JP2002206150A - 軟磁性合金粉末及びその製造方法 - Google Patents
軟磁性合金粉末及びその製造方法Info
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Abstract
(57)【要約】
【課題】 粉砕性が向上したフレーク状合金粉末を安価
な設備で、収率よく、安価に製造でき、その上、磁気特
性の劣化がない軟磁性合金粉末及びその製造方法を提供
すること。 【解決手段】 Ｓｉが１.０〜７.０ｗｔ％、残部Ｆｅの
組成からなるＳｉ−Ｆｅ合金粉末において、Ｐを０.５
〜１.５ｗｔ％添加する。
な設備で、収率よく、安価に製造でき、その上、磁気特
性の劣化がない軟磁性合金粉末及びその製造方法を提供
すること。 【解決手段】 Ｓｉが１.０〜７.０ｗｔ％、残部Ｆｅの
組成からなるＳｉ−Ｆｅ合金粉末において、Ｐを０.５
〜１.５ｗｔ％添加する。
Description
【０００１】
【発明の属する技術分野】本発明は、軟磁性合金粉末及
びその製造方法に関し、特に、液体急冷法によりフレー
ク状合金粉末を得た後、これを粉砕して得られる軟磁性
合金粉末及びその製造方法に関する。
びその製造方法に関し、特に、液体急冷法によりフレー
ク状合金粉末を得た後、これを粉砕して得られる軟磁性
合金粉末及びその製造方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】従来、１.０〜７.０ｗｔ％Ｓｉ−Ｆｅ合
金粉末等のフレーク状軟磁性合金粉末を製造する方法と
しては、原料を高周波溶解等で溶解しインゴットを製造
した後、ジョークラッシャー、ボールミル、振動ミルの
ような粉砕機を用いて希望する粒度の粉末を得るか、溶
湯金属から直接合金粉末をガスアトマイズ法、水アトマ
イズ法等により得ることが知られている。また、別の方
法としては、高速回転する冷却ロールの周面に溶湯金属
をノズルから自然落下させて周面上で急冷凝固させ、フ
レーク状粉末を得、これを粉砕して粉末を製造する方
法、いわゆるロール急冷法が提案されている。
金粉末等のフレーク状軟磁性合金粉末を製造する方法と
しては、原料を高周波溶解等で溶解しインゴットを製造
した後、ジョークラッシャー、ボールミル、振動ミルの
ような粉砕機を用いて希望する粒度の粉末を得るか、溶
湯金属から直接合金粉末をガスアトマイズ法、水アトマ
イズ法等により得ることが知られている。また、別の方
法としては、高速回転する冷却ロールの周面に溶湯金属
をノズルから自然落下させて周面上で急冷凝固させ、フ
レーク状粉末を得、これを粉砕して粉末を製造する方
法、いわゆるロール急冷法が提案されている。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】ところが、１.０〜７.
０ｗｔ％Ｓｉ−Ｆｅの粉末をインゴットから製造しよう
とした場合、粉砕機を用いては長時間の粉砕が必要であ
った。また、アトマイズ法、並びにロール急冷法等の溶
湯合金から直接粉末を製造する液体急冷法では、ノズル
孔から溶湯を噴出する際にノズル孔で閉塞しやすいとい
う問題があり、さらに、ロール急冷法で製造される製品
は、薄帯状のものが積層してしまい、フレーク状粉末が
得られない問題があった。また、この薄帯状の堆積物を
粉砕し、粉末にするにはインゴットほどでないにしろ従
来の方法で粉砕するには時間が必要であった。
０ｗｔ％Ｓｉ−Ｆｅの粉末をインゴットから製造しよう
とした場合、粉砕機を用いては長時間の粉砕が必要であ
った。また、アトマイズ法、並びにロール急冷法等の溶
湯合金から直接粉末を製造する液体急冷法では、ノズル
孔から溶湯を噴出する際にノズル孔で閉塞しやすいとい
う問題があり、さらに、ロール急冷法で製造される製品
は、薄帯状のものが積層してしまい、フレーク状粉末が
得られない問題があった。また、この薄帯状の堆積物を
粉砕し、粉末にするにはインゴットほどでないにしろ従
来の方法で粉砕するには時間が必要であった。
【０００４】また、粉砕性の向上と粘性の低下のために
第三元素を添加した場合、製造した粉末は元素を添加せ
ずに製造した粉末と比べ、保磁力の増加、飽和磁化の低
下というような磁気特性の著しい劣化がみられるという
問題を抱えていた。
第三元素を添加した場合、製造した粉末は元素を添加せ
ずに製造した粉末と比べ、保磁力の増加、飽和磁化の低
下というような磁気特性の著しい劣化がみられるという
問題を抱えていた。
【０００５】本発明は、上記の問題点を解決し、粉砕性
が向上したフレーク状合金粉末を安価な設備で、収率よ
く、安価に製造でき、その上、磁気特性の劣化がない軟
磁性合金粉末及びその製造方法を提供することにある。
が向上したフレーク状合金粉末を安価な設備で、収率よ
く、安価に製造でき、その上、磁気特性の劣化がない軟
磁性合金粉末及びその製造方法を提供することにある。
【０００６】
【課題を解決するための手段】そこで、上記問題を解決
するために、本発明者は、第三添加元素としてＰを添加
すると、液体急冷法においてノズル孔の閉塞が緩和さ
れ、磁気特性の劣化がなくなることを見出した。
するために、本発明者は、第三添加元素としてＰを添加
すると、液体急冷法においてノズル孔の閉塞が緩和さ
れ、磁気特性の劣化がなくなることを見出した。
【０００７】即ち、本発明は、Ｓｉが１.０〜７.０ｗｔ
％、残部Ｆｅの組成からなるＳｉ−Ｆｅ合金粉末におい
て、Ｐが０.５〜１.５ｗｔ％添加されたことを特徴とす
る軟磁性合金粉末である。
％、残部Ｆｅの組成からなるＳｉ−Ｆｅ合金粉末におい
て、Ｐが０.５〜１.５ｗｔ％添加されたことを特徴とす
る軟磁性合金粉末である。
【０００８】また、本発明は、上記の軟磁性合金粉末に
おいて、平均粒径が１５０μｍ以下、平均アスペクト比
が１.０〜５.０（１.０を含まず）であることを特徴と
する軟磁性合金粉末である。
おいて、平均粒径が１５０μｍ以下、平均アスペクト比
が１.０〜５.０（１.０を含まず）であることを特徴と
する軟磁性合金粉末である。
【０００９】また、本発明は、上記の軟磁性合金粉末に
おいて、飽和磁束密度Ｂｓが１７０００Ｇ以上、保磁力
Ｈｃが２０Ｏｅ以下であることを特徴とする軟磁性合金
粉末である。
おいて、飽和磁束密度Ｂｓが１７０００Ｇ以上、保磁力
Ｈｃが２０Ｏｅ以下であることを特徴とする軟磁性合金
粉末である。
【００１０】また、本発明は、液体急冷法により、Ｓｉ
が１.０〜７.０ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からなるＳｉ−
Ｆｅ合金粉末を製造する方法において、Ｐを０.５〜１.
５ｗｔ％添加することを特徴とする軟磁性合金粉末の製
造方法である。
が１.０〜７.０ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からなるＳｉ−
Ｆｅ合金粉末を製造する方法において、Ｐを０.５〜１.
５ｗｔ％添加することを特徴とする軟磁性合金粉末の製
造方法である。
【００１１】ノズルの閉塞が緩和されるのは、Ｐは高い
電気陰性度のため、鉄族遷移元素と不対称に結合するた
め結合エネルギーの相互作用が減少し、溶湯合金とした
場合、少量の添加で粘性を低下させるのに有効な元素と
推定され、また、添加しても磁気特性の劣化が生じない
のは、Ｆｅに対して少量であれば侵入型化合物となるた
めと推定される。
電気陰性度のため、鉄族遷移元素と不対称に結合するた
め結合エネルギーの相互作用が減少し、溶湯合金とした
場合、少量の添加で粘性を低下させるのに有効な元素と
推定され、また、添加しても磁気特性の劣化が生じない
のは、Ｆｅに対して少量であれば侵入型化合物となるた
めと推定される。
【００１２】しかし、あまり添加量が少ないと添加の効
果が得られず、逆に多いと磁気特性の劣化を生じる。Ｆ
ｅべ一スである１.０〜７.０ｗｔ％Ｓｉ−ＦｅにＰを添
加した場合、添加量０.５ｗｔ％以上で合金溶湯の粘性
を低下させ、液体急冷法による粉末製造において、ノズ
ル孔の閉塞防止につながる効果が得られる。また、添加
量１.５ｗｔ％を超えると、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｂｓ
のような磁気特性の著しい劣化がみられることから、Ｐ
添加量を０.５〜１.５ｗｔ％の範囲に定めた。
果が得られず、逆に多いと磁気特性の劣化を生じる。Ｆ
ｅべ一スである１.０〜７.０ｗｔ％Ｓｉ−ＦｅにＰを添
加した場合、添加量０.５ｗｔ％以上で合金溶湯の粘性
を低下させ、液体急冷法による粉末製造において、ノズ
ル孔の閉塞防止につながる効果が得られる。また、添加
量１.５ｗｔ％を超えると、保磁力Ｈｃ、飽和磁化Ｂｓ
のような磁気特性の著しい劣化がみられることから、Ｐ
添加量を０.５〜１.５ｗｔ％の範囲に定めた。
【００１３】ＳｉはＦｅに固溶すると、磁歪、磁気異方
性の低減に有効である。その量が１.０ｗｔ％以上、７.
０ｗｔ％以下では軟磁気特性の改善効果が顕著であり、
７.０ｗｔ％を超えると、飽和磁束密度Ｂｓが低下し良
好な軟磁気持性が得られないため、Ｓｉは１.０〜７.０
ｗｔ％の範囲とした。
性の低減に有効である。その量が１.０ｗｔ％以上、７.
０ｗｔ％以下では軟磁気特性の改善効果が顕著であり、
７.０ｗｔ％を超えると、飽和磁束密度Ｂｓが低下し良
好な軟磁気持性が得られないため、Ｓｉは１.０〜７.０
ｗｔ％の範囲とした。
【００１４】また、平均粒径を１５０μｍ以下の範囲に
限定したのは、液体急冷法でＳｉが１.０〜７.０ｗｔ
％、Ｐが０.５〜１.５ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からなる
フレーク状粉末を得、それを粉砕し圧粉磁芯を製造した
場合、１５０μｍを超えると、フレーク状粉末の厚みが
大きくなるため、粒子内部に流れる渦電流損失が大きく
なり、その結果、周波数特性が低下するからである。し
たがって、平均粒径を１５０μｍ以下の範囲とした。な
お、ここでいう粒径はふるい分析またはそれに類似した
方法によって求めたふるいのサイズで決められる。
限定したのは、液体急冷法でＳｉが１.０〜７.０ｗｔ
％、Ｐが０.５〜１.５ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からなる
フレーク状粉末を得、それを粉砕し圧粉磁芯を製造した
場合、１５０μｍを超えると、フレーク状粉末の厚みが
大きくなるため、粒子内部に流れる渦電流損失が大きく
なり、その結果、周波数特性が低下するからである。し
たがって、平均粒径を１５０μｍ以下の範囲とした。な
お、ここでいう粒径はふるい分析またはそれに類似した
方法によって求めたふるいのサイズで決められる。
【００１５】平均アスペクト比については、５.０を超
えると圧粉体とした場合、粉末が長くなってしまい成型
性が悪化するため、平均アスペクト比の範囲を１.０〜
５.０（１.０を含まず）とした。より好ましくは、平均
アスペクト比１.０〜３.０（１.０を含まず）である。
えると圧粉体とした場合、粉末が長くなってしまい成型
性が悪化するため、平均アスペクト比の範囲を１.０〜
５.０（１.０を含まず）とした。より好ましくは、平均
アスペクト比１.０〜３.０（１.０を含まず）である。
【００１６】以上のようなフレーク状合金粉末は、飽和
磁化Ｂｓが１７０００Ｇ以上で保磁力Ｈｃが２０Ｏｅ以
下の合金粉末として得られる。
磁化Ｂｓが１７０００Ｇ以上で保磁力Ｈｃが２０Ｏｅ以
下の合金粉末として得られる。
【００１７】
【発明の実施の形態】ロール急冷法でＳｉが１.０〜７.
０ｗｔ％、Ｐが０.５〜１.５ｗｔ％、残部Ｆｅの組成か
らなるフレーク状粉末を製造した。Ｐ添加量が０.５ｗ
ｔ％以上で合金溶湯の粘性を下げ溶湯落下孔の閉塞を防
止し、回収部分でフレーク状粉末を得ることができた。
Ｐ添加量が０.５ｗｔ％未満では、溶湯落下孔の閉塞を
防止にはなるものの回収部分で薄帯状の堆積物になって
しまい、フレーク状の粉末を得ることができない。ま
た、Ｐ添加量が１.５ｗｔ％を超えると粉末の粉砕性は
向上するものの、飽和磁束密度等の磁気特性の著しい低
下がみられ、無添加のものより劣化する。また、Ｓｉが
１.０〜７.０ｗｔ％、Ｐが０.５〜１.５ｗｔ％、残部Ｆ
ｅの組成において、振動ミルによる粉砕によって平均粒
径１５０μｍ以下の範囲で平均アスペクト比が１.０〜
５.０（１.０を含まず）である合金粉末を製造した場
合、粉砕時間はＰ添加量が０.５ｗｔ％以上で大幅に短
縮される。
０ｗｔ％、Ｐが０.５〜１.５ｗｔ％、残部Ｆｅの組成か
らなるフレーク状粉末を製造した。Ｐ添加量が０.５ｗ
ｔ％以上で合金溶湯の粘性を下げ溶湯落下孔の閉塞を防
止し、回収部分でフレーク状粉末を得ることができた。
Ｐ添加量が０.５ｗｔ％未満では、溶湯落下孔の閉塞を
防止にはなるものの回収部分で薄帯状の堆積物になって
しまい、フレーク状の粉末を得ることができない。ま
た、Ｐ添加量が１.５ｗｔ％を超えると粉末の粉砕性は
向上するものの、飽和磁束密度等の磁気特性の著しい低
下がみられ、無添加のものより劣化する。また、Ｓｉが
１.０〜７.０ｗｔ％、Ｐが０.５〜１.５ｗｔ％、残部Ｆ
ｅの組成において、振動ミルによる粉砕によって平均粒
径１５０μｍ以下の範囲で平均アスペクト比が１.０〜
５.０（１.０を含まず）である合金粉末を製造した場
合、粉砕時間はＰ添加量が０.５ｗｔ％以上で大幅に短
縮される。
【００１８】
【実施例】以下、本発明を実施例によって説明する。
【００１９】（実施例１）ロール急冷法にて、Ｓｉが
６.５ｗｔ％、Ｐが０、０.０５、０.２５、０.５、０.
７５、１.５、２.５ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からなるフ
レーク状粉末を表１に示す条件で製造し、平均粒径が１
５０μｍ以下、平均アスペクト比が１.０〜５.０となる
まで表２に示す条件にて、振動ミルにて粉砕した。得ら
れた粉末を用い、振動型磁力計により磁気特性を評価し
た。
６.５ｗｔ％、Ｐが０、０.０５、０.２５、０.５、０.
７５、１.５、２.５ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からなるフ
レーク状粉末を表１に示す条件で製造し、平均粒径が１
５０μｍ以下、平均アスペクト比が１.０〜５.０となる
まで表２に示す条件にて、振動ミルにて粉砕した。得ら
れた粉末を用い、振動型磁力計により磁気特性を評価し
た。
【００２０】
【表１】
【００２１】
【表２】
【００２２】図１に、振動ミルによって平均粒径が１５
０μｍ以下、平均アスペクト比が１.０〜５.０になるま
で粉砕したときの粉砕時間とＰ添加量の関係を示す。図
２に、振動型磁力計の測定結果から導出した飽和磁化Ｂ
ｓとＰ添加量の関係を示す。図３に、振動型磁力計の測
定結果から導出した保磁力ＨｃとＰ添加量の関係を示
す。
０μｍ以下、平均アスペクト比が１.０〜５.０になるま
で粉砕したときの粉砕時間とＰ添加量の関係を示す。図
２に、振動型磁力計の測定結果から導出した飽和磁化Ｂ
ｓとＰ添加量の関係を示す。図３に、振動型磁力計の測
定結果から導出した保磁力ＨｃとＰ添加量の関係を示
す。
【００２３】図１より、Ｐ添加量０.５％以上で粉砕性
が著しく向上し、０.７５ｗｔ％以上でほぼ一定となる
ことがわかる。また、図２、図３より、Ｐ添加量０.５
〜１.５ｗｔ％でＰ無添加の粉末と同等な磁気特性が得
られることがわかる。
が著しく向上し、０.７５ｗｔ％以上でほぼ一定となる
ことがわかる。また、図２、図３より、Ｐ添加量０.５
〜１.５ｗｔ％でＰ無添加の粉末と同等な磁気特性が得
られることがわかる。
【００２４】（実施例２）Ｓｉが０.５、１.０、１.
５、２.５、３.５、４.５、５.５、６.５、７.０、８.
０ｗｔ％で、Ｐが０.５ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からな
るフレーク状粉末をロール急冷法により、実施例１と同
様に製造し、平均粒径が１５０μｍ以下、平均アスペク
ト比が１.０〜５.０となるまで振動ミルにて粉砕した。
得られた粉末を用い、振動型磁力計により磁気特性を評
価した。
５、２.５、３.５、４.５、５.５、６.５、７.０、８.
０ｗｔ％で、Ｐが０.５ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からな
るフレーク状粉末をロール急冷法により、実施例１と同
様に製造し、平均粒径が１５０μｍ以下、平均アスペク
ト比が１.０〜５.０となるまで振動ミルにて粉砕した。
得られた粉末を用い、振動型磁力計により磁気特性を評
価した。
【００２５】図４に、振動型磁力計の測定結果から導出
した飽和磁化ＢｓとＳｉ添加量の関係を示す。図５に振
動型磁力計の測定結果から導出した保磁力ＨｃとＳｉ添
加量の関係を示す。
した飽和磁化ＢｓとＳｉ添加量の関係を示す。図５に振
動型磁力計の測定結果から導出した保磁力ＨｃとＳｉ添
加量の関係を示す。
【００２６】図４より、飽和磁化Ｂｓは、７.０ｗｔ％
では、１８０００Ｇ程度であることがわかる。また、図
５より、Ｐ添加量が０.５ｗｔ％で、Ｓｉ添加量が１.０
ｗｔ％未満では保磁力Ｈｃが２０Ｏｅ未満であり、３.
５ｗｔ％以上では１０Ｏｅでほぼ一定であることがわか
る。
では、１８０００Ｇ程度であることがわかる。また、図
５より、Ｐ添加量が０.５ｗｔ％で、Ｓｉ添加量が１.０
ｗｔ％未満では保磁力Ｈｃが２０Ｏｅ未満であり、３.
５ｗｔ％以上では１０Ｏｅでほぼ一定であることがわか
る。
【００２７】なお、本発明と従来例で収率を比較したと
ころ、約３０％から約９０％以上に向上した。
ころ、約３０％から約９０％以上に向上した。
【００２８】
【発明の効果】以上説明したように、本発明によれば、
Ｓｉが１.０〜７.０ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からなるＳ
ｉ−Ｆｅ合金のフレーク状粉末を液体急冷法により、収
率よく安価に製造することができた。また、その粉末
は、Ｐが無添加のＳｉ−Ｆｅ合金と比べ、磁気特性の劣
化もなく、粉砕性も向上した。
Ｓｉが１.０〜７.０ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からなるＳ
ｉ−Ｆｅ合金のフレーク状粉末を液体急冷法により、収
率よく安価に製造することができた。また、その粉末
は、Ｐが無添加のＳｉ−Ｆｅ合金と比べ、磁気特性の劣
化もなく、粉砕性も向上した。
【図１】６.５ｗｔ％Ｓｉ−Ｆｅ合金粉末のＰ添加量と
粉砕時間の関係を示す図。
粉砕時間の関係を示す図。
【図２】６.５ｗｔ％Ｓｉ−Ｆｅ合金粉末のＰ添加量と
飽和磁化の関係を示す図。
飽和磁化の関係を示す図。
【図３】６.５ｗｔ％Ｓｉ−Ｆｅ合金粉末のＰ添加量と
保磁力の関係を示す図。
保磁力の関係を示す図。
【図４】Ｓｉ添加量と飽和磁化の関係を示す図。
【図５】Ｓｉ添加量と保磁力の関係を示す図。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.7 識別記号 ＦＩ テーマコート゛(参考） Ｃ２２Ｃ 33/02 Ｃ２２Ｃ 33/02 Ｍ 38/02 38/02 Ｈ０１Ｆ 1/14 Ｈ０１Ｆ 1/20 1/20 1/14 Ｚ
Claims (4)
- 【請求項１】 Ｓｉが１.０〜７.０ｗｔ％、残部Ｆｅの
組成からなるＳｉ−Ｆｅ合金粉末において、Ｐが０.５
〜１.５ｗｔ％添加されたことを特徴とする軟磁性合金
粉末。 - 【請求項２】 請求項１記載の軟磁性合金粉末におい
て、平均粒径が１５０μｍ以下、平均アスペクト比が
１.０〜５.０（１.０を含まず）であることを特徴とす
る軟磁性合金粉末。 - 【請求項３】 請求項１又は２記載の軟磁性合金粉末に
おいて、飽和磁束密度Ｂｓが１７０００Ｇ以上、保磁力
Ｈｃが２０Ｏｅ以下であることを特徴とする軟磁性合金
粉末。 - 【請求項４】 冷却ロールを用いた液体急冷法により、
フレーク状合金粉末を得た後、該粉末を粉砕して、Ｓｉ
が１.０〜７.０ｗｔ％、残部Ｆｅの組成からなるＳｉ−
Ｆｅ合金粉末を製造する方法において、Ｐを０.５〜１.
５ｗｔ％添加することを特徴とする軟磁性合金粉末の製
造方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001001312A JP2002206150A (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 軟磁性合金粉末及びその製造方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP2001001312A JP2002206150A (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 軟磁性合金粉末及びその製造方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JP2002206150A true JP2002206150A (ja) | 2002-07-26 |
Family
ID=18869968
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP2001001312A Pending JP2002206150A (ja) | 2001-01-09 | 2001-01-09 | 軟磁性合金粉末及びその製造方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JP2002206150A (ja) |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2008288370A (ja) * | 2007-05-17 | 2008-11-27 | Nec Tokin Corp | 面実装インダクタおよびその製造方法 |
| CN101886216A (zh) * | 2010-06-24 | 2010-11-17 | 湖州微控电子有限公司 | 添加少量磷的Fe-6.5%Si合金磁粉芯的制造方法 |
| CN102303115A (zh) * | 2011-08-17 | 2012-01-04 | 天通控股股份有限公司 | 一种铁硅材料及μ26铁硅磁粉芯的制造方法 |
| CN106783132A (zh) * | 2016-12-26 | 2017-05-31 | 安徽工业大学 | 一种颗粒间绝缘的高硅钢铁芯及其制备方法 |
| JP2020129661A (ja) * | 2020-03-26 | 2020-08-27 | Tdk株式会社 | 軟磁性金属粉末 |
| WO2024024853A1 (ja) * | 2022-07-28 | 2024-02-01 | 株式会社トーキン | 複合磁性シート |
-
2001
- 2001-01-09 JP JP2001001312A patent/JP2002206150A/ja active Pending
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