯

技术领域

本发明涉及用作电抗器等用磁芯材料的压坯（green compact）、压坯的制造方法、以及包括压坯的电抗器用磁芯。特别地，本发明涉及能获得低损耗磁芯的压坯、以及该压坯的制造方法。

现有技术

磁性部件已在多种领域使用，这些磁性部件各自包括由软磁材料（诸如铁或铁合金）制成的磁芯以及配置于磁芯周围的线圈。压坯制成的压粉磁芯是上述磁芯的示例（参见专利文献1）。压坯通常这样制造：用原料粉填充压制空间，该压制空间由具有通孔的压模以及布置成覆盖压模通孔一个开口部的下凸模（punch）限定；利用下凸模和上凸模对原料粉加压；然后从压模取出压坯。通常，对压坯进行热处理，经热处理所得到的材料用作磁芯。

在交流磁场中使用磁性部件的情况下，期望磁芯具有较低铁芯损耗（约为磁滞损耗和涡流损耗的总和）。特别地，由于在诸如大于或等于数kHz的高频情况下使用的磁芯中出现较高涡流损耗，期望具有降低涡流损耗的磁芯。如专利文献1中所描述的，通过用绝缘包覆膜（绝缘层）包覆由软磁材料制成的金属颗粒诸如铁颗粒的外周，得到各包覆颗粒，如果采用由包覆颗粒构成的包覆软磁粉作为原料粉，金属颗粒间彼此绝缘会增大压坯的电阻。因此，如果采用这种压坯作为磁芯，可得到有效降低涡流损耗的低损耗磁芯。

引用列表

专利文献

专利文献1：日本未经审查的专利申请公开No.2005-248274

发明内容

技术问题

期望能进一步降低压粉磁芯中的损耗。

由于近来磁性部件的操作频率不断提高，期望进一步降低损耗，特别是降低涡流损耗。

如上所述，利用包覆软磁粉，可一定程度降低涡流损耗。然而，当从压模取出压坯（压制本体）时，由于克服压模作用力（压模挤压压坯的作用力）的反作用力，压坯中与压模接触的区域中的金属颗粒容易因与压模滑动摩擦而塑性变形，并且因绝缘层不能充分跟随该变形而损坏。如果因压模滑动摩擦使绝缘层损坏，造成露出的一些金属颗粒变形而成为碎片形式，以及，如果金属颗粒由于变形而互相接触并导电，则涡流通过导电部分流动，因此涡流损耗增大。为了防止绝缘层损坏，如专利文献1中所述，考虑给压模或下凸模施加润滑剂，或者向原料粉添加作为润滑剂的有机化合物。使用足够量的润滑剂应当能完全防止绝缘层损坏。然而，使用大量润滑剂会导致压坯中磁性成分比例的降低。

另一方面，考虑用浓盐酸等对压坯表面进行表面处理，以除去导电部分。然而，在这种情况下，需要单独的表面处理步骤，这导致压坯生产率降低。

考虑到上述情况，本发明的目的是提供一种能得到低损耗磁芯的压坯以及一种电抗器用磁芯。本发明的另一目的是提供一种压坯制造方法，用这种压坯能制造低损耗磁芯。

解决问题的手段

发明人发现，当从压模取出压坯时，如果压坯（压制本体）的一部分不与压模接触，则该部分不与压模滑动摩擦，因此，可避免绝缘层损坏，并且可得到具有包括完整绝缘层的区域（下文称为完整区域）的压坯。在测试所得到压坯的外表面的表面特性时，本发明人发现，不是用压模成型的完整区域所具有的粗糙度不同于压模成型区域的粗糙度，并且，与压模成型区域相比，其具有更大的凹凸程度。这可能是因为，在压模成型区域中，当从压模取出时，通过与压模滑动摩擦使构成上述包覆软磁粉的包覆颗粒（软磁颗粒）塑性变形而变得相对平滑，而在完整区域中，软磁颗粒保持未经过度塑性变形并具有与其尺寸对应的凹凸程度。

此外，本发明人发现，如果压坯外周面于其一部分中特别是在外周面于周向延伸的一部分中具有完整区域，使得该完整区域于周向横断外周面，在此情况下，可减小涡流损耗。这可能是因为，由于完整区域是绝缘区域，其中由完整绝缘层使软磁颗粒彼此绝缘，完整区域可阻断在压坯外周面上出现的涡流。

基于上述发现，本发明人提出了一种压坯，其在压坯外周面上具有表面特性不同的多个区域，作为能得到低损耗磁芯的压坯。此外，基于上述发现，本发明人提出压制空间的特定结构以及取出压坯的特定方法，用于制造压坯。

根据本发明的压坯是通过对包括绝缘层的包覆软磁粉加压所得到的压坯。设定压坯的一面为基准面、以选自该基准面的一个区域为基准区域、并且以基准区域中的表面特性值为R1，该压坯满足条件（1）或条件（2）。条件（1）是，基准面中包括同面区域，如果基准面中选自该基准区域以外的区域定义为同面区域、并且该同面区域中的表面特性值定义为表面特性值R2，其中，表面特性值R2与表面特性值R1之比满足R2/R1≥2。条件（2）是，如果将选自与基准面不同的面的区域定义为异面区域、并且将该异面区域的表面特性值定义为表面特性值R3，各包括异面区域的三面或更多个面与该基准面邻接，其中，表面特性值R3与表面特性值R1之比满足R3/R1≥2。表面特性值是算术平均粗糙度Ra、最大高度Rz、以及粗糙度曲线的最大谷深度Rv中的全部或任一种。

根据本发明的压坯可通过例如下述制造方法制造。一种压坯的制造方法，通过用包括绝缘层的包覆软磁粉填充压制空间，然后对包覆软磁粉加压，以制造压坯。本方法的特征之一是由多个模件限定压制空间的一部分，该部分与所要形成的压坯的外周面的一部分对应。本方法的另一特征是，通过其他模件没有相对于所形成压坯移动时使模件中的至少一个相对于所形成压坯移动，从压制空间取出加压包覆软磁粉之后所得到的压坯。

根据本发明的压坯具有的外表面包括较粗糙区域（其在满足条件（1）时是同面区域，或者在满足条件（2）时是包括异面区域的整面）以及低粗糙区域（其在满足条件（1）时是基准面的一部分，或者在满足条件（2）时是基准面），较粗糙区域和低粗糙区域互相邻接。较粗糙区域可视为绝缘层处于完整状态的完整区域即绝缘区域，而低粗糙区域可视为因构成包覆软磁粉的包覆颗粒（软磁颗粒）变形而使凹凸尺寸减小的平滑区域。当根据本发明的包括完整区域的压坯用作磁芯时，即使平滑区域中的一些软磁颗粒已经导电，完整区域能阻断涡流，因而可使涡流损耗降低。因此，由根据本发明的压坯能形成低损耗磁芯。

在根据本发明的制造方法中，特别地，当制造具有柱状外形或其他外形且没有通孔的实心压坯时，也就是，当制造具有由一个连续线绘制的轮廓线的压坯时，使用多个模件以形成压坯的外周面（于周向延伸的至少一面），而不是如现有技术中那样采用单个模件。采用这种结构，当从压制空间取出压坯时，模件中的至少一个可相对于压坯（压制本体）保持静止。当使压坯与该至少一个模件彼此完全分开时，由于压坯外周面的其余部分已经自其它模件释放，可在压坯外周面的一部分没有与该至少一个模件滑动摩擦的状态下，使压坯与该模件分开。因此，在由根据本发明的制造方法所得到压坯的外周面（其由在周向延伸的至少一面构成）上，至少一个模件成型区域中的绝缘层没有因与模件滑动摩擦而导致实质性损坏，并因此处于完整状态。简而言之，压坯至少在其一部分包括具有完整绝缘层（其于压坯周向延伸）的区域（该区域是完整区域，其为绝缘区域）。完整区域中的面比其他模件成型区域中的更粗糙，而其他模件成型区域则由于该区域中的软磁颗粒已经如上所述变形而相对平滑。当由这种压坯形成磁芯时，即使在绝缘区域位置以外的位置处，因损坏绝缘层而形成的导电部分在压坯周向位于压坯的外周面上，绝缘区域能阻断涡流，并因此可降低涡流损耗。因此，由本压坯可形成低损耗磁芯。所以，采用根据本发明的制造方法，可制造出获得低损耗磁芯的压坯。

根据本发明压坯的一种形式采用根据本发明的制造方法制造。采用根据本发明制造方法制造的根据本发明压坯的示例形式具有外周面，该外周面包括：完整绝缘层位于外周面一部分处的绝缘区域，以及，在外周面其他部分处从绝缘层露出软磁颗粒而导电的区域。由于采用根据本发明的制造方法可得到低损耗磁芯，在该压坯外表面的一部分中允许存在导电部分。所以，根据本发明的制造方法无需包括除去导电部分的步骤，因此，可以较高生产率制造可获得低损耗磁芯的压坯。

多个模件之中，以具有通孔以填充原料粉的压模，作为在从压制空间取出压坯时相对于压坯（压制本体）移动的模件的示例。该模件可由一个或多个分模构成。具体而言，该压模可以由多个分模形成。以插入并布置在压模通孔中的杆状芯棒作为相对于压坯静止的模件的示例。可以使用单个或多个芯棒。在以使用一个压模和一个芯棒的形式作为多个模件的情况下，使移动机构构成简化，并因此可容易地操作。这里，“相对于压坯（压制本体）静止的模件”指，不会以与压坯滑动摩擦而损坏绝缘层的方式移动的模件，所以，允许该模件在不会导致绝缘层损坏的范围内移动。

作为根据本发明的压坯的形式，例示了这样一种形式，其中，设定基准区域中、同面区域中、以及异面区域中的线型负荷曲线的峰值高度Rpk为Rpk1、Rpk2、Rpk3，峰值高度Rpk2与峰值高度Rpk1之比满足Rpk2/Rpk1≤5，或者，峰值高度Rpk3与峰值高度Rpk1之比满足Rpk3/Rpk1≤5。

在测试时，本发明人发现，在所具有面或区域中有关线型负荷曲线峰值高度Rpk的比值满足落入特定范围条件的压坯形成之后，压坯包括上述绝缘区域而无需经过除去导电部分的后续步骤，并因此由该压坯可得到低损耗磁芯。因此，采用上述形式，可提高低损耗磁芯的生产率。

作为根据本发明制造方法的一种形式，例示了包括下列填充步骤、加压步骤、以及取出步骤的形式。在填充步骤中，用包覆软磁粉填充压制空间，该压制空间由具有通孔并用以成型压坯外周面一部分的压模、用以成型压坯外周面其他部分的芯棒、以及布置成覆盖通孔一个开口部的第一凸模限定，芯棒插进并布置在通孔的空间中。在加压步骤中，使用第一凸模以及与第一凸模对向布置的第二凸模，对压制空间中的包覆软磁粉加压。在取出步骤中，通过在芯棒没有相对于所形成压坯移动的状态下使压模相对于所形成压坯移动，从压制空间取出加压包覆软磁粉之后所得到的压坯。

在本方法的上述形式中，当从压模取出压坯时，可使芯棒相对于压坯（压制本体）保持静止。因此，在所取出压坯的外周面上，与芯棒接触的绝缘层部分保持处于完整状态。所以，如果使用以上述形式形成的压坯作为磁芯，可以由包括完整绝缘层的完整区域即绝缘区域阻断涡流。因此，以上述形式可制造出能获得低损耗磁芯的压坯。

作为包括压模和芯棒的形式，例示了一种形式，其中，在加压步骤中，通过在固定第一凸模的状态下移动第二凸模，对包覆软磁粉加压，以及，随第二凸模的移动使压模以及芯棒一起移动。

在使用第一凸模作为固定凸模的状态下，仅使第二凸模朝第一凸模移动，可加压并压缩原料粉（包覆软磁粉）。然而，在这种情况下，位于第二凸模附近的部分原料粉移动较长距离，因此，构成该部分原料粉的软磁颗粒移动时会互相滑动摩擦并因此损坏绝缘层。此外，位于第二凸模附近的部分原料粉比位于第一凸模附近的部分原料粉更容易受压，因此，难以使送入压制空间的所有原料粉均匀受压。在随着第二凸模移动使压模和芯棒一起移动的本方法上述形式中，位于第二凸模附近的部分原料粉移动较短距离。因此，可抑制由于移动使绝缘层收到的损坏，并且，可以容易地使送入压制空间中的原料粉均匀地受压。此外，由于在上述形式中将第一凸模设定为固定凸模，可使移动机构成简单，并因此可容易地操作。

作为根据本发明制造方法的形式，例示了一种形式，其中，通过由多个模件限定可形成多个压坯的多个压制空间，同时制造多个压坯。

采用压坯的常规制造方法，利用一个压模和一个下凸模制造一个压坯。采用根据本发明的制造方法，虽然可以仅制造一个压坯，但由于采用本方法的上述形式，通过调整给定模件（例如压模）相对于其他模件（例如芯棒）的布置位置，一行程可制造多个压坯。例如，在使用上述压模和芯棒的形式中，如果通孔的内周面以及芯棒的外周面具有这样的形状，使得芯棒插入并布置在压模通孔内部空间的中央部，并且由压模通孔的内周面和芯棒的外周面限定多个中空空间，则可同时形成多个压坯。由于采用本方法的这种形式，一个行程能制造多个压坯，上述形式的压坯生产率高。特别地，在将多个分割磁芯组装成一个磁芯的情况下，采用上述形式得到的多个压坯可用作分割磁芯。因此，上述形式的磁芯生产率也会提高。

作为根据本发明的电抗器用磁芯，提出了包括根据本发明压坯的电抗器磁芯。

在将根据本发明的压坯用作电抗器用磁芯的情况下，包括本磁芯的电抗器具有低涡流损耗，因此，保持较低损耗。根据本发明的压坯可用作电抗器用磁芯的一部分或整体。如果由根据本发明的压坯构成电抗器用磁芯（其周围配置有线圈）的至少一部分，可有效地降低涡流损耗。

作为根据本发明的电抗器用磁芯的一种形式，例示了使磁芯与线圈组合以形成电抗器的形式，该磁芯具有磁通平行面，该磁通平行面布置成与线圈受到激励时的磁通方向相平行，并且该磁通平行面在其一部分中包括同面区域或异面区域。可选择地，例示了一种形式，其中，用取出压坯时模件中相对于该压坯保持静止的至少一个模件，成型磁通平行面的一部分。

如上所述，相对粗糙的同面区域和异面区域是完整区域即绝缘区域。另外，在通过根据本发明的制造方法得到的压坯的外周面上，用取出压坯时相对于该压坯保持静止的至少一个模件所成型的区域也成为包括完整绝缘层的完整区域，即绝缘区域。由于上述的磁芯形式包括磁通平行面，该磁通平行面在其一部分中包括绝缘区域，如果在电抗器中使用该磁芯并激励线圈，绝缘区域可阻断涡流，并因此能降低涡流损耗。

发明的有益效果

在根据本发明的电抗器用磁芯中，保持较低损耗。由根据本发明的压坯可得到低损耗磁芯。根据本发明的压坯制造方法可制造出这种压坯。

附图说明

图1包括图示根据本发明压坯实施例的示意性轴测图，其中，（A）部分图示一面在其一部分中包括粗糙区域的示例，（B）部分图示多面在其一部分中各自包括粗糙区域的示例，而（C）部分图示一面的整面是粗糙面的示例；

图2图示根据本发明压坯的制造方法的示例过程的步骤；

图3包括适合在根据本发明压坯的制造方法中使用的压模以及芯棒的俯视图；

图4（A）是作为测试样本制造的No.1压坯中压模成型区域的轮廓曲线图，而图4（B）是该区域的粗糙度曲线图；

图5（A）是作为测试样本制造的No.1压坯中芯棒成型区域的轮廓曲线图，而图5（B）是该区域的粗糙度曲线图；以及

图6（A）是作为测试样本制造的No.1压坯中凸模成型区域的轮廓曲线图，而图6（B）是该区域的粗糙度曲线图。

具体实施方式

下面说明根据本发明的实施方式。首先，参照图1说明根据本发明的压坯。

<压坯>

根据本发明的压坯是通过对包覆颗粒构成的包覆软磁粉进行压制而得到的压坯，该包覆颗粒通过用绝缘层对软磁颗粒（软磁材料制成）的表面进行包覆而得到。压坯主要由软磁颗粒以及置于软磁颗粒之间的绝缘体构成。示例性绝缘体由绝缘层构成。可以包括在压制成形操作之后通过热处理而形成的其他绝缘体。下文说明软磁材料及绝缘层的材料、尺寸以及其他条件。

根据本发明的压坯的代表性形状是长方体，如图1所示。也可以采用多种其他柱状体，诸如n=3或者n≥5的多棱柱、圆柱、以及椭圆柱。在n≥3的多棱柱的情况下，多棱柱包括其中至少一个角部倒圆的形式。根据本发明压坯的最为区别性的特征在于压坯具有表面特性不同的多个部分。具体而言，由根据本发明压坯的至少一个面构成周向延伸外周面的一部分，该部分是较粗糙区域（具有较大凹凸程度的区域），其于周向横断该外周面。

当外周面由周向连续的n个面（图1的情况下为4个面）构成时，上述“外周面的一部分”的意思包括下列形式[1]至[5]：形式[1]，该部分位于一面的一部分上（例如，图1（A）所示的形式）；形式[2]，该部分位于邻接两面之一的一部分上以及位于邻接两面之另一的一部分上（例如，图1（B）中所示的形式）；形式[3]，该部分位于一个或多个但不超过n-1个面的整面上（例如，图1（C）所示的形式）；形式[4]，该部分位于一个或多个但不超过n-1个面的整面上以及位于另一面的一部分上；以及形式[5]，该部分位于一个或多个但不超过n-2个面的整面上以及位于其余两面的一部分上（例如，图3（C-1）或（D-1）中所示的形式，下文说明）。在外周面由一个无接缝面（joint-less surface）构成的形式（诸如圆柱或椭圆柱）的情况下，该部分存在于外周面的一部分。

图1（A）所示的长方体状压坯1A中，在一面（图1（A）中的左面）的一部分处具有相对粗糙区域102，而在该一面的其他部分具有相对平滑区域101。这里，所有平滑区域101和粗糙区域102都是矩形，并且粗糙区域102被两个平滑区域101夹在中间。当测量平滑区域101以及粗糙区域102的表面特性值（这里，选自算术平均粗糙度Ra、最大高度Rz、以及粗糙度曲线的最大谷深度Rv中的任一种），并且以平滑区域101（基准区域）的表面特性值作为R1，而以粗糙区域102的表面特性值作为R2，表面特性值R2与表面特性值R1之比满足R2/R1≥2。具体而言，在压坯1A中，至少一种表面特性值的比值满足大于或等于2的条件，也就是，关于算术平均粗糙度Ra的比值Ra2/Ra1、关于最大高度Rz的比值Rz2/Rz1、以及关于粗糙度曲线的最大谷深度Rv的比值中的至少一种，满足大于或等于2的条件。表面特性值之比R2/R1满足R2/R1≥2的粗糙区域102是顶面有完整绝缘层的完整区域，即绝缘区域。平滑区域101是软磁颗粒变形或变形软磁颗粒互相接触的区域。

如上所述，压坯1A在外表面之一上具有平滑区域101和粗糙区域102二者。所以，当使用压坯1A作为电抗器或其它装置用的磁芯时，压坯1A在有粗糙区域102的情况下可阻断涡流。因此，压坯1A有助于形成低损耗磁性部件，诸如低损耗电抗器。

压坯1A的示例形式是这样的一种，外表面中除了具有平滑区域101和粗糙区域102二者的一面（基准面）以外的五面之中，面对基准面的一面、以及与该一面周向连续的另两面，也就是共计三面（周向连续的三面）整面更为平滑，而彼此面对的其余两面整面更为粗糙。获得周向连续三面各自的上述表面特性值Ra、Rz、Rv中的至少一个，此时，所得到的表面特性值大致等于平滑区域101的表面特性值R1。也就是，连续三面的各面成型有平滑面104。对于彼此面对的其余两面，获得上述表面特性值Ra、Rz、Rv中的至少一个，并且获得关于所得到表面特性值R(2)的表面特性值之比R(2)/R1，此时，表面特性值之比R(2)/R1满足R(2)/R1≥2。总之，压坯1A具有：一面（基准面），其包括上述表面特性值之比满足大于或等于2的条件的粗糙区域102（同面区域）；以及两个粗糙面105，其中上述表面特性值之比满足大于或等于2的条件。这两个互相面对的粗糙面105也是完整区域即绝缘区域，其上如粗糙区域102中那样整面存在有完整绝缘层。然而，应当注意到，粗糙面105的表面特性值R(2)的绝对值无需与粗糙区域102的表面特性值R2的绝对值一致。

压坯1A可利用例如压制模组100制造，压制模组100包括压模10A和芯棒13A，如图2所示。制造方法将在下文中进行说明。

在具有粗糙区域102的面中，可适当选择粗糙区域102的尺寸。然而，粗糙区域102必须布置为于周向横断压坯1A的外周面（这里，外周面由具有粗糙区域102的面和三个平滑面104构成）。具体而言，粗糙区域102横跨互相面对的两个粗糙面105。粗糙区域102的周向尺寸（下文称为宽度）取决于压坯的尺寸，但是，例如，宽度可以是接近于5mm或2mm。上述表面特性值之比或表面特性值的绝对值会基于包覆软磁粉（其构成压坯1A）尺寸或压制条件而改变。当上述表面特性值之比大于或等于2时，可获得如下文所述试验例中说明的低损耗磁芯。

另一示例形式是长方体状压坯1B，例如，如图1（B）所示。压坯1B在邻接两面（图1（B）中的左面及右面）各面的一部分处具有相对粗糙区域102，以及在该两面的其余部分处具有相对平滑区域101（基准区域）。这里，所有平滑区域101以及粗糙区域102都是矩形，并且各面上平滑区域101与粗糙区域102彼此邻接。两个粗糙区域102都是完整区域也就是绝缘区域，其中关于表面特性值Ra、Rz或Rv的比值R2/R1满足R2/R1≥2。换而言之，压坯1B与压坯1A的不同在于，压坯1B具有各自包括粗糙区域102（同面区域）的多个面（基准面），粗糙区域102中表面特性值之比R2/R1满足R2/R1≥2。除这一不同点之外的结构或效果都与压坯1A的相同，因此，与压坯1A共同点不再说明。压坯1B的外表面包括：两个面（基准面），各自具有粗糙区域102；两个平滑面，各平滑面中获得与表面特性值R1大致相等的值；以及两个粗糙面105，其中上述表面特性值之比满足大于或等于2的条件。

压坯1B可利用例如压制模组（参见图2）制造，该压制模组包括压模10B以及芯棒13B，如图3（B-1）所示。制造方法将在下文中进行说明。

另一示例形式是长方体状压坯1C，例如，如图1（C）所示。在压坯1C中，一个矩形面（图1（C）中左面）整面是相对粗糙面103，而与一个粗糙面103相对的另一面、以及与该另一面周向连续的两面也就是总共三面（周向连续的三面）是整面相对平滑面104。其余的对向两面是粗糙面105。获得粗糙面103和平滑面104各面的上述表面特性值Ra、Rz、Rv中的至少一个，以及，以平滑面104（基准面）的表面特性值作为R1，并且以粗糙面103的表面特性值（选自粗糙面103的区域（异面区域）的表面特性值）作为R3，此时，表面特性值R3与表面特性值R1之比R3/R1≥2。如上所述，获得粗糙面105中（选自粗糙面105的区域（异面区域））的表面特性值之比R(2)/R1时，比值R(2)/R1满足R(2)/R1≥2。也就是，压坯1C与压坯1A的不同在于，压坯1C具有与一个平滑面104（基准面）邻接的三个粗糙面（这些面各自具有上述表面特性值之比满足大于或等于2的条件的异面区域）。除此不同点之外的结构或效果与压坯1A的相同，因此，不再说明与压坯1A的共同点。

压坯1C可利用例如压制模组（参见图2）制造，压制模组包括压模10E以及芯棒13E，如图3（E-1）所示。制造方法将在下文进行说明。

<压坯的制造方法>

现在，说明根据本发明的压坯的制造方法。首先，说明在本制造方法中使用的压制模组。

[压制模组]

在根据本发明的制造方法中，典型地，使用压制模组，其包括：具有通孔的筒状压模；以及一对柱状第一凸模和第二凸模，其从压模通孔的对应开口部插进并且布置成在通孔中彼此面对。特别地，根据本发明的制造方法涉及使用包括至少一个杆状芯棒的压制模组，芯棒插入并布置在压模通孔的内部空间中。在根据本发明的制造方法中，底部封闭的筒状形式的压制空间由凸模之一的一面（面对另一凸模的面）、压模内周面的一部分、以及芯棒外周面的一部分限定。利用两个凸模对送入压制空间的原料粉进行加压并使其压缩，以制造压坯（压制本体）。压坯的端面由两个凸模的对向面成型，而压坯的外周面由压模内周面的一部分以及芯棒外周面的一部分成型。简而言之，采用根据本发明的制造方法，一个压坯的外周面用包括压模以及芯棒的多个模件成型。

图2中所示具体示例的压制模组100包括：筒状压模10A，其具有通孔10h_A；一对柱状的上凸模11和下凸模12，其插进通孔10h_A并从中拔出；以及杆状芯棒13A，其插进并布置在通孔10h_A的内部空间中。图2示出压模10A、下凸模12、以及芯棒13A的竖向截面。（压模以及芯棒）

压模中通孔的内周面和芯棒的外周面可以具有多种不同形状。应当适当地对将芯棒插入并布置在压模通孔中可形成的形状进行选择，使得可形成具有期望外周面的压坯。

与图3中（A-1）和（A-2）所示的压模10A类似，例示一种形式，其中，通孔10h_A具有多个连续矩形的轮廓形状（多角形状（这里为字母H形状）），芯棒13A具有横截面为矩形（这里为正方形）的棱柱形状，并且将芯棒13A插入并布置在通孔10h_A中，此时，限定了两个矩形空间21A、22A。按这种形式，用空间21A、22A和下凸模12（图2）可形成两个压制空间31、32（图2（A）），因此一个行程可形成两个长方体状压坯。构成所得到压坯41、42图2（E））各自外周面的四个面中，一部分由芯棒13A的外周面成型，而该四面的其他部分由压模10A的通孔10h_A的内周面成型。

这里，虽然图示了四面（构成各压坯41、42的外周面）之一的一部分用芯棒13A的外周面成型的形式（参见图1（A）中图示的压坯1A），但用芯棒13A成型区域的尺寸可适当地进行选择。在芯棒如本示例中那样是棱柱的情况下，芯棒中一面的宽度可以适当地改变。例如，压模通孔和芯棒可以构造成，使得各压坯外周面中的一面整面由芯棒成型。在这种情况下，得到图1（C）中所示的压坯1C。可选择地，压模通孔和芯棒可以构造成，使得构成各压坯外周面的两个邻接面之中，一面的整面或部分以及另一面的整面或部分可用芯棒成型。在这种情况下，芯棒应当是具有L形横截面的构成部件。另外，在这种情况下，得到图1（B）所示的压坯1B。

取而代之的是，类似图3中（D-1）和（D-2）所示的压模10D及芯棒13D，各压坯外周面中，整个一面、以及与该一面邻接的两面各自的一部分可以用芯棒13D成型。压模10D具有多角形（这里为十字状）通孔10h_D，而芯棒13D是具有H状端面或横截面的棱柱。压模通孔和芯棒可以构造成，使得一面的整面以及与该一面邻接的两面的整面用芯棒成型。

当所得到的压坯用作磁芯时，如果用芯棒成型区域可阻断涡流，则该区域的尺寸足够大。取决于压坯的尺寸，用芯棒成型的区域可以是细带状区域，其具有的宽度细如约5mm乃至2mm。随着用芯棒成型区域增大，压坯具有更大的维持完整绝缘层的绝缘区域。当这种压坯用作磁芯时，能更可靠地阻断涡流。此外，由于芯棒加宽，容易增强芯棒自身的强度。应当选择芯棒的形状、宽度或其他条件，使得用芯棒成型区域具有期望尺寸。

可选择地，如图3中（B-1）和（B-2）所示的压模10B，例示了一种形式，其中，通孔10h_B具有多个连续矩形的轮廓（多角形状），芯棒13B具有十字状横截面的棱柱形状，并且将芯棒13B插入并布置在通孔10h_B中，此时，限定了四个矩形空间21B～24B。按这种形式，用空间21B～24B以及下凸模可形成四个压制空间，并因此能在一个行程形成四个长方体状压坯。在构成所形成压坯各外周面的四面之中，用芯棒13B的外周面成型跨越邻接两面的部分（L形区域）（其形成一个角部），并且用通孔10h_B的内周面成型四面的其余部分（参见图1（B）中所示的压坯1B）。此外，按这种形式，压模通孔和芯棒可以构造成，例如，使得用芯棒成型邻接两面的整面、或邻接两面之一的整面和另一面中的一部分。

可选择地，如图3中（C-1）和（C-2）所示的压模10C中的情况，例示一种形式，其中，通孔10h_C具有通过组合直线和曲线构成的异形轮廓形状（这里为齿轮状），芯棒13C具有齿轮状的棱柱形，并且将芯棒13C插入并布置在通孔10h_C中，此时，限定了六个矩形空间21C～26C。按这种形式，用空间21C～26C以及下凸模可形成六个压制空间，并因此能一个行程形成六个长方体状压坯。在构成所形成压坯各外周面的四面之中，用芯棒13C的外周面成型由一面以及与该一面邻接的两面各自一部分所构成的角状C形区域，并用通孔10h_C的内周面成型四面的其余部分。此外，按这种形式，压模通孔和芯棒可以构造成，例如，使得用芯棒成型上述三面的整面，或成型一面的整面、邻接两面之一的整面、以及该两面之另一的一部分。

可选择地，如图3中（E-1）和（E-2）所示的压模10E的情况，例示了一种形式，其中，通孔10h_E和芯棒13E二者都具有矩形横截面、并且将芯棒13E插入且布置在通孔10h_E中，此时，限定了一个矩形空间21E。这里，在构成所得到压坯外周面的四面之中，四面之一的整面用芯棒13E的外周面成型，而其余部分（四面的其余三面）用通孔10h_E的内周面成型（参见图1（C）中所示的压坯1C）。同样，在这种形式中，芯棒可以适当地变更，例如，成为长方体状、L形状、角状C形、或成为其他形状，使得用芯棒仅成型上述一面中的一部分，或者成型该一面的一部分或整面以及与该一面邻接的另一面的一部分或整面，或者成型该一面的整面以及与该一面邻接的两面各自的一部分或整面。压模的内周面形状应适当改变。

如上所述，籍由组合压模和芯棒，通过在一个压模中形成一个或多个空间，可制造一个或多个压坯。通过增加一个压模中所限定的空间数量，一个行程能制造更多数量的压坯，因此能改进压坯的生产率。这里，当对填充压制空间的原料粉进行压制时，出现压坯压迫芯棒的作用力。如图3（A-1）所示的情形，在一个压模中所形成的空间数量是两个的情况下，压模的中心与芯棒的中心对准，并且空间布置成相对于压模中心线彼此轴对称。据此，一个压坯压迫芯棒的作用力与另一压坯压迫芯棒的作用力相平衡。所以，避免芯棒实质性压迫压模，因而，能减小压模和芯棒之间的摩擦，并且，能防止由于彼此的过度滑动摩擦而卡住压模或芯棒。

在图3中，通孔10h_A～10h_E具有有角形状，但可以具有角部适当倒圆的形状。通过倒圆角部，可容易地取下压坯，并因此可改善压制效率。此外，图3图示的形式中通孔以及芯棒二者的轮廓都由直线构成，但也可以采用轮廓由曲线构成的形式、以及轮廓由曲线和直线组合构成的形式。例如，可改变通孔以及芯棒的形状，使得可制造具有非棱柱状诸如圆柱状或椭圆柱状的压坯。

（上凸模和下凸模）

上凸模11和下凸模12是各自具有通孔以允许芯棒13A穿过的筒状体，并且，芯棒13A插进下凸模12的通孔，以相对于下凸模12可移动。当芯棒13A插进上凸模11的通孔时，该通孔作为移动上凸模11的引导件，并且在压制操作时作为芯棒13A的保持部。上凸模11中面对下凸模12的表面（压迫面11d）以及下凸模12中面对上凸模11的表面（压迫面12u）二者具有这样的形状，以配合由压模10A与芯棒13A（这里是具有两个矩形面的形式）所限定的空间21A、22A。应当注意到，虽然上凸模11和下凸模12描述为各自为一体式部件，但上凸模和下凸模中至少一方可以由多个组成部分构成，这些组成部分彼此可独立地移动。

压制模组100由例如当前形成压坯（主要由金属粉构成）所用的适当高强度材料（诸如高速钢）制成。

（移动机构）

压模和一对凸模中的至少一方可相对于彼此移动。在图2所示的压制模组100中，下凸模12通过固定于本体装置（未示出）而不可移动，而压模10A和上凸模11通过移动机构（未示出）可竖向移动。其他可采用的结构包括：一种结构为，凸模11、12二者可移动而压模10A固定；以及一种结构为，压模10和凸模11、12都可移动。通过固定凸模之一（这里是下凸模12），避免使移动机构复杂化，因此，容易控制移动操作。

如果下凸模和芯棒构造成相对于彼此可移动，当按照下述方式一行程制造多个压坯时，一个行程能收集多个压坯。这里，芯棒13A构造成可通过液压或气压移动机构14而竖向移动。

下凸模和芯棒可构造成相对彼此不可移动，例如，下凸模和芯棒可形成为一体。在这种形式中，如果一行程制造多个压坯，则压坯应当逐个收集。

可选择地，可采取将成型压坯外周面所用的模件布置于上凸模的形式。例如，可以采用凸起的上凸模（其中，在上凸模中一体式形成有与芯棒13A对应的凸部），或者，可以采用上凸模中包括与芯棒13A对应的可移动杆的形式。在这种形式中，在填充粉末时，布置芯棒13A以限定期望空间，并且随上凸模移动使凸部或可移动杆与芯棒13A接触，以及，在加压或压缩操作时，由凸部或可移动杆向下压迫芯棒13A，因而取代芯棒13A用凸部或可移动杆成型压坯外周面的一部分。如下文所述，在加压以及压缩操作之后，应当移动压模10A，以释放压坯，然后，应使上凸模和凸部或可移动杆与压坯分离。

（其它信息）

在根据本发明的制造方法中，可以向压制模组（特别是压模的内周面或芯棒的外周面）施加润滑剂。润滑剂的可用示例包括固体润滑剂和液体润滑剂，固体润滑剂的示例包括金属皂诸如硬脂酸锂、脂肪酰胺诸如硬脂酰胺、以及高级脂肪酸酰胺诸如亚乙基双硬脂酰胺，而液体润滑剂的示例包括通过将固体润滑剂分散到液态介质如水中所得到的分散液。

现在，说明根据本发明的压坯制造方法中所使用的原料粉。

[包覆软磁粉]

在根据本发明的制造方法中，采用包覆软磁粉作为原料粉，包覆软磁粉包括由软磁材料制成的软磁颗粒和配置于软磁颗粒表面的绝缘层。关于构成根据本发明制造方法所制造压坯的软磁颗粒，其组成实质上维持原料粉的组成。

（软磁颗粒）

金属尤其含铁大于或等于50重量%的金属适宜作为软磁材料。例如，可采用纯铁（Fe）或选自下述的铁合金：铁（Fe）-硅（Si）基合金、铁（Fe）-铝（Al）基合金、铁（Fe）-氮（N）基合金、铁（Fe）-镍（Ni）基合金、铁（Fe）-碳（C）基合金、铁（Fe）-硼（B）基合金、铁（Fe）-钴（Co）基合金、铁（Fe）-磷（P）基合金、铁（Fe）-镍（Ni）-钴（Co）基合金、以及铁（Fe）-铝（Al）-硅（Si）基合金。特别地，由含铁大于或等于99重量%的纯铁制成的压坯，得到具有高磁导率和高磁通密度的磁芯，以及，铁合金制成的压坯可容易地减小涡流损耗，并因此可以由该压坯形成保持低损耗的磁芯。

适宜的是，软磁颗粒的平均粒径大于或等于1μm但小于或等于70μm。平均粒径大于或等于1μm的软磁颗粒具有优良的流动性。关于构成压缩操作之后所得压坯的软磁颗粒，其尺寸取决于原料粉的大小。所以，利用平均粒径大于或等于1μm的原料粉由本发明的方法制造压坯，将此压坯用作磁芯时，压坯可以抑制磁滞损耗的增大。当用平均粒径不大于70μm的原料粉制造的压坯用作在大于或等于1KHz的高频下使用的磁芯时，能有效地减小涡流损耗。特别地，当平均粒径大于或等于50μm时，能容易地得到磁滞损耗降低的效果，并且可容易地对粉末进行加工处理。原料粉的平均粒径是通过下述方式得到的粒径：在粒径直方图中从具有较小直径的颗粒开始按次序排列颗粒直径，直至被测颗粒的质量和达到总质量的50%，并且确定该点处的粒径；也就是，平均粒径是50%质量粒径。

（绝缘层）

绝缘性优良的适当绝缘材料可用作绝缘层。例如，选自铁（Fe）、铝（Al）、钙（Ca）、锰（Mn）、锌（Zn）、镁（Mg）、钒（V）、铬（Cr）、钇（Y）、钡（Ba）、锶（Sr）、以及稀土元素（Y除外）的一种或多种金属元素的氧化物、氮化物、或碳化物，诸如含有上述任意金属元素的金属氧化物、金属氮化物、或者金属碳化物，可采用作为绝缘材料。可选择地，除金属氧化物、金属氮化物、以及金属碳化物以外的其他化合物，诸如选自磷化合物、硅化合物、锆化合物、以及铝化合物的一种或多种化合物，也可以采用作为绝缘材料。绝缘材料的其他示例包括金属盐化合物，诸如磷酸金属盐化合物（典型地，磷酸铁、磷酸锰、磷酸锌、磷酸钙等）、硼酸金属盐化合物、硅酸金属盐化合物、或者钛酸金属盐化合物。由于磷酸金属盐化合物具有优良的可变形性，如果采用磷酸金属盐化合物制成的绝缘层，在形成压坯时该绝缘层易于变形以跟随软磁性金属颗粒的变形，因此，绝缘层变形的损伤可忽略，并且更容易得到绝缘层保持处于完整状态的压坯。此外，磷酸金属盐化合物制成的绝缘层具有绝缘层紧密附着于含铁材料（ferrous material）所制成软磁颗粒的特性，因此，很难使其自颗粒表面脱落。

绝缘材料的其他示例包括树脂，诸如热塑性树脂或非热塑性树脂、或者高级脂肪酸盐。特别地，有机硅化合物（silicone-based organiccompound）诸如硅树脂耐热性优良，因此，所得到的压坯（压制本体）在经受热处理时很难分解。

可采用化学转化处理诸如磷酸盐转化处理来形成绝缘层。可选择地，绝缘层的形成可以采用溶胶-凝胶转换操作，其中喷洒溶剂并使用前体。当绝缘层由有机硅化合物制成时，可以采用使用有机溶剂湿式涂覆操作或使用混合机直接涂覆操作。

各软磁颗粒中所含绝缘层的厚度在例如10nm至1μm的范围。当厚度大于或等于10nm时，可保证软磁颗粒之间的绝缘，而厚度不大于1μm时，绝缘层的存在可抑制压坯中磁性成分比例的降低。简而言之，当由此压坯制成磁芯时，可防止磁通密度出现明显降低。绝缘层的厚度是以下述方式获得的平均值：考虑由成分分析（利用透射电镜-能量分散X射线分光仪（TEM-EDX））得到的膜组成、以及通过电感耦合等离子体-质谱（ICP-MS）得到的元素含量，导出与绝缘层厚度对应的值，然后，通过TEM影像直接观察绝缘层，确认并且确定预先导出作为适当值的厚度对应值等级。

可以向原料粉添加润滑剂。润滑剂的示例包括固体润滑剂以及无机物，诸如氮化硼或石墨等。

现在，参照图2，具体说明根据本发明的制造方法。这里，以使用包括图3中（A-1）和（A-2）所示的压模10A和棱柱状芯棒13A的压制模组100的情况为例进行说明。

[压制过程]

（填充步骤）

如图2（A）所示，将上凸模11移动至压模10A上方的预定待机位置。另外，使压模10A和芯棒13A向上移动至预定位置。这里，由移动机构14移动芯棒13A，使得芯棒13A的端面（顶面13u）与压模10A的顶面10u齐平，并且使得芯棒13A插进压模10A通孔10h_A的内部空间。因此，由下凸模12的压迫面12u阻塞压模10A的通孔10h_A的一个开口部，因此，可由下凸模12的压迫面12u、压模10A的通孔10h_A、以及芯棒13A限定两个底部封闭的筒状压制空间31、32。

准备包覆软磁粉作为原料粉。如图2（B）所示，由送粉装置（未示出）将准备的原料粉P送入两个压制空间31、32。

（加压步骤）

如图2（C）所示，使上凸模11向下移动并插进压模10A的通孔10h_A，因而，由两个凸模11、12加压并且压缩原料粉P。随着上凸模11移动，芯棒13A的上部自动插进上凸模11的通孔并由其保持。

压制压力在例如390MPa至1,500MPa的范围。当压制压力大于或等于390MPa时，可充分压缩原料粉P，并且可提高压坯的相对密度。当压制压力小于或等于1,500MPa时，可抑制由于构成原料粉P的包覆软磁颗粒之间接触而导致绝缘层损坏。更适宜的是，压制压力在500MPa至1,300MPa的范围。

只有上凸模11可以朝被固定的下凸模12移动，以加压并且压缩原料粉P，但是，这里，使压模10A和芯棒13A与上凸模11一起移动。具体而言，在上凸模11与原料粉P接触之后，使压模10A和芯棒13A如上凸模11那样向下移动。这里，通过减小移动机构14的压力使芯棒13A向下移动。

在使压模10A和芯棒13A与上凸模11一起移动的形式中，压制空间31、32中与上凸模11接触并靠近上凸模11的原料粉P朝下凸模12移动较短距离，因此，能防止由于超负荷移动而导致绝缘层损坏。此外，在这种形式中，两个凸模11、12可对压制空间31、32中的原料粉P均匀地施加压力。可适当选择压模10A、芯棒13A、以及上凸模11的移动速度。

（取出步骤）

在执行预定加压步骤之后，在芯棒13A没有相对于压坯41、42移动的状态下，使压模10A相对于两个压坯41、42移动，如图2（D）所示。这里，没有移动芯棒13A和压坯41、42，而只是使压模10A向下移动。此时，由于抵抗压模10A压迫力的反作用力，各压坯41或42外周面中与压模10A接触的部分与压模10A的通孔10h_A滑动摩擦。从压模10A的通孔10h_A露出的两个压坯41、42自压模10A释放，并且处于与芯棒13A接触但不向芯棒13A施加负荷的状态。

压模10A向下移动至这样的位置，使得压模10A的顶面10u与下凸模12的压迫面12u平齐，或者这样的位置，使得下凸模12的压迫面12u位于压模10A的顶面10u上方。当两个压坯41、42完全从压模10A露出时，使上凸模11向上移动，如图2（E）所示。这里，在压坯41、42被上凸模11的压迫面11d和下凸模12的压迫面12u夹住时移动压模10A，并在后续步骤中移动上凸模11。然而，可以在移动压模10A的同时使上凸模11向上移动，或者，可以使上凸模11早于压模10A移动。

在移动上凸模11之后，允许收集压坯41、42。因此，可利用例如机械手个别地收集压坯41、42。这里，通过芯棒13A向下移动至芯棒13A的顶面13u与压模10A的顶面10u平齐的位置，使得压坯41、42可同时收集。当芯棒13A向下移动时，如上所述，由于芯棒13A与压坯41、42在未向彼此施加负荷的状态下互相接触，压坯41、42与芯棒13A不会实质性互相滑动摩擦。所以，在用芯棒13A成型的区域中，实质上避免压坯41、42的绝缘层因芯棒13A的移动而损坏。

在连续执行压制操作的情况下，在从压制模组1收集并且取出压坯41、42之后，按照上述次序，从形成压制空间的步骤，到用原料粉填充压制空间的步骤，再到加压步骤，以及最终到取出步骤，重复执行形成后续压坯的一系列步骤。

在所得到的压坯41、42中，当例如从压模10A通孔10h_A成型的区域以及芯棒13A成型的区域中各自适当选择测量区域时，在各位置测量上述表面特性值Ra、Rz、Rv中的至少一种，并且将该表面特性值定义为R_10A和R_13A，则表面特性值之比R_13A/R_10A满足R_13A/R_10A≥2。在压坯41、42中，当从上凸模11压迫面11d成型的区域或者下凸模12压迫面12u成型的区域中适当选择测量区域，在该位置测量与表面特性值R_10A相同类型的表面特性值，并且将该表面特性值定义为R_11或12，则表面特性值之比R_11或12/R_10A满足R_11或12/R_10A≥2。此外，在压坯41、42中，当从压模10A通孔10h_A成型的区域以及芯棒13A成型的区域中各自适当选择测量区域，确定在该位置的线型负荷曲线的峰值高度，并且将该峰值高度定义为Rpk_10A和Rpk_13A，则峰值高度之比Rpk_13A/Rpk_10A满足Rpk_13A/Rpk_10A≤5。

[效果]

采用根据本发明的制造方法，当从压制空间取出压坯（压制本体）时，压坯外周面的一部分不会与限定该压制空间的模件（本实施例中为芯棒）发生实质性滑动摩擦。所以，与模件接触的粉末难以塑性变形，因此，绝缘层不容易因塑性变形而损坏或完全不会损坏。因此，采用本发明的制造方法，可制造在外周面的一部分处具有完整绝缘区域的压坯（例如，上述压坯1A、1B或1C）。如果由这种压坯制造磁芯，所得到的磁芯可因绝缘区域的存在而阻断涡流并降低涡流损耗。据此，采用根据本发明的制造方法，可提供能获得低损耗磁芯的压坯。

在用根据本发明的方法获得的压坯（根据本发明的压坯）形成磁芯的情况下，如果压坯（压制本体）经过热处理以除去在压制操作时所导致的扭曲，可使磁芯中的磁滞损耗降低，并因此可进一步降低磁芯中的损耗。随着热处理时所设定的温度越高，可进一步降低磁滞损耗。然而，如果温度过高，会使绝缘层的构成材料热分解。因此，该温度应当选自落在构成材料热分解温度之下的范围。典型地，加热温度从大约300℃至大约700℃的范围，并且保持时间为30分钟至60分钟。在绝缘层由无定形磷酸盐诸如磷酸铁或磷酸锌制成的情况下，适宜的是加热温度高达500℃的程度。在绝缘层由高耐热性绝缘材料诸如金属氧化物或硅树脂制成的情况下，加热温度可提高至大于或等于550℃，大于或等于600℃，乃至大于或等于650℃。可根据绝缘层的构成材料，适当地选择加热温度以及保持时间。在热处理前后，上述表面特性不会较大程度变化，因此，热处理之后所得到的表面特性与热处理之前所得到的表面特性大致相同。

<压坯的应用>

根据本发明的压坯可适宜采用作为磁芯，诸如周围配置线圈的电抗器。根据本发明的压坯可适宜采用作为在电抗器中所包括的磁芯，其中磁芯包括一对线圈元件、周围配置线圈元件的一对柱状内芯单元（中芯单元）、以及周围没有配置线圈元件的外芯单元（侧芯单元），线圈元件并排布置，使得线圈元件的轴线互相平行，而外芯单元通过与内芯单元连接而构成闭合磁路。特别地，在内芯单元各自通过组合多个分割磁芯形成的情况下，根据本发明的压坯可采用作为至少一个分割磁芯，或优选地，作为所有分割磁芯。这里，适宜的是，布置分割磁芯，使得包括上述粗糙区域102的面或粗糙面103，典型地，包括芯棒成型区域的面或者芯棒成型面，成为平行于电抗器线圈受到激励时的磁通方向。也就是，布置分割磁芯，使得作为绝缘区域的上述粗糙区域102或粗糙面103面对线圈的内周面。采用这种布置，当线圈受到激励时，包括内芯单元的电抗器可阻断在内芯单元中可能出现的涡流，并因此可因绝缘区域的存在而降低涡流损耗。此外，在通过组合多个分割磁芯形成外芯单元的情况下，可采用根据本发明的压坯作为至少一个分割磁芯。

<试验例>

形成压坯并利用所形成的压坯形成压粉磁芯。对包括压粉磁芯的磁性部件中的损耗进行检验。

[样本No.1]

作为样本No.1，采用根据本发明的制造方法，利用图2所示的压制模组100（包括压模10A）形成多个压坯（30mm×40mm×厚度15mm的长方体状）。压制压力设定为700MPa。芯棒成型区域的宽度设定为20mm。

在此试验中，准备作为包覆软磁粉的是这样一种材料：通过水雾化方法制造纯铁粉（平均粒径50μm），通过化学转化处理在纯铁粉上形成由磷酸金属盐化合物构成的绝缘层（厚度不大于约20nm）。

[样本No.100]

作为样本No.100，利用具有一个30mm×40mm矩形通孔的压模、以及各自具有30mm×40mm矩形端面（压迫面）的上凸模和下凸模，由和样本No.1相同的包覆软磁粉，形成与样本No.1具有相同尺寸的多个压坯（30mm×40mm×厚度15mm的长方体形状）。压制压力与测试样本No.1同样设定。用压模通孔的内周面成型样本No.100各压坯的全部外周面（30mm×15mm的两面以及40mm×15mm的两面，也就是，合计四面）。

各样本类型的压坯（压制本体）经过热处理（在氮气气氛中，于400℃下维持30分钟），并因此得到经热处理的构成部件。以环状方式将这样得到的各样本类型的多个经热处理构成部件装配成为试验磁芯，并将金属丝制成的线圈置于各试验磁芯周围（对于两种样本类型使用具有相同规格的线圈），以形成测量对象（对应于磁性部件）。在样本No.1中，测量对象形成为，使得具有芯棒13A成型区域的面平行于磁通方向。在各测量对象中，在1kG激励磁通密度Bm以及5kHz测量频率下，使用交流（AC）B-H波形记录器测量涡流损耗We（W）。测量结果示于表1中。

[表1]

如表1所示，可以看出，利用样本No.1，可获得涡流损耗保持较低的磁芯，样本No.1是根据本发明制造方法得到的根据本发明的压坯，其中压坯的外周面用多个模件成型，并且在从压制空间取出压坯时，一个模件（这里是芯棒）相对于压坯不移动，而另一模件（这里是压模）相对于压坯移动。简而言之，可以发现，用根据本发明的制造方法，可制造出能得到低损耗磁芯的压坯。

在各样本类型的压坯中，利用光学显微镜（放大1,000倍）观察样本No.1中用压模10A和芯棒13A成型的面、以及样本No.100中用压模成型的面。结果，各样本类型中用压模成型的面观察为均匀金属面，其带有由于塑性变形而伸展并因此互相接触的软磁颗粒。相对比，样本No.1中用芯棒13A成型的面，可以完全确认构成原料粉的包覆软磁颗粒的边界。换而言之，确认了维持处于完整状态的绝缘层。在各样本类型压坯中用上凸模和下凸模成型的端面中，由于端面没有与对应凸模实质性滑动摩擦，与用芯棒13A成型的面中一样，可以完全确认颗粒边界。

在用压模成型的区域、在用芯棒成型的区域、以及在用上凸模或下凸模成型的区域中，对样本No.1的各压坯外表面上的表面特性进行测量。这里，测量算术平均粗糙度Ra、最大高度Rz、粗糙度曲线的最大谷深度Rv、以及线型负荷曲线的峰值高度Rpk。利用符合日本工业标准（JIS）B 0601（2001）/国际标准组织（ISO）4287（1997）、JIS B 0651（2001）/ISO 3274（1996）、JIS B 0633（2001）/ISO 4288（1996）、以及JIS B 0671-2（2002）/ISO 3565-2（1996）的市售粗糙度测量装置进行测量。可使用适当选自上述区域并具有预定测量长度的测量部位进行测量。这里，选自压模成型区域的测量部位与选自芯棒成型区域的测量部位在周向彼此对应。测量长度设定为4.0mm。

图4至图6图示这些区域的轮廓曲线和粗糙度曲线。图4图示压模成型区域中的轮廓曲线和粗糙度曲线，图5图示芯棒成型区域中的轮廓曲线和粗糙度曲线，而图6图示用上凸模或下凸模成型区域中的轮廓曲线和粗糙度曲线。图4至图6各自图示0mm至3.0mm范围的测量长度。表2示出这些区域中的Ra、Rz、Rv、Rpk。表2还示出芯棒成型区域的表面特性值R2与压模成型区域的表面特性值R1之比R2/R1，以及上凸模或下凸模成型区域的表面特性值R(2)与压模成型区域的表面特性值R1之比R(2)/R1。

[表2]

如图4至图6以及表2中所示，可以看出，与压模成型区域中的相比，芯棒成型区域中的表面特性值更大且更粗糙，因此，芯棒成型区域是相对粗糙区域。同样可以看出，在芯棒成型区域中，当得到上述表面特性值之比时，有关Ra、Rz、Rv的至少一种比值（这里是所有三种比值）满足大于或等于2的条件。根据这些发现以及基于利用显微镜观察的结果，有关表面特性值Ra、Rz、Rv的比值满足大于或等于2条件的区域（或者可以是面）可视为绝缘层处于完整状态的区域。此外，根据这些发现和表1的结果，由包括上述区域的压坯可形成低损耗磁芯。

还发现，芯棒成型区域中的线型负荷曲线的峰值高度Rpk2相对较小，以及，峰值高度Rpk2与压模成型区域中的峰值高度Rpk1之比Rpk2/Rpk1不大于5。此发现可以证明，用上述芯棒可制造出具有关于峰值Rpk的比值满足不大于5条件的区域（或者可以是面）的压坯。还可以说，用上述芯棒制造出的压坯不需要单独进行后处理即具有上述绝缘区域。

如图4至图6以及表2所示，还发现，与压模成型区域中的相比，上凸模或下凸模成型区域中的表面特性值更大且更粗糙，因此，上凸模或下凸模成型区域是相对粗糙区域。还发现，在上凸模或下凸模成型区域中，当得到上述表面特性值之比时，有关Ra、Rz、Rv的至少一种比值（这里是所有三种比值）满足大于或等于2的条件。根据这些发现以及基于使用显微镜的观察结果，下列压坯都可视为各自有一些绝缘层保持处于完整状态的压坯：压坯具有既包括平滑区域（基准区域）也包括有关表面特性值Ra、Rz、Rv的比值满足大于或等于2条件的区域的面；以及，压坯具有三个或更多个有关表面特性值Ra、Rz、Rv的比值满足大于或等于2条件的面。

根据试验结果，可以认为，通过对包含绝缘层的包覆软磁粉加压得到的压坯可形成低损耗磁芯，该压坯具有这样的面，其中，适当选自该面的区域中的表面特性值Ra、Rz或Rv与该面的另外区域中的表面特性值Ra、Rz或Rv之比满足大于或等于2的条件；或者该压坯具有三个或更多个面，其中，选自一个面的区域中的表面特性值Ra、Rz或Rv与选自其他面的区域中的表面特性值Ra、Rz或Rv之比满足大于或等于2的条件。根据试验结果，还可以认为，当利用具有绝缘层的包覆软磁粉、以及通过用多个模件限定压制空间、并且在模件中的至少一个没有相对于该压坯移动的状态下从压制空间取出压坯，制造压坯时，在压坯外周面的一部分处可维持完整绝缘层，并且因此能由此压坯得到低损耗磁芯。

本发明并不局限于上述实施例，在不脱离本发明要旨的范围内可适当进行变更。例如，软磁颗粒的材料或粒径、绝缘层的材料或厚度、压模内周面的形状、芯棒外周面的形状、由压模和芯棒所限定的压制空间的形状、以及其他条件，都可以根据需要进行变更。

工业适用性

根据本发明的压坯适宜用作多种磁芯（电抗器、变压器、电机、以及扼流圈的磁芯）的材料，特别地，作为具有优良高频特性的磁芯。根据本发明的压坯制造方法可适宜用于制造上述压坯。根据本发明的电抗器用磁芯可适宜用作用于多种电抗器（例如，车载部件，或者发电站或变电站装备的部件）的磁芯。特别地，可以采用包括根据本发明电抗器磁芯的电抗器，作为用于车载电力变换装置的部件，车载电力变换装置诸如安装在机动车如混合动力车、电动车、以及燃料电池电动车上的车载变换装置。

附图标记列表：

1A、1B、1C：压坯

101：平滑区域

102：粗糙区域

103、105：粗糙面

104：平滑面

100：压制模组

10A、10B、10C、10D、10E：压模

10h_A、10h_B、10h_C、10h_D、10h_E：通孔

10u：顶面

11：上凸模

11d：压迫面

12：下凸模

12u：压迫面

13A、13B、13C、13D、13E：芯棒

13u：顶面

14：移动机构

21A、22A、21B、22B、23B、24B、21C、22C、23C、24C、25C、26C、21E：空间

31、32：压制空间

41、42：压坯

P：原料粉

Claims (9)

1.一种压坯，通过对包括绝缘层的包覆软磁粉加压而制得，所述压坯的一面设定为基准面、以选自所述基准面的一个区域为基准区域、并且以所述基准区域中的表面特性值为R1，所述压坯满足条件(1)或条件(2)， 

所述条件(1)是，所述基准面中包括同面区域，将所述基准面中选自所述基准区域以外的区域定义为该同面区域、并且将该同面区域中的表面特性值定义为表面特性值R2，则其中表面特性值R2与表面特性值R1之比满足R2／R1≥2，以及 

所述条件(2)是，三个或更多个各包括异面区域的面与所述基准面邻接，将选自与所述基准面不同的面的区域定义为异面区域、并且所述异面区域的表面特性值定义为表面特性值R3，则其中表面特性值R3与表面特性值R1之比满足R3／R1≥2， 

其中，所述表面特性值是算术平均粗糙度Ra、最大高度Rz、以及粗糙度曲线的最大谷深度Rv中的全部或任一种，以及， 

所述压坯在其外周面上具有表面特性不同的多个区域。 

2.根据权利要求1所述的压坯，其中，将所述基准区域中、在所述同面区域中、以及在所述异面区域中的线型负荷曲线的峰值高度Rpk设为Rpk1、Rpk2、Rpk3，则峰值高度Rpk2与峰值高度Rpk1之比满足Rpk2／Rpk1≤5，或者，峰值高度Rpk3与峰值高度Rpk1之比满足Rpk3／Rpk1≤5。 

3.一种压坯制造方法，该方法中，用包括绝缘层的包覆软磁粉填充压制空间、然后对所述包覆软磁粉进行加压而制造压坯，所述方法包括： 

用多个模件限定所述压制空间的一部分，该部分与所要形成压坯的外周面的一部分对应，以及 

使所述模件中的至少一个模件，在其他模件没有相对于所形成 压坯移动的状态下相对于所形成压坯移动，由此，从所述压制空间中取出经加压所述包覆软磁粉之后得到的压坯，使得所述压坯在其外周面上具有表面特性不同的多个区域。 

4.根据权利要求3所述的压坯制造方法，进一步包括： 

填充步骤，用所述包覆软磁粉填充所述压制空间，所述压制空间由具有通孔并用以成型所述压坯外周面的一部分的压模、用以成型所述压坯外周面的其他部分的芯棒、以及布置成覆盖所述通孔中一个开口部的第一凸模限定，所述芯棒插进并布置在所述通孔的空间中， 

加压步骤，使用所述第一凸模和与所述第一凸模对向布置的第二凸模，对所述压制空间中的所述包覆软磁粉加压，以及 

取出步骤，通过在所述芯棒没有相对于所形成压坯移动的状态下使所述压模相对于所形成压坯移动，从所述压制空间取出经加压所述包覆软磁粉之后得到的压坯。 

5.根据权利要求4所述的压坯制造方法，其中，在所述加压步骤中，通过在固定所述第一凸模的状态下移动所述第二凸模，对所述包覆软磁粉加压，以及，随所述第二凸模的移动使所述压模以及所述芯棒一起移动。 

6.根据权利要求3至权利要求5中任一项权利要求所述的压坯制造方法，其中，通过由多个模件限定可形成多个压坯的多个压制空间，同时制造多个压坯。 

7.一种压坯，其中，所述压坯用权利要求3至权利要求6中任一项权利要求所述的压坯制造方法制造。 

8.一种电抗器用磁芯，包括根据权利要求1、权利要求2以及权利要求7中任一项权利要求所述的压坯。 

9.一种电抗器用磁芯，包括根据权利要求1或权利要求2所述的压坯， 

其中，所述电抗器用磁芯具有磁通平行面，线圈与所述磁芯组合以形成所述电抗器，所述磁通平行面布置成与该线圈受到激励时的磁通方向相平行，以及 

其中，所述磁通平行面在其一部分中包括所述同面区域或者所述异面区域。 

Images