CN1938793A - 软磁性材料及压粉铁心 - Google Patents

Abstract

一种软磁性材料包含：多个复合磁性颗粒(30)，该复合磁性颗粒(30)由金属磁性颗粒(10)和绝缘涂层(20)形成，该绝缘涂层(20)包围金属磁性颗粒(10)的表面并且含有磷酸金属盐和/或氧化物；以及微粒状润滑剂，该微粒状润滑剂的加入比例为所述的多个复合磁性颗粒(30)的至少0.001质量％到至多0.1质量％。在具有这种结构的情况下，在压制过程中就可以产生优异的润滑性，并且在压制后可以得到所需的磁性特征。

Description

软磁性材料及压粉铁心

技术领域

本发明总体上涉及软磁性材料和压粉铁心。更具体地说，本发明涉及具有多个金属磁性颗粒的软磁性材料和压粉铁心，该金属磁性颗粒覆盖有绝缘涂层。

背景技术

以下将描述第一背景技术。在诸如电磁阀和电机之类的产品中，人们一直倾向于用这样的压粉铁心来替代电磁钢板：该压粉铁心在较宽的频率范围内都具有优异的磁性特征。例如，日本公开专利公报No.平8-100203(专利文献1)描述了一种用于制备这种压粉铁心的方法，其中采用粉末冶金法制备未烧结的成形体，从而形成金属复合部件。

根据专利文献1所述的方法，将增滑剂以固体颗粒或小液滴的气溶胶形式静电涂敷到模具的壁表面上。小液滴或固体颗粒的粒径优选为不超过100微米，更优选为不超过50微米，甚至更优选为不超过15微米。然后，用金属粉末组合物填充该模具，将其压紧以形成未烧结的成形体。当以这样的方式制成的未烧结的成形体中含有比例为0.1重量％到0.4重量％(优选为0.2重量％到0.3重量％)的内部增滑剂时，就可以得到密度特别高的未烧结的成形体。

此外，日本公开专利公报No.平9-104902描述了一种粉末压制方法，该方法的目的是要提高成形体的材料性能以及成形体的可加工性(参见专利文献2)。在专利文献2所述的粉末压制方法中，在用粉末填充模具之前，先将固体润滑剂(由脂肪酸或金属皂制成)喷射到粉末上或模具的内壁上。固体润滑剂的喷射量优选为0.001重量％到2重量％。例如，可以将硬脂酸以0.1重量％的比例喷射到模具的内壁上。

以下将描述第二背景技术。人们一直要求实现电气部件(例如电机铁心和变压器铁心)的高密度化和小型化，同时要求用较低的功率实现精密控制。结果，人们一直在积极开发用于制备上述这些电气部件的压粉铁心，特别是在中高频率下具有优异的磁性特征的压粉铁心。用于制备这种压粉铁心的方法的一个例子是：将有机润滑剂添加到经过表面处理而形成有磷酸盐涂层的铁粉中。将所得到的混合粉末压制成成形体。为了消除在压制过程中产生的变形，对该成形体进行热处理。

此外，PCT国际申请的日本国家阶段申请No.平6-507928中描述了一种用于磁性部件的磁粉组合物及其制备方法(参见专利文献3)。专利文献3中所述的磁粉组合物包含：涂敷有热塑性树脂的铁粉；和氮化硼粉末，氮化硼粉末的混合比例优选为经涂敷的铁粉的0.05重量％到0.4重量％。

[专利文献1]日本公开专利公报No.平8-100203

[专利文献2]日本公开专利公报No.平9-104902

[专利文献3]PCT国际申请的日本国家阶段申请No.平6-507928

发明内容

本发明所要解决的问题

在上述第一背景技术中，专利文献1和专利文献2使用预定的增滑剂或固体润滑剂来减少压制过程中的摩擦。但是，如果这种润滑剂的用量较大，则在通过压制而得到的压粉铁心中，非磁性层就会占较高的比例，从而使压粉铁心的磁性特征下降。如果润滑剂的用量较小，则在压制过程中就不能产生足够的润滑作用，从而使金属粉相互摩擦。因为这样会使金属粉末内部产生显著的变形，所以所得到的压粉铁心的磁性特征也会下降。此外，如果在压制过程中没有足够的润滑作用，就不能用金属粉末以均匀的方式来填充模具，或者粉末的填充密度就会不够。这样会导致压粉铁心的密度不均匀或者使其密度下降。

此外，在上述第二背景技术中，可以把大量有机润滑剂加入到涂敷有磷酸盐的铁粉中，以免在压制过程中由摩擦对磷酸盐涂层造成损坏。但是，这增加了有机润滑剂在压粉铁心中所占的比例，从而导致了所得到的压粉铁心的磁滞损耗增大。另一方面，添加很少量的有机润滑剂可以抑制磁滞损耗的增大，但是在压制过程中磷酸盐涂层会受损，从而导致压粉铁心的涡流损耗增大。

此外，因为有机润滑剂的热分解温度相对较低，所以采用高温处理成形体会导致有机润滑剂热分解并使该润滑剂扩散到铁粉内。这样就会导致所得到的压粉铁心的磁性特征降低。此外，有机润滑剂中的碳(C)作为残渣残留在压粉铁心中。因为碳的电阻很低，所以这样就会导致铁粉之间电连通，从而使压粉铁心的颗粒之间的涡流损耗增大。

此外，如果在高温下使用压粉铁心，压粉铁心中所包含的有机润滑剂就会软化或熔化。这样就会使压粉铁心的强度显著降低。

此外，专利文献3中的磁粉组合物含有氮化硼而没有有机润滑剂。然而，因为在专利文献3中，氮化硼的比例过高，所以磁性体所占的比例低。这样就会导致磁粉组合物的磁通密度降低，并且由于磁滞损耗增大而导致铁耗增大。

本发明的目的是要解决上述问题，并且提供一种软磁性材料以及由这种软磁性材料制成的压粉铁心，所述软磁性材料在压制之后可以得到所需的磁性特征。本发明的另一个目的是提供压粉铁心、软磁性材料以及制备具有所需的磁性特征的压粉铁心的方法。

解决问题的手段

本发明的一个方面是使用软磁性材料制备压粉铁心。用于制备压粉铁心的软磁性材料包含：多个复合磁性颗粒，该复合磁性颗粒由金属磁性颗粒以及绝缘涂层形成，该绝缘涂层包围所述金属磁性颗粒的表面并含有磷酸金属盐和/或氧化物；以及润滑剂，该润滑剂为微粒状，并且其添加的比例为所述的多个复合磁性颗粒的至少0.001质量％到至多0.1质量％。

在这种软磁性材料中，微粒状润滑剂的比例为至少0.001质量％，从而在制备压粉铁心时，在压制过程中就可以在复合磁性颗粒之间获得足够的润滑作用。此外，通过使微粒状润滑剂的比例不超过0.1质量％，金属磁性颗粒之间的距离就不会变得太大。这样就可以避免在金属磁性颗粒之间产生退磁磁场(退磁磁场的产生是由于在金属磁性颗粒中形成磁极，这导致能量损耗)，并且可以抑制由退磁磁场而导致的磁滞损耗增大。此外，通过限制非磁性层在压粉铁心中所占的体积比，就可以避免饱和磁通密度降低。

此外，含有磷酸金属盐和/或氧化物的绝缘涂层具有优异的润滑性。因此，即使绝缘涂层在压制过程中相互摩擦，也不会产生显著的摩擦力。

因此，在本发明中，由微粒状润滑剂所产生的有利效果以及由绝缘涂层所产生的有利效果共同起作用，使得压制过程中的润滑作用被显著增强。结果，可以避免绝缘涂层在压制过程中受损，并且可以避免金属磁性颗粒产生显著的变形。这样就可以得到涡流损耗和磁滞损耗二者都很低并且具有所需的磁性特征的压粉铁心。

微粒状润滑剂的平均粒径优选为不超过2.0微米。根据这种软磁性材料，在进行压制操作以制备压粉铁心的过程中，微粒状润滑剂可以以较高的几率介入复合磁性颗粒之间。结果，即使是使用很少量(不超过0.1质量％)的微粒状润滑剂，该润滑剂也可以在复合磁性颗粒之间确实起到具有润滑效果的添加剂的作用。

微粒状润滑剂优选为含有金属皂和/或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂。无机润滑剂是这样的润滑剂：不含碳(C)的物质作为其主要成分或者碳的同素异形体(包括石墨，石墨是碳的同素异形体)作为其主要成分。

根据这种软磁性材料，当微粒状润滑剂含有金属皂时，金属皂具有优异的润滑性，从而可以使压制过程中复合磁性颗粒之间的摩擦力显著减小。当微粒状润滑剂含有具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂时，无机润滑剂具有层状结构。即使是使用很低比例(不超过0.1质量％)的无机润滑剂，在无机润滑剂的层状结构中发生的劈分也产生优异的润滑作用。更具体地说，在进行压制操作以制备压粉铁心时，无机润滑剂存在于复合磁性颗粒之间，使得与复合磁性颗粒相接触的所述无机润滑剂的晶体层的最外表面被剥落，从而使颗粒之间的摩擦显著降低。结果，避免了在压制过程中在复合磁性颗粒之间产生剧烈的摩擦，并且抑制了在复合磁性颗粒中产生显著的变形。此外，与有机润滑剂相比而言，无机润滑剂总体上具有较高的热分解温度并且具有优异的耐热性。因此，在制备压粉铁心时，可以进行高温加热，而不会使无机润滑剂降解或软化。

微粒状润滑剂的比例优选为所述的多个复合磁性颗粒的至少0.001质量％到至多0.025质量％。根据这种软磁性材料，退磁磁场在金属磁性颗粒之间的产生得到了进一步抑制，同时非磁性层在压粉铁心中的比例可以被进一步降低。

优选的是，在多个复合磁性颗粒之间还包含有热塑性树脂，热塑性树脂的比例为所述的多个复合磁性颗粒的至少0.001质量％到至多0.1质量％。根据这种软磁性材料，除了微粒状润滑剂以外还含有的热塑性树脂可以使相邻的复合磁性颗粒被牢固地粘接在一起。热塑性树脂的粘接效果可以提高压粉铁心的强度。此外，当加工成形体以制备压粉铁心时，所述的粘接效果还可以防止复合磁性颗粒由于受到加工应力而从被加工表面剥离。结果，可以使被加工表面具有较低的表面粗糙度和良好的机械加工性。此外，加入热塑性树脂可以提高复合磁性颗粒之间的绝缘性。结果，可以进一步抑制在颗粒之间产生的涡流损耗，并且进一步减小压粉铁心的铁耗。

使用其加入比例为至少0.001质量％的热塑性树脂就可以充分获得以上这些优点。此外，通过使用其加入比例不超过0.1质量％的热塑性树脂，就可以避免非磁性层在压粉铁心中占太大的比例。这样就可以防止压粉铁心的磁通密度降低。

根据本发明另一方面的压粉铁心是使用根据权利要求1所述的软磁性材料而制成的压粉铁心。根据这种压粉铁心，涡流损耗和磁滞损耗都减小，使得它可以具有铁耗低的磁性特征。在制备压粉铁心时，可以加入其它有机物来提高强度和耐热性。即使在这些有机物存在的条件下，也仍然可以得到本发明的有利效果。

压粉铁心的填充率优选为至少95％。根据这种压粉铁心，当使用上述任何一种软磁性材料时，可以限制润滑剂的添加量同时获得优异的润滑性，这样就可以制成填充率得到提高的压粉铁心。这使得压粉铁心的强度得到提高，从而使其具有磁通密度高的磁性特征。

根据另一方面，本发明提供一种用于制备压粉铁心的软磁性材料。这种软磁性材料包含：多个复合磁性颗粒，该复合磁性颗粒由金属磁性颗粒以及绝缘涂层形成，该绝缘涂层包围所述金属磁性颗粒的表面并含有磷酸金属盐和/或氧化物；以及润滑性粉末，该润滑性粉末含有金属皂并且其添加到所述的多个复合磁性颗粒中的比例为至少0.001质量％到至多0.1质量％。所述润滑性粉末的平均粒径不超过2.0微米。

根据这种软磁性材料，润滑性粉末的平均粒径被设定为不超过2.0微米，使得在进行压制操作以制备压粉铁心时，润滑剂颗粒介于复合磁性颗粒之间的几率更高。结果，即使是用很少量(不超过0.1质量％)的润滑性粉末，该润滑性粉末也可以在复合磁性颗粒之间确实起到润滑剂的作用。通过把润滑性粉末的比例设定为至少0.001质量％，就可以充分产生这样的有利效果。此外，通过把润滑性粉末的比例设定为不超过0.1质量％，就避免了使金属磁性颗粒之间的距离变得太大。这样就可以避免在金属磁性颗粒之间产生退磁磁场(退磁磁场的产生是由于在金属磁性颗粒中形成的磁极导致能量损耗)，并且可以抑制由退磁磁场而导致的磁滞损耗增大。此外，通过限制非磁性层在压粉铁心中所占的体积比，就可以避免饱和磁通密度降低。

此外，含有磷酸金属盐和/或氧化物的绝缘涂层具有优异的润滑性。因此，即使绝缘涂层在压制过程中相互摩擦，也不会产生显著的摩擦力。

因此，在本发明中，由润滑性粉末所产生的有利效果以及由绝缘涂层所产生的有利效果共同起作用，使得压制过程中的润滑性被显著增强。结果，可以避免绝缘涂层在压制过程中受损，并且可以避免金属磁性颗粒产生显著的变形。这样就可以得到涡流损耗和磁滞损耗二者都很低并且具有所需的磁性特征的压粉铁心。

润滑性粉末的平均粒径优选为不超过1.0微米。根据这种软磁性材料，在进行压制操作以制备压粉铁心的过程中，润滑性粉末可以以较高的几率介入复合磁性颗粒之间。这样可以在压制过程中更有效地增强润滑作用。

此外，润滑性粉末的比例优选为所述的多个复合磁性颗粒的至少0.001质量％到至多0.025质量％。根据这种软磁性材料，退磁磁场在金属磁性颗粒之间的产生得到了进一步抑制，同时非磁性层在压粉铁心中的比例可以被进一步降低。

此外还优选的是，所述金属皂为至少一种选自硬脂酸锌、硬脂酸钙和硬脂酸铝中的材料。根据这种软磁性材料，含有上述这些材料的润滑性粉末具有优异的润滑性，所以在压制过程中可以有效地减小复合磁性颗粒之间的摩擦力。

根据本发明的另一个方面，压粉铁心由上述任何一种软磁性材料制成。根据这种压粉铁心，涡流损耗和磁滞损耗都减小，使得获得铁耗低的磁性特征成为可能。在制备压粉铁心时，可以加入其它有机物以提高强度和耐热性。即使在上述这些有机物存在的条件下，也仍然可以得到本发明的有利效果。

根据本发明的另一个方面，压粉铁心包含：多个粘接的复合磁性颗粒；无机润滑剂，该无机润滑剂具有六方晶系的晶体结构并介于所述的多个复合磁性颗粒之间，并且该无机润滑剂的含量范围为所述的多个复合磁性颗粒的大于0而小于0.05质量％。无机润滑剂是这样的润滑剂：不含碳(C)的材料作为其主要成分或碳的同素异形体(包括石墨，石墨是碳的同素异形体)作为其主要成分。

当微粒状润滑剂含有无机润滑剂(其具有六方晶系的晶体结构)时，无机润滑剂具有层状结构。即使是使用很低比例(不超过0.05质量％)的无机润滑剂，在无机润滑剂的层状结构中发生的劈分也产生优异的润滑作用。更具体地说，在进行压制操作以制备压粉铁心时，无机润滑剂存在于复合磁性颗粒之间，使得与复合磁性颗粒相接触的所述无机润滑剂的晶体层的最外表面被剥落，从而使颗粒之间的摩擦显著降低。结果，避免了在压制过程中在复合磁性颗粒之间产生剧烈的摩擦，并且抑制了在复合磁性颗粒中产生显著的变形。此外，通过使用其加入比例不超过0.05质量％的无机润滑剂，就可以避免非磁性层在压粉铁心中占太大的比例。因此，与不添加无机润滑剂的情况相比而言，当施加相同的压力来制备压粉铁心时，上述这种实施方案可以达到更高的密度。这样就可以得到具有高磁通密度和高强度的压粉铁心。

此外，相对于有机润滑剂而言，无机润滑剂总体上具有更高的热分解温度，因此具有优异的耐热性。因此，在制备压粉铁心时，可以进行高温加热，而不会使无机润滑剂降解或软化。由于上述这些原因，本发明可以得到这样的压粉铁心，该压粉铁心的涡流损耗和磁滞损耗二者都被充分降低并且还具有高强度。

此外，无机润滑剂优选为含有至少一种选自氮化硼、二硫化钼和二硫化钨中的材料。在这种压粉铁心中，含有上述这些材料的无机润滑剂具有优异的润滑性、耐热性和绝缘性。更具体地说，在进行压制操作以制备压粉铁心时，鳞片状的晶体层从无机润滑剂的最外表面上剥落下来，粘附到复合磁性颗粒的表面上。这样在形成压粉铁心时，就会使复合磁性颗粒之间的绝缘性增强。此外，含有上述这些材料的无机润滑剂中不含碳。因此，可以避免由于在压粉铁心中存在着碳而使复合磁性颗粒之间的电阻特别低的问题。由于上述这些原因，所以可以使压粉铁心的涡流损耗显著降低。

所述的多个复合磁性颗粒中的每一个都优选含有金属磁性颗粒和绝缘涂层，该绝缘涂层包围所述金属磁性颗粒的表面。根据这种压粉铁心，由无机润滑剂产生的润滑作用可以防止绝缘涂层在进行压制操作以制备压粉铁心的过程中受损。这样就可以得到涡流损耗低的压粉铁心。

此外无机润滑剂的比例优选为所述的多个复合磁性颗粒的至少0.0005质量％到至多0.01质量％。根据这种压粉铁心，在上述比例范围内的无机润滑剂产生十分优异的润滑作用，从而可以特别显著地获得无机润滑剂的上述有利效果。

此外优选的是，该压粉铁心在各个复合磁性颗粒之间还具有热塑性树脂，热塑性树脂的比例为所述的多个复合磁性颗粒的至少0.001质量％到至多0.1质量％。根据这种压粉铁心，除无机润滑剂以外还含有的热塑性树脂可以使相邻的复合磁性颗粒被牢固地粘接在一起。热塑性树脂的粘接效果提高了压粉铁心的强度。此外，当加工成形体以制备压粉铁心时，所述的粘接效果防止了复合磁性颗粒由于受到加工应力而从加工表面剥离。结果，可以使加工表面具有较低的表面粗糙度和良好的机械加工性。此外，加入热塑性树脂可以提高复合磁性颗粒之间的绝缘性。结果，可以进一步降低在复合磁性颗粒之间产生的涡流损耗以及减小压粉铁心的铁耗。

使用其加入比例为至少0.001质量％的热塑性树脂就可以充分获得以上这些优点。此外，通过使用其加入比例不超过0.1质量％的热塑性树脂，就可以避免非磁性层在压粉铁心中占太大的比例。这样就可以防止压粉铁心的磁通密度降低。

压粉铁心的填充率优选为至少95％。根据这种压粉铁心，使用无机润滑剂可以限制润滑剂的添加量同时获得优异的润滑作用，这样就可以制成填充率得到提高的压粉铁心。这使得压粉铁心的强度得到提高，从而使其具有磁通密度高的磁性特征。

根据本发明的另一个方面，使用软磁性材料来制备上述任何一种压粉铁心。所述软磁性材料包含一种混合物，该混合物含有多个复合磁性颗粒和无机润滑剂。根据这种软磁性材料，可以制成磁性特征优异的压粉铁心。

根据本发明的制备压粉铁心的方法是制备上述任何一种压粉铁心的方法。所述制备压粉铁心的方法包括以下步骤：通过压制混合物而形成成形体的步骤，该混合物含有多个复合磁性颗粒和无机润滑剂；以及在至少400℃的温度下加热该成形体的步骤。

根据这种制备压粉铁心的方法，无机润滑剂具有优异的耐热性，使得即使是在至少400℃的高温下进行加热时，也可以避免由于无机润滑剂的热分解而使复合磁性颗粒的磁性特征劣化。此外，通过高温加热，可以充分减少复合磁性颗粒中所存在的变形。这样就可以制成磁滞损耗低的压粉铁心。

本发明的有利效果

根据以上所述的本发明，可以提供一种在压制之后能具有所需的磁性特征的软磁性材料以及由该软磁性材料制成的压粉铁心。此外，根据本发明，可以提供压粉铁心、软磁性材料以及制备具有所需磁性特征的压粉铁心的方法。

附图的简要说明

图1是使用根据本发明第一实施方案的软磁性材料制成的压粉铁心的断面模式图。

图2是示出在本发明的第一实施例中，硬脂酸锌的添加量和表观密度之间的关系的图。

图3是示出在本发明的第一实施例中，硬脂酸锌的添加量和表观密度之间的关系的另一幅图。

图4是示出在本发明的第一实施例中，硬脂酸锌的添加量和流动度之间的关系的图。

图5是示出在本发明的第一实施例中，硬脂酸锌的添加量和流动度之间的关系的另一幅图。

图6是示出在本发明的第二实施例中，硬脂酸锌的平均粒径和添加量以及表观密度之间的关系的图。

图7是示出在本发明的第二实施例中，硬脂酸锌的平均粒径和添加量以及表观密度之间的关系的另一幅图。

图8是示出在本发明的第二实施例中，硬脂酸锌的平均粒径和添加量以及流动度之间的关系的图。

图9是示出在本发明的第二实施例中，硬脂酸锌的平均粒径和添加量以及流动度之间的关系的另一幅图。

图10是使用根据本发明第二实施方案的软磁性材料制成的压粉铁心的断面模式图。

图11是示出在本发明的第四实施例中，无机润滑剂的添加量和表观密度之间的关系的图。

图12是示出在本发明的第四实施例中，无机润滑剂的添加量和流动度之间的关系的图。

图13是示出在本发明的第五实施例中，无机润滑剂的添加量和成形体的铁耗之间的关系的图。

图14是示出在本发明的第五实施例中，无机润滑剂的添加量和成形体的铁耗之间的关系的另一幅图。

图15是示出在本发明的第六实施例中，热塑性树脂的添加量和成形体的铁耗之间的关系的图。

图16是示出在本发明的第七实施例中，成形体的填充率和铁耗之间的关系的图。

图17是示出在本发明的第八实施例中，加热温度和成形体的铁耗之间的关系的图。

附图标记说明

10：金属磁性颗粒；20：绝缘涂层；30：复合磁性颗粒；40：有机物；110：金属磁性颗粒；120：绝缘涂层；130：复合磁性颗粒；140：无机润滑剂。

实施本发明的最佳方式

以下将参照附图对本发明的实施方案进行描述。

(第一实施方案)

如图1所示，压粉铁心包含多个复合磁性颗粒30，该复合磁性颗粒30由金属磁性颗粒10、以及包围金属磁性颗粒10的表面的绝缘涂层20形成。有机物40存在于多个复合磁性颗粒30之间。复合磁性颗粒30通过有机物40而彼此粘接在一起、或者通过复合磁性颗粒30所具有的凹凸部分相啮合而彼此连接在一起。

根据本实施方案的软磁性材料(用于制备图1所示的压粉铁心)包含：多个复合磁性颗粒30，该复合磁性颗粒30由金属磁性颗粒10和绝缘涂层20形成；以及润滑性粉末(微粒状润滑剂)，该润滑性粉末以预定的比例被添加到复合磁性颗粒30中，并且在压制时起到图1所示的压粉铁心中的有机物40的作用。

例如，金属磁性颗粒10可以由下列材料制成：铁(Fe)、铁(Fe)-硅(Si)系合金、铁(Fe)-氮(N)系合金、铁(Fe)-镍(Ni)系合金、铁(Fe)-碳(C)系合金、铁(Fe)-硼(B)系合金、铁(Fe)-钴(Co)系合金、铁(Fe)-磷(P)系合金、铁(Fe)-镍(Ni)-钴(Co)系合金或铁(Fe)-铝(Al)-硅(Si)系合金。金属磁性颗粒10可以是单一一种金属或者是合金。

绝缘涂层20含有磷酸金属盐和/或氧化物。除了使用磷酸铁(磷酸的铁盐)以外，磷酸金属盐的例子还包括：磷酸锰、磷酸锌、磷酸钙和磷酸铝。此外，磷酸金属盐还可以是磷酸的复合金属盐，例如掺杂有少量铝的磷酸铁。氧化物的例子包括：二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化锆。也可以使用这些金属的掺合物。绝缘涂层20可以以如图所示的单层的方式形成，或者也可以以多层的方式形成。

润滑性粉末可以由下列材料制成：金属皂(例如硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙、硬脂酸铝、棕榈酸锂、棕榈酸钙、油酸锂和油酸钙)；或具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂(例如氮化硼(BN)、二硫化钼(MoS₂)、二硫化钨(WS₂)或石墨)。

润滑性粉末的加入比例为多个复合磁性颗粒30的至少0.001质量％到至多0.1质量％。其平均粒径不超过2.0微米。润滑性粉末的加入比例优选为多个复合磁性颗粒30的至少0.001质量％到至多0.025质量％。润滑性粉末的平均粒径优选为不超过1.0微米。本文所涉及的平均粒径是指50％粒径D，即，在采用激光散射衍射法测量的粒径直方图中，颗粒从直方图粒径最小端开始的累积质量达到颗粒总质量的50％时所对应的粒径。

根据本发明第一实施方案的软磁性材料包含：多个复合磁性颗粒30，该复合磁性颗粒30由金属磁性颗粒10以及绝缘涂层20形成，该绝缘涂层20包围金属磁性颗粒10的表面并含有磷酸金属盐和/或氧化物；以及润滑性粉末，该润滑性粉末含有金属皂，并且其添加到所述的多个复合磁性颗粒30中的比例为至少0.001质量％到至多0.1质量％。该润滑性粉末的平均粒径不超过2.0微米。

此外，根据另一方面，本发明第一实施方案的软磁性材料包含：多个复合磁性颗粒30，该复合磁性颗粒30由金属磁性颗粒10以及绝缘涂层20形成，该绝缘涂层20包围金属磁性颗粒10的表面并含有磷酸金属盐和/或氧化物；以及微粒状的润滑性粉末，该润滑性粉末被添加到所述的多个复合磁性颗粒30中的比例为至少0.001质量％到至多0.1质量％。

接下来将描述制备根据该实施方案的软磁性材料的方法、以及由该软磁性材料制备图1所示的压粉铁心的方法。

首先，在金属磁性颗粒10上实施预定的涂敷操作，以形成复合磁性颗粒30，其中金属磁性颗粒10被绝缘涂层20包被。此外，使用网孔粗细合适的筛子进行筛分，以制备出平均粒径不超过2.0微米的润滑性粉末。还可以使用市售可得的、平均粒径为0.8微米到1.0微米的金属皂(例如，“MZ-2”，由日本油脂株式会社出品)作为润滑性粉末。然后，将润滑性粉末以预定的比例添加到复合磁性颗粒30中。用V型混合器将上述这些材料混合而形成本实施方案的软磁性材料。对所用的混合方法没有特别限制。

接下来，将所得到的软磁性材料放置在模具中并且在例如700MPa到1500MPa的压力下加压成形。这样对软磁性材料进行压制并最终得到成形体。优选的是，压制操作在惰性气体或减压的气氛下进行。这样可以抑制复合磁性颗粒30被大气中的氧气氧化。

与常规技术中所用润滑剂的平均粒径(约5微米到10微米)相比而言，本实施方案使用的润滑性粉末具有相对较小的平均粒径(不超过2.0微米)。因此，在润滑剂的添加量相对于多个复合磁性颗粒30的比例相同的情况下，在本实施方案中，单位体积的软磁性颗粒中也会存在有数量更多的润滑剂颗粒。这样润滑剂颗粒介于复合磁性颗粒30之间的几率会更高。此外，含有磷酸金属盐或氧化物的绝缘涂层20本身也具有优异的润滑性。在进行上述压制操作的过程中，这种绝缘涂层20和位于复合磁性颗粒30之间的润滑性粉末可以导致获得优异的润滑性。

此外，硬脂酸锌具有层状结构、并且具有表面层相继剥落的滑动性。而且，硬脂酸锌的硬度比硬脂酸钙和硬脂酸铝的硬度更高。由于以上原因，当使用硬脂酸锌作为润滑性粉末时，可以获得非常优异的润滑性。

然后，在至少为400℃并且低于绝缘涂层20的热分解温度的温度下，对压制而成的成形体进行加热。该操作消除了成形体中所存在的变形和位错。在该操作过程中，因为在低于绝缘涂层20的热分解温度的温度下进行加热，所以加热不会使绝缘涂层20分解。在加热之后，通过挤出加工、切削加工等对成形体进行适当的加工，从而得到图1所示的压粉铁心。

对于上述软磁性材料和压粉铁心，在压制过程中，复合磁性颗粒30之间具有优异的润滑性。这样就避免了绝缘涂层20在压制过程中受损、并且抑制了在金属磁性颗粒10中引入明显的变形。此外，因为润滑性粉末的添加量不超过0.1质量％，所以非磁性层在压粉铁心中所占的比例被保持在较低的水平。这样就避免使金属磁性颗粒10之间的距离变得过大，并且防止了产生退磁磁场。上述原因使压粉铁心中的涡流损耗和磁滞损耗都降低，并且可以得到铁耗低的压粉铁心。此外，因为本实施方案的软磁性材料具有优异的润滑性和流动性，所以软磁性材料可以以均匀的方式来填充模具。这样就可以将压粉铁心制成为没有密度变化的均匀的产品。

(第一实施例)

使用下述实施例来评价根据第一实施方案的软磁性材料以及由该软磁性材料制成的压粉铁心。

首先，将预定量的硬脂酸锌(商品名为“MZ-2”，由日本油脂株式会社出品，平均粒径为0.8微米)作为润滑性粉末而添加到作为复合磁性颗粒30的带有磷酸盐涂层的铁粉(商品名为“Somaloy500”，由Hoganas公司出品)中。然后，用V型混合器混合1小时。制备多种软磁性材料，其中该各软磁性材料中含有相对于带有磷酸盐涂层的铁粉而言添加量彼此不同的硬脂酸锌。为了比较，制备多种软磁性材料，其中该各软磁性材料中含有相对于不具有磷酸盐涂层的铁粉(商品名为“ABC 100.30”，由Hoganas公司出品)而言添加量彼此不同的硬脂酸锌。

为了评价软磁性材料的润滑性，对以上制备的不同软磁性材料按照“JIS Z 2504”测量其表观密度，并按照“JIS Z 2502”测量其流动度。表观密度(也称之为填充密度)是这样测量的：用按照一定方法自由下落的粉末填充具有一定容积的圆筒状容器，由这种方式得到的重量和体积来确定表观密度。该值越高表明软磁性材料的润滑性越好。此外，流动度也被称为流动性系数和流动速度，表示粉末流动的难易程度。流动度以从具有一定尺寸(直径为4.0mm)的小孔中流出一定重量(50g)的混合粉末所需的时间来表示。该值越低表明软磁性材料的润滑性越好。

图3和图5分别是来自图2和图4中的测量结果，详细地示出了硬脂酸锌的添加量为0到0.05质量％时的测量结果。

如图2和图3所示，当硬脂酸锌的添加量为至少0.001质量％到至多0.1质量％时，如果采用带有磷酸盐涂层的铁粉，则可以获得高表观密度。而且，当硬脂酸锌的添加量不超过0.025质量％时，可以获得特别高的表观密度。与此类似，如图4和图5所示，当硬脂酸锌的添加量为至少0.001质量％到至多0.1质量％时，如果采用带有磷酸盐涂层的铁粉，则可以获得良好的流动性。而且，当硬脂酸锌的添加量不超过0.025质量％时，可以获得特别优异的流动性。

(第二实施例)

接下来，准备硬脂酸锌(由日本油脂株式会社出品)作为润滑性粉末。进行干式筛分，以将粉末分成平均粒径分别为0.8微米、1.6微米、2.3微米和7.5微米的四类硬脂酸锌。然后，将硬脂酸锌粉末以预定的量添加到作为复合磁性颗粒30的带有磷酸盐涂层的铁粉(商品名为“Somaloy 500”，由Hoganas公司出品)中，并且如第一实施例一样进行混合。这样就得到了其中硬脂酸锌的平均粒径不同并且添加到带有磷酸盐涂层的铁粉中的硬脂酸锌的量不同的多种软磁性材料。

如第一实施例一样，对以这样的方式制成的软磁性材料的表观密度和流动度进行测量。图7和图9分别是来自图6和图8中的测量结果，详细地示出了硬脂酸锌的添加量为0到0.05质量％时的测量结果。

如图6和图7所示，当硬脂酸锌的平均粒径不超过2.0微米时，可以获得高的表观密度。而且，当硬脂酸锌的平均粒径不超过1.0微米时，可以获得特别高的表观密度。与此类似，如图8和图9所示，当硬脂酸锌的平均粒径不超过2.0微米时，可以获得好的流动性。而且，当硬脂酸锌的平均粒径不超过1.0微米时，可以获得特别优异的流动性。

由上述第一实施例和第二实施例的结果证明：本发明的软磁性材料具有优异的润滑性。虽然其它类型的金属皂(例如硬脂酸铝和硬脂酸钙)也可以得到与第一实施例和第二实施例所述结果相似的结果，但是采用硬脂酸锌作为润滑性粉末得到了表观密度和流动性都是最佳的结果。这可能是因为硬脂酸锌由层状结构形成，但是可能还存在有其它因素。

(第三实施例)

选择几种第二实施例中所用的软磁性材料，并将其压制成环状压粉铁心(外径30mm×内径20mm×厚度5mm)。施加1078MPa(＝11吨/cm²)的加压压力。将线圈均匀地缠绕在所得到的压粉铁心上(一次侧缠绕300次，二次侧缠绕20次)，并且评价压粉铁心的磁性特征。使用BH曲线示踪器(型号为ACBH-100K，由理研电子株式会社出品)在10千高斯的励磁通量密度和1000赫兹的测量频率下进行评价。表1示出压粉铁心的铁耗测量值W_10/1000。

铁耗以磁滞损耗和涡流损耗的总和来表示，并且采用下式确定该值，其中Kh为磁滞损耗系数，Ke为涡流损耗系数，f为频率。

W＝Kh×f+Ke×f²

[表1]

硬脂酸锌的平均粒径(μm)	铁耗W10/1000(W/kg)
										硬脂酸锌的添加量(质量％)
	0	0.0004	0.0010	0.0050	0.0100	0.0250	0.0500	0.1000	0.2500
										0.8	305	204	159	145	162	180	185	195	324
1.6	305	245	191	174	194	216	222	234	389
										2.3	305	367	286	261	292	324	333	351	583
7.5	305	477	372	339	379	421	433	456	758

如表1所示，对于其中硬脂酸锌的平均粒径不超过2.0微米、并且硬脂酸锌的添加量为至少0.001质量％到至多0.1质量％的软磁性材料来说，其获得的铁耗低。而且，对于其中硬脂酸锌的添加量不超过0.025质量％的软磁性材料来说，其获得的铁耗特别低。

如果硬脂酸锌(用作润滑性粉末)的添加量太小，就不能充分地得到由添加硬脂酸锌而产生的有利效果，从而导致作为绝缘涂层20的磷酸盐涂层在压制过程中受损。此外，颗粒之间的流动性降低，导致在压制过程中将更多的变形引入到铁粉颗粒中。一般认为，这些原因会使涡流损耗和磁滞损耗增大，从而导致铁耗增大。如果硬脂酸锌的添加量太大，介于铁粉颗粒之间的非磁性层的量就会增多。一般认为，这样会在铁粉颗粒之间产生退磁磁场，从而导致铁耗增大。

此外，如果硬脂酸锌的粒径小，则硬脂酸锌可以均匀地、薄薄地分散在铁粉颗粒的表面上，从而达到最佳的润滑效果。如果硬脂酸锌的粒径大，则即使是在添加量相同的情况下，硬脂酸锌介于铁粉颗粒之间的几率也会减少。这样，在压制过程中得到的润滑效果被降低。因此，在本实施例中，当硬脂酸锌的平均粒径不超过2.0微米时，压粉铁心的铁耗表现为降低。

由上述第三实施例的结果证明：本发明的压粉铁心具有得到改善的磁性特征。

(第二实施方案)

如图10所示，压粉铁心包含多个复合磁性颗粒130，该复合磁性颗粒130由金属磁性颗粒110、以及包围金属磁性颗粒110的表面的绝缘涂层120形成。具有六方晶系晶体结构的无机润滑剂140介于多个复合磁性颗粒130之间。复合磁性颗粒130通过无机润滑剂140而彼此粘接在一起、或者通过复合磁性颗粒130所具有的凹凸部分相啮合而彼此连接在一起。

无机润滑剂140(例如氮化硼(BN)、二硫化钼(MoS₂)、二硫化钨(WS2)或石墨)具有六方晶系的晶体结构。在压粉铁心中，相对于多个复合磁性颗粒130的质量，无机润滑剂140的含量范围为大于0并且小于0.05质量％。在压粉铁心中，无机润滑剂140的含量比例优选为至少0.0005质量％到至多0.01质量％。在压粉铁心中，无机润滑剂140的含量比例更优选为至少0.0005质量％到至多0.001质量％。

例如，金属磁性颗粒110可以由下列材料制成：铁(Fe)、铁(Fe)-硅(Si)系合金、铁(Fe)-氮(N)系合金、铁(Fe)-镍(Ni)系合金、铁(Fe)-碳(C)系合金、铁(Fe)-硼(B)系合金、铁(Fe)-钴(Co)系合金、铁(Fe)-磷(P)系合金、铁(Fe)-镍(Ni)-钴(Co)系合金或铁(Fe)-铝(Al)-硅(Si)系合金。金属磁性颗粒110可以是单一一种金属或者是合金。

金属磁性颗粒110的平均粒径优选为至少100微米到至多300微米。在平均粒径为至少100微米的情况下，可以减小由金属磁性颗粒110的表面能造成的应力-应变所影响的区域在整个金属磁性颗粒110中所占的比例。这种由金属磁性颗粒110的表面能造成的应力-应变是由位于金属磁性颗粒110表面上的变形和缺陷而产生的应力-应变。这样会导致磁畴壁的移动受阻。结果，减小应力-应变在整个金属磁性颗粒110中所占的比例可以降低压粉铁心中的磁滞损耗。

在对金属磁性颗粒110施加高频磁场时，由于表皮效应，所以仅在颗粒表面上形成磁场，并且在颗粒内部产生没有形成磁场的区域。这种在颗粒内部产生的没有形成磁场的区域会使金属磁性颗粒110的铁耗增大。因此，通过将金属磁性颗粒110的平均粒径设定为不超过300μm，就可以抑制在颗粒内部产生没有形成磁场的区域，由此使压粉铁心的铁耗减小。

本文所涉及的平均粒径是指50％粒径D，即，在采用激光散射衍射法测量的粒径直方图中，颗粒从直方图粒径最小端开始的累积质量达到颗粒总质量的50％时所对应的粒径。

例如，可以通过用磷酸处理金属磁性颗粒110而形成绝缘涂层120。更优选的是，绝缘涂层120含有氧化物。除了使用磷酸铁(磷酸的铁盐)以外，含有氧化物的绝缘涂层120的例子还包括氧化物绝缘体，例如磷酸锰、磷酸锌、磷酸钙、磷酸铝、二氧化硅、二氧化钛、氧化铝和氧化锆。绝缘涂层120可以以如图所示的单层的方式形成，或者也可以以多层的方式形成。

绝缘涂层120在金属磁性颗粒110之间起到绝缘层的作用。通过用绝缘涂层120覆盖金属磁性颗粒110，就可以提高压粉铁心的电阻率ρ。因此，可以抑制金属磁性颗粒110之间的涡流流动，并且可以减小由涡流损耗造成的铁耗。

绝缘涂层120的平均厚度优选为至少5nm到至多100nm。这里所述的平均厚度T是按如下方式确定的。通过组成分析(TEM-EDX：透射电子显微镜-能量色散型X射线光谱法)得到膜的组成，通过电感耦合等离子体质谱(ICP-MS)得到原子重量。用这些数据来确定等效厚度。此外，用TEM照片直接观察涂层并确定所计算出的等效厚度的数量级。

通过将绝缘涂层120的厚度设定为不低于5nm，就可以抑制涂层中流动的隧道电流，从而使得由这种隧道电流引起的涡流损耗的增大受到抑制。此外，通过将绝缘涂层120的厚度设定为不超过100nm，就可以防止金属磁性颗粒110之间的距离太大。因此，可以防止金属磁性颗粒110之间产生退磁磁场，并且可以防止由所产生的退磁磁场造成的磁滞损耗增大。而且，通过限制非磁性层在压粉铁心中所占的体积比例，就可以抑制压粉铁心的磁通密度的减小。

除了无机润滑剂140以外，热塑性树脂也可以介于多个复合磁性颗粒130之间。在这种情况下，在压粉铁心中，热塑性树脂的含量相当于所述多个复合磁性颗粒130的至少0.001质量％到至多0.1质量％。热塑性树脂将多个复合磁性颗粒130牢固地粘接，从而使压粉铁心的强度提高。可以用作热塑性树脂的材料的例子包括：热塑性聚酰亚胺、热塑性聚酰胺、热塑性聚酰胺-酰亚胺、高分子量聚乙烯、聚苯硫醚、聚酰胺-酰亚胺、聚醚砜、聚醚酰亚胺或聚醚醚酮。高分子量聚乙烯是指分子量为至少100,000的聚乙烯。

根据本发明第二实施方案的压粉铁心包括：多个复合磁性颗粒130，其彼此粘接；无机润滑剂140，其具有六方晶系的晶体结构并且介于多个复合磁性颗粒130之间，相对于所述的多个复合磁性颗粒130的质量，该无机润滑剂的含量为大于0并且小于0.05质量％。

接下来将描述制备图10所示的压粉铁心的方法。首先，采用水雾化法或气体雾化法制备金属磁性颗粒110。然后，在金属磁性颗粒110上进行预定的涂敷操作，形成复合磁性颗粒130，其中金属磁性颗粒110被绝缘涂层120包围。

接着，将无机润滑剂140以预定比例添加到所得到的复合磁性颗粒130中，并且用V型混合器进行混合以得到混合粉末。还可以在加入无机润滑剂140的同时以预定比例加入热塑性树脂。对混合方法没有特别限制。可以采用的方法的实例包括：机械合金化方法、振动球磨法、行星式球磨法、机械熔化法、共沉淀法、化学气相沉积法(CVD)、物理气相沉积法(PVD)、电镀法、溅射法、汽化法和溶胶-凝胶法。

然后，将所得到的混合粉末放置在模具中并且在例如700MPa到1500MPa的压力下进行压制。这样对混合粉末进行压制并最终形成成形体。优选的是，压制操作在惰性气体或减压的气氛下进行。这样可以抑制混合粉末被大气中的氧气氧化。

在该压制操作过程中，处于相邻的复合磁性颗粒130之间的无机润滑剂140可以防止复合磁性颗粒130之间产生剧烈的摩擦。因为无机润滑剂140具有优异的润滑性，所以即使是在仅使用很少量的无机润滑剂140的情况下，在复合磁性颗粒130的外表面上形成的绝缘涂层120也不会受损。结果，金属磁性颗粒110一直被绝缘涂层120包被，使得绝缘涂层120可以在金属磁性颗粒110之间确实起到绝缘层的作用。

然后，在至少为400℃并且低于绝缘涂层120的热分解温度的温度下，对压制而得到的成形体进行加热。该操作消除了成形体中所存在的变形和位错。因为无机润滑剂140具有优异的耐热性，所以即使是在至少为400℃的高温下加热，无机润滑剂140也不会热分解。因此可以防止无机润滑剂140扩散到金属磁性颗粒110内，并且可以防止金属磁性颗粒110的磁性特征下降。此外，因为在低于绝缘涂层120的热分解温度的温度下进行加热，所以可以防止由加热操作导致绝缘涂层120分解。

在加热之后，通过挤出加工、切削加工等对成形体进行适当的加工，从而得到图10所示的压粉铁心。

以上述方式制成的如图10所示的压粉铁心的填充率优选为至少95％。压粉铁心的填充率由被测压粉磁芯的实测密度(包括绝缘涂层120、无机润滑剂140、以及复合磁性颗粒130之间的空隙在内的测量值)除以金属磁性颗粒110的理论密度而计算得到。金属磁性颗粒110的理论密度不包括绝缘涂层120和无机润滑剂140，但是因为这些因素在整体密度中只占很小的比例，所以这种方法可以得到接近于真实填充率的值。如果金属磁性颗粒110由合金制成，例如，如果金属磁性颗粒110由铁-钴合金制成，则金属磁性颗粒110的理论密度可以通过下式计算得到：(铁的理论密度×铁在金属磁性颗粒110中所占的体积比)+(钴的理论密度×钴在金属磁性颗粒110中所占的体积比)。

根据上述的压粉铁心以及用于制备该压粉铁心的方法，使用润滑性优异的无机润滑剂140使得即使是仅添加很少量的润滑剂，也可以进行压制而不会损坏绝缘涂层120。结果，绝缘涂层120得到充分保护，就可以降低压粉铁心中的涡流损耗。此外，因为可以制成具有少量无机润滑剂140并且填充率高的压粉铁心，所以可以降低压粉铁心中的磁滞损耗。结果，涡流损耗和磁滞损耗二者都降低使得压粉铁心中的铁耗减小。此外，第一实施方案和第二实施方案中所述的各种结构特征(例如粒径和添加量)可以从一个实施方案适用到其它实施方案上。

(第四实施例)

使用下述实施例来评价根据第二实施方案制成的软磁性材料以及由该软磁性材料制成的压粉铁心。

首先，用V型混合器将以下材料混合2小时：作为复合磁性颗粒130的铁粉(商品名为“Somaloy 500”，由Hoganas公司出品，平均粒径为100微米，带有在铁粉颗粒(作为金属磁性颗粒110)的表面上形成的磷酸盐涂层(作为绝缘涂层120))；以及作为无机润滑剂140的六方晶系氮化硼(h-BN)(由水岛合金铁(MizushimaFermalloy)株式会社出品，平均粒径为2微米)。由此得到500g混合粉末。在这样的操作条件下，使用添加量不同的无机润滑剂140，来得到无机润滑剂140的含量彼此不同的多种混合粉末。另外，为了比较，还制备了不含无机润滑剂140的复合磁性颗粒130。

为了评价无机润滑剂140的润滑性，对上述混合粉末按照“JIS Z2504”测量其表观密度、按照“JIS Z 2502”测量其流动度。表观密度(也称之为填充密度)是这样测量的：用按照一定方法自由下落的粉末填充具有一定容积的圆筒状容器，由这种方式得到的重量和体积来确定表观密度。该值越高表明无机润滑剂140的润滑性越好。此外，流动度也被称为流动性系数和流动速度，表示粉末流动的难易程度。流动度以从具有一定尺寸(直径为4.0mm)的小孔中流出一定重量(50g)的混合粉末所需的时间来表示。该值越低表明无机润滑剂140的润滑性越好。

混合粉末的表观密度和流动度的测量结果示于表2中。这些数值被绘制在图11和图12中。

[表2]

无机润滑剂的添加量(质量％)		0	0.0005	0.0010	0.0050	0.0100	0.0250	0.1000
									表观密度(g/cm3)	Somaloy500	3.07	3.58	3.70	3.04	3.06	3.07	2.88
流动度(秒)	Somaloy500	8.62	6.40	6.17	8.60	8.51	8.62	8.47

如图11所示，在无机润滑剂140为约0.001质量％的低含量的情况下获得最大表观密度。如图12所示，与此类似，在无机润滑剂140的含量为约0.001质量％的情况下获得最低流动度。由该结果证明：即使无机润滑剂140的含量很低，无机润滑剂140也可以在复合磁性颗粒130之间充分发挥润滑剂的作用。

(第五实施例)

将第四实施例中制备的混合粉末在10吨/cm²的表面压力下压制成环状成形体(外径34mm×内径20mm×高度5mm)。将线圈缠绕在所得到的成形体上(一次侧缠绕300次，二次侧缠绕20次)，施加磁场，并使用BH曲线示踪器测量铁耗(激励磁通密度为1T(特斯拉)，测量频率为1000赫兹)。

然后，将成形体在400℃的温度、氮气气氛中加热1小时。采用同样的方法测量加热之后成形体的铁耗，并且测量B100磁通密度(施加100Oe(奥斯特)的磁场时的磁通密度)。还测量成形体的密度。

将从以上这些测量得到的数值示于表3中，并且将这些数值绘制在图13和图14中。在图14中，水平轴代表以对数刻度表示的无机润滑剂140的含量。

[表3]

无机润滑剂的添加量(质量％)	密度(g/cm3)	磁通密度B100(T)	铁耗(W/kg)
					加热前	加热后
			0.0000	7.6			1.562	252.7	772.6
0.0005	7.63	1.568			160.8	136.2
			0.0010	7.65			1.576	156.2	133.7
0.0050	7.61	1.559			161.2	135.2
			0.0100	7.63			1.565	163.3	137.2
0.0250	7.61	1.563			167.7	147.2
			0.0500	7.59			1.551	182.2	164.7
0.1000	7.55	1.512			184.1	167.4

如表3、图13和图14所示，在加热前，与不添加无机润滑剂140或者是无机润滑剂140的添加比例不低于0.05质量％的情况相比而言，在无机润滑剂140的添加比例大于0并且小于0.05质量％时，所产生的铁耗低。通过在400℃的温度下加热，该铁耗值将进一步降低。此外，与其它情况相比而言，在无机润滑剂140的添加比例大于0并且小于0.05质量％时，可以同时得到高密度和高磁通密度。

(第六实施例)

在本实施例中，通过以下步骤制备混合粉末：将聚苯硫醚(PPS)作为热塑性树脂添加到第四实施例中制备的混合粉末(其中添加0.001质量％的无机润滑剂140)中。通过将热塑性树脂的添加量在0.001质量％到0.15质量％之间变化，就得到热塑性树脂含量彼此不同的多种混合粉末。此外，为了比较，还制备了完全不含热塑性树脂、但是含有0.001质量％的无机润滑剂140的复合磁性颗粒130。

采用这些混合粉末以与第五实施例相同的方法制备环状成形体，并且在不同的温度条件下加热这些成形体。加热温度为200℃和400℃。如第五实施例一样，测量成形体在加热前以及在不同的温度下加热之后的磁性特征。此外还测量成形体在400℃下加热之后的密度。

将以上这些测量得到的数值示于表4中，并且将这些数值绘制在图15中。

[表4]

无机润滑剂的添加量(质量％)	热塑性树脂的添加量(质量％)	密度(g/cm3)	磁通密度B100(T)	铁耗(W/kg)
							加热前	加热后(200℃)	加热后(400℃)
				0.0010	0.000	7.65				1.576	156.2	145.8	133.7
0.0010	0.001	7.66	1.571				153.4	144.1	125.6
				0.0010	0.050	7.56				1.532	152.7	143.4	122.9
0.0010	0.100	7.51	1.517				162.3	148.4	130.7
				0.0010	0.150	7.44				1.471	174.7	164.2	143.2

如表4和图15所示，对于在400℃下加热之后的成形体，相对于不含热塑性树脂的成形体而言，热塑性树脂的含量为至少0.001质量％到至多0.1质量％的成形体的铁耗可以降低更多。当热塑性树脂的含量超过0.1质量％时，铁耗增大。由该结果可以证明：通过添加合适比例的热塑性树脂，可以进一步改善磁性特征。

(第七实施例)

在本实施例中，将第四实施例中制成的混合粉末(含有0.001质量％的无机润滑剂140)以与第五实施例相同的方法压制成环状成形体。通过改变加压压力，制成加压条件不同的多种成形体。然后在400℃下将成形体加热1小时。以与第五实施例相同的方法测量成形体在加热前和加热后的磁性特征。此外，还测量了成形体在加热之后的密度，并按照在实施方案中所述的方法计算出成形体的填充率。

将以上这些测量得到的数值示于表5中，并将这些数值绘制在图16中。

[表5]

加压压力(吨/cm2)	密度(g/cm3)	填充率(％)	磁通密度B100(T)	铁耗(W/kg)
						加热前	加热后
				8	7.32			93.1	1.389	189.1	155.5
9	7.43	94.5	1.483			184.2	151.2
				10	7.57			96.3	1.529	158.4	136.1
11	7.65	97.3	1.576			156.2	133.7
				12	7.69			97.8	1.603	154.1	134.4

如表5和图16所示，通过采用不低于10吨/cm²的加压压力，可以获得不低于95％的填充率。这样就可以使成形体的铁耗显著减小。

(第八实施例)

在本实施例中，通过将下列材料分别添加到第四实施例所用的铁粉(由Hoganas公司出品)中而制成混合粉末：作为润滑剂的预定比例的尼龙基树脂；作为润滑剂的预定比例的六方晶系氮化硼(在第四实施例中使用)；作为润滑剂的预定比例的六方晶系氮化硼(在第四实施例中使用)以及作为热塑性树脂的聚苯硫醚(PPS)。

采用这些混合粉末以与第五实施例相同的方法制备环状成形体，并且在不同的温度条件下加热这些成形体。加热温度为200℃、300℃和400℃。如第五实施例一样，测量成形体在加热前以及在不同的温度下加热之后的磁性特征。此外还测量了成形体在400℃下加热之后的密度。

将以上这些测量得到的数值示于表6中，并将这些数值绘制在图17中。

[表6]

润滑剂	热塑性树脂	密度(g/cm3)	磁通密度B100(T)	铁耗(W/kg)
								加热前	加热后(200℃)	加热后(300℃)	加热后(400℃)
				尼龙基树脂(0.1质量％)	0	7.49	1.510					161.1	153.7	154.9	201.5
氮化硼(0.0010质量％)	0	7.65	1.576					156.2	145.8	141.7	133.7
				氮化硼(0.0010质量％)	聚苯硫醚(PPS)(0.05质量％)	7.56	1.532					152.7	143.4	137.9	122.9

如表6和图17所示，当采用含有六方晶系氮化硼的混合粉末时，通过提高加热温度可以减小铁耗。当采用含有尼龙基树脂的混合粉末时，在加热温度被提高到400℃的情况下铁损将增大。一般认为，尼龙基树脂的耐热性差，在加热过程中发生了热分解。

本文所述的实施方案和实施例仅是作为例子而提供的，而不应将其视为限制性的。本发明的范围由所附的权利要求示出，而不是由以上说明示出，并且本发明还涵盖在本发明范围内的所有修改和等同方式。

工业实用性

例如，本发明可以一般用于制备通过压制软磁性粉末而制成的电机铁心、电磁阀、反应器以及电磁部件。

权利要求书(按照条约第19条的个修改)

1.一种用于制备压粉铁心的软磁性材料，该软磁性材料包含：

多个复合磁性颗粒(30)，该复合磁性颗粒(30)由金属磁性颗粒(10)和绝缘涂层(20)形成，该绝缘涂层(20)包围所述金属磁性颗粒(10)的表面并且含有磷酸金属盐和/或氧化物；以及

微粒状润滑剂，该微粒状润滑剂的加入比例为所述的多个复合磁性颗粒(30)的至少0.001质量％到至多0.1质量％；

所述的微粒状润滑剂的平均粒径不超过2.0微米。

2.(删除)

3.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中所述的微粒状润滑剂包括金属皂和/或无机润滑剂，该无机润滑剂具有六方晶系的晶体结构。

4.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中所述的微粒状润滑剂的比例为所述的多个复合磁性颗粒(30)的至少0.001质量％到至多0.025质量％。

5.根据权利要求1所述的软磁性材料，该软磁性材料还包含热塑性树脂，该热塑性树脂介于所述的多个复合磁性颗粒(30)之间，该热塑性树脂的加入比例为所述的多个复合磁性颗粒(30)的至少0.001质量％到至多0.1质量％。

6.一种使用根据权利要求1所述的软磁性材料制备的压粉铁心。

7.根据权利要求6所述的压粉铁心，其中填充率(密度)为至少95％。

Claims (7)

1.一种用于制备压粉铁心的软磁性材料，该软磁性材料包含：

多个复合磁性颗粒(30)，该复合磁性颗粒(30)由金属磁性颗粒(10)和绝缘涂层(20)形成，该绝缘涂层(20)包围所述金属磁性颗粒(10)的表面并且含有磷酸金属盐和/或氧化物；以及

微粒状润滑剂，该微粒状润滑剂的加入比例为所述的多个复合磁性颗粒(30)的至少0.001质量％到至多0.1质量％。

2.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中所述的微粒状润滑剂的平均粒径不超过2.0微米。

3.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中所述的微粒状润滑剂包括金属皂和/或无机润滑剂，该无机润滑剂具有六方晶系的晶体结构。

4.根据权利要求1所述的软磁性材料，其中所述的微粒状润滑剂的比例为所述的多个复合磁性颗粒(30)的至少0.001质量％到至多0.025质量％。

5.根据权利要求1所述的软磁性材料，该软磁性材料还包含热塑性树脂，该热塑性树脂介于所述的多个复合磁性颗粒(30)之间，该热塑性树脂的加入比例为所述的多个复合磁性颗粒(30)的至少0.001质量％到至多0.1质量％。

6.一种使用根据权利要求1所述的软磁性材料制备的压粉铁心。

7.根据权利要求6所述的压粉铁心，其中填充率(密度)为至少95％。

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