JP2002064011A - 圧粉磁心 - Google Patents

圧粉磁心

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JP2002064011A
JP2002064011A JP2000251320A JP2000251320A JP2002064011A JP 2002064011 A JP2002064011 A JP 2002064011A JP 2000251320 A JP2000251320 A JP 2000251320A JP 2000251320 A JP2000251320 A JP 2000251320A JP 2002064011 A JP2002064011 A JP 2002064011A
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powder
soft magnetic
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magnetic powder
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JP2000251320A
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English (en)
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Satoshi Takemoto
聡 武本
Takanobu Saitou
貴伸 斉藤
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Daido Steel Co Ltd
Original Assignee
Daido Steel Co Ltd
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    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0206Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
    • H01F41/0246Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder

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Abstract

(57)【要約】 【課題】 高透磁率で、高磁束密度の圧粉磁心を提供す
る。 【解決手段】 軟磁性粉末を用いて成る圧粉磁心におい
て、その圧粉磁心を構成する軟磁性粉末は、個々の粒子
の粒径が300μm以下であり、粒径20μm以下の粒
子の含有割合が20重量%以下であり、D50値が70μ
m以上であり、かつ、個々の粒子における結晶粒の数が
20個以下である。

Description

【発明の詳細な説明】
【0001】
【発明の属する技術分野】本発明は圧粉磁心に関し、更
に詳しくは、高透磁率であり、したがって高い磁束密度
を有する圧粉磁心に関する。
【0002】
【従来の技術】圧粉磁心は、一般に、次のようにして製
造されている。すなわちまず、所定組成の軟磁性合金に
対して機械粉砕やアトマイズ法を適用して所定の粒度分
布を有する軟磁性粉末を製造する。ついで、この軟磁性
粉末に、例えば水ガラス,リン酸,シリコーン樹脂,フ
ェノール樹脂,エポキシ樹脂,イミド樹脂のような絶縁
材料であると同時に結着能を有するバインダ成分でもあ
る材料の所定量を混合して、これら材料で表面が被覆さ
れている前記軟磁性粉末を主体とする混合物が調製され
る。
【0003】この混合物を、例えばステアリン酸亜鉛の
ような潤滑剤と一緒に所定形状の金型に充填したのち例
えばプレス成形して圧粉磁心の成形体にする。そして最
後に、この成形体に熱処理を行って成形時の蓄積歪みを
除去し、目的とする圧粉磁心が製造される。したがっ
て、製造された圧粉磁心は、バインダ成分で被覆された
軟磁性粉末の各粒子が互いに前記バインダ成分を介して
結着して成る組織構造を有している。
【0004】そして、圧粉磁心は、その透磁率が高く、
したがって磁束密度が高いものほど、例えばモータにお
けるトルクとか電磁弁における吸引力という点で実使用
上は有利であるため、高透磁率で、高磁束密度の圧粉磁
心が強く求められている。
【0005】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、上記した要
望に充分応えることができ、従来に比べて高透磁率で、
磁束密度も高い圧粉磁心の提供を目的とする。
【0006】
【課題を解決するための手段】本発明者らは、上記した
目的を達成するために鋭意研究を重ねる過程で、製造に
用いる軟磁性粉末の粒度特性と製造した圧粉磁心の磁気
特性との関係を調べ、また、磁壁移動の難易度に影響を
及ぼすといわれている軟磁性粉末の構成粒子における結
晶粒の状態と製造された圧粉磁心の磁気特性との関係を
調べたところ、製造された圧粉磁心において、その主体
である軟磁性粉末が後述する状態にあるときには、その
圧粉磁心の磁気特性が高透磁率で、高磁束密度を示すと
いう事実を見出し、本発明の圧粉磁心を開発するに至っ
た。
【0007】すなわち、本発明の圧粉磁心は、軟磁性粉
末を用いて成る圧粉磁心において、前記圧粉磁心を構成
する前記軟磁性粉末は、個々の粒子の粒径が300μm
以下であり、粒径20μm以下の粒子の含有割合が20
重量%以下であり、D50値が70μm以上であり、か
つ、個々の粒子における結晶粒の数が20個以下である
ことを特徴とする。
【0008】
【発明の実施の形態】本発明の圧粉磁心は、従来の場合
と同様に、軟磁性粉末とバインダ成分(絶縁材料でもあ
る)との混合物を成形し、その成形体に熱処理を行って
製造される。したがって、製造された本発明の圧粉磁心
にあっても、その主体である軟磁性粉末を構成する個々
の粒子の形状,粒度分布などの形態上の因子は、圧粉磁
心の製造に使用する前の状態と変わることはない。ただ
し、後述する個々の粒子における結晶粒の個数は、成形
体の熱処理時の条件によっては、使用前と製造された圧
粉磁心の場合とで変わることもあり得る。
【0009】したがって、まず、本発明の圧粉磁心の製
造に用いる軟磁性粉末の形態上の要件、すなわち、製造
された圧粉磁心を構成している軟磁性粉末の形態上の要
件について説明する。この軟磁性粉末の形態上の要件の
1つは、個々の粒子の粒径が300μm以下であり、3
00μmより大きい粒径の粒子は含まれていないという
ことである。粒径が300μmより大きい粒子が含まれ
ていると、その粉末を用いて製造した圧粉磁心は、その
嵩密度が低くなって透磁率は低下し、したがって磁束密
度も低くなるとともに、成形時に割れなどが発生しやす
くなるからである。
【0010】要件の第2は、粉末のうち、粒径20μm
以下の粒子の含有割合が20重量%以下になっているこ
とである。一般に粒径が小さい軟磁性粉末を用いるほど
圧粉磁心の嵩密度は高くなって透磁率を高める作用効果
が発揮されるが、他方では、反磁界係数が大きくなって
製造した圧粉磁心の透磁率を低めるようになる。
【0011】本発明では、軟磁性粉末の粒径が圧粉磁心
の透磁率に及ぼす上記した相反する影響を考慮し、嵩密
度を高めて透磁率を高め、同時に反磁界の透磁率に及ぼ
す悪影響を軽減するために、粒径20μm以下の粒子の
割合を20重量%以下に規制する。要件の第3は、軟磁
性粉末のD50値が70μm以上である。ここで、D50
とは、全体の粉末のうち小径の粒子から大径の粒子へと
順次集積し、その集積量が全体の粉末重量の50%にな
ったときに、その集積した粉末の平均粒径のことをい
う。
【0012】したがって、D50値が小さいということ
は、その粉末において、粒径が小さい粒子の粉末全体に
占める割合が大きく、前記した第2の要件を満たしてい
ない粉末になっているものと考えられる。本発明におい
ては、このような危惧を確実に取り除くために、D50
が70μm以上に設定されている。次に、第4の要件で
ある結晶粒の数について説明する。
【0013】本発明の圧粉磁心は、上記した要件を備え
た軟磁性粉末で構成されているが、この軟磁性粉末の個
々の粒子における結晶粒の数が20個以下になっている
ことを必須の条件としている。この結晶粒の数が20個
より多い場合は、軟磁性粉末が前記した3つの要件を満
たしているとすれば、個々の粒子における結晶粒の粒径
は小さいことになり、そのため磁壁移動が起こりづらい
状態になっているので、結局は、製造した圧粉磁心の透
磁率は低くなり、したがって磁束密度も低くなってしま
うからである。
【0014】ところで、上記した結晶粒の数は、成形体
の熱処理条件に左右されて変化することがある。例え
ば、軟磁性粉末の使用前の粒子における結晶粒の数が2
0個以上であったとしても、熱処理時の温度が高くなる
と、結晶粒の粗大化が進むため、熱処理後にあっては結
晶粒の数が20個以下に減少することもあり得る。本発
明における上記した結晶粒の数に関する規制は、あくま
でも、熱処理後に製造された圧粉磁心の軟磁性粉末(形
態は使用前と変わらない)の個々の粒子における結晶粒
の数である。
【0015】なお、熱処理後に上記結晶粒の数が使用前
に比べて増加するということは絶対に起こらないので、
使用前の軟磁性粉末のうち、その個々の粒子における結
晶粒の数が20個以下であるものは、必ず、本発明の圧
粉磁心を製造するために使用可能である。
【0016】
【実施例】実施例1〜10,比較例1〜6 水アトマイズ法で、Fe−49重量%Co−2重量%V
から成る軟磁性粉末を製造した。この粉末を分級し、更
に適宜に混合することにより、表1で示した仕様を有す
る粉末に調整した。そして、得られた粉末のD50値を測
定した。
【0017】ついで、各粉末100重量部に対し、シリ
コーン樹脂1重量部とステアリン酸亜鉛0.5重量部を
混合した。混合物を圧力1.27×103MPaでプレス成
形して、外径28mm,内径20mm,高さ5mmのリング状
成形体とし、この成形体に、真空中において温度700
℃で1時間の熱処理を行って圧粉磁心にした。
【0018】そして、各圧粉磁心の最大透磁率と、印加
磁界10kA/mにおける磁束密度を測定した。また、各
圧粉磁心に関しては、圧粉磁心を切断して縦断面と横断
面が表出する2種類の試験片とし、各試験片をベークラ
イトに埋め込んだのちそれぞれの断面を鏡面研磨したの
ちそのエッチング面を顕微鏡で観測し、各断面50個、
合計100個の粉末粒子につき、その結晶粒の数を計測
しその平均値を求めた。以上の結果を一括して表1に示
した。
【0019】
【表1】
【0020】表1から明らかなように、本発明で規定し
た要件のうち、第2の要件を満たしていない比較例4,
第3の要件を満たしていない比較例1,第4の要件を満
たしていない比較例3,5は、全ての要件を満たしてい
る実施例に比べて、透磁率は大幅に低くなり、また磁束
密度も低くなっている。したがって、高透磁率で、高い
磁束密度の圧粉磁心を得ようとする場合には、本発明で
規定した4つの要件を全て充足せしめることが必要にな
る。
【0021】
【発明の効果】以上の説明で明らかなように、本発明の
圧粉磁心は、高い透磁率と高い磁束密度を備えたもので
ある。これは、原料粉末である軟磁性粉末の粉末形態を
上記したように特定し、同時に圧粉磁心内の軟磁性粉末
における結晶粒の数を上記したように規定したことによ
ってもたらされる効果である。

Claims (1)

    【特許請求の範囲】
  1. 【請求項1】 軟磁性粉末を用いて成る圧粉磁心におい
    て、 前記圧粉磁心を構成する前記軟磁性粉末は、個々の粒子
    の粒径が300μm以下であり、粒径20μm以下の粒
    子の含有割合が20重量%以下であり、D50値が70μ
    m以上であり、かつ、個々の粒子における結晶粒の数が
    20個以下であることを特徴とする圧粉磁心。
JP2000251320A 2000-08-22 2000-08-22 圧粉磁心 Pending JP2002064011A (ja)

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Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
WO2005038829A1 (ja) * 2003-10-15 2005-04-28 Sumitomo Electric Industries, Ltd. 軟磁性材料の製造方法、軟磁性材料および圧粉磁心
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