JP2008150638A - 複合軟磁性金属粉末の製造方法 - Google Patents
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Abstract
【課題】軟磁性金属粉末の歪みを可及的に阻止し、効率的に製造するとともに、交流での使用に際しても、高透磁率を確保することを可能にする。
【解決手段】転動流動層装置１０を構成するケーシング１２のチャンバ１４には、Ｆｅ系粉末２２が供給されており、ブレードロータ１６が回転されるとともに、ノズル１８から圧縮空気又はガスが噴出されている。このため、チャンバ１４内では、Ｆｅ系粉末２２が気体中に分散されており、この状態で、スプレー２０から前記Ｆｅ系粉末２２の表面に、直接、フェライト粉末２４又は前記フェライト粉末２４の懸濁液が噴射されることにより、複合軟磁性金属粉末が製造される。
【選択図】図１
【解決手段】転動流動層装置１０を構成するケーシング１２のチャンバ１４には、Ｆｅ系粉末２２が供給されており、ブレードロータ１６が回転されるとともに、ノズル１８から圧縮空気又はガスが噴出されている。このため、チャンバ１４内では、Ｆｅ系粉末２２が気体中に分散されており、この状態で、スプレー２０から前記Ｆｅ系粉末２２の表面に、直接、フェライト粉末２４又は前記フェライト粉末２４の懸濁液が噴射されることにより、複合軟磁性金属粉末が製造される。
【選択図】図１
Description
本発明は、軟磁性金属粉末の表面に、高電気抵抗材料粉末を被覆する複合軟磁性金属粉末の製造方法に関する。
例えば、磁心（コア）用材料として、軟磁性金属の表面に高電気抵抗材料が被覆された複合軟磁性金属が使用されている。すなわち、軟磁性金属は、高い飽和磁束密度及び高い透磁率という利点を有するものの、導電性が高い（低電気抵抗）ため、交流で使用される場合に渦電流が発生し、磁気特性が低下するという問題がある。
このため、上記の軟磁性金属の欠点を補う手段として、前記軟磁性金属に高電気抵抗材料を被覆することにより、渦電流損失を抑制することが可能な複合軟磁性金属が提案されている。
この場合、高電気抵抗材料である、例えば、フェライトは、水に不溶である。従って、水溶液に軟磁性金属粉末とフェライト粉末を浸漬・混合しても、凝集等の問題から前記軟磁性金属粉末の表面に前記フェライト粉末が均一に分散してコーティングされないという不具合がある。その際、水溶液中に分散剤を添加したり、バインダを使用したりすることで対応することが考えられるが、これらの方法では磁気特性が著しく低下してしまい、実際上の使用には適さないという問題がある。
そこで、例えば、特許文献１に開示されているように、軟磁性金属粒子に高抵抗軟磁性物質の粒子をメカノフュージョンにより被覆する方式が知られている。具体的には、軟磁性金属及び高抵抗軟磁性物質の粉体を入れたケーシングを高速回転させて、摩擦片及び掻き取り片を前記ケーシングと相対回転させることにより、粉体間の衝突による機械的エネルギー、特に、機械的歪み力を付与してメカノケミカル的な反応を行うものである。このため、分散剤やバインダを用いずに接着力を付与することができ、所望のコーティングが可能になる、としている。
しかしながら、上記の特許文献１では、粉体に機械的エネルギーを付与するため、母材である軟磁性金属粉末自体に原形が残らない程に大きな歪みが発生してしまい、前記軟磁性金属の透磁率が著しく低下するという問題がある。
本発明はこの種の問題を解決するものであり、軟磁性金属粉末の歪みを可及的に阻止し、効率的に製造することができるとともに、交流での使用に際しても高透磁率を確保することが可能な複合軟磁性金属粉末の製造方法を提供することを目的とする。
本発明は、軟磁性金属粉末の表面に、高電気抵抗材料粉末を被覆する複合軟磁性金属粉末の製造方法に関するものである。この製造方法では、軟磁性金属粉末を気体中に分散させながら、前記軟磁性金属粉末の表面に、直接、高電気抵抗材料粉末又は該高電気抵抗材料粉末の懸濁液を噴射して複合軟磁性金属粉末を製造している。
また、この製造方法では、転動流動層により軟磁性金属粉末を気体中に分散させることが好ましい。
本発明によれば、軟磁性金属粉末が気体中に分散された状態で、高電気抵抗材料粉末の被覆処理が遂行されるため、前記軟磁性金属粉末に原形を留めない程に大きな歪みが発生することを可及的に阻止することが可能になる。しかも、分散材やバインダを使用する必要がない。
従って、軟磁性金属粉末の表面に高電気抵抗材料粉末が被覆された複合軟磁性金属粉末は、前記軟磁性金属粉末自体の原形を保つことができる。これにより、複合軟磁性金属粉末を効率的に製造することが可能になるとともに、交流での使用に際しても高透磁率を確保することができる。
図１は、本発明の実施形態に係る複合軟磁性金属粉末の製造方法が適用される転動流動層装置１０の概略構成説明図である。
転動流動層装置１０は、ケーシング１２を備え、このケーシング１２内に形成されるチャンバ１４の底部側には、ブレードロータ１６が回転自在に配設される。ブレードロータ１６の下方に延在する回転軸１６ａは、ケーシング１２を貫通してチャンバ１４の外部に露呈しており、図示しない回転駆動源に連結されている。
ケーシング１２の上方側からチャンバ１４内に延在してノズル１８が配設される。このノズル１８は、チャンバ１４内に圧縮空気又はガスを噴出する。ケーシング１２の側部には、高電気抵抗材料粉末用のスプレー２０が設けられる。
次いで、上記のように構成される転動流動層装置１０を用いて、本実施形態に係る製造方法を説明する。
先ず、ケーシング１２のチャンバ１４には、軟磁性金属粉末、例えば、母材がＦｅ（鉄）であるＦｅ系粉末２２が供給される。そして、回転軸１６ａを介して、ブレードロータ１６が回転されるとともに、ノズル１８からチャンバ１４内に圧縮空気又はガスが導出される。
一方、チャンバ１４には、スプレー２０から高電気抵抗材料粉末、例えば、フェライト（Ｆｅ2Ｏ3）を成分とするフェライト粉末２４、又は前記フェライト粉末２４の懸濁液が、直接、噴出される。
このため、チャンバ１４では、Ｆｅ系粉末２２が攪拌流動されるとともに、圧縮空気又はガス中に分散された状態で、フェライト粉末２４又はフェライト粉末２４の懸濁液が、前記Ｆｅ系粉末２２の表面に直接吹き付けられる。従って、Ｆｅ系粉末２２の表面にフェライト粉末２４が被覆され、複合軟磁性金属粉末が製造される。
この場合、本実施形態では、転動流動層装置１０を用いて、軟磁性金属粉末であるＦｅ系粉末２２がチャンバ１４内で気体（空気又はガス）中に分散された状態で、高電気抵抗材料粉末であるフェライト粉末２４の被覆処理が遂行されている。このため、メカノフュージョンを採用する場合と異なり、Ｆｅ系粉末２２に原形を留めない程に大きな歪みが発生することを可及的に阻止するとともに、分散剤やバインダを不要にすることができる。
従って、Ｆｅ系粉末２２の表面にフェライト粉末２４が被覆された複合軟磁性金属粉末は、原形を保つことができる。これにより、複合軟磁性金属粉末を効率的に製造することが可能になるとともに、特に磁心材料として交流での使用に際しても、高透磁率を確保することができるという効果が得られる。
さらに、スプレー２０からフェライト粉末２４の懸濁液が噴射される際には、ノズル１８から噴射される圧縮空気又はガスの温度を上げることにより、前記フェライト粉末２４の被覆工程内で溶媒を除去することができる。このため、フェライト粉末２４の被覆工程後に、溶媒の乾燥工程を省くことができ、効率的な複合軟磁性金属粉末の製造作業が遂行される。
次に、本実施形態の転動流動層を用いて製造された各種複合軟磁性金属粉末の特性と、従来のメカノフュージョンにより製造された複合軟磁性金属粉末の特性とを検出する実験を行った。その結果が、図２及び図３に示されている。
図２に示すように、Ｆｅ系粉末２２の表面に、同一量（１ｗｔ％）のフェライト粉末２４が付着された複合軟磁性金属粉末では、本実施形態（転動流動層）の最大透磁率が、従来例（メカノフュージョン）の最大透磁率に比べて大幅に向上するという結果が得られた。これは、転動流動層では、Ｆｅ系粉末２２に機械的エネルギーが付与されないために、このＦｅ系粉末２２自体の原形を確実に維持することができるからである。
また、フェライト粉末２４の付着量が同一（２ｗｔ％）であって転動流動層により製造された複合軟磁性金属粉末では、バインダを用いる場合の最大透磁率が、バインダの無い場合の最大透磁率に比べて減少した。
一方、図３に示すように、フェライト粉末２４の付着量が１ｗｔ％に設定された従来例と本実施形態とでは、抵抗率を同等に維持することができ、渦電流損失を有効に抑制することができるという結果が得られた。
これにより、本実施形態では、従来のメカノフュージョンに比べて、所定の電気抵抗率を維持しつつ、透磁率を大幅に向上させることが可能になるという効果が得られることが確認された。
１０…転動流動層装置 １２…ケーシング
１４…チャンバ １６…ブレードロータ
１８…ノズル ２０…スプレー
２２…Ｆｅ系粉末 ２４…フェライト粉末
１４…チャンバ １６…ブレードロータ
１８…ノズル ２０…スプレー
２２…Ｆｅ系粉末 ２４…フェライト粉末
Claims (2)
- 軟磁性金属粉末の表面に、高電気抵抗材料粉末を被覆する複合軟磁性金属粉末の製造方法であって、
前記軟磁性金属粉末を気体中に分散させながら、前記軟磁性金属粉末の表面に、直接、前記高電気抵抗材料粉末又は該高電気抵抗材料粉末の懸濁液を噴射して前記複合軟磁性金属粉末を製造することを特徴とする複合軟磁性金属粉末の製造方法。 - 請求項１記載の製造方法において、転動流動層により前記軟磁性金属粉末を気体中に分散させることを特徴とする複合軟磁性金属粉末の製造方法。
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|---|---|---|---|---|
| JP2016127042A (ja) * | 2014-12-26 | 2016-07-11 | 株式会社豊田中央研究所 | 被覆処理液、圧粉磁心、磁心用粉末とその製造方法 |
| KR20200061979A (ko) * | 2018-11-26 | 2020-06-03 | 엘지전자 주식회사 | 자성 분말, 압축 분말 코어 및 이의 제조 방법 |
Citations (3)
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| JP2003272911A (ja) * | 2002-03-18 | 2003-09-26 | Jfe Steel Kk | 鉄基粉末および圧粉磁心 |
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