CN104919551A - 压粉磁芯的制造方法、压粉磁芯以及线圈部件 - Google Patents

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Abstract

一种使用软磁性材料粉的压粉磁芯的制造方法，具有：混合软磁性材料粉和粘合剂的第一工序；对经过所述第一工序获得的混合物实施加压成型的第二工序；以及对经过所述第二工序获得的成型体实施热处理的第三工序，所述软磁性材料粉是含有Fe、Cr和Al的Fe-Cr-Al系合金粉，通过所述热处理在所述软磁性材料粉的表面上形成氧化物层，以质量比计算时，该氧化物层的Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高。

Description

压粉磁芯的制造方法、压粉磁芯以及线圈部件
技术领域
本发明涉及一种使用软磁性材料粉构成的压粉磁芯的制造方法、压粉磁芯以及在压粉磁芯的周围卷装线圈而构成的线圈部件。
背景技术
以往以来，在家电设备、工业设备、车辆等各种各样的用途中，使用着感应器、变换器、扼流圈等线圈部件。线圈部件由磁芯(磁心：magnetic core)和在该磁芯的周围卷绕的线圈构成。作为该磁芯，广泛利用着磁性特性、形状自由度、价格优异的铁氧体(ferrite)。
近年来，随着电子设备等的电源装置向小型化的推进，对小型、低高度且大电流下也能够使用的线圈部件的要求越来越强烈，相比于铁氧体，更趋向采用使用了饱和磁通密度更高的金属系磁性粉末的压粉磁芯。作为金属系磁性粉末，例如，可使用Fe-Si系、Fe-Ni系等的磁性合金粉末。对于线圈部件而言，除了在加压成型而得到的压粉磁芯的周围卷装线圈的一般的结构以外，为了满足小型、低高度的要求，还可以采用线圈和磁性粉末一体地加压成型的结构(线圈封入结构)。
对Fe-Si系、Fe-Ni系等的磁性合金粉末实施压密化而得到的压粉磁芯，虽然其饱和磁通密度高，但由于是合金粉末，因此电阻率低。为此，在合金粉末表面形成绝缘性被覆之后实施成型等采用提高磁性合金粉末间绝缘性的方法。专利文献1公开了作为磁性粉末使用了Fe-Cr-Al系的磁性粉末的例子，该磁性粉末能够自我生成成为绝缘性被覆的高电阻物质。专利文献1中，通过氧化处理磁性粉末，在磁性粉末的表面生成高电阻的氧化薄膜，并对所述磁性粉末实施放电等离子烧结而使其固化成型，由此获得压粉磁芯。
现有技术文献
专利文献
专利文献1：日本特开2005-220438号公报
发明内容
发明要解决的课题
当采用于线圈封入结构的压粉磁芯的情况下，即使如上所述地提高了磁性合金粉末的绝缘性，成型时若对线圈施加高的压力，则会容易导致导线间短路。一方面，作为线圈部件，当采用在加压成型而得到的小型的压粉磁芯上卷装线圈的结构时，压粉磁芯的强度不足而在卷线时压粉磁芯容易破损。为了提高压粉磁芯的强度则需要大的压力，但是存在着用于产生高压的装置大型化、模具容易破损等的制造设备上的问题。因此，实际所获得的压粉磁芯的强度受到局限。
一方面，专利文献1所述的构成虽不需要如上所述的高压，但是，其是需要复杂的设备和较多时间的制法，且在磁性粉末的氧化处理后需要用于粉碎凝聚的粉末的工序，从而工序变得繁琐。另外，所得到的磁性粉末成型体是高密度烧结的烧结体，因此，特别是在高频率领域中可能会导致铁损(coreloss)劣化。
本发明就是鉴于上述问题而完成的，其目的在于，提供一种即便是基于简单的加压成型的制造方法也能够获得高强度的压粉磁芯的压粉磁芯的制造方法，还提供一种即便是采用简单的加压成型的制造方法也能够获得高的强度的压粉磁芯以及线圈部件。
解决课题所用的方法
本发明的压粉磁芯的制造方法，是使用软磁性材料粉的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，具有：
第一工序，混合软磁性材料粉和粘合剂；
第二工序，对经过所述第一工序获得的混合物实施加压成型；以及
第三工序，对经过所述第二工序获得的成型体实施热处理，
所述软磁性材料粉是含有Fe、Cr和Al的Fe-Cr-Al系合金粉，
通过所述热处理，在所述软磁性材料粉的表面形成氧化物层，以质量比计算时，该氧化物层的Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高。
通过使用含有Fe、Cr和Al的合金粉，即便在低成型压力下也能够获得高的占积率和压粉磁芯强度。而且，通过成型后的热处理能够在软磁性材料粉表面形成Al比率高的氧化物层，因此，绝缘性被覆的形成也变得简单。即，根据本发明的压粉磁芯的制造方法，通过简单的制造方法能够提供强度等优异的压粉磁芯。
另外，所述压粉磁芯的制造方法中，优选所述软磁性材料粉的Cr含量为2.5～7.0质量％，Al含量为3.0质量％～7.0质量％。
另外，所述压粉磁芯的制造方法中，经过所述热处理的压粉磁芯中软磁性材料粉的占积率优选在80％～90％的范围内。
此外，所述压粉磁芯的制造方法中，所述软磁性材料粉的中值粒径(median size)d50优选为30μm以下。
此外，所述压粉磁芯的制造方法中，优选所述加压成型时的成型压力为1.0GPa以下，并且，经过所述热处理的压粉磁芯中的软磁性材料粉的占积率为83％以上。
本发明的压粉磁芯是使用软磁性材料粉的压粉磁芯，其特征在于，所述软磁性材料粉是含有Fe、Cr和Al的Fe-Cr-Al系合金粉，软磁性材料粉的占积率在80％～90％的范围内，并且，所述软磁性材料粉之间通过氧化物层进行结合，以质量比计算时该氧化物层的Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高。
另外，所述压粉磁芯中，优选所述软磁性材料粉的Cr含量为2.5质量％～7.0质量％，Al含量为3.0质量％～7.0质量％。
另外，所述压粉磁芯中，所述压粉磁芯的剖面观察图像中的软磁性材料粉的各粒子的最大粒径的平均值优选为15μm以下。
本发明的线圈部件，其特征在于，具有所述压粉磁芯和在所述压粉磁芯的周围卷装的线圈。
发明效果
根据本发明，能够提供即便是基于简单的加压成型的制造方法也能够获得高强度的压粉磁芯的压粉磁芯的制造方法，此外，还能够提供即便是基于简单的加压成型的制造方法也能够获得高的强度的压粉磁芯以及线圈部件。
附图说明
图1是用于说明本发明的压粉磁芯的制造方法的实施方式的工序流程图。
图2是压粉磁芯的剖面的SEM照片。
图3是压粉磁芯的剖面的SEM照片。
图4是压粉磁芯的剖面的TEM照片。
图5是表示成型压力和占积率的关系的曲线图。
具体实施方式
下面，具体说明本发明的压粉磁芯的制造方法、压粉磁芯以及线圈部件的实施方式。但是，本发明并非限定于此。
图1是用于说明本发明的压粉磁芯的制造方法的实施方式的工序流程图。该制造方法是使用软磁性材料粉的压粉磁芯的制造方法，具有：混合软磁性材料粉和粘合剂的第一工序；对经过第一工序所获得的混合物实施加压成型的第二工序；以及，对经过第二工序所获得的成型体实施热处理的第三工序。所使用的软磁性材料粉为含有Fe、Cr和Al的Fe-Cr-Al系合金粉，通过第三工序的热处理在软磁性材料粉的表面上形成氧化物层，以质量比计算时，该氧化物层的Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高。
含有Cr和Al的Fe-Cr-Al系的合金粉相比于Fe-Si系的合金粉耐腐蚀性更优异。此外，Fe-Cr-Al系的合金粉相比于Fe-Si系和Fe-Si-Cr系的合金粉更容易塑性变形。因此，Fe-Cr-Al系的合金粉即便在低的成型压力下也能够获得具有高的占积率和强度的压粉磁芯。由此，能够避免成型机的大型化、复杂化。另外，由于能够在低压下成型，因此还能够抑制模具的破损，提高生产率。
此外，由于作为软磁性材料粉使用Fe-Cr-Al系的合金粉，如后面所述，能够通过成型后的热处理在软磁性材料粉的表面上形成绝缘性的氧化物。因此，不仅能够省略成型前形成绝缘性氧化物的工序，而且绝缘性被覆的形成方法也变得简单，因此在该方面上生产率也会提高。
首先，对供于第一工序的软磁性材料粉进行说明。作为含有比率高的三个主要元素含有Fe、Cr和Al的Fe-Cr-Al系合金粉的组成，只要能够构成压粉磁芯即可，对其并不特别限定。Cr和Al是用于提高耐腐蚀性等的元素。从该观点考虑时，软磁性材料粉的Cr含量优选为1.0质量％以上，更加优选为2.5质量％以上。一方面，Cr过多时，饱和磁通密度降低，因此，优选Cr含量为9.0质量％以下，更加优选为7.0质量％以下，进一步优选为4.5质量％以下。另外，如上所述，Al是用于提高耐腐蚀性的元素，特别有助于表面氧化物的形成。从该观点考虑时，软磁性材料粉的Al含量优选为2.0质量％以上，更加优选为3.0质量％以上，进一步优选为5.0质量％以上。一方面，Al过多时饱和磁通密度降低，因此，Al的含量优选为10.0质量％以下，更加优选为8.0质量％以下，进一步优选为7.0质量％以下，特别优选为6.0质量％以下。
另外，从上述耐腐蚀性等观点考虑时，Cr和Al的合计含量优选为6.0质量％以上，更加优选为9.0质量％以上。从抑制相对于热处理温度的铁损的变化率、确保热处理温度宽的管理幅度的观点考虑时，进一步优选Cr和Al的合计含量为11质量％以上。另外，表面的氧化物层中，与Cr相比Al显著浓化，因此，更加优选使用Al的含量比Cr含量高的Fe-Cr-Al系合金粉。
除了上述Cr和Al以外的剩余部分主要由Fe构成，但是，只要可发挥Fe-Cr-Al系合金粉所具有的成型性等优点的情况下，还可以含有其它元素。其中，由于非磁性元素会使饱和磁通密度等降低，因此上述其他元素的含量优选为1.0质量％以下。此外，Fe-Si系合金等中使用的Si是对压粉磁芯的强度提高不利的元素，因此，本发明中，将其抑制在经过Fe-Cr-Al系合金粉的通常的制造工艺而含有的杂质水平以下。更加优选Fe-Cr-Al系合金粉除了不可避免的杂质以外由Fe、Cr和Al构成。
对软磁性材料粉的平均粒径(在此，采用累积粒度分布中的中值粒径d50)并不特别限定，但是，例如，可以使用具有1μm以上且100μm以下的平均粒径的软磁性材料粉。通过降低平均粒径，可改善压粉磁芯的强度、铁损、高频特性，因此，更加优选中值粒径d50为30μm以下，进一步优选为15μm以下。一方面，平均粒径小时降低磁导率，因此，更加优选中值粒径d50为5μm以上。另外，优选，使用筛等从软磁性材料粉中去除粗的粒子。此时，优选使用至少小于(under：アンダー)32μm的(即，通过孔径32μm的筛的)软磁性材料粉。
对于软磁性材料粉的形态并不特别限定，但是，从流动性等的观点考虑时，优选使用以雾化粉为代表的粒状粉。气体雾化、水雾化等雾化法适用于延展性高、且难以粉碎的合金粉末的制作中。另外，雾化法在得到大致球状的软磁性材料粉的方面上也优选适用。
接着，对于在第一工序中使用的粘合剂进行说明。粘合剂在加压成型时使粉体之间粘接，并对成型体赋予可耐受成型后的操作(handling)的强度。对于粘合剂的种类并不特别限定，例如，可以使用聚乙烯、聚乙烯醇、丙烯酸树脂(acrylic resin)等各种有机粘合剂。通过成型后的热处理，有机粘合剂发生热分解。因此，可以并用热处理后固化、残留而粘接粉末之间的硅树脂(silicone resin)等的无机类粘合剂。但是，本发明的压粉磁芯的制造方法中，第三工序中形成的氧化物层起到粘接软磁性材料粉之间的作用，因此，优选省略上述无机类粘合剂的使用而使工序简化。
粘合剂的添加量只要是在软磁性材料粉间充分扩展并可确保充分的成型体强度的量即可。一方面，粘合剂的添加量过多时，密度、强度降低。从该观点考虑时，例如，粘合剂的添加量相对于软磁性材料粉100重量份优选为0.5～3.0重量份。
对于第一工序中的软磁性材料粉和粘合剂的混合方法并不特别限定，可以使用以往公知的混合方法、混合机。在混合有粘合剂的状态下，通过其粘接作用，混合粉成为具有宽的粒度分布的凝聚粉。使用例如振动筛等将该混合粉过筛，能够获得适于成型的具有所需二次粒径的造粒粉。另外，为了减少加压成型时的粉末和模具的摩擦，优选添加硬脂酸、硬脂酸盐等润滑材料。润滑材料的添加量相对于软磁性材料粉100重量份优选为0.1～2.0重量份。也可以将润滑剂涂布于模具上。
接着，对经过第一工序所获得的混合物实施加压成型的第二工序进行说明。优选，如上所述地对由第一工序获得的混合物进行造粒后，供于第二工序中。对于造粒后的混合物而言，使用成型模具加压成型为环形(toroidal)、长方体形状等指定形状。第二工序中的成型可以是室温成型，也可以是加热至粘合剂不消失程度的温成型(warm forming)。另外，混合物的调整方法以及成型方法也并不限定于上述内容。
如上所述，作为软磁性材料粉使用Fe-Cr-Al系合金粉时，能够以低的压力提高压粉磁芯的占积率(相对密度)，压粉磁芯的强度也提高。利用该作用，更加优选使经过热处理的压粉磁芯中的软磁性材料粉的占积率调整在80～90％的范围内。优选该范围的理由在于，通过提高占积率来提高磁性特性，然而，过度提高占积率时，设备上、成本上的负荷会变大。更加优选占积率为82～90％。
此外，通过利用如上所述的低压下也可提高压粉磁芯的占积率、强度的Fe-Cr-Al系合金粉的特征，更加优选在将加压成型时的成型压力控制在1.0GPa以下的情况下，使经过热处理的压粉磁芯中的软磁性材料粉的占积率调整为83％以上。通过低压成型，在抑制模具的破损等的同时，能够实现具备高磁特性和高强度的压粉磁芯。该构成是通过使用Fe-Cr-Al系合金粉而带来的效果之一。
接着，对经过所述第二工序获得的成型体实施热处理的第三工序进行说明。为了缓和成型等中导入的应力应变而获得良好的磁性特性，对经过第二工序的成型体实施热处理。进而，通过该热处理，在软磁性材料粉的表面上形成氧化物层，以质量比计算时，该氧化物层的Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高。该氧化物层是通过热处理使软磁性材料粉和氧发生反应并使其生长而成，是通过超过软磁性材料粉的自然氧化的氧化反应而形成。该热处理可以在大气中、氧和非活性气体的混合气体中等氧存在的环境中进行。另外，在水蒸气和非活性气体的混合气体中等水蒸气存在的环境中也可进行热处理。其中，大气中的热处理简便而优选。
通过上述的热处理软磁性材料粉被氧化，从而在其表面上形成氧化物层。此时，Fe-Cr-Al系合金粉中的Al在表层中浓化，相比于内部的合金相，所述氧化物层中的Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率更高。代表性的是，相比于内部的合金相，构成金属元素中，特别是Al的比率高，Fe的比率低。此外，更微观地，在Fe-Cr-Al系合金粉间的晶粒间界(grain boundary)中，形成相比于合金相附近层中央的一侧的Fe的比率更高的氧化物层。通过形成该氧化物层，软磁性材料粉的绝缘性以及耐腐蚀性提高。另外，由于该氧化物层是在构成成型体之后形成，因此也有助于通过该氧化物层进行的软磁性材料粉之间的结合。由于软磁性材料粉之间通过该氧化物层进行结合，因此可获得高强度的压粉磁芯。
第三工序的热处理可以在形成上述氧化物层的温度下进行。通过该热处理可获得强度优异的压粉磁芯。此外，优选第三工序的热处理是在软磁性材料粉不会显著烧结的温度下进行。若软磁性材料粉显著烧结，Al比率高的氧化物层的一部分被合金相包围而孤立成岛状。因此，作为分隔软磁性材料粉母体的合金相之间的氧化物层的功能降低，铁损也增加。具体的热处理温度优选为600～900℃的范围，更加优选为700～800℃的范围，进一步优选为750～800℃的范围。更加优选所述氧化物层实质上不被合金相包围而孤立。在此，实质上不被合金相包围而孤立是指，研磨压粉磁芯的剖面并显微镜观察时，被合金相包围而孤立的氧化物层在每0.01mm2中存在一处以下。上述温度范围下的保持时间可根据压粉磁芯的大小、处理量、特性偏差的允许范围等而适宜设定，例如，可设定为0.5～3小时。
第1～第3的各工序的前后还可追加其它的工序。例如，在第一工序之前，还可以追加通过热处理、溶胶-凝胶法等在软磁性材料粉上形成绝缘被膜的预备工序。但是，在本发明的压粉磁芯的制造方法中，由于可通过第三工序在软磁性材料粉的表面形成氧化物层，因此，更优选省略上述预备工序而简化制造工序。另外，氧化物层自身难以塑性变形。因此，通过采用在加压成型后形成上述富含Al的氧化物层的工艺，在第二工序的加压成型中，可有效利用Fe-Cr-Al系合金粉所具有的高的成型性。
如上所述地获得的压粉磁芯，其自身发挥优异的效果。例如，当压粉磁心是使用软磁性材料粉的压粉磁心，且该软磁性材料粉是含有Fe、Cr和Al的合金粉，软磁性材料粉的占积率在80～90％的范围内，并且，软磁性材料粉的表面上具有Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高的氧化物层时，该压粉磁芯的成型性优异，在实现高的占积率和压粉磁芯强度的方面非常理想。另外，根据该氧化物层确保绝缘性，实现作为压粉磁芯充分的铁损。从充分发挥该氧化物层的效果的观点考虑时，更加优选氧化物层实质上不被合金相包围而孤立。
压粉磁芯的剖面观察图像中软磁性材料粉的各粒子的最大粒径的平均值优选为15μm以下，更加优选为8μm以下。当构成压粉磁芯的软磁性材料粉精细时，尤其是能够改善强度和高频特性。从该观点考虑时，优选在压粉磁芯的剖面观察图像中，最大粒径超过40μm的粒子的个数比率小于1.0％。一方面，从抑制磁导率降低的观点考虑时，优选粒子的最大粒径的平均值为0.5μm以上。如下计算最大粒径的平均值：研磨压粉磁芯的剖面并显微镜观察，对存在于规定面积的视野内的30个以上的粒子读取最大粒径，计算出其个数平均值即可。虽然成型后的软磁性材料粉已发生塑性变形，但是，由于在剖面观察中大部分的粒子露出在中心以外部分的剖面中，因此，上述最大粒径的平均值是相比于粉末状态下评价的中值粒径d50更小的值。最大粒径超过40μm的粒子的个数比率是在至少0.04mm2以上的视野范围内进行评价。
使用上述压粉磁芯和在该压粉磁芯的周围卷装的线圈提供线圈部件。线圈可以是在压粉磁芯上卷绕导线而构成，也可以是在线轴(bobbin)上卷绕而构成。具有这样的压粉磁芯和线圈的线圈部件是，例如，可作为扼流圈、感应器、反应器(reactor)、变换器等使用。
压粉磁芯可以是仅对混合上述粘合剂等的软磁性材料粉末实施加压成型而成的压粉磁芯单体的形态，也可以是内部配置有线圈的形态。对于后者的构成，并不特别限定，例如，可以将软磁性材料粉末和线圈一体地加压成型而制造成线圈封入结构的压粉磁芯的形态。
实施例
以下述方式制作压粉磁芯。作为软磁性材料粉末使用Fe-Cr-Al系软磁性合金粉。该合金粉是粒状的雾化粉，其组成以质量百分率计为Fe-4.0％Cr-5.0％Al。对雾化粉而言，使其通过440目(mesh)(孔径32μm)的筛而去除粗粒子之后使用。用激光衍射散射式粒度分布测定装置(堀场制作所制LA-920)测定的软磁性材料粉末的平均粒径(中值粒径d50)为18.5μm。
相对于所述合金粉100重量份，以2.0重量份的比率混合了乳化(emulsion)丙烯酸树脂系的粘合剂(昭和高分子株式会社制POLYSOL(ポリゾール)AP-604，固体成分40％)。将该混合粉在120℃下干燥10小时，并将干燥后的混合粉过筛而得到了造粒粉。对于该造粒粉，相对于软磁性材料粉末100重量份为0.4重量份的比率添加硬脂酸锌并进行混合，获得了成型用的混合物。
使用压力机，对所得到的混合粉以0.91GPa的成型压力在室温下进行加压成型。对所得到的环形的成型体，在大气中，以800℃的热处理温度实施1.0小时的热处理，由此获得了压粉磁芯(编号1)。
为了比较，作为软磁性材料粉末，使用Fe-Si系软磁性合金粉(以质量百分率计为Fe-3.5％Si)、Fe-Cr-Si系软磁性合金粉(以质量百分率计为Fe-4.0Cr-3.5％Si)，并以同样的条件进行混合、加压成型，获得了环形的成型体。另外，对于各自的成型体在500℃、700℃的条件下实施热处理而获得了压粉磁芯(编号2、3)。此外，当使用Fe-Si系软磁性合金粉时，若以超过500℃的温度实施热处理则容易使其铁损劣化，因此，采用如上所述的500℃的热处理温度。
通过上述工序制作出的压粉磁芯的密度是根据其尺寸和质量计算出，并将压粉磁芯的密度除以软磁性材料粉的真密度而计算出占积率(相对密度)。另外，在环形压粉磁芯的直径方向上施加负荷，测定出破坏时的最大加重P(N)，并根据下述式求出压环强度σr(MPa)。
σr＝P(D-d)/(Id2)
(其中，D：芯的外径(mm)、d：芯的厚度(mm)、I：芯的高度(mm)。)
此外，在一次侧和二次侧的各自上卷绕15圈(turn)卷线，并通过岩通计测株式会社制B-H Analyzer SY-8232，在最大磁通密度30mT、频率300kHz的条件下测定铁损Pcv。另外，对于初始磁导率μi而言，在所述环形的压粉磁芯上卷绕30圈导线，并通过惠普公司(Hewlett-Packard Company)制4284A，以频率100kHz进行测定。
[表1]
如表1所示，使用Fe-Cr-Al系软磁性合金粉制作出的编号1的压粉磁芯，相比于使用Fe-Si系软磁性合金粉的编号2的压粉磁芯以及使用Fe-Cr-Si系软磁性合金粉的编号3的压粉磁芯，占积率和磁导率均得以大幅提高。特别是，编号1的压粉磁芯的压环强度显示出100MPa以上的高值。编号1的压粉磁芯的压环强度相比于编号2和3的压粉磁芯也显示出二倍以上的值，由此可知，上述实施例的构成极其有利于得到优异的压环强度。即，基于上述实施例的构成，通过简单的加压成型就能够提供具有高强度的压粉磁芯。另外，根据另外的盐雾试验评价耐腐蚀性的结果，编号1的压粉磁芯相比于编号3的压粉磁芯显示出良好的耐腐蚀性。使用Fe-Si系软磁性合金粉的编号2的压粉磁芯的腐蚀明显，对耐腐蚀性并不充分。
此外，使用编号1的压粉磁芯评价初始磁导率的频率特性的结果，相对于1MHz的初始磁导率，10MHz下的初始磁导率维持在99.0％以上，由此可知，上述实施例构成的高频特性也优异。
对于编号1的压粉磁芯，使用扫描电子显微镜(SEM/EDX)进行压粉磁芯的剖面观察，同时观察了各构成元素的分布。将结果示于图2和图3中。图2(a)以及图3是SEM图像，图2是图3的扩大SEM像。可知；在具有明亮灰色色调的软磁性材料粉1的表面形成有具有黑色调的相。使用SEM图像，对30个以上的软磁性材料粉的粒子计算出最大粒径的平均值，结果为8.8μm。另外，在0.047mm2的视野范围中，未观察到最大粒径超过40μm的粒子。图2(b)～(e)是分别表示O(氧)、Fe(铁)、Al(铝)、Cr(铬)的分布的映射(Mapping)图。色调越明亮，则表示对象元素越多。
从图2可知，软磁性材料粉的表面(晶粒间界)氧多而形成有氧化物，而且各软磁性材料粉之间是通过该氧化物相结合在一起。另外，相比于内部，软磁性材料粉表面的Fe浓度低，Cr未显示出大的浓度分布。一方面，Al在软磁性材料粉表面中的浓度明显高。由此可确认，软磁性材料粉的表面上形成有Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高的氧化物层。热处理前并未观察到图2所示的各构成元素的浓度分布，由此可知，上述氧化物层是通过热处理所形成的。另外，还可知Al的比率高的各晶粒间界的氧化物层相互连结在一起。在0.02mm2的视野中，未观察到被合金相包围而孤立的氧化物层。可认为，该氧化物层的构成有利于损耗(loss)等的特性改善。
接着，使用组成等与上述实施例相同但粒径不同的Fe-Cr-Al系软磁性合金粉，与上述实施例同样地制作出压粉磁芯。所使用的Fe-Cr-Al系软磁性合金粉的平均粒径(中值粒径d50)是10.2μm。热处理分别在700℃、750℃以及800℃的三种条件下进行。与上述实施例同样地评价特性，将其结果示于表2中。
[表2]
如表2所示，使用Fe-Cr-Al系软磁性合金粉制作出的编号4～6的压粉磁芯，与编号1的压粉磁芯同样地，相比于使用Fe-Si系软磁性合金粉的编号2的压粉磁芯以及使用Fe-Cr-Si系软磁性合金粉的编号3的压粉磁芯，其占积率、磁导率以及压环强度得到了大幅提高。此外，当比较热处理温度相同的编号6和编号1的压粉磁芯时，可知：使用中值粒径d50为15μm以下的Fe-Cr-Al系软磁性合金粉的编号6的压粉磁芯，相比于编号1的压粉磁芯，其各特性均得以提高，特别是压环强度和铁损得到了大幅改善。
另外，从表2的结果可知，通过提高热处理温度，可提高环强度，铁损也得到大幅改善。特别是，以750℃以上的温度进行热处理的编号5以及编号6的压粉磁芯，相比于使用Fe-Si系软磁性合金粉的编号2的压粉磁芯，能够在维持更低的铁损的情况下，大幅提高了压环强度和磁导率。
此外，在编号4～6的压粉磁芯上涂布银糊剂而形成电极，施加直流电压而测定电阻后，从电极面积和电极间距离概算出电阻率ρ。编号4～6的压粉磁芯的电阻率ρ分别为1×103Ω·m、1×104Ω·m、1×104Ω·m，与使用Fe-Si系软磁性合金粉的编号2的压粉磁芯的电阻率ρ为1×101Ω·m的情况相比，得到了大幅提高。另外，编号3的压粉磁芯的电阻率ρ为1×103Ω·m，编号4～6的压粉磁芯的电阻率ρ与使用Fe-Cr-Si系软磁性合金粉的编号3的压粉磁芯相比，也显示出了同等以上的电阻率。由此，可认为，上述氧化物层的构成还有利于高电阻率。
对于编号4的压粉磁芯实施了透射电子显微镜(TEM/EDX)观察。图4是表示在压粉磁芯的剖面观察的软磁性材料粉间的晶粒间界部分的TEM照片。将图4中的软磁性材料粉的晶粒内以及晶粒间界相的点分析值示于表3中。表3中示出的分析值的剩余部分是杂质。分析点4是晶粒内部分，分析点2是晶粒间界相的中央部分，分析点1、3是晶粒间界相中最接近软磁性材料粉的部分。
[表3]
图4中示出的压粉磁芯的晶粒间界相的厚度为约40nm。从表3的结果明确可知：作为晶粒间界相形成有氧化物层，并且，存在构成元素的浓度梯度或者多个相。Cr虽然也存在于氧化物层中，但是，其比率与软磁性材料粉的晶粒内几乎相同，氧化物层的Cr浓度和晶粒内的Cr浓度之差在±3％以内。一方面，可确认氧化物层中的Al含量比晶粒内多，Al浓化在晶粒间界的氧化物层中。另外，还可确认：与晶粒内的合金相附近相比，层中央一侧的Fe比率高，且Fe比Al还多。一方面，在最接近软磁性材料粉的部分中，Al比Fe多。另外，还可确认：晶粒间界的氧化物层的中央、最接近软磁性材料粉的部分中，Al的含量均比Cr多。
如上所述，可确认：Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比软磁性材料粉内部的合金相高的氧化物层。由于Al氧化物的绝缘性高，由此可推测：通过该Al氧化物形成在软磁性材料粉的晶粒间界，从而对确保绝缘性和降低铁损有利。另外，软磁性材料粉通过如图4所示的晶粒间界层相结合，认为该构成对强度的提高也有利。
接着，使用与编号4～6相同的混合物，并通过改变成型压力来进行加压成型，由此制作出压粉磁芯。热处理温度为800℃。表4中示出了评价结果，图5中示出了占积率对成型压力的依赖性。
[表4]
如表4所示，通过调整成型压力可获得80～90％范围占积率的压粉磁芯。另外，通过提高成型压力，可改善占积率、压环强度、铁损、磁导率。另外，即使降低成型压力也可确保高的压环强度。从表4以及图5的结果可知，即便成型压力为1.0GPa以下，例如，当在0.4GPa以上时，也可获得80％以上的占积率。此外，可知，在0.6GPa以上时可获得83％以上的占积率，在0.7GPa以上时可获得85％以上的占积率。即，即便是低的成型压力，也可获得具有与以往的Fe-Si系压粉磁芯同等以上的高占积率的压粉磁芯，显然，可降低对成型设备的负荷。
接着，除了使用表5中示出的组成以及平均粒径(中值粒径d50)的雾化粉，并将成型压力调整为0.73GPa、将热处理温度调整为750℃以外，与上述编号1的实施例同样地制作了压粉磁芯。对于所获得的压粉磁芯，评价了压环强度、初始磁导率μi以及施加10kA/m的直流磁场时的增量磁导率μΔ。另外，与编号1的压粉磁芯同样地计算出最大粒径的平均值。将结果示于表5中。
[表5]
从表5可知，所有的压粉磁芯中均可获得了200MPa以上的高的压粉磁芯。其中，在Cr6.0质量％以下、Al6.0质量％以下的条件下，可获得特别高的压环强度。另外，可知在表5中示出的组成范围内增加Cr量和Al量时，初始磁导率以及表示直流叠加特性的增量磁导率μΔ均维持高的值。如表5所示，编号10～14的压粉磁芯的最大粒径的平均值均为8μm以下。进而，0.047mm2的视野范围中最大粒径超过40μm的粒子的个数比率均小于1.0％，可确认编号10～14的压粉磁芯具有微细的组织。
接着，为了确认相对于热处理温度的特性变化，对编号10～13的组成以650℃以及850℃的温度实施热处理而制造出压粉磁芯。压环强度随着热处理温度的提升而提高了。具体地，以650℃的温度热处理的压粉磁芯中，所有的组成均体现170MPa以上的压环强度，以850℃的温度热处理的压粉磁芯中，所有的组成均体现290MPa以上的压环强度。另外，对于铁损而言，编号10～13中的任意组成在750℃温度下均体现极小值，热处理温度达到850℃时体现出变大的倾向。编号10和12的组成中，以850℃温度热处理的压粉磁芯的铁损，比以750℃温度热处理的压粉磁芯的铁损增加了100％以上。一方面，编号11组成的铁损增加率为62％，编号13组成的铁损增加率为20％。即，随着Cr和Al的含量变大，相对于热处理温度的铁损的变化率变小，可知热处理温度的管理幅度有余。
接着，为了比较，如下所示地采用专利文献1所示的放电等离子烧结制作出压粉磁芯。将以质量百分率计为Fe-4.0％Cr-5.0％Al的组成、9.8μm平均粒径(中值粒径d50)的雾化粉，在大气中以900℃温度加热处理1小时。加热处理后的雾化粉固化成块状，需要在放电等离子烧结工序之前追加破碎工序。将加热处理、破碎后的雾化粉，在不添加粘合剂的情况下填充于石墨模具之后装入腔室内，以压力50MPa、加热温度900℃、保持时间5分钟的条件下进行了放电等离子烧结。所获得的烧结体以氧化物为主体，无法获得所需的磁芯。认为其原因在于，放电等离子烧结前进行的雾化粉的加热处理中，雾化粉过度被氧化。可确认专利文献1所示的制造方法不仅制造工序繁琐，且使用精细的雾化粉时无法直接采用。
附图标记的说明
1：软磁性材料粉

Claims (9)

1.一种压粉磁芯的制造方法，是使用软磁性材料粉的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，具有：
第一工序，混合软磁性材料粉和粘合剂；
第二工序，对经过所述第一工序获得的混合物实施加压成型；以及
第三工序，对经过所述第二工序获得的成型体实施热处理，
所述软磁性材料粉是含有Fe、Cr和Al的Fe-Cr-Al系合金粉，
通过所述热处理在所述软磁性材料粉的表面形成氧化物层，以质量比计算时，该氧化物层的Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高。
2.如权利要求1所述的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，
所述软磁性材料粉的Cr含量为2.5～7.0质量％，Al含量为3.0～7.0质量％。
3.如权利要求1或2所述的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，
经过所述热处理的压粉磁芯中，软磁性材料粉的占积率在80～90％的范围内。
4.如权利要求1～3中任一项所述的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，
供于所述第一工序的所述软磁性材料粉的中值粒径d50为30μm以下。
5.如权利要求1～4中任一项所述的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，
所述加压成型时的成型压力为1.0GPa以下，并且，经过所述热处理的压粉磁芯中软磁性材料粉的占积率为83％以上。
6.一种压粉磁芯，是使用了软磁性材料粉的压粉磁芯，其特征在于，
所述软磁性材料粉是含有Fe、Cr和Al的Fe-Cr-Al系合金粉，
软磁性材料粉的占积率在80～90％的范围内，
并且，所述软磁性材料粉之间是通过氧化物层相结合，以质量比计算时，该氧化物层的Al相对于Fe、Cr和Al之和的比率比内部的合金相高。
7.如权利要求6所述的压粉磁芯，其特征在于，
所述软磁性材料粉的Cr含量为2.5～7.0质量％，Al含量为3.0～7.0质量％。
8.如权利要求6或7所述的压粉磁芯，其特征在于，
所述压粉磁芯的剖面观察图像中，软磁性材料粉各粒子的最大粒径的平均值为15μm以下。
9.一种线圈部件，其特征在于，
具有权利要求6～8中任一项所述的压粉磁芯和在所述压粉磁芯的周围卷装的线圈。
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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110462764A (zh) * 2017-03-24 2019-11-15 日立金属株式会社 带端子压粉磁芯及其制造方法
CN110537233A (zh) * 2017-03-31 2019-12-03 松下知识产权经营株式会社 复合磁性体的制造方法、磁性粉体、复合磁性体及线圈部件
CN111161935A (zh) * 2018-11-07 2020-05-15 山东精创磁电产业技术研究院有限公司 高强度高磁导率高饱和磁通密度软磁复合材料的烧结方法

Families Citing this family (21)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US10008324B2 (en) * 2013-01-16 2018-06-26 Hitachi Metals, Ltd. Method for manufacturing powder magnetic core, powder magnetic core, and coil component
KR102091592B1 (ko) * 2014-01-14 2020-03-20 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 자심 및 이를 이용한 코일 부품
KR102195949B1 (ko) * 2014-03-10 2020-12-28 히타치 긴조쿠 가부시키가이샤 자심, 코일 부품 및 자심의 제조 방법
JP6478141B2 (ja) * 2014-05-29 2019-03-06 日立金属株式会社 磁心の製造方法、磁心およびそれを用いたコイル部品
JP6369749B2 (ja) * 2014-06-25 2018-08-08 日立金属株式会社 磁心およびそれを用いたコイル部品
JP6493801B2 (ja) * 2014-06-27 2019-04-03 日立金属株式会社 コイル部品
JP6457838B2 (ja) 2015-02-27 2019-01-23 太陽誘電株式会社 磁性体及びそれを含む電子部品
JP6545992B2 (ja) 2015-03-31 2019-07-17 太陽誘電株式会社 磁性体及びそれを含む電子部品
WO2017047764A1 (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 日立金属株式会社 圧粉磁心の製造方法
WO2017047761A1 (ja) * 2015-09-16 2017-03-23 日立金属株式会社 圧粉磁心
US10576541B2 (en) * 2016-06-22 2020-03-03 United Technologies Corporation Structured powder particles for feedstock improvement for laser based additive manufacturing
JP6471881B2 (ja) * 2016-09-15 2019-02-20 日立金属株式会社 磁心およびコイル部品
WO2018052108A1 (ja) 2016-09-15 2018-03-22 日立金属株式会社 磁心およびコイル部品
JP2018166156A (ja) * 2017-03-28 2018-10-25 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心、磁性素子および電子機器
DE102017210941A1 (de) * 2017-06-28 2019-01-03 Fraunhofer-Gesellschaft zur Förderung der angewandten Forschung e.V. Verfahren zum Herstellen eines weichmagnetischen Kompositwerkstoffs und weichmagnetischer Kompositwerkstoff
US11189409B2 (en) * 2017-12-28 2021-11-30 Intel Corporation Electronic substrates having embedded dielectric magnetic material to form inductors
JP7269046B2 (ja) * 2019-03-22 2023-05-08 日本特殊陶業株式会社 圧粉磁心
US12110577B2 (en) * 2019-03-22 2024-10-08 Niterra Co., Ltd. Dust core
JP7300288B2 (ja) * 2019-03-22 2023-06-29 日本特殊陶業株式会社 圧粉磁心
JP2020161760A (ja) * 2019-03-28 2020-10-01 太陽誘電株式会社 巻線型コイル部品及びその製造方法、並びに巻線型コイル部品を載せた回路基板
KR102582964B1 (ko) * 2019-08-20 2023-09-26 가부시키가이샤 프로테리아루 자성 쐐기, 회전 전기 및 자성 쐐기의 제조 방법

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1321991A (zh) * 2000-04-28 2001-11-14 松下电器产业株式会社 复合磁性体、磁性元件及其制造方法
JP2005220438A (ja) * 2004-01-06 2005-08-18 Hitachi Metals Ltd Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系磁性粉末と、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系磁性粉末成形体およびその製造方法
CN1731542A (zh) * 2004-08-05 2006-02-08 株式会社电装 软磁材料的生产方法
JP2007162103A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Hitachi Metals Ltd 混合磁性粉末とその製造方法、およびそれを用いてなるシート素材とその製造方法
JP2009088502A (ja) * 2007-09-12 2009-04-23 Seiko Epson Corp 酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子
JP2009088496A (ja) * 2007-09-12 2009-04-23 Seiko Epson Corp 酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子
JP2009158802A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 圧粉磁心の製造方法
WO2013005454A1 (ja) * 2011-07-05 2013-01-10 太陽誘電株式会社 磁性材料およびそれを用いたコイル部品

Family Cites Families (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2688769B2 (ja) * 1988-09-30 1997-12-10 株式会社リケン 高周波用コイル
JP2000030925A (ja) * 1998-07-14 2000-01-28 Daido Steel Co Ltd 圧粉磁芯およびその製造方法
JP2002231518A (ja) * 2001-02-02 2002-08-16 Daido Steel Co Ltd 軟磁性粉末、それを用いた圧粉磁心
JP4576206B2 (ja) * 2004-11-02 2010-11-04 株式会社デンソー 軟磁性材料の製造方法
JP2006233268A (ja) * 2005-02-24 2006-09-07 Hitachi Metals Ltd 高電気抵抗磁性粉末とその製造方法、ならびに高電気抵抗磁性粉末成形体とその製造方法
JP2007129093A (ja) * 2005-11-04 2007-05-24 Sumitomo Electric Ind Ltd 軟磁性材料およびこれを用いて製造された圧粉磁心
JP4775293B2 (ja) * 2007-03-26 2011-09-21 セイコーエプソン株式会社 軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子
JP2009272615A (ja) 2008-04-08 2009-11-19 Hitachi Metals Ltd 圧粉磁心およびその製造方法
KR101493481B1 (ko) * 2010-03-26 2015-02-13 히다치 훈마츠 야킨 가부시키가이샤 압분자심 및 그 제조방법
US10008324B2 (en) 2013-01-16 2018-06-26 Hitachi Metals, Ltd. Method for manufacturing powder magnetic core, powder magnetic core, and coil component

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN1321991A (zh) * 2000-04-28 2001-11-14 松下电器产业株式会社 复合磁性体、磁性元件及其制造方法
JP2005220438A (ja) * 2004-01-06 2005-08-18 Hitachi Metals Ltd Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系磁性粉末と、Ｆｅ−Ｃｒ−Ａｌ系磁性粉末成形体およびその製造方法
CN1731542A (zh) * 2004-08-05 2006-02-08 株式会社电装 软磁材料的生产方法
JP2007162103A (ja) * 2005-12-15 2007-06-28 Hitachi Metals Ltd 混合磁性粉末とその製造方法、およびそれを用いてなるシート素材とその製造方法
JP2009088502A (ja) * 2007-09-12 2009-04-23 Seiko Epson Corp 酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子
JP2009088496A (ja) * 2007-09-12 2009-04-23 Seiko Epson Corp 酸化物被覆軟磁性粉末の製造方法、酸化物被覆軟磁性粉末、圧粉磁心および磁性素子
JP2009158802A (ja) * 2007-12-27 2009-07-16 Fuji Electric Device Technology Co Ltd 圧粉磁心の製造方法
WO2013005454A1 (ja) * 2011-07-05 2013-01-10 太陽誘電株式会社 磁性材料およびそれを用いたコイル部品

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN110462764A (zh) * 2017-03-24 2019-11-15 日立金属株式会社 带端子压粉磁芯及其制造方法
CN110462764B (zh) * 2017-03-24 2023-09-12 博迈立铖株式会社 带端子压粉磁芯及其制造方法
CN110537233A (zh) * 2017-03-31 2019-12-03 松下知识产权经营株式会社 复合磁性体的制造方法、磁性粉体、复合磁性体及线圈部件
CN111161935A (zh) * 2018-11-07 2020-05-15 山东精创磁电产业技术研究院有限公司 高强度高磁导率高饱和磁通密度软磁复合材料的烧结方法
CN111161935B (zh) * 2018-11-07 2022-03-04 山东精创磁电产业技术研究院有限公司 高强度高磁导率高饱和磁通密度软磁复合材料的烧结方法

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