JP2004156076A - 圧粉コア用金属粉末 - Google Patents

Abstract

【課題】インダクター等のコイル部品に使用される圧粉コア用金属粉末を提供する。
【解決手段】Ｓｉ量が４〜７ｍａｓｓ％、残部Ｆｅからなるガスアトマイズ金属粉末の平均結晶粒径（ｄ／μｍ）とＸ線解折パターンにおける半値幅（ｗ／ｄｅｇ）が、１０．３×ｗ−０．０６７×ｄ≦１．５の数式を満足することを特徴とする圧粉コア用金属粉末。
【選択図】 なし

Description

【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は、インダクター等のコイル部品に使用される圧粉コア用金属粉末に関するものである。
【０００２】
【従来の技術】
近年、ＯＡ、コンピュータ関連分野、さらに機械産業分野のメカトロニクス化および自動車のハイブリッド化に伴うコイル部品の大電流化の要求並びに電子機器の小型化に伴う小型高性能な圧粉コアが要求されている。しかして金属軟磁性粉末を樹脂と混合して圧縮成形したコイル磁心材である圧粉コアは、従来のフェライト焼結材と比較して飽和磁束密度（Ｂｓ）が大きいため、部品の小型化に有利な材料である。この材料である圧粉コア用粉末として選ばれる材料は、良好な軟磁気特性（低保磁力、高飽和磁束密度）を持つ材料で、一般的な材料としては、Ｆｅ−Ｎｉ系、センダスト、Ｆｅ−Ｓｉ系等が中心である。その一例として、特許文献１等が知られている。
【０００３】
【引用文献】
（１）特許文献１（特開平８−３７１０７号公報）
【０００４】
【発明が解決しようとする課題】
しかしながら、上述した従来技術は、大電流下での透磁率が重視されるコアの場合に用いる粉末では、より高飽和磁束密度であることが必要であって、これに対応するコア用粉末としては十分でない。ただ、上記Ｆｅ−Ｓｉ系粉末は、保磁力が低く飽和磁束密度が大きい組成として適用されている。しかし、このＦｅ−Ｓｉ系の同一組成であっても粉末の内質（結晶粒、内部歪）の差によってコア特性が変化するもので、このコア特性の変化について定量的に検討された例は現在においては見当たらないのが実状である。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
上述したように、同一組成でも粉末の内質（結晶粒、内部歪）の差によってコア特性の変化することから、本発明では、同一組成でも、結晶粒と内部歪の大きさによってコア特性が変化し、ある数式を満たすことにより著しく良好なコア特性が得られることを見出した。その発明の要旨とするところは、Ｓｉ量が４〜７ｍａｓｓ％、残部Ｆｅからなるガスアトマイズ金属粉末の平均結晶粒径（ｄ／μｍ）とＸ線解折パターンにおける半値幅（ｗ／ｄｅｇ）が、１０．３×ｗ−０．０６７×ｄ≦１．５の数式を満足することを特徴とする圧粉コア用金属粉末にある。
【０００６】
【発明の実施の形態】
以下、本発明について詳細に説明する。
同一組成でも、結晶粒と内部歪（Ｘ線半値幅）の大きさによってコア特性が変化し、金属粉末の平均結晶粒径（ｄ／μｍ）とＸ線解折パターンにおける半値幅（ｗ／ｄｅｇ）が、１０．３×ｗ−０．０６７×ｄ≦１．５の数式を満足することにより著しく良好なコア特性が得られるものである。結晶粒が微細化もしくは内部歪（凝固時の冷却歪、粉砕時の加工歪等）が増大して、上記数式を満たさない場合は粉末の保磁力が増大することに起因して十分なコア特性が得られない。
しかも、この式を満たすものの組成の中でも、特にＳｉ量が４〜７ｍａｓｓ％−Ｆｅのコア特性が良好であること見出したものである。
【０００７】
Ｓｉ：４〜７ｍａｓｓ％
Ｓｉ量が４ｍａｓｓ％未満では、保磁力が大きくなり、コア特性が低下していく。また、７ｍａｓｓ％を超えても、４ｍａｓｓ％未満と同様に、保磁力が大きくなり、コア特性が劣化することから、その範囲を４〜７ｍａｓｓ％とした。
【０００８】
【実施例】
以下、本発明について実施例によって具体的に説明する。
表１に示すＳｉを含有するＦｅ基合金を真空誘導溶解炉にて溶解し、ノズル径２〜４ｍｍ、ガス圧１〜５ＭＰａのＡｒとＮ_２ ガスによるガスアトマイズ法で作製した粉末を−４５μｍに分級した粉末をＳｉ系樹脂（東レシリコン社製：ＳＲ２４１４）を金属粉末に対して１．５ｍａｓｓ％混合した後、成形圧力１ＧＰａでφ１５ｍｍ／φ１０ｍｍ×５ｔに成形後、７００℃−１ｈｒで熱処理して巻線を施してその透磁率と損失をＬＣＲメーター、ＢＨアナライザーで測定した。なお、ガスアトマイズの条件を変えることにより結晶粒径を意図的に変化させた。その結果を表１に示す。
【０００９】
粉末特性評価としては、粉末の保磁力（Ｈｃ）はＨｃメーターを使用した。また、結晶粒径は光学顕微鏡により４０μｍ粒径の粉末について、研磨しナイタールで腐食して１００個分の結晶粒の大きさを測定し平均化した。さらに、Ｘ線回折はＸ線源をＣｕとし回折パターンのうちメインピークについて半値幅を測定（コア特性）した。成形後の透磁率はＬＣＲメーター、周波数１００ｋＨｚ、印加磁場１４４ｋＡ／ｍ、で測定した。成形後の損失はＢＨアナライザー、周波数１００ｋＨｚ、最大磁場０．１Ｔとした。
【００１０】
【表１】

【００１１】
表１に示すように、Ｎｏ．１〜１０は本発明例であり、Ｎｏ．１１〜１６は比較例である。比較例Ｎｏ．１１は、結晶粒径が小さく、かつ１０．３×ｗ−０．０６７×ｄの値が大きいことから、コア特性である透磁率が劣り、かつ損失が大きい。また、比較例Ｎｏ．１２および１３は、１０．３×ｗ−０．０６７×ｄの値が大きいことから、透磁率が劣り、かつ損失が大きい。また、比較例Ｎｏ．１４は、Ｆｅ−５０Ｎｉ組成粉末によるもので、透磁率が劣り、かつ損失が大きい。さらに、比較例Ｎｏ．１５〜１６は、Ｓｉ値の高い組成粉末によるもので、透磁率が劣り、かつ損失が大きい。これに対し、本発明例Ｎｏ．１〜１０はいずれも、コア特性である透磁率が優れ、かつ損失が小さいことが判る。
【００１２】
【発明の効果】
以上述べたように、本発明により極めて良好なコア特性を有するコアの製作が可能となる工業的に有利なものである。

Claims (1)

1. Ｓｉ量が４〜７ｍａｓｓ％、残部Ｆｅからなるガスアトマイズ金属粉末の平均結晶粒径（ｄ／μｍ）とＸ線解折パターンにおける半値幅（ｗ／ｄｅｇ）が、１０．３×ｗ−０．０６７×ｄ≦１．５の数式を満足することを特徴とする圧粉コア用金属粉末。