CN1309512C - 铁氧体成形体 - Google Patents

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Abstract

将铁氧体原料粉，粘结剂聚乙烯醇和分子量为1000-6000的增塑剂聚乙二醇混合，并成形颗粒获得用于能形成铁氧体颗粒。

Description

铁氧体成形体
本发明涉及通过使用用于形成铁氧体的颗粒形成铁氧体并烧结铁氧体获得铁氧体烧结产品，及其生产方法和成形铁氧体颗粒。特别是，本发明涉及能产生具有优良加工性能的铁氧体成形体的颗粒，以及磁心损失降低的铁氧体烧结产品，和生产该产品的方法，以及可在烧结前产生高密度成形体的铁氧体成形颗粒。
铁氧体广泛应用于电子元件，它由铁氧体材料构成并通过烧结成形体获得铁氧体。对于铁氧体的生产，可使用各种常规方法，其中，通常使用的是干挤压成形方法。这就是说，在压力的作用下由颗粒产生铁氧体成形体。根据以下方法制成颗粒。例如，用铁氧体原料粉，粘结剂和水制成水悬浮物，并用喷雾干燥器将混合物干燥制成颗粒。另外，将铁氧体原料粉和粘结剂搅拌混合，并重复干燥和振荡挤压造粒制成颗粒。然后，烧固成形体生产出烧结体。此处，振荡挤压造粒方法，是将粒料制粒成，例如几毫米粒径的颗粒，并在筛网上磨成细粉，该操作是通过筛网逐渐变小的几步进行，其中小于预定粒径的颗粒是有用的。
在烧结前获得成形体的加压成形方法中，从制造高质量的铁氧体烧结产品和增加产率的观点考虑，重要的是使用这种具有很好的流动性，模具装填特性，以及低压易碎的铁氧体-成形颗粒。
对于流动性好并且低压易碎颗粒的生产方法，JP-A-5-159918和JP-B-7-17460公开了将分散剂制成悬浮物进行造粒的方法。另外JP-B-3-31660和JP-A-10-59776公开了控制粘结剂分离的造粒方法。
然而，这些公开文献中描述的方法一般是在使用喷雾干燥器喷雾干燥造粒方法中应用的技术，如果应用于振荡挤压造粒方法，则不可能获得理想的效果并且使用范围很窄。
在上述公开出版物中的方法，尽管提高了颗粒的流动性和易碎性，但在成形体强度和烧结产品的电磁性能，特别是磁心损失方面并没有获满意的效果。
当生产复杂形状如类似磁心的卷绕滚筒或要求高尺寸精度时，仅烧固成形体不能产生所需元件，因此需要如切削，磨削，和抛光等切削加工步骤。一般，铁氧体产品的生产步骤中安排有切削加工步骤，参考下列方法。
(1)以设定的尺寸或形状精密切削烧固的铁氧体的方法，
(2)在比精密制作铁氧体温度低100-500℃的温度烧固铁氧体，即在开始烧结的邻近温度烧固，在半烧结条件下切削铁素成形体的方法，以及
(3)不用烧固，而直接切削铁素成形体的方法。
在切削烧结体的方法(1)中，由于铁氧体本身具有很高的硬度，加工产品的尺寸精度降低，且切削时进一步的振动很大并容易产生间隙。
在切削半-烧结体的方法(2)中，由于铁氧体还没有完全精密地制成，硬度和抗擦伤力是低的，而提高了加工性能，但是由于半烧结体的磨削部分还在收缩并且如果在收缩状态下进行切削之后再开始余下的烧结，在半烧结条件的温度进行的烧固会极大地改变尺寸。此外，当在半烧结条件下烧固铁氧体成形体时，由于炉内的处理位置或铁氧体成形体的数量使炉内温度分布产生很大的变化，因此在半烧结条件下收缩状态的铁氧体成形体的尺寸精度降低。
由于这些原因，一般方法(3)，即除特殊情况外，是应用在成形之后的未烧结状态下对铁氧体成形体进行加工的方法。
当通过方法(3)加工铁氧体成形体时，由于成形体的机械强度低于烧结的或半烧结的铁氧体成形体，缺陷如裂缝或断裂经常发生。因此，现有技术依赖于可赋予铁氧体成形体高密度或干燥成形体以提高机械强度接着再加工的方法。然而，在通过如干燥增强了机械强度的铁氧体成形体中，表面硬度高，在加工过程中，金刚石砂轮的磨损严重且易于损坏，而且在短时间内，加工表面会出现缺陷和精度降低，使得容易产生次品和产量减少。为提高产率，现有技术中对加工工具如金刚石砂轮的清洗必须经常进行，并且需要复杂的维护保养工作。
针对上述问题，本发明相应的目的是提供用于形成铁氧体的颗粒以及由其生产的铁氧体成形体，由该颗粒可以生产这些铁氧体成形体时，使得切削成形体的工具少擦伤并且产生的成形体没有缺陷，加工过程中由于工具振动产生的加工面的精度也不降低。
本发明的另外一个目的是提供一种能使铁氧体烧结产品减小磁心损失的模塑颗粒和生产该颗粒的方法。
根据本发明第一个方案，是将用于形成铁氧体的颗粒形成铁氧体，将铁氧体原料粉，作为粘结剂的聚乙烯醇，并加入分子量为1000-6000的作为增塑剂的聚乙二醇进行混合造粒。
根据本发明第二个方案，用于形成铁氧体的颗粒的特征在于相对100重量份聚乙烯醇加入5重量份至50重量份的聚乙二醇。
根据本发明的第三个方案，铁氧体成形体是由使用第一或第二方案中的用于形成铁氧体的颗粒制成的，并且其特征在于当成形体的维克斯硬度等于Y和其密度等于X(g·cm-3)时，Y和X的关系是Y＝19X-A，以及满足X＝3.0-3.9g·cm-3和A＝44-56的条件。
本发明第一种方案的铁氧体烧结产品的特征在于将铁氧体-成形颗粒的模塑体烧结，所述铁氧体形成颗粒是由铁氧体原料粉，作为粘结剂的聚乙烯醇并加入增塑剂分子量为1000-6000的聚乙二醇经混合用于造粒而成，铁氧体烧结产品的吸水率为0.2重量％或更低。
本发明第二方案的铁氧体烧结产品的生产方法的特征在于将铁氧体原料粉，作为粘结剂的聚乙烯醇并加入增塑剂分子量为1000-6000的聚乙二醇混合造粒，通过模具形成颗粒，并烧结成形体，以生产出吸水率为0.2重量％或更低的烧结产品。
图1是表示成形体样品的密度，维克斯硬度和加工性能之间的关系图；
图2A是以本发明方式加工的如磁心的磁鼓侧视图；
图2B是实施例和对比实施例的磁心加工时间和中径R的关系图；
图3A-3C是本发明实施例1中如磁心的磁鼓的状态照片；
图4A-4C是对比实施例1中如磁心的磁鼓的状态照片；
图5A-5C是本发明实施例2中如磁心的磁鼓的状态照片；
图6A-6C是对比实施例2中如磁心的磁鼓的状态照片；
图7是表示实施例和对比实施例中成形压力和成形产品密度之间的关系图；
图8A-8F是表示实施例和对比实施例中成形产品的状态照片；以及
图9表示铁氧体烧结产品的吸水率与磁心损失的相对关系图。
本发明成形铁氧体颗粒原料粉并没有特别限定，但主要成分，例如是Fe2O3，MgO，MnO，NiO，CuO和ZnO，以及如需要可包括如Co，W，Bi，Si，B，和Zr的氧化物作为次要组分或不可避免的杂质。
优选铁氧体原料粉的平均颗粒直径是0.01-5μm，更优选0.1-1.5μm。为获得优选的平均颗粒直径，加工过程需要依靠压碎装置如球磨机，搅拌研磨机或超微磨碎机，或湿-或干-法压碎。
作为第一必要组分的聚乙烯醇用作初级颗粒的粘结剂，也就是说，原料粉-原料粉的粘结物，聚乙烯醇可选择使用那些已知的适当皂化度或聚合度的物质。聚乙烯醇的加入量一般是100重量份的原料粉中加入0.2-10重量份聚乙烯醇，更优选0.5-3重量份。如果聚乙烯醇的加入量低于0.2重量份，则是不好的，因为铁氧体颗粒不能造粒。相反，如果超过10重量份，则铁氧体颗粒太硬，并且不易压碎，因此颗粒界面仍会保持不好的形状。此外，容积缺陷会不理想地增加。
第二种必要组分聚乙二醇在能形成铁氧体成形体颗粒中用作增塑剂并适度减小其表面硬度增进了加工性能，以及低压易碎性和压力传输性能。因此，颗粒中的空隙减小。聚乙二醇的分子重量优选1000-6000，更优选2000-4000。分子重量低于1000的成形体的表面硬度和低压易碎性通过加入聚乙二醇得到提高，但是由于其很大的吸湿性，粉末如在加工过程中产生的磨削粉末粘附于加工器具上如砂轮，钻头，切削刀以及其它器具如金刚石砂轮并降低了加工性能。另外，降低了颗粒的流动性并且甚至不能装入模具中。另一方面，加入其中的聚乙二醇分子重量高于6000的成形体的表面硬度和低压易碎性几乎没有提高，并且由于降低了成形体的机械强度易于发生裂缝。
本发明用于形成铁氧体的颗粒是以已知的常规方法进行铁氧体粉造粒获得的，例如喷雾干燥器的雾化造粒方法，振荡挤压造粒方法或其它方法等。这样获得的铁氧体颗粒的平均颗粒直径通常为50-500μm，，优选70-300μm，更优选80-150μm。如果平均颗粒直径低于50μm，流动性和金属模具的装填性能不好，因此成形体的粒度的分散度及单重就大。而且，细粉易于粘附到金属模具上。相反，如果平均颗粒直径超过500μm，颗粒间的界面仍能引起缺陷形成。成形体的粒度的分散度及单重也大。特别是，成形体直径是2mm或更低时，分散度是大的且是不优选的。
根据本发明为生产高密度的铁氧体成形产品，铁氧体-成形颗粒接受模具干压成形。在这种情况下，压制压力通常为40-500MPa，优选80-400MPa。
根据本发明在铁氧体-成形颗粒中，如果相对100重量份聚乙烯醇，聚乙二醇的加入量超过50重量份，由于成形体的强度降低易于发生裂缝。如果低于5重量份，其加入带来的成形体的表面硬度和低压易碎性的提高是不够的。相对聚乙烯醇聚乙二醇的加入量更优选20-40重量份。
本发明铁氧体成形体是使用第一方案或第二方案的用于形成铁氧体的颗粒制成的，并且特征在于当成形体的维克斯硬度等于Y和其密度等于X(g·cm-3)时，Y和X的关系是Y＝19X-A，以及条件是X＝3.0-3.9g·cm-3和A＝44-56。
如果成形体的维克斯硬度Y和密度X之间的关系在上述关系条件范围内，可以使连续磨削，例如金刚石砂轮切削100000或200000个元件的过程中，不产生或较少产生磨削粉末的粘附或裂缝或断裂。如果维克斯硬度值低于上述与密度关系公式中的比例关系，磨削中磨削粉末的粘附或断裂易于发生，以及相反如果维克斯硬度值高于上述与密度关系公式中的比例关系，磨削中的缺陷易于发生。
下文将对本发明的优选实施方案进行解释。
在表1中，针对的不是PVA水溶液序号5-7样品，将100重量份的Ni-Cu-Zn基铁氧体粉加入到已加入或未加入聚乙二醇的17重量份的各种聚乙烯醇水溶液中，混合物使用搅拌造粒机TM混合机(Mitsui MiningCo.，Ltd.制造)，搅拌造粒，并调整造粒粉。
在表1中，相对序号5和6的PVA水溶液，将66重量份的Ni-Cu-Zn基铁氧体粉，28重量份的水，6重量份的已加入固体密度12重量％聚乙二醇的聚乙烯醇水溶液，以及0.25重量份的聚羧酸铵盐湿磨碎并混合，调制铁氧体悬浮物。除不加聚乙二醇外，序号7的PVA水溶液根据序号5和6的PVA水溶液的同样方式进行调制。
此处，如表1中所示，使用的聚乙烯醇是皂化度98.5和聚合度(weightdegree)2400(序号1-4，8-13和17-20的PVA水溶液)的聚乙烯醇，皂化度88.0和聚合度500(序号5-7的PVA水溶液)的聚乙烯醇，以及皂化度88.0和聚合度1700(序号14-16，21-23的PVA水溶液)的聚乙烯醇。
使用分子量为600的聚乙二醇(序号3，20和22的PVA水溶液)，分子量为1000(序号12-14，23的PVA水溶液)，分子量为2000(序号1，6，8，15-18，21的PVA水溶液)，分子量为4000(序号2，5，9，19的PVA水溶液)，分子量为6000(序号10的PVA水溶液)，以及分子量为10000(序号11的PVA水溶液)。100重量份聚乙烯醇中聚乙二醇的加入量是如表1右栏所示变化的。
[表1]
  PVA溶液序号   固体含量密度(Wt％)              聚乙烯醇        聚乙二醇
  皂化程度   聚合度   加入量(重量份)   分子量   加入量(重量份)
  1   6   98.5   2400   100   2000   30
  2   6   98.5   2400   100   4000   25
  3   6   98.5   2400   100   600   40
  4   6   98.5   2400   100   -   0
  5   12   88.0   500   100   4000   20
  6   12   88.0   500   100   2000   25
  7   12   88.0   500   100   -   0
  8   6   98.5   2400   100   2000   5
  9   6   98.5   2400   100   4000   3
  10   6   98.5   2400   100   6000   10
  11   6   98.5   2400   100   10000   25
  12   6   98.5   2400   100   1000   10
  13   6   98.5   2400   100   1000   2
  14   6   88.0   1700   100   1000   12
  15   6   88.0   1700   100   2000   10
  16   6   88.0   1700   100   2000   3
  17   6   98.5   2400   100   2000   60
  18   6   98.5   2400   100   2000   50
  19   6   98.5   2400   100   4000   60
  20   6   98.5   2400   100   600   25
  21   6   88.0   1700   100   2000   45
  22   6   88.0   1700   100   600   50
  23   6   88.0   1700   100   1000   50
如表2所示，对于序号1-4和8-23的PVA水溶液的造粒粉末，用带式干燥器干燥，使用振荡造粒破碎机挤压成形，并用切换装置调节，这样获得的颗粒的平均粒径为200μm。在序号5-7的PVA水溶液中，通过喷雾造粒机造粒，并获得平均直径为125μm的小球状颗粒。
[表2]
  PVA溶液序号   造粒方法   成形体大小(mm)   加工性能水平
  直径   长度L
  1   振荡挤压造粒   3.0   2.5   ◎
  2   振荡挤压造粒   3.0   2.5   ◎
  3   振荡挤压造粒   3.0   2.5   ◆
  4   振荡挤压造粒   3.0   2.5   ●
  5   喷雾造粒   1.3   1.5   ◎
  6   喷雾造粒   1.3   1.5   ◎
  7   喷雾造粒   1.3   1.5   ●
  8   振荡挤压造粒   4.0   3.0   ◎
  9   振荡挤压造粒   4.0   3.0   ●
  10   振荡挤压造粒   4.0   3.0   ◎
  11   振荡挤压造粒   3.0   2.5   ●
  12   振荡挤压造粒   3.0   2.5   ◎
  13   振荡挤压造粒   3.0   2.5   ●
  14   振荡挤压造粒   1.5   1.8   ○
  15   振荡挤压造粒   1.5   1.8   ○
  16   振荡挤压造粒   1.5   1.8   ●
  17   振荡挤压造粒   4.0   3.0   ▲
  18   振荡挤压造粒   4.0   3.0   △
  19   振荡挤压造粒   3.0   2.5   ▲
  20   振荡挤压造粒   1.5   1.8   ■
  21   振荡挤压造粒   1.5   1.8   ◎
  22   振荡挤压造粒   1.5   1.8   ◆
  23   振荡挤压造粒   1.5   1.8   △
◎1加工性(连续磨削：2000个，缺陷：无，断裂：无)
○2加工性(连续磨削：10000个，缺陷：无，断裂：无)
△3加工性(连续磨削：10000个，缺陷：无，断裂：1到20个)
●4加工性(连续磨削：3000个，缺陷：存在，断裂：无)
▲5加工性(连续磨削：10000个，缺陷：无，断裂：21到50个)
■6加工性(连续磨削：10000个，磨削粉末的附着存在，断裂：1到20个)
◆7加工性(连续磨削：10000个，磨削粉末的附着存在，断裂：21到50个)
对直径3.0mm和长度(L)2.5mm的柱型磁心(序号1-4，11-13，19的PVA水溶液)，直径1.3mm和长度1.5mm的柱型磁心(序号5-7的PVA水溶液)，直径4.0mm和长度3.0mm的柱型磁心(序号8-10，17，18的PVA水溶液)，和直径1.5mm和长度1.8mm的柱型磁心(序号14-16，20-23的PVA水溶液)进行连续成形。
图1表示成形体的维克斯硬度Hv，成形体密度和加工性能水平之间的关系。在100gf负载下(序号1-4和8-23的PVA溶液)或300gf负载下(序号5-7的PVA溶液)使用Shimazu Micro Hardness Meter HMV-2000型测量维克斯硬度。
获得的成形体使用金刚石砂轮磨削产生图2A所示的类似磁心的卷绕磁鼓，并对成形体内部边缘的凹陷情况，加工过的磁心的中径R的增加，断裂磁心的外观，以及磨削粉末的粘附情况进行评估。金刚石砂轮的加工装置即许多柱体设置在它的外周，且柱体的两端旋转设置以使柱体的轴平行于砂轮的中轴，当旋转砂轮时柱体接触到高速旋转中的金刚石砂轮的切削面从而在柱体的圆周方向切槽以生产出如图2A中所示的类似磁心的磁鼓。
图2B是金刚石砂轮对颗粒成形体的磨削时间(小时)图，分别使用序号1的PVA水溶液(如实施例1所示)，序号2的PVA水溶液(如实施例2所示)和序号4的PVA水溶液(如对比实施例1所示)，且相对磨削个数(×104个)磨削后中径R的增加显示在图2A中。当使用实施例1和2，即，含分子量为2000-4000的聚乙二醇的聚乙烯醇水溶液，通过使用金刚石砂轮磨削24小时，中径R约增加R＝0.13mm，远远小于作为颗粒中径R＝0.20mm的上限。另一方面，在对比实施例1中，也就是，在不含聚乙二醇的成形体中，磨削8小时后中径R几乎达到R＝0.20mm的上限，并且发现容易发生金刚石砂轮的擦伤。
图3A，B和C表示应用实施例1(序号1的PVA水溶液)造粒，金刚石砂轮磨削成形体的磁心状态照片。图3A表示当金刚石砂轮开始磨削时的磁心状态。图3B表示金刚石砂轮连续磨削12小时后(连续磨削144000个后)的磁心状态。图3C表示金刚石砂轮连续磨削24小时后(连续磨削288000个后)的磁心状态。从这些照片可以证实，实施例1，连续磨削24小时后可以获得没有加工面内缘裂缝或磁心断裂的类似磁心的磁鼓。
图4A，B和C表示应用对比实施例1(序号4的PVA水溶液)造粒，金刚石砂轮磨削成形体磁心状态的照片。图4A表示当金刚石砂轮开始磨削时的磁心状态。图4B表示金刚石砂轮连续磨削4小时后(连续磨削48000个后)的磁心状态。图4C表示金刚石砂轮连续磨削8小时后(连续磨削96000个后)的磁心状态。从这些照片可以证实，磨削4小时和8小时后内缘裂缝大量发生，发现大的裂缝。48000个中有24个发生磁心断裂。
图5A，B和C表示应用序号5的PVA水溶液造粒(称作实施例3)，金刚石砂轮磨削成形体的磁心状态照片。图5A表示当金刚石砂轮开始磨削时的磁心状态。图5B表示金刚石砂轮连续磨削4小时后(连续磨削36000个后)的磁心状态。图5C表示金刚石砂轮连续磨削16小时后(连续磨削144000个后)的磁心状态。从这些照片可以证实，根据实施例3，连续磨削16小时后可以获得满意的没有内缘裂缝或磁心的断裂的类似磁心的磁鼓。
图6A，B和C表示应用序号7的PVA水溶液(没有聚乙二醇的聚乙烯醇水溶液)造粒，金刚石砂轮磨削成形体的磁心状态照片。图6A表示当金刚石砂轮开始磨削时的磁心状态。图6B表示金刚石砂轮连续磨削4小时后(连续磨削36000个后)的磁心状态。图6C表示金刚石砂轮连续磨削4小时后(连续磨削81000个后)的磁心状态。从这些照片可以证实，磨削9小时后，内缘缺陷大量发生，并在9小时后，发现大的。81000个中有33个发生磁心断裂。
[评估]
有或没有聚乙二醇
上述在聚乙烯醇中加入增塑剂聚乙二醇获得的颗粒，和用该颗粒生产的铁氧体成形体，以及当成形体用金刚石砂轮磨削和加工成形体时，没有发生内缘裂缝和磁心断裂，并且获得的成形体具有良好的加工性能。
聚乙二醇的分子量
如上所述，图1表示成形体密度和维克斯硬度与加工性能水平的关系。各自符号所给的数字表示PVA水溶液的序号。如序号12和14的PVA水溶液，当聚乙二醇的分子量是1000时，即使连续磨削100000或200000个也没有裂缝或断裂发生。另一方面，相对序号3，20，22的聚乙二醇分子量为600的PVA水溶液，在序号3中，连续磨削30000个时出现裂缝，在序号20中，磨削粉末开始粘附到磁心或金刚石砂轮上以致外观差并且加工性能降低同时发生1-20个的断裂，以及在序号22中，连续磨削100000个时磨削粉末开始粘附到磁心或金刚石砂轮并发生20-50个的断裂。因此，优选聚乙二醇分子量是1000或更高。
在序号10的聚乙二醇分子量是6000的PVA水溶液情况下，连续磨削200000个也没有裂缝或断裂发生。然而，序号11的聚乙二醇分子量是10000的PVA水溶液情况，连续磨削30000个时出现裂缝。从这一实例可见，优选聚乙二醇分子量是6000或更低。
在序号1，2，5，6，8，10，12，15，21的聚乙二醇分子量是2000或4000的PVA水溶液，并且聚乙二醇的加入量在后面提到的范围内时，连续磨削100000或200000个时没有裂缝或断裂发生，以及更优选分子量的范围是2000-4000。
聚乙二醇的加入量
在序号8的聚乙二醇分子量为2000的PVA水溶液和聚乙烯醇加入量是5重量份的情况下，连续磨削200000个没有裂缝或断裂发生。然而，序号9的聚乙二醇分子量为4000的PVA水溶液和聚乙烯醇加入量是3重量份的情况下，序号13的聚乙二醇分子量为1000的PVA水溶液和聚乙烯醇加入量是2重量份的情况下，以及序号16的聚乙二醇分子量为2000的PVA水溶液和聚乙烯醇加入量是3重量份的情况下，连续磨削30000个时所有情况均出现裂缝。因此，聚乙二醇的加入量优选5重量份或更多。
在序号18或23的PVA水溶液中聚乙二醇的加入量是50重量份，连续磨削100000个时没有裂缝，断裂发生1-20个。然而，在序号17和19的PVA水溶液中聚乙二醇的加入量是60重量份，连续磨削100000个时没有裂缝，断裂增加到20-50个。由此，聚乙二醇的加入量是优选50重量份或更少。
而且，在聚乙二醇分子量为2000和4000时，在序号1，2，5，6的PVA水溶液中相对聚乙烯醇，聚乙二醇的加入量是在20-40重量份范围内，连续磨削200000个时没有内缘裂缝或断裂发生且磨削粉末没有粘附到金刚石砂轮上，因此聚乙二醇的加入量优选是20-40重量份。
成形体的密度和维克斯硬度之间的关系
在图1中，当成形体的维克斯硬度等于Y和其密度等于X(g·cm-3)时，如果Y和X的比例关系高于Y＝19X-44的范围，连续磨削30000个时会出现裂缝。如果低于Y＝19X-56的范围，连续磨削100000个时断裂增加至21-50个，且磨削粉末粘附到金刚石砂轮上。因此，优选成形体是在Y＝19X-44或更低至Y＝19X-56或更高的范围。
本发明的能形成铁氧体成形体颗粒是通过将铁氧体原料粉，粘结剂聚乙烯醇和分子量为1000-6000的增塑剂聚乙二醇混合制成。因此，这些铁氧体成形体可以实现加工工具擦伤少，以及在加工表面不发生裂缝或断裂减少。结果是，维修次数如加工装置的清洗次数减少，从而提高了产量，质量控制容易，而且可不必进行加工后的产品检验。
本发明的能形成铁氧体成形体颗粒可以通过在50重量份-100重量份的聚乙烯醇中加入5重量份的聚乙二醇制成，从而使第一种实施方案更有效地完成。
使用上述颗粒制成的本发明能形成铁氧体成形体颗粒，以及当成形体维克斯硬度等于Y和成形体密度等于X(g·cm-3)时，Y和X的关系是Y＝19X-A，并满足X＝3.0-3.9g·cm-3和A＝44-56。
下面，将对本发明的第二个实施方案进行说明。
[造粒材料的配制]
如表3和4所示，类似第一个实施方案，为生产铁氧体烧结产品，依据振荡挤压造粒方法和喷雾雾化造粒方法进行造粒。作为进行该造粒的材料，铁氧体粉，聚乙烯醇(PVA)和聚乙二醇水溶液或单一的聚乙烯醇水溶液混合制成造粒材料。
此处，序号5-7的PVA水溶液使用喷雾雾化造粒方法，而其它溶液进行振荡挤压造粒。对于通过振荡挤压造粒方法进行造粒(不是序号5-7)，将100重量份的Mn-Mg-Zn基铁氧体粉加入到已加入聚乙二醇或未加入的17重量份的各种聚乙烯醇水溶液中，使用搅拌造粒机TM混合机(Mitsui Mining Co.，Ltd.制造)配制造粒粉，混合物-搅拌-造粒。
在表3中，相对序号5和6的PVA水溶液，将69重量份的Mn-Mg-Zn本铁氧体粉，25重量份的水，6重量份的已加入固体密度12重量％聚乙二醇的聚乙烯醇水溶液，以及0.25重量份的聚羧酸铵盐作为分散剂湿-混合，并配制铁氧体悬浮物。除不加聚乙二醇外，序号7的PVA水溶液(喷雾雾化造粒方法)根据序号5和6的PVA水溶液的同样方式进行配制。
此处，如表3中所示，使用的聚乙烯醇是皂化度98.5和聚合度2400(序号1-4，8-13和17-20的PVA水溶液)的聚乙烯醇，皂化度88.0和聚合度500(序号5-7的PVA水溶液)的聚乙烯醇，以及皂化度88.0和聚合度1700(序号14-16，21-23的PVA水溶液)的聚乙烯醇。
使用的聚乙二醇的分子量为600(序号3，20和22的PVA水溶液)，分子量为1000(序号12-14，23的PVA水溶液)，分子量为2000(序号1，6，8，15-18，21的PVA水溶液)，分子量为4000(序号2，5，9，19的PVA水溶液)，分子量为6000(序号10的PVA水溶液)，以及分子量为10000(序号11的PVA水溶液)。100重量份聚乙烯醇中聚乙二醇的加入量是如表1右栏所示变化。
[表3]
  PVA溶液序号   固体含量密度(Wt％)              聚乙烯醇         聚乙二醇
  皂化程度   聚合度   加入量(重量份)   分子量   加入量(重量份)
  1   6   98.5   2400   100   2000   30
  2   6   98.5   2400   100   4000   25
  3   6   98.5   2400   100   600   40
  4   6   98.5   2400   100   -   0
  5   12   88.0   500   100   4000   20
  6   12   88.0   500   100   2000   25
  7   12   88.0   500   100   -   0
  8   6   98.5   2400   100   2000   5
  9   6   98.5   2400   100   4000   3
  10   6   98.5   2400   100   6000   10
  11   6   98.5   2400   100   10000   25
  12   6   98.5   2400   100   1000   10
  13   6   98.5   2400   100   1000   2
  14   6   88.0   1700   100   1000   12
  15   6   88.0   1700   100   2000   10
  16   6   88.0   1700   100   2000   3
  17   6   98.5   2400   100   2000   60
  18   6   98.5   2400   100   2000   50
  19   6   98.5   2400   100   4000   60
  20   6   98.5   2400   100   600   25
  21   6   88.0   1700   100   2000   45
  22   6   88.0   1700   100   600   50
  23   6   88.0   1700   100   1000   50
[造粒]
如表4所示，对于序号1-4和8-23的PVA水溶液，将造粒粉用带式干燥器干燥，使用振荡造粒破碎机挤压成形，并用切换装置调节，这样获得的颗粒的平均粒径为250μm。在序号5-7的PVA水溶液中，通过喷雾造粒机造粒，并获得平均直径为125μm的小球状颗粒。
[测定流动性]
获得的颗粒的流动性是根据JIS Z2502所述，用50g铁氧体颗粒从漏斗落下的时间(秒/50g)来测定。
[颗粒的成形]
获得的颗粒是在98MPa压力下干成形，分别制成55mmL×12mmW×5mmH的铸造板。板的抗折强度由JIS R1601规定的方法通过负载测试机(Aikoh Engineering Co.Ltd制造)进行测定。
[成形产品的烧结]
获得的颗粒分别在98MPa压力下干成形，以制成环状成形产品，外径21mm，内径12mm，厚度7mm。
随后，产品在1300℃烧结2小时以获得环状磁心。
[磁心损失的测定]
在64kHz，50mT，和100℃条件下通过B-H分析仪(Iwatsu Electric Co.，Ltd制造)测定环状磁心损失Pcv。
[吸水率的测定]
通过JIS C2141的方法测定磁心的吸水率。即，需要测试的元件的磁心在105-120℃下干燥，在干燥器中回到室温，测定干重W1，将其浸在水中，煮沸并冷却，然后用Gaze除掉表面的湿气。这样，获得水饱和的测试元件并测定重量W2，通过下式计算获得吸水率(％)。
吸水率＝100×(W2-W1)/W1
磁心损失Pcv以及吸水率的测定结果列于表4。
[表4]
  PVA溶液序号   造粒方法   流化程度(Sec)   抗裂强度(MPa)   吸水率(Wt％)   Pcv(KW/m3)
  1   振荡挤压造粒   26   1.5   0.05   67
  2   振荡挤压造粒   26   1.6   0.07   69
  3   振荡挤压造粒   30   0.9   0.01   62
  4   振荡挤压造粒   25   2.1   0.23   90
  5   喷雾造粒   23   1.6   0.04   66
  6   喷雾造粒   23   1.4   0.05   68
  7   喷雾造粒   22   2.0   0.24   91
  8   振荡挤压造粒   25   1.8   0.19   74
  9   振荡挤压造粒   25   1.9   0.21   86
  10   振荡挤压造粒   26   1.7   0.16   72
  11   振荡挤压造粒   26   1.1   0.21   85
  12   振荡挤压造粒   25   1.7   0.14   70
  13   振荡挤压造粒   24   1.9   0.22   82
  14   振荡挤压造粒   26   1.7   0.09   70
  15   振荡挤压造粒   25   1.6   0.13   72
  16   振荡挤压造粒   24   2.0   0.21   86
  17   振荡挤压造粒   28   0.7   0.01   60
  18   振荡挤压造粒   27   1.2   0.01   62
  19   振荡挤压造粒   28   0.7   0.01   62
  20   振荡挤压造粒   29   0.9   0.03   63
  21   振荡挤压造粒   26   1.4   0.04   65
  22   振荡挤压造粒   31   1.0   0.03   64
  23   振荡挤压造粒   27   1.3   0.06   65
[成形压力和成形产品的密度的关系]
将序号6和7的PVA溶液生产的1.5g颗粒装填在6mm直径的模具中，成形压力在49-294MPa变化，并且在压力下干-成形产生直径6mm和长度16-19mm的圆柱状铁氧体-成形产品。结果列于图7中。
[侧面照片]
图8A-8F表示在196MPa的压力下成形产品的磁心侧面压碎状态下SEM照片。图8A，8B和8C分别表示序号6的PVA水溶液颗粒成形产品的上，中，下部的侧视图。图8D，8E，和8F分别表示序号7的PVA水溶液颗粒成形产品的上，中，下部的侧视图。
[评估]
有或没有加入聚乙二醇
上述在聚乙烯醇中加入增塑剂聚乙二醇获得的颗粒，和用该颗粒生产的铁氧体成形体，能获得较少颗粒界面和高密度的铁氧体-成形产品。如果烧结成形产品，烧结材料是紧密的并且几乎没有空隙，即，很小的吸湿性。因此，通过减少烧结体内的裂缝，铁氧体烧结产品在磁心损失Pcv方面有很大程度地提高。
聚乙二醇的分子量
序号12和14的PVA水溶液中聚乙二醇的分子量是1000，磁心损失Pcv降低至70，流动性分别是25和26，低于优选的流动性28，以及抗-折强度都是1.7高于优选的抗-折强度1.2，并且两者都在好的范围内。
在序号3，20，22的聚乙二醇分子量是600的PVA水溶液情况下，磁心损失Pcv分别优选低至62，63，64，但是流动性是差的如30，29，31，以及抗-折强度低至0.9，0.9，1.0。由于流动性较差，颗粒装填模具不好并且不稳定，导致大小和单重分散度分布不理想。而且，抗-折强度的降低导致产生裂缝。因此，优选聚乙二醇分子量是1000或更高。
在序号10的聚乙二醇分子量为6000的PVA水溶液情况下，磁心损失Pcv优选低至72，流动性是26以及抗-折强度是1.7。然而，序号11的聚乙二醇分子量为10000的PVA水溶液情况下，磁心损失Pcv是高的如85，以及抗-折强度是低的如1.1。从该实例看出，优选聚乙二醇分子量是6000或更低。
在序号1，2，5，6，8，10，12，15，21的聚乙二醇分子量是2000或4000的PVA水溶液，并且聚乙二醇的加入量在预定范围内(相对100重量份的聚乙烯醇5-50重量份的聚乙二醇)时，所有的吸水率都是0.2％或更低，所有的磁心损失Pcv都低于72，流动性低于26，且抗-折强度高于1.4，因此优选分子量的范围是2000-4000。
[聚乙二醇的加入量]
在序号8的聚乙二醇分子量为2000的PVA水溶液并且聚乙烯醇的加入量在5重量份的情况下，所有性能指标都在优选范围内这时磁心损失Pcv是低的如74，流动性是25，以及抗-折强度是1.8。然而，在序号9的聚乙二醇分子量为4000的PVA水溶液，并且聚乙烯醇的加入量在3重量份的情况下；在序号13的聚乙二醇分子量为1000的PVA水溶液并且聚乙烯醇的加入量在2重量份的情况下；以及在序号16的聚乙二醇分子量为2000的PVA水溶液并且聚乙烯醇的加入量在3重量份的情况下，所有情况下磁心损失Pcv表现高数值如80或更高。所以，聚乙二醇的加入量优选5重量份或更多。
另一方面，在序号18或23的PVA水溶液中，聚乙二醇的加入量是50重量份的情况，优选每个磁心损失Pcv都是低的如62和65。虽然抗-折强度降低，但是它仍然在可以接受的范围内(1.2或更高)。
然而，在序号17和19的PVA水溶液中聚乙二醇的加入量是60重量份的情况，优选磁心损失Pcv都是低的如60和62，但是抗-折强度是低的如0.7，导致易于产生裂缝。由此，聚乙二醇的加入量优选50重量份或更少。
另外，在聚乙二醇分子量是2000和4000，在聚乙烯醇中聚乙二醇加入量在20-40重量份序号1，2，5，6的PVA水溶液的情况下，吸水率是低的，低于0.07，磁心损失Pcv低于69，流动性是26或更低，以及抗-折强度是1.4或更高，因此聚乙二醇的加入量优选20-40重量份。
吸水率和磁心损失Pcv的关系
图9，作为散点图，表示表4的吸水率和磁心损失Pcv的关系。可见，如果吸水率是0.2％或更低，则该实施例组合物的铁氧体获得的磁心损失Pcv是80kW/m3或更低。此外，为获得磁心损失是Pcv 70kW/m3或更低，则优选吸水率是0.1％或更低。
根据本发明，铁氧体烧结产品是通过将铁氧体原料粉，粘结剂聚乙烯醇和分子量为1000-6000的增塑剂聚乙二醇混合造粒，并成形和烧结铁氧体-成形颗粒的成形体而获得，因此低压易碎性提高了，铁氧体成形体的颗粒界面减少了，由此通过减小烧结产品的内部裂缝提供了低磁心损失的铁氧体烧结产品。
根据本发明的第三个实施方案，将5-50重量份的聚乙二醇加入到第一和第二实施方案的100重量份的聚乙烯醇中，从而使第一和第二实施方案的效果得到更优选地实现。

Claims (2)

1.铁氧体成形体，由通过将铁氧体原料粉、粘结剂聚乙烯醇和分子量为1000-6000的增塑剂聚乙二醇混合并将混合物造粒制得的形成铁氧体的颗粒形成，其中当成形体维克斯硬度等于Y和成形体密度等于X(g·cm-3)时，Y和X的关系是Y＝19X-A，并满足X＝3.0-3.9g·cm-3和A＝44-56。
2.权利要求1的铁氧体成形体，其中相对100重量份的聚乙烯醇中加入5-50重量份的聚乙二醇。
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