DE10150830B4

DE10150830B4 - Weichmagnetismus-Metallpulver, ein Behandlungsverfahren davon und ein Herstellungsverfahren eines Weichmagnetismus-Formlings

Info

Publication number: DE10150830B4
Application number: DE10150830A
Authority: DE
Inventors: Wataru Yagi; Kota Maruyama; Yoshiharu Iyoda; Aiko Nakashima; Toshihisa Terazawa; Naoki Kamiya
Original assignee: Aisin Seiki Co Ltd
Current assignee: Aisin Corp
Priority date: 2000-10-16
Filing date: 2001-10-15
Publication date: 2012-06-06
Anticipated expiration: 2021-10-16
Also published as: US6723179B2; DE10150830A1; US20020046782A1; JP2002121601A

Abstract

Weichmagnetismus-Metallpulver, das eine Mehrzahl von Weichmagnetismus-Metallteilchen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kristallteilchen in jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen so eingestellt ist, dass diese im Durchschnitt nicht mehr als zehn Kristallteilchen in deren Querschnitt besitzen.

Description

GEBIET DER ERFINDUNG
Die vorliegende Erfindung ist im Allgemeinen auf ein Weichmagnetismus-Metallpulver, ein Behandlungsverfahren von Weichmagnetismus-Metall, und ein Herstellungsverfahren eines Weichmagnetismus-Metallformlings ausgerichtet. Der 'Weichmagnetismus' bedeutet eine Eigenschaft mit einer höheren magnetischen Permeabilität und einem verminderten Restmagnetismus durch Entfernen eines äußeren magnetischen Feldes.
STAND DER TECHNIK
Seit kurzem erfordern bemerkenswerte Fortschritte von industriellen Vorrichtungen oder Ähnliches das Erweichen des Magnetismusmaterials, um seine magnetische Permeabilität mehr als üblich zu steigern. Zusätzlich wird vom Weichmagnetismus-Material auch gefordert, einen höheren spezifischen Widerstand zu besitzen. Um diesen Anforderungen nachzukommen, wurden verschiedene Untersuchungen angestellt, die eine Vielfalt von Weichmagnetismus-Metallpulver vorschlagen.
Zum Beispiel offenbaren die Druckschriften 1 des Standes der Technik (National technical report Vol. 40 No. 1 Feb. 1994) und 2 (Offengelegte Japanische Patentschrift No. Hei. 5 (1993AD)-326289 ) ein Verfahren, um ein Weichmagnetismus-Material (d. h. Weichmagnetismus-Material-Formling) mit weniger Eisenverlust durch Sintern bei der Herstellung unter einer hohen Temperatur und unter hohem Druck, und Weichmagnetismus-Metallteilchen, deren Oberflächen mit einem Oxid beschichtet sind, zur Verfügung zu stellen. Zusätzlich offenbart eine Druckschrift 3 des Stands der Technik (Offengelegte Japanische Patentschrift No. Hei. 5 (1993AD)-47541 ) eine Technik, um ein Weichmagnetismus-Material mit weniger Eisenverlust durch Sintern bei der Herstellung bei hoher Temperatur und unter einem hohen Druck, und Weichmagnetismus-Metallteilchen, deren Oberflächen mit einem Weichmagnetismus-Material mit einem höheren spezifischen Widerstand durch Mechano-Fusion beschichtet werden, zur Verfügung zu stellen.
Jedoch sind die vorstehend genannten Weichmagnetismus-Metallmaterialien oder Pulver im praktischen Gebrauch nicht immer zufriedenstellend.
Somit gibt es einen Bedarf, ein Weichmagnetismus-Metallpulver und/oder einen Weichmagnetismus-Materialformling, die eine viel höhere magnetische Permeabilität besitzen, zur Verfügung zu stellen.
Angesichts des Vorstehenden wurde die vorliegende Erfindung gemacht und es ist ihr Ziel, um den Vorteil einer viel höheren magnetischen Permeabilität zu erreichen, ein Weichmagnetismus-Metallpulvers, ein Behandlungsverfahren des Weichmagnetismus-Metalls, und ein Herstellungsverfahren eines Weichmagnetismus-Metallformlings zur Verfügung zu stellen.
Druckschrift DE 2825235 A beschreibt eine Drosselspule mit ringförmigem Eisenkern. In Ausführungsbeispiel 4 wurden Schwammeisenteilchen einer bestimmten Teilchengröße durch Erwärmen oxidiert, bis sie einen Sauerstoffgehalt von 0,3 Gew.-% besaßen, und sodann zur Herstellung eines Eisenkerns verdichtet.
Druckschrift DE 4303432 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung von Molybdän-Permalloy-Metall(MPM)-Pulver-Kernen, wobei handelsübliche MPM-Pulver mit geeigneten Mahlverfahren auf einen bestimmten Korndurchmesser gebracht, und danach oberflächenisoliert und zu Presspulver verarbeitet werden.
Druckschrift DE 1291028 A beschreibt ein Verfahren zur Herstellung einer dünnen, elektrisch isolierenden Oberflächenschicht auf Eisenpulver zur Verwendung in Magnetkernen.
ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG
Wir, die gegenwärtigen Erfinder, haben uns der Entwicklung von Weichmagnetismus-Metallpulver und/oder eines Weichmagnetismus-Materialformlings gewidmet. Wir haben festgestellt, dass die magnetische Permeabilität eines Körpers, der aus Weichmagnetismus-Metallteilchen ausgebildet wird, beträchtlich erhöht wird, wobei jedes der Teilchen, falls es geschnitten wird, so eingestellt wird, dass es nicht mehr als zehn Kristallteilchen besitzt. Dies wird bestätigt und ergibt eine Entwicklung oder Verwirklichung der vorliegenden Erfindung. Zusätzlich haben wir festgestellt, dass die Verminderung der Kristallteilchenzahl in jedem Teilchen durch ununterbrochenes Erwärmen der Weichmagnetismus-Metallteilchen bei einer Temperatur so hoch wie 750–1350°C verwirklicht werden kann, welches durch Test bestätigt wird und in einer Erreichung oder Verwirklichung der vorliegenden Erfindung resultiert.
Das heißt, das Weichmagnetismus-Metallpulver in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Weichmagnetismus-Metallpulver eine Mehrzahl von Weichmagnetismus-Metallteilchen umfasst, von denen jedes, falls geschnitten, so eingestellt wird, dass es im Durchschnitt nicht mehr als zehn Kristallteilchen besitzt. Dies resultiert in der Erhöhung oder Zunahme der magnetischen Permeabilität des Weichmagnetismus-Metallpulvers.
Das Verfahren der Behandlung eines Weichmagnetismus-Metallpulvers in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst: Herstellung einer Mehrzahl von Teilchen des Weichmagnetismus-Metallpulvers, Erwärmen der Teilchen auf eine höhere Temperatur innerhalb einer Atmosphäre mit höherer Temperatur in einer solchen Art und Weise, dass die Zahl der Kristallteilchen in jedem der Weichmagnetismus-Metallpulverteilchen im Vergleich mit der Zahl der Kristallteilchen vor dem Erwärmen vermindert wird. Dies ergibt eine Erhöhung oder Zunahme der magnetischen Permeabilität des Weichmagnetismus-Metallpulvers.
Aufgrund der Tatsache, dass jedes der Weichmagnetismus-Metallteilchen verhältnismäßig größer als ein Wad oder Masse ist, die identisch damit in Gewicht und Material ist, wird zusätzlich Wärmeübertragung auf jedes der Teilchen schnell vervollständigt, wobei die Erwärmungszeitdauer, d. h., die erforderliche Zeitdauer für das Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren verkürzt wird.
Das Verfahren zur Herstellung eines Weichmagnetismus-Formlings in Übereinstimmung mit der vorliegenden Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, dass das Verfahren folgende Schritte umfasst:
Herstellung einer durch Anspruch 1 gekennzeichneten Aggregation von Weichmagnetismus-Metallpulver, und Pressen oder Pressen bei einer höheren Temperatur der Aggregation des Weichmagnetismus-Metallpulvers. Dies ergibt eine Erhöhung oder Zunahme der magnetischen Permeabilität des Weichmagnetismus-Metallpulvers. Zusätzlich wird während dem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren, in dem die Teilchen auf eine höhere Temperatur aufgewärmt werden, eine Verminderung der Zahl der Kristallteilchen (d. h. eine Verminderung der Härte jedes der Weichmagnetismus-Metallteilchen) erwartet, welches zu einer Erwartung des Erreichens der Weichmagnetismus-Metallausbildung mit höherer Dichte resultiert, falls das Weichmagnetismus-Metall durch Pressausbilden des Weichmagnetismus-Metallpulvers ausgebildet wird.
KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGEN
Die vorhergehenden und weitere Aufgaben, Merkmale und Vorteile der vorliegenden Erfindung werden deutlicher und leichter aus der folgenden ausführlichen Beschreibung der bevorzugten beispielhaften Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung in Verbindung mit den begleitenden Zeichnungen ersichtlich, wobei,
1 eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme eines Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß einem ersten Beispiel bei einer Vorstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens ist,
2 eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme eines Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß dem ersten Beispiel bei einer Nachstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens ist,
3 eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme eines Formlings eines Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß dem ersten Beispiel bei einer Vorstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens ist,
4 eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme eines Formlings eines Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß dem ersten Beispiel bei einer Nachstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens ist,
5 eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme eines Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß einem zweiten Beispiel bei einer Vorstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens ist,
6 eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme eines Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß dem zweiten Beispiel bei einer Nachstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens ist,
7 eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme eines Formlings eines Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß dem zweiten Beispiel bei einer Nachstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens ist,
8 eine graphische Darstellung ist, die ein Verhältnis zwischen der Zahl an Kristallteilchen in jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen und einer Erwarmungstemperatur in einem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren anzeigt, und
9 eine graphische Darstellung ist, die ein Verhältnis zwischen der magnetischen Permeabilität eines aus Weichmagnetismus-Metall hergestellten Körpers, der durch Pressen und Erwärmen der Weichmagnetismus-Metallteilchen ausgebildet wird, und einer Erwärmungstemperatur in einem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren.
AUSFÜHRLICHE BESCHREIBUNG DER VORLIEGENDEN ERFINDUNG
Als Rohmaterialen des Weichmagnetismus-Metallpulvers stehen Metalle der Eisenreihe zur Verfügung, entweder reine Metalle der Eisenreihe oder Metalle der Eisenreihe, die Legierungselemente einschließen. Dass heißt, das Metall der Eisenreihe kann darin eines oder mehrere aus Ni, Si, Al, P und weitere, die im Allgemeinen als Komponenten von Weichmagnetismusmaterial verwendet werden, enthalten. Weniger und eine geringere Menge an C, O und weitere, die die magnetische Permeabilität erniedrigen, wird erwünscht. Somit werden als Rohmaterialien des Weichmagnetismus-Metallpulvers reines Eisen, Eisen-Aluminiumreihe-Legierungen, Eisen-Siliziumreihe-Legierungen und Eisen-Nickelreihe-Legierungen zum Beispiel erwünscht. Der Prozentsatz an C kann so eingestellt werden, dass er nicht mehr als 0.1%, insbesondere nicht mehr als 0.01% beträgt. Der Prozentsatz an O kann auf nicht mehr als 0.5%, insbesondere nicht mehr als 0.1% eingestellt werden. Das Metallpulver kann entweder mit dem Wasserzerstäubungsverfahren oder dem Gasatomisierungsverfahren erhalten werden. Falls erforderlich, ist das mechanische Zerkleinerungsverfahren erlaubt.
Falls die Teilchengröße eines Pulverteilchens äußerst klein ist, ist es schwierig, die magnetischen Eigenschaften zufriedenstellend abzuleiten, während falls die Teilchengröße der Pulverteilchen übermäßig groß ist, die Kompressibilität erniedrigt wird, falls der Weichmagnetismusformling durch Kompression ausgebildet wird. Somit wird es bevorzugt empfohlen, die Teilchengröße des Pulverteilchens, die sich von 10 bis 100 μm, insbesondere 50–300 μm oder 50–150 μm erstreckt, einzusetzen. Statt der Verwendung der Teilchen des Metallpulvers, die alle von einer Größe sind, wird es empfohlen, ein Gemisch eines Metallpulvers mit Teilchen kleinerer Größe und ein Metallpulver mit Teilchen größerer Größe einzusetzen, um die Dichte des Weichmagnetismus-Metallformlings zu erhöhen.
In einem Querschnitt des Weichmagnetismus-Metallformlings wird jedes seiner Teilchen so eingestellt, dass es nicht mehr als zehn Kristallteilchen im Durchschnitt besitzt. Dies liegt daran, dass falls die Zahl der Kristallteilchen in dem Teilchenquerschnitt im Überschuss von zehn ist, die Erhaltung der gewünschten magnetischen Permeabilität nicht zufriedenstellend ist. In einem Sinne ist es in der Tat erwünscht, die Zahl der Kristallteilchen im Teilchenquerschnitt zu vermindern, um die magnetische Permeabilität zu erhöhen, jedoch wird die erforderte Zeitdauer zum Erwärmen länger, welches kostenmäßig ein Nachteil ist. Somit kann angesichts der Kompatibilität zwischen der Erhaltung der magnetischen Permeabilität und den Herstellungskosten sowie anderen Faktoren, die Zahl der Kristallteilchen im Teilchenquerschnitt nicht größer als ein Wert aus 8, 6, 5, 4 und 3 sein. Ein Bereich von 1 bis 6 Stücke, ein Bereich von 1 bis 5 und ein Bereich von 1 bis 4 können als Beispiele vorgeschlagen werden.
Zusätzlich, falls die Kristallteilchen in jedem der Metallpulver durch ein weiteres Kriterium definiert werden, kann eine Größe jedes der Kristallteilchen in jeder der Metallpulverteilchen verwendet werden, die größer als die fünfte Zahl der auf JIS G0552 (Methods of Ferrite Grain Determining Test For Shell) beruhenden Korngröße ist.
Das folgende Verfahren kann verwendet werden, um das Weichmagnetismus-Metallpulver herzustellen, das eine Mehrzahl von Teilchen umfasst, wobei jedes von denen, falls geschnitten, so eingestellt wird, dass es im Durchschnitt nicht mehr als zehn Kristallteilchen besitzt. Genauer gesagt wird zunächst ein Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren durch Erwärmen der Metallteilchen auf eine höhere Temperatur in einer Atmosphäre höherer Temperatur durchgeführt, um die Zahl der Kristallteilchen in den Metallteilchen gegenüber der Zahl vor dem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren zu vermindern. Es ist möglich eine Arbeitsweise des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens zu verwenden, wobei die Zahl der Kristallteilchen um die Hälfte oder darüber, im Vergleich zu der Anzahl vor dem Erwärmen, vermindert wird. In diesem Beispiel kann das Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren eine Arbeitsweise verwenden, wobei die Kristallteilchenzahl eine aus 1/3 oder weniger, 1/4 oder weniger oder 1/5 oder weniger im Vergleich zu einer vor dem Erwärmen gemacht wird. Im Allgemeinen verursacht die Verminderung der Kristallteilchenzahl eine Erhöhung der Kristallteilchengröße
In einem Fall, in dem die Metallteilchen nicht oxidiert werden, wird es erwünscht, eine Atmosphäre ohne Sauerstoff als die Erwärmungsatmosphäre zum Erwärmen der Metallteilchen einzusetzen. Falls es erwünscht wird, einen Anteil der Metallteilchen zu oxidieren, steht eine Atmosphare zur Verfügung, die Eisen nicht oxidiert, die aber die in dem Teilchen enthaltenen Legierungselemente oxidieren lasst. Beispiele der vorhergehend genannten oder der zuletzt genannten Atmosphären sind eine reduzierende Atmosphäre (wie etwa eine Wasserstoffgasatmosphäre oder eine Wasserstoff-haltige Atmosphäre), eine Vakuumatmosphäre und eine Argonatmosphäre. Im Falle der reduzierenden Atmosphäre ist es ein Vorteil, die magnetische Permeabilität, die dem Metall (im Allgemeinen Eisen) eigen ist, zu erhalten. Falls das Weichmagnetismus-Metallpulver durch eine Legierung ausgebildet wird, die als Hauptbestandteil ein Eisen und eine Menge (z. B. weniger als 3,5 Gew.-%) des Legierungselements, das eine stärkere Oxidationskraft als Eisen hat, einschließt, wird als die Erwärmungsatmosphäre zum Erwärmen der Metallteilchen eine Atmosphäre verwendet, die jeweils relativ zu Eisen und dem Legierungselement reduzierende oder oxidierende Eigenschaften besitzt. In diesem Fall kann eine solche Atmosphäre durch Bereitstellen eines Wasserdampfes in einem Wasserstoffgas als Reduktionsgas gebildet werden.
Obwohl in dem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren die Zunahme der Erwärmungstemperatur die Kristallteilchenzahl im Einmetallteilchen verursacht, welches ein Vorteil zur Erhaltung einer höheren magnetischen Permeabilität ist, wird die endotherme Energie erhöht, welches in kostenmäßigen Nachteilen resultiert. Die Erwärmungstemperatur im Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren muss angesichts verschiedener Faktoren wie etwa die Eigenschaft des Rohmaterials der Metallteilchen, die erforderliche magnetische Permeabilität und die Herstellungskosten bestimmt werden, und im Allgemeinen steht ein Bereich sich erstreckend von 750 bis 1350°C zur Verfügung. Somit ist in Abhängigkeit davon, welcher Faktor betont wird, eine obere Grenze der Erwärmungstemperatur, zum Beispiel eine aus 1320, 1300, 1280, 1250, 1220°C und weitere, während eine untere Grenze der Erwärmungstemperatur zum Beispiel eine aus 780, 800, 820, 840, 880, 900, 950°C und weitere ist. Angesichts der Kompatibilität zwischen der Verminderung der Kristallteilchenzahl in einem Einmetallteilchen, der Herstellungskosten und Weiteres, sind die gewünschten Erwärmungstemperatur-Bereiche 800–1320°C, 820–1280°C, 850–1220°C und 900–1100°C. Diese sind nicht eingeschränkt.
Obwohl die Erwärmungszeitdauer in Abhängigkeit von der erforderlichen magnetischen Permeabilität und der Erwärmungstemperatur abweicht, ist es im Allgemeinen möglich, eine Erwärmungszeitdauer von 20 Minuten bis 2 Stunden oder 30 Minuten bis 90 Minuten anzuwenden, und die Erwärmungszeitdauer ist bevorzugt nicht geringer als 10 (zehn) Minuten. Zusätzlich ist aufgrund der Tatsache, dass jedes der Weichmagnetismus-Metallteilchen verhältnismäßig größer als ein Wad oder Masse ist, die identisch damit im Gewicht und Material sind, die Wärmeübertragung in jedes der Teilchen schnell beendet, wobei die Erwärmungszeitdauer, d. h., die benötigte Zeitdauer für das Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren verkürzt wird. Das Erwärmungsverfahren ist im besonderen nicht eingeschränkt und somit steht Wärmeübertragung oder Wärmestrahlung im Wärmeofen oder in der Hochfrequenzerwärmung zur Verfügung.
Es ist wunschenswert, dass eine äußere Oberfläche eines Einzelteilchens mit einem Material mit höherem spezifischen Widerstand, das einen höheren spezifischen Widerstand als eine Hauptphase des Teilchens besitzt, bedeckt ist. Dieses resultiert im Vorteil der Wirbelstromverminderung. Insbesondere, falls ein Weichmagnetismus-Metallpulverformling durch Koppeln einer Mehrzahl von Metallteilchen miteinander hergestellt wird, ist die Verbindung zwischen Metallphasen beschränkt, welches in einer Erniedrigung des spezifischen Widerstandes des Weichmagnetismus-Metallpulverformlings resultiert. Somit ist es vorteilhaft, den Wirbelstrom zu vermindern.
Vom Metallteilchen, das eine Weichmagnetismuseigenschaft besitzt, wird erwünscht, ein Legierungselement zu beinhalten, das eine stärkere Oxidationskraft als Eisen besitzt, falls das Eisen die Hauptkomponente ist. Dies verursacht die Erzeugung eines Oxids, das eine stärkere Oxidationskraft als das Eisen besitzt, wobei die ausgezeichnete magnetische Permeabilität des Eisens eingeschränkt ist, wodurch ein mit Widerstand behaftetes Material mit höherem spezifischen Widerstand erzeugt wird. Das mit Widerstand behaftete Material mit höherem spezifischen Widerstand kann in Form eines Oxids sein, das erzeugt wird, wenn das Legierungselement selektiv auf der Außenoberfläche des Metallteilchens oxidiert wird, wenn die Weichmagnetismus-Metallteilchen erwärmt werden. In diesem Fall ist das in den Metallteilchen zu enthaltende Legierungselement auf einen vorbestimmten Wert von weniger als 3,5 Gew.-% beschränkt, welches einen eisenreichen Zustand ausbildet, der ermöglicht, die eiseneigene, ausgezeichnete magnetische Permeabilität und magnetische Induktion zu erhalten und es ermöglicht, das Material mit hohem spezifischen Widerstand durch die selektive Oxidation einfach und gleichmäßig auszubilden.
In dem vorstehenden Fall, falls die Menge des Legierungselements, das eine stärkere Oxidationskraft als das Eisen besitzt, äußerst gering ist, wird es schwierig, das Material mit höherem spezifischen Widerstand aus dem Oxid mit höherem spezifischen Widerstand auszubilden. Somit kann eine untere Grenze des Legierungselementgehalts auf entweder 0,3 Prozente oder 0,5 Prozente eingestellt werden. Als das Legierungselement, das eine stärkere Oxidationskraft als das Eisen besitzt, stehen eines oder mehrere von Al, Si, Mg und Ca zur Verfügung. Der Betrag des Legierungselements, das eine stärkere Oxidationskraft als das Eisen besitzt, ist vorzugsweise entweder weniger als 3,5 Gew.-% oder weniger als 2,5 Gew.-%, obwohl er von der Art des Legierungselements angesichts der erforderlichen Bildung des Materials mit höherem spezifischen Widerstand abhängt. Beispiele des Materials mit höherem spezifischen Widerstand als ein Oxid, von mehr als dem der Hauptphase des Metallteilchens, sind Aluminiumoxid, Siliziumoxid, Magnesiumoxid und Calciumoxid.
Außer der vorhergehenden Oxidation ist eine mechanische Energie verfügbar, die aus einer mechanischen Fusion resultiert, um das vorhergehend genannte Material mit höheren spezifischen Widerstand auf der Außenoberfläche der Metallteilchen zu beschichten. Die Mechanofusion ist ein Verfahren, um eine Substanz auf einer weiteren Substanz durch Verwendung einer mechanischen Energie durch Kollision beim Durchkneten zu befestigen.
Als das Material mit höherem spezifischen Widerstand steht ein konversionsbehandelter Film aus der Phosphorsäurereihe zur Verfügung. Es ist vorteilhaft hinsichtlich der Wirbelstromverminderung (eddy current) aufgrund der Tatsache, dass der konversionsbehandelte Film aus der Phosphorsäurereihe ist. Der konversionsbehandelte Film aus der Phosphorsäurereihe kann die Oberfläche des Metallteilchens alleine oder zusammen mit dem Oxid mit höherem spezifischen Widerstand beschichten. In der letztgenannten Arbeitsweise wird auf ein erstes durch selektive Oxidation oder Mechano-Fusion erhaltenes Material mit höherem spezifischen Widerstand der konversionsbehandelte Film aus der Reihe der Phosphorsäure, der als ein zweites Material mit höherem spezifischen Widerstand dienen kann, beschichtet. In einem solchen Verfahren wird das Ablösen des ersten durch selektive Oxidation oder Mechano-Fusion erhaltene Material mit höherem spezifischen Widerstand verhindert.
Die Ausbildung des vorhergehend genannten konversionsbehandelten Films aus der Phosphorsäurereihe kann durch Herstellung einer Behandlungsflüssigkeit, die darin Phosphorsäure enthält, Auftragen dieser Behandlungsflüssigkeit auf den ersten Film mit höherem spezifischen Widerstand und Trocknen der resultierenden Flüssigkeit in einer solchen Reihenfolge verwirklicht werden. Dieses ermöglicht den konversionsbehandelten Film aus der Reihe der Phosphorsäure, leicht auf der Außenoberfläche des ersten Materials mit höherem spezifischen Widerstand auszubilden. Die Behandlungsflüssigkeit kann eine Menge an Borsäure und/oder eine Menge an Magnesiumoxid enthalten. Im vorstehend genannten Fall stehen die folgenden Arbeitsweisen (a) und (b) zur Verfügung.

(a) das erste Material mit höherem spezifischen Widerstand wird wie folgt erhalten: Es wird ein Weichmagnetismus-Legierungspulver hergestellt, das ein Eisen als sein Hauptelement und eine Menge (3,5 Gew.-%) an Legierungselement, das eine stärkere Oxidationskraft als das Eisen besitzt, enthält, eine Wärmebehandlung, die dem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren entspricht, wird in einer solchen Art und Weise durchgeführt, dass das Weichmagnetismus-Legierungspulver in eine Umgebung gegeben wird, die reduzierend oder oxidierend relativ zu dem jeweiligen Eisen und Legierungselement ist, um die Zahl der Kristallteilchen in dem Legierungspulver durch zusätzliches Vergrößern des Kristallteilchens zu vermindern, um ein erstes Material mit höherem spezifischen Widerstand auszubilden, das einen höheren spezifischen Widerstand als das Eisen besitzt, auf der Außenoberfläche des Teilchens zu bilden, und das in der Form eines durch selektive Oxidation des Legierungselements erhaltenes Oxid ist. Dann wird eine Behandlungsflüssigkeit, die darin Phosphorsäure enthält, hergestellt, diese Behandlungsflüssigkeit wird auf den ersten Film mit höherem spezifischen Widerstand aufgetragen und die resultierende Flüssigkeit wird getrocknet, welches zur Folge hat, dass auf der Oberfläche des ersten Materials mit höherem spezifischen Widerstand auf dem Legierungsteilchen ein konversionsbehandelter Film der Phosphorsäurereihe als ein zweites Material mit höherem spezifischen Widerstand erzeugt wird, wodurch ein Weichmagnetismus-Metallpulver ausgebildet wird. Ein solches Herstellungsverfahren ermöglicht es, das Weichmagnetismus-Metallpulver leicht und sicher herzustellen.
(b) Diese Arbeitsweise stellt ein zweites Herstellungsverfahren von Weichmagnetismus-Metallpulver zur Verfügung. In diesem Herstellungsverfahren wird eine Menge an Weichmagnetismus-Metallpulver hergestellt, um mit einem Material mit höherem spezifischen Widerstand, das einen höheren spezifischen Widerstand besitzt, zu koexistieren, eine mechanische Energie wird aufgrund der Mechanofusion auf den Koexistenzzustand ausgeübt, wodurch ein erstes Material mit höherem spezifischen Widerstand auf der Oberfläche des Metallteilchens ausgebildet wird. Danach wird eine Behandlungsflüssigkeit, die darin Phosphorsäure enthält, hergestellt, diese Behandlungsflüssigkeit wird auf den ersten Film mit höherem spezifischen Widerstand aufgetragen und die resultierende Flüssigkeit wird getrocknet, was zur Folge hat, dass auf der Oberfläche des ersten Materials mit höherem spezifischen Widerstand auf dem Legierungsteilchen ein konversionsbehandelter Film der Phosphorsäurereihe als ein zweites Material mit höherem spezifischen Widerstand erzeugt wird, wodurch ein Weichmagnetismus-Metallpulver ausgebildet wird. In diesem Verfahren wird die Beschichtung des ersten Materials mit höherem spezifischen Widerstand durch aus Mechanofusion resultierende mechanische Energie verwirklicht, ein Vorteil wird dadurch erreicht, dass der Freiheitsgrad in Verbindung der Metallteilchen mit dem ersten Material mit höherem spezifischen Widerstand gesteigert werden kann. Beispiele des auf die Oberfläche des Metallteilchens zu beschichtenden Materials sind Mn-Zn-Ferrit (Mn_0.6Zn_0.3Fe_2.1O₄) und SiO₂.

Wie vorstehend erwähnt wurde, kann als eine Arbeitsweise zur Herstellung eines Weichmagnetismus-Metallpulverformlings ein Weichmagnetismus-Metallpulver verwendet werden, dessen Teilchen eine verringerte Kristallteilchenzahl aufweisen. Das heißt, ein Weichmagnetismus-Metallpulverformling kann bereitgestellt werden, wobei die Weichmagnetismus-Metallteilchen miteinander durch die angrenzenden Phosphorsäure-Filme verbunden werden, während jeder der Phosphorsäurefilme in seinem Beschichtungszustand beibehalten wird. In diesem Weichmagnetismus-Metallpulverformling wird der Beschichtungszustand durch die Phosphorsäurefilme erreicht, die als Materialien mit höherem spezifischen Widerstand dienen, wodurch es möglich ist, die Dicke des Formlings zu erhalten, und folglich der spezifische Widerstand mit höheren Werten beibehalten wird, wodurch ein Vorteil durch Wirbelstromverminderung verwirklicht wird.
Der Weichmagnetismus-Metallpulverformling wird durch Verbinden der Weichmagnetismus-Metallteilchen aufgebaut. Als die Verbindungseinrichtung stehen Pressen oder Fressen unter Erwärmen zur Verfügung. Dass heißt, durch Ausführen von Pressen oder Pressen unter Erwärmen ergibt eine Aggregation von Weichmagnesium-Metallteilchen, die so hergestellt werden, dass die Kristallteilchenzahl von jedem der Metallteilchen vermindert ist, den Aufbau des Weichmagnetismus-Metallpulverformlings, wobei die Weichmagnetismus-Metallteilchen miteinander verbunden werden. Der Weichmagnetismus-Metallpulverformling kann zur Verfügung gestellt werden, wobei die Weichmagnetismus-Metallteilchen miteinander mittels der angrenzenden Phosphorsäurefilme verbunden werden, während jeder der Phosphorsäurefilme in seinem Beschichtungszustand erhalten wird.
Es ist zu beachten, dass das vorstehend-genannte Pressen unter Erwärmen bedeutet, dass die Aggregation der Weichmagnetismus-Metallteilchen gepresst wird, während die Metallteilchen auf eine vorbestimmte Temperatur für die integrale Kombination der Metallteilchen aufgewärmt werden. Dieses Verfahren stellt einen Weichmagnetismus-Metallteilchenformling leicht und sicher zur Verfügung. Als Temperatur wird eine im Bereich von 150 bis 600°C und im Bereich von 450 bis 600°C bevorzugt. Falls die Temperatur äußerst niedrig ist, wird der Verformungswiderstand des Metallsteilchens zu groß, welches zu einem Nachteil bei der Erhaltung eines dichten Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings führt. Andererseits ergibt sich im Fall von zu hoher Temperatur ein Problem, bei dem der konversionsbehandelte Film der Phosphorsäurereihe sich in seiner Qualität ändert. Der auszuübende Druck beträgt, zum Beispiel, 2,0–10 tonf/cm², insbesondere 4,5–7 tonf/cm², ist jedoch nicht darauf beschränkt. Als die unter Druck zu setzende Atmosphäre steht eine Argongasatmosphäre oder eine Luftatmosphäre zur Verfügung. Es ist zu beachten, dass falls erforderlich, der hergestellte Weichmagnetismus-Metallteilchenformling bei einer Temperatur von etwa 400 bis 600°C geglüht werden kann.
Wenn die Weichmagnetismus-Metallteilchen im Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren unterzogen werden, wird zusätzlich die Korngröße des Kristallteilchens in dem Metallteilchen erhöht, welches zur Folge hat, dass eine Zunahme der Härte des Metallteilchens erwartet werden kann, welches ermöglicht, eine leichte Kompression bei der Kompression unter Erwärmung zu verwirklichen, wodurch ein Vorteil in der Zunahme der Dichte des Metallteilchenformlings verwirklicht wird. In einem solchen Fall werden die Zunahme der magnetischen Permeabilität und die mechanische Festigkeit des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings erhalten.
Beispiele
Hier nachstehend werden Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung mit vielen Einzelheiten beschrieben.
(Beispiel 1)

(1) Eine Aggregation aus Weichmagnetismus-Metallteilchen, die die folgende Weichmagnetismuseigenschaft besitzt, wird hergestellt.

Zusammensetzung: Fe-0,004%C-0, 25%O-0.01%Si-0,01%Mn-0,00l%P (Gew.-%)
Herstellungsverfahren: Gasatomisierungsverfahren Kornteilchen: 50–150 μm

Der vorstehende breite Bereich des Kornteilchens von 50 bis 150 μm hat den Grund, dass, um die Dichte des Weichmagnetismus-Metallformlings zu erhöhen, ein Gemisch eines Metallpulvers mit Teilchen von kleineren Größen und ein Metallpulver mit Teilchen von größeren Größen verwendet wird anstelle der Teilchen, die alle von einer Größe sind.
Danach wird die resultierende Aggregation der Weichmagnetismus-Metallteilchen einer thermischen Behandlung unterzogen, d. h. einen Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren, so dass die resultierende Aggregation der Weichmagnetismus-Metallteilchen in einer reduzierenden Atmosphäre (reine Wasserstoff-Atmosphäre) als Erwärmungsatmosphäre für eine Stunde bei einer Temperatur von 1000°C gehalten wird. Danach wird die Aggregation von Weichmagnetismus-Metallteilchen auf eine vorbestimmte Temperatur abgekühlt. Somit vergrößert das vorhergehende Kristall teilchenzahlverminderungsverfahren das Kristallteilchen in jeder der Weichmagnetimus-Metallteilchen, welches zur Folge hat, dass ein Weichmagnetismus-Metallpulver hergestellt wird, das eine Mehrzahl von Teilchen umfasst, von denen jedes, falls geschnitten, so eingestellt ist, dass es nicht mehr als zehn Kristallteilchen (insbesondere nicht mehr als fünf) aufweist. In dem einzelnen Weichmagnetismus-Metallteilchen wird nach der Behandlung eine Korngröße festgestellt, die etwa 100 μm durch Organisationskontrolle beträgt.

(2) 100 g des Weichmagnetismus-Metallpulvers (Teilchen) wird, nachdem es dem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren unterzogen wurde, mit 5 cm³ der Konversionsbehandlungsflüssigkeit der Phosphorsäurereihe (Hauptkomponenten: Phosphorsäure, Borsäure und Magnesiumoxid) vermischt. Die Konversionsbehandlungsflüssigkeit der Phosphorsäurereihe enthält, bezogen auf das Gewicht, pro 1 Liter Wasser 163 g Phosphorsäure, 30 g Borsäure und 30 g Magnesiumoxid. Die Konversionsbehandlungsflüssigkeit der Phosphorsäurereihe wird bei einer Temperatur von 200°C für 20 Minuten getrocknet. Danach wird das resultierende Konversionsbehandlungsmedium der Phosphorsäurereihe unter Kollisions- bzw. Prallbedingungen (Crash) gesetzt, welches zur Folge hat, dass das gebrochene bzw. zertrümmerte Metallteilchen mit dem konversionsbehandelten Film der Phosphorsäurereihe beschichtet wird.
(3) 50 g einer Aggregation der mit dem konversionsbehandelten Film der Phosphorsäurereihe beschichteten Metallteilchen werden in eine Presshohlraum einer Kompressionsvorrichtung, die auf eine Temperatur von 450°C erwärmt wird, eingefüllt. Unter Verwendung dieses Gerats wird die Aggregation der mit dem konversionsbehandelten Film der Phosphorsäurereihe beschichteten Metallteilchen bei einem Druck von 7 tonf/cm² bei einer Temperatur von 450°C gepresst, um einen dichteren, säulenförmigen Weichmagnetismus-Metallteilchenformling mit einem Außendurchmesser von 30 mm herzustellen oder zu erhalten. Die Dichte des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings wird auf 7,55 gf/cm³ festgestellt. In diesem Fall wird eine Waage mit elektronischen Abgleich zur Bestimmung des Gewichts des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings verwendet, ein Mikrometer wird zur Bestimmung der Dimensionen von diesem und der Masse verwendet und die Dichte des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings wird mit der Formel Dichte = (Gewicht/Volumen) berechnet.
(4) Die magnetische Induktion des Weichmagnetismus Metallteilchenformlings wird wie folgt berechnet. Im Einzelnen wird ein Metalldraht in ein säulenförmiges Element mit einem Durchmesser von 10 mm und eine Länge von 10 mm geschnitten und das resultierende Element wird in einen Elektromagneten in einer DC-Magnetisierungseigenschaften aufzeichnenden Vorrichtung gehalten, die von RIKEN DENSHI unter dem Produktcode BHU-60 zur Verfügung gestellt wurde, und ein elektromagnetischen Feld (H = 625 [Oe: oersted] wird angelegt, um eine magnetische Induktion B₆₂₅ = 1,92 T (T: Tesla) festzustellen. Aufgrund der Tatsache, dass 1 [Oe] etwa 79 [A·m^–1] entspricht, entsprechen 625 [Oe] 49375 [A·m^–1] in SI-Einheiten. Hinsichtlich des herkömmlichen Metallteilchenformlings, das nicht dem Kristallteilchenverminderungsverfahren unterzogen wurde, ist seine maximale magnetische Permeabilität μm so niedrig wie 200. Zusätzlich beträgt die Kristallteilchenzahl in einem Querschnitt eines einzelnen Metallteilchens weniger als 10, insbesondere weniger als 5.

Im gegenwärtigen Beispiel wird das Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren so durchgeführt, das die Metallteilchen in der reduzierenden Atmosphäre erwärmt werden, welches wegen der Eliminierung der Oxidkomponenten der Metallteilchen von Vorteil ist, wodurch die eiseneigene magnetische Permeabilität vorteilhaft sichergestellt wird.

(5) Der volumenbezogene Eisenverlust des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings wird wie folgt gemessen. Im Einzelnen wird der vorstehend hergestellte Weichmagnetismus-Metallteilchenformling geschnitten, um ein ringförmiges Element mit einem Durchmesser von 11 mm, einem weiteren Durchmesser von 15 mm und einer Dicke von 2 mm (anstatt einem Durchmesser von 19 mm, einem weiteren Durchmesser von 26 mm und einer Dicke von 2 mm) herzustellen. Das resultierende ringförmige Element wird an seinen primären und sekundären Seiten mit ein Paar von 50 Drehwendelwicklungen versehen. Das resultierende Element wird mit einer von IWASAKI TSUSHIN unter den Produktcode B-HanalyzerSY-8232 zur Verfügung gestellten Vorrichtung zur Ermittlung der AC-Magnetisierungseigenschaft verbunden, um einen Wechselstrom mit 10 kHz durchfließen zu lassen. Es wird festgestellt, dass der resultierende Eisenkern mit 105 kW/m³ bei 50 mT einen niedrigen Wert aufweist.
(6) Die Messung spezifischen Widerstands des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings wird wie folgt durchgeführt. Das heißt, der vorhergehend hergestellte Weichmagnetismus-Metallteilchenformling wird mit einem Mikroschneidewerkzeug geschnitten, um einen rechteckigen Feststoff mit den Dimensionen von 2 mm × 3 mm × 12 mm herzustellen. Eine Außenoberflache des rechteckigen Feststoffs wird durch Polieren auf Hochglanz gebracht, wodurch ein spezifischer Widerstands so hoch wie 10000 μ Ω·cm, falls durch das Vierpolverfahren gemessen, zur Verfügung gestellt wird.

(Beispiel 2)
Ein zweites Beispiel der vorliegenden Erfindung wird ähnlich dem ersten Beispiel hergestellt. Die folgende Beschreibung ist auf Unterschiede zwischen dem ersten Beispiel und dem zweiten Beispiel fokussiert. Das zweite Beispiel des Weichmagnetismus-Metallpulvers besitzt eine gewichtsbezogene Zusammensetzung von Fe-0,004%C-0,03%O-3,0%Si-0,01%Mn-0,01%P. Das heißt, das Weichmagnetismus-Metallpulver enthält etwa weniger als 3,5% Si als Legierungselement, das eine stärkere Oxidationskraft als Eisen besitzt, zusätzlich zu einem Eisen als Hauptkomponente, das eine Weichmagnetismuseigenschaft besitzt.
In dem Herstellungsverfahren des zweiten Beispiels ist eine Erwärmungsatmosphäre zum Erwärmen der Metallteilchen eine Stickstoffgasatmosphäre, die 3% Wasserstoffgas im Volumenverhältnis enthält, so dass H₂/H₂O = 10. Somit wird diese Atmosphäre, obwohl sie für die Hauptkomponente, d. h. Eisen bezüglich des Oxidierens ungünstiger ist, so eingestellt, dass sie für das Silizium bezüglich des Oxidierens günstiger ist, welches zur Folge hat, dass das Silizium ein Siliziumoxid wird, falls es mit den Metallteilchen vereinigt wird. Das Siliziumoxid wird als Material mit höherem spezifischen Widerstand als das Eisen als die Hauptkomponente erzeugt.
Danach wird ein Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren in einer solchen Art und Weise durchgeführt, dass die Weichmagnetismus-Metallteilchen in einer thermischen Umgebung bei einer Temperatur von 1000°C für eine Stunde ausgesetzt werden. Dies erhöht die Korngröße der Kristallteilchen der Weichmagnetismus-Metallteilchen, welches verursacht, dass das Metallteilchen, falls geschnitten, nicht mehr als zehn (insbesondere nicht mehr als fünf) Kristallteilchen im Durchschnitt besitzt, und wodurch ein Oxid des Legierungselements erzeugt wird. Wie vorstehend erwähnt kann aufgrund der Tatsache, dass das Oxid des Legierungselements einen höheren spezifischen Widerstand als Eisen besitzt, das Oxid des Legierungselements als ein Material mit höherem spezifischen Widerstand dienen, das den Wirbelstromverlust beschränkt.
Zusätzlich wird das Weichmagnetismus-Metallpulver (Teilchen), nachdem es dem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren unterzogen wurde, mit einer Konversionsbehandlungsflüssigkeit der Phospharsäurereihe (Hauptkomponenten: Phosphorsäure, Borsäure und Magnesiumoxid) vermischt. Das Weichmagnetismus-Metallpulver (Teilchen) wird aus der Konversionsbehandlungsflüssigkeit aus der Phosphorsäurereihe entfernt und getrocknet. Danach wird das Weichmagnetismus-Metallpulver (Teilchen) unter Kollisions- bzw. Prallbedingungen gesetzt, welches zur Folge hat, dass das gebrochene bzw. zertrümmerte Metallteilchen mit dem konversionsbehandelten Film aus der Phosphorsäurereihe beschichtet wird. Dieser das Oxid des Legierungselements überziehende Film ist für die Verhinderung des Ablösens vorteilhaft.
Eine Aggregation der mit dem konversionsbehandelten Film aus der Reihe der Phosphorsäure beschichteten Metallteilchen wird in einem Presshohlraum einer Kompressionsvorrichtung, die auf eine konstante Temperatur aufgewärmt wird, gefüllt. Unter Verwendung dieses Geräts wird die Aggregation der mit dem konversionsbehandelten Film aus der Phosphorsäurereihe beschichteten Metallteilchen bei einem Druck von 7 tonf/cm² bei einer Temperatur zur Herstellung oder Erhaltung eines säulenförmigen Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings mit höherer Dichte gepresst. Ähnlich dem ersten Beispiel wird im zweiten Beispiel des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings festgestellt, dass er hinsichtlich der magnetischen Permeabilität beachtlich verbessert war.
(Beispiel 3)
Ein drittes Beispiel der vorliegenden Erfindung wird ähnlich dem zweiten Beispiel hergestellt. Die folgende Beschreibung ist auf Unterschiede zwischen dem dritten Beispiel und dem zweiten Beispiel fokussiert. Das dritte Beispiel des Weichmagnetismus-Metallpulvers besitzt eine gewichtsbezogene Zusammensetzung von Fe-0,004%C-0,03%O-3,0%Al-0,01%Mn-0,01%P. Das heißt, das Weichmagnetismus-Metallpulver enthält etwa weniger als 3,5% Al als ein Legierungselement, das eine stärkere Oxidationskraft als Eisen besitzt, zusätzlich zum Eisen als eine Hauptkomponente, das eine Weichmagnetismuseigenschaft besitzt. Danach wird ein Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren durchgeführt, um die Korngröße der Kristallteilchen des Weichmagnetismus-Metallteilchens zu erhöhen, welches zur Folge hat, dass das Metallteilchen, falls geschnitten, nicht mehr als zehn (insbesondere nicht mehr als fünf) Kristallteilchen im Durchschnitt besitzt und wodurch ein Oxid des Legierungselements hergestellt wird. Weiterhin wird, ähnlich dem zweiten Beispiel, eine Aggregation der mit dem konversionsbehandelten Film der Phosphorsaurereihe beschichteten Metallteilchen in einen Presshohlraum einer Kompressionsvorrichtung, die auf eine konstante Temperatur erwärmt wird, gefüllt. Unter Verwendung dieses Geräts wird die Aggregation der mit dem konversionsbehandelten Film aus der Phosphorsäurereihe beschichteten Metallteilchen unter einem Druck bei einer Temperatur gepresst, um einen dichteren, säulenförmigen Weichmagnetismus-Metallteilchenformling herzustellen oder zu erhalten. Ähnlich dem ersten Beispiel wird in dem dritten Beispiel des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings festgestellt, dass er bemerkenswert verbesserte magnetische Permeabilität besitzt.
(Testbeispiel)
Testbeispiel 1
Ein Testbeispiel 1 wird im wesentlichen ähnlich dem ersten Beispiel hergestellt. 1 ist eine bildliche Darstellung (Vergrößerung: X200, Natal-Ätzung) einer mikrophotographischen Aufnahme eines Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß einem ersten Testbeispiel, bei einer Vorstufe eines Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens, das durch das Gasatomisierungsverfahren erzeugt wurde. 2 ist eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme (Vergrößerung: X200, Natal-Ätzung) des Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß dem ersten Testbeispiel bei einer Nachstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens (reine Wasserstoffgasatmosphäre, Temperatur: 1000°C, Zeitdauer: 60 Minuten). Wie es leicht aus dem Vergleich von 1 und 2 verstanden werden kann, ist bevor das Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren durchgeführt wird, die Zahl der in einem Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen mehr als zehn. Im Gegensatz dazu ist, nachdem das Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren durchgeführt wurde, die Zahl der in einem Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen gering. Kurz gesagt ist die Zahl der in einem Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen von 1/3 auf 1/5 verringert.
Die vorstehenden Weichmagnetismus-Metallteilchen werden einer Phosphorsäure-Konversionsbehandlung unterzogen, um mit den konversionsbehandelten Film der Phosphorsäurereihe beschichtet zu werden, die resultierenden Weichmagnetismus-Metallteilchen werden bei einer Temperatur ähnlich der des ersten Beispiels gepresst, wobei ein hochdichter Weichmagnetismus-Metallteilchenformling hergestellt wird. 4 ist eine bildliche Darstellung (Vergrößerung: X400, Natal-Ätzung) einer mikrophotographischen Aufnahme des hochdichten Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings. Wie in 4 gezeigt, ist die Zahl der im Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen 1, 2 und 3, dass heißt, im Durchschnitt ist die Zahl der im Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen gering (nicht größer als 3).
Vergleichsbeispiel 1
Ein erstes Vergleichsbeispiel wird ähnlich dem ersten Testbeispiel erzeugt, außer dass in dem erstgenannten ein Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren weggelassen wird. Die vorhergehenden Weichmagnetismus-Metallteilchen des ersten Vergleichsbeispiels werden einer Phosphorsäureumwandlungsbehandlung unterzogen, um mit konversionsbehandelten Filmen der Phosphorsäurereihe beschichtet zu werden, die resultierenden Weichmagnetismus-Metallteilchen werden bei einer Temperatur ähnlich der des ersten Beispiels gepresst, wodurch ein hochdichter Weichmagnetismus-Metallteilchenformling hergestellt wird. 3 ist eine bildliche Darstellung (Vergrößerung: X400, Natal-Ätzung) der mikrophotographischen Aufnahme des hochdichten Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings. Wie in 3 gezeigt, ist die Zahl der im Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen etwa fünfzig.
Testbeispiel 2
Ein zweites Testbeispiel wird ähnlich dem ersten Beispiel erzeugt. 5 ist eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme (Vergrößerung: X200, Natal-Ätzung) eines Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß dem zweiten Testbeispiel bei einer Vorstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens, das durch das Wasserzerstäubungsverfahren hergestellt wird. 6 ist eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme (Vergrößerung: X200, Natal-Ätzung) des Weichmagnetismus-Metallpulvers gemäß dem zweiten Testbeispiel bei einer Nachstufe des Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens. Das Weichmagnetismus-Metallpulver besitzt gemäß dem zweiten Testbeispiel eine gewichtsbezogene Zusammensetzung von Fe-0,001%C-0,1%O-0,02%Si-0,18%Mn-0,014%P-0,013%S. Ein Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren wird ähnlich dem des ersten Beispiels durchgeführt. Wie es leicht durch Vergleich von 5 und 6 verstanden werden kann, ist bevor das Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren durchgeführt wird, die Zahl der im Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen etwa fünfzig im Durchschnitt. Im Gegensatz dazu ist, nachdem das Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren durchgeführt wurde, die Zahl der im Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen im Durchschnitt nicht größer als zehn. Das heißt, die Zahl der in den Querschnitt von jeder der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen ist auf etwa 1/5 vermindert.
Die vorstehenden Weichmagnetismus-Metallteilchen werden einer Phosphorsäure-Konversionsbehandlung unterzogen, um mit konversionsbehandelten Filmen der Phosphorsäurereihe beschichtet zu werden, die resultierenden Weichmagnetismus-Metallteilchen werden bei einer Temperatur ähnlich der des ersten Beispiels gepresst, wodurch ein hochdichter Weichmagnetismus-Metallteilchenformling hergestellt wird. 7 ist eine bildliche Darstellung einer mikrophotographischen Aufnahme (Vergrößerung: X200, Natal-Ätzung) des hochdichten Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings. Wie in 7 gezeigt, ist die Zahl der im Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Kristallteilchen nicht größer als 10 im Durchschnitt.
Wir, die Erfinder, fanden ein Verhältnis zwischen im Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Zahl an Kristallteilchen und einer Erwärmungstemperatur im Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren wie in 8 gezeigt. In 8 zeigen senkrechte und waagerechte Achsen jeweils die im Querschnitt jedes der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellte Zahl der Kristallteilchen (im Durchschnitt) und die Erwärmungstemperatur (°C) im Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren. Wie man es aus 8 verstehen kann, verringert sich die Zahl der festgestellten Kristallteilchen, wenn die Erwärmungstemperatur sich erhöht. Um die im Querschnitt von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen festgestellten Zahl der Kristallteilchen nicht größer als zehn zu setzen, ist, wie es zu verstehen ist, die Temperatur bevorzugt nicht höher als 800°C und insbesondere nicht höher als 850°C.
Wir, die Erfinder haben auch ein Verhältnis zwischen der magnetischen Permeabilität des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings und der Erwärmungstemperatur in dem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren, wie in 9 gezeigt, festgestellt. In 9 zeigen senkrechte und waagerechte Achsen jeweils die magnetische Permeabilität des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings und die Erwärmungstemperatur (°C) im Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren an. Wie in 9 gezeigt, erhöht sich die magnetische Permeabilität des Weichmagnetismus-Metallteilchenformlings, wenn sich die Erwärmungstemperatur (°C) im Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren erhöht. Dieses ist wahrscheinlich aufgrund der Abnahme der Zahl der Kristallteilchen in jedem der Metallteilchen, die sich aus der Vergrößerung jedes Kristallteilchens ergibt.
Vorteile der vorliegenden Erfindung In Übereinstimmung mit dem Weichmagnetismus-Metallpulver der vorliegenden Erfindung wird die magnetische Permeabilität vorteilhaft verbessert. In Übereinstimmung mit dem Behandlungsverfahren des Weichmagnetismus-Metallteilchens der vorliegenden Erfindung wird das Behandlungsverfahrens des Weichmagnetismus-Metallpulvers mit höherer magnetischer Permeabilität vorteilhaft erreicht. In Übereinstimmung mit einem Weichmagnetismus-Metallteilchenformling der vorliegenden Erfindung wird die Verbesserung der magnetischen Permeabilität vorteilhaft erreicht.
Die Erfindung ist somit mit Bezugnahme auf die spezifischen Ausführungsformen gezeigt und beschrieben worden, jedoch sollte es verstanden werden, dass die Erfindung in keiner Weise auf die Einzelheiten der dargestellten Strukturen beschränkt ist, es können jedoch Veränderungen und Abwandlungen gemacht werden, ohne vom Umfang der beigefügten Ansprüche abzuweichen.
Zum Zweck der Verbesserung der magnetischen Permeabilität stellt die vorliegende Erfindung ein Weichmagnetismus-Metallpulver, ein Behandlungsverfahren dafür, ein Weichmagnetismus-Metallpulverformling und ein Herstellungsverfahren dafür zur Verfügung. Das Weichmagnetismus-Metallpulver schließt eine Mehrzahl von Teilchen ein, von denen jedes, falls geschnitten, so eingestellt wird, das es nicht mehr als zehn Kristallteilchen im Durchschnitt hat. Bevorzugt soll auf einer Außenoberfläche von jedem der Teilchen ein Material mit höherem spezifischen Widerstand erzeugt werden, das einen höheren spezifischen Widerstand als eine Hauptphase der Teilchen besitzt. Das Verfahren der Behandlung eines Weichmagnetismus-Metallpulvers schließt folgende Schritte ein: Herstellung einer Mehrzahl von Teilchen des Weichmagnetismus-Metallpulvers, Erwärmen der Teilchen auf eine höhere Temperatur innerhalb einer Atmosphäre mit höherer Temperatur zur Ausführung eines Kristallteilchenzahlverminderungsverfahrens in einer solchen Art und Weise, dass die Zahl der Kristallteilchen in jedem der Weichmagnetismus-Metallpulver-Teilchen im Vergleich zur Anzahl der Kristallteilchen vor dem Erwärmen vermindert wird. Der Weichmagnetismus-Metallpulverformling wird durch Verbinden der Weichmagnetismus-Metallteilchen erzeugt.

Claims

Weichmagnetismus-Metallpulver, das eine Mehrzahl von Weichmagnetismus-Metallteilchen umfasst, dadurch gekennzeichnet, dass die Anzahl der Kristallteilchen in jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen so eingestellt ist, dass diese im Durchschnitt nicht mehr als zehn Kristallteilchen in deren Querschnitt besitzen.
Weichmagnetismus-Metallpulver wie in Anspruch 1 ausgeführt, wobei jedes Teilchen eine Hauptphase und ein mit Widerstand behaftetes Material auf einer Außenoberfläche des Teilchens umfasst, und das mit Widerstand behaftete Material einen spezifischen Widerstand, der höher als die Hauptphase des Teilchens ist, hat.
Weichmagnetismus-Metallpulver wie in Anspruch 2 ausgeführt, wobei das Weichmagnetismus-Metallteilchen eine Legierung ist, die Eisen als Hauptkomponente und weniger als 3,5 Gew.-% eines Legierungselements umfasst, wobei das Legierungselement leichter oxidiert wird als Eisen, und das Material mit höherem spezifischen Widerstand in Form eines Oxids vorliegt, wobei das Oxid auf der Außenoberfläche des Teilchens durch selektives Oxidieren des Legierungselements als ein Ergebnis des Erwärmens des Teilchens erzeugt wird.
Weichmagnetismus-Metallpulver wie in Anspruch 2 ausgeführt, wobei das mit Widerstand behaftete Material in der Form einer konversionsbehandelten Beschichtung der Phosphorsäurereihe ist.
Weichmagnetismus-Metallpulver wie in Anspruch 2 aufgeführt, wobei das mit Widerstand behaftete Material auf einer Außenoberfläche jedes der Weichmagnetismus-Metallteilchen beschichtet ist.
Weichmagnetismus-Metallpulver wie in Anspruch 5 aufgeführt, wobei die Beschichtung des widerstandsfähigeren Materials auf der Weichmagnetismus-Metallteilchen unter Verwendung von einer mechanischen Energie durch Mechano-Fusion hergestellt wird.
Weichmagnetismus-Metallpulver wie in Anspruch 4 aufgeführt, wobei eine konversionsbehandelte Beschichtung der Phosphorsäurereihe durch Auftragen einer Behandlungsflüssigkeit, die auf der Außenoberfläche des Weichmagnetismus-Metallteilchens eine Phosphorsäure enthält, und Trocknen der Behandlungsflüssigkeit erhalten wird.
Weichmagnetismus-Metallpulver wie in Anspruch 1 aufgeführt, wobei eine Außenoberfläche des Weichmagnetismus-Metallteilchens mit einer konversionsbehandelten Beschichtung beschichtet wird.
Weichmagnetismus-Metallpulver wie in Anspruch 1 aufgeführt, wobei die Weichmagnetismus-Metallteilchen in einem Kristallteilchenzahlverminderungsverfahren derart unterworfen werden, dass die Weichmagnetismus-Metallteilchen auf eine höhere Temperatur innerhalb einer Atmosphäre mit höherer Temperatur erwärmt werden, um die Zahl der Kristallteilchen in jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen zu vermindern.
Weichmagnetismus-Metallpulver wie in Anspruch 4 aufgeführt, wobei die Weichmagnetismus-Metallteilchen miteinander mittels der entsprechenden konversionsbehandelten Beschichtung der Phosphorsäurereihe verbunden werden, wobei der beschichtete Zustand von jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen durch die konversionsbehandelte Beschichtung der Phosphorsäurereihe aufrechterhalten bleibt.
Verfahren zur Behandlung eines Weichmagnetismus-Metallpulvers, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Herstellen einer Mehrzahl von Weichmagnetismus-Metallteilchen; und Erwärmen der Weichmagnetismus-Metallteilchen innerhalb einer Atmosphäre mit höherer Temperatur derart, dass die Zahl der Kristallteilchen in jedem der Weichmagnetismus-Metallteilchen im Vergleich zur Zahl der Kristallteilchen vor dem Erwärmen vermindert wird, so dass jedes der Weichmagnetismus-Metallteilchen im Durchschnitt nicht mehr als zehn Kristallteilchen in deren Querschnitt besitzt.
Verfahren zur Behandlung eines Weichmagnetismus-Metallpulvers wie in Anspruch 11 aufgeführt, wobei die Zahl der Kristallteilchen in jedem der Weichmagnetismus-Metallpulverteilchen um die Hälfte oder mehr im Vergleich zu der Zahl der Kristallteilchen vor dem Erwärmen vermindert wird.
Verfahren zur Behandlung eines Weichmagnetismus-Metallpulvers wie in Anspruch 11 aufgeführt, wobei die Atmosphäre mit höherer Temperatur eine nicht-oxidative Atmosphäre ist und die Erwärmungstemperatur sich von 750 bis 1350°C erstreckt.
Verfahren zur Herstellung eines Weichmagnetismus-Formlings, wobei das Verfahren folgende Schritte umfasst: Herstellen eines Gemisches eines Weichmagnetismus-Metallpulvers, gekennzeichnet durch Anspruch 1; und Pressen oder Pressen bei einer höheren Temperatur des Gemisches des Weichmagnetismus-Metallpulvers.