JP2011114331A - 圧粉磁心の製造方法およびこの製造方法によって得られた圧粉磁心 - Google Patents
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Abstract
【解決手段】鉄基軟磁性粉末表面にりん酸系化成皮膜を有する圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を圧粉成形した後、圧粉成形体に熱処理を施して圧粉磁心を製造する方法において、
上記熱処理温度を550℃以上、熱処理時間を20分超とし、熱処理終了後の圧粉成形体を液媒中で冷却することを特徴とする圧粉磁心の製造方法。
【選択図】なし
Description
上記熱処理温度を550℃以上、熱処理時間を20分超とし、熱処理終了後の圧粉成形体を液媒中で冷却することを特徴とする。
本発明では、歪み取りのための焼鈍工程、すなわち熱処理工程では、550℃以上で20分超、圧粉成形体を熱処理する。550℃よりも低温の場合や、時間が短い場合、成形によって発生したヒステリシス損の増加を充分に低減させることができない。熱処理温度は、570℃以上が好ましく、590℃以上がより好ましい。熱処理温度の上限は特に限定されないが、りん酸鉄皮膜の薄膜化を抑制するには、700℃が好ましく、650℃がより好ましい。また熱処理時間は、25分以上が好ましく、27分以上がより好ましい。熱処理時間は長い方が好ましいが、長時間に亘って高温の熱処理を行うと上記したようにリン酸系化成皮膜の薄肉化が生じて絶縁性が低下するため、180分以下とすることが好ましく、60分以下がより好ましく、35分以下が特に好ましい。なお、熱処理雰囲気は特に限定されないが、窒素等の不活性ガス雰囲気下で行うことが好ましい。
本発明で用いる鉄基軟磁性粉末は、強磁性体の鉄基粉末であり、具体的には、純鉄粉、鉄基合金粉末(Fe−Al合金、Fe−Si合金、センダスト、パーマロイなど)、および鉄基アモルファス粉末等が挙げられる。これらの鉄基軟磁性粉末は、例えば、アトマイズ法によって溶融鉄(または溶融鉄合金)を微粒子とした後に還元し、次いで粉砕する等によって製造できる。このような製法では、ふるい分け法で評価される粒度分布で累積粒度分布が50%になる粒径(メジアン径)が20〜250μm程度の鉄基軟磁性粉末が得られるが、本発明で用いる鉄基軟磁性粉末は、粒径(メジアン径)が50〜150μm程度であることが好ましい。
本発明で用いる圧粉成形体用鉄粉は、りん酸系化成皮膜を有している。これにより、圧粉成形体用鉄粉に電気絶縁性を付与することができる。
本発明で用いる圧粉成形体用鉄粉は、いずれの態様で製造されてもよいが、例えば、水および/または有機溶剤からなる溶媒にPを含む化合物を溶解させた溶液と、鉄基軟磁性粉末とを混合した後、必要に応じて前記溶媒を蒸発させて得ることができる。
本発明の圧粉成形体用鉄粉は、前記りん酸系化成皮膜の上にさらにシリコーン樹脂皮膜を有していてもよい。これにより、シリコーン樹脂の架橋・硬化反応終了時(圧縮時)には、粉末同士が強固に結合する。また、耐熱性に優れたSi−O結合を形成して熱的安定性に優れた絶縁皮膜となる。
シリコーン樹脂皮膜の形成は、例えば、シリコーン樹脂をアルコール類や、トルエン、キシレン等の石油系有機溶剤等にシリコーン樹脂を溶解させたシリコーン樹脂溶液と、りん酸系化成皮膜を有する鉄基軟磁性粉末(以下、便宜上、単に「りん酸系皮膜形成鉄粉」と称する場合がある。)とを混合し、次いで必要に応じて前記有機溶剤を蒸発させることによって行うことができる。
本発明の圧粉成形体用鉄粉には、さらに潤滑剤が含有されたものであってもよい。この潤滑剤の作用により、圧粉成形体用鉄粉を圧縮成形する際の鉄粉間、あるいは鉄粉と成形型内壁間の摩擦抵抗を低減でき、成形体の型かじりや成形時の発熱を防止することができる。このような効果を有効に発揮させるためには、潤滑剤が圧粉成形体用鉄粉全量中、0.2質量%以上含有されていることが好ましい。しかし、潤滑剤量が多くなると、圧粉成形体の高密度化に反するため、0.8質量%以下にとどめることが好ましい。また、圧縮成形する際に、成形型内壁面に潤滑剤を塗布した後、成形するような場合(型潤滑成形)には、0.2質量%より少ない潤滑剤量でも構わない。
圧粉成形体は、上記圧粉成形体用鉄粉を圧縮成形することにより得られる。圧縮成形法は特に限定されず、従来公知の方法が採用可能である。
圧粉成形体を得た後は、前記した条件で熱処理とその後の液媒での冷却を行う。冷却後に圧粉磁心が得られる。
軟磁性粉末として純鉄粉(神戸製鋼所製;アトメル300NH;粒径80〜100μm)を用いた。
成形体の質量およびサイズを実測し、計算で求めた。
理研電子社製のBHカーブトレーサー「BHS−40S」を用い、25℃で最大印加磁場(B)を100(Oe)として測定した。
比抵抗の測定は4端子法で行った。プローブには理化電子社製「RM−14L」を、測定器には岩崎通信機社製デジタルマルチメータ「VOAC−7510」をそれぞれ用い、4端子抵抗測定モードで測定を行った。測定は、端子間距離を7mm、プローブのストローク長を5.9mm、スプリング荷重を10−Sタイプとし、プローブを測定試料に押し当てて実施した。
抗折強度試験は、JPMA M 09−1992(日本粉末冶金工業会企画;焼結金属材料の抗折力試験方法)に準拠した3点曲げ試験を行った。強度測定には引張試験機(島津製作所製「AUTOGRAPH AG−5000E」)を使用し、支点間距離を25mmとした。
試験片に熱電対を挿入して温度を調べながら、熱処理終了後から成形体が400℃に達するまでに要した時間を測定した。
Claims (5)
- 鉄基軟磁性粉末表面にりん酸系化成皮膜を有する圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を圧粉成形した後、圧粉成形体に熱処理を施して圧粉磁心を製造する方法において、
上記熱処理温度を550℃以上、熱処理時間を20分超とし、熱処理終了後の圧粉成形体を液媒中で冷却することを特徴とする圧粉磁心の製造方法。 - 液媒として水または油を用いる請求項1に記載の製造方法。
- 上記液媒が30℃以下である請求項1または2に記載の製造方法。
- 熱処理終了後の圧粉成形体が400℃に降温するまでの所要時間が3分未満である請求項1〜3のいずれかに記載の製造方法。
- 請求項1〜4のいずれかに記載の製造方法によって得られたものであることを特徴とする圧粉磁心。
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