JP4904159B2 - 圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体 - Google Patents

圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体 Download PDF

Info

Publication number
JP4904159B2
JP4904159B2 JP2006536367A JP2006536367A JP4904159B2 JP 4904159 B2 JP4904159 B2 JP 4904159B2 JP 2006536367 A JP2006536367 A JP 2006536367A JP 2006536367 A JP2006536367 A JP 2006536367A JP 4904159 B2 JP4904159 B2 JP 4904159B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
soft magnetic
magnetic powder
pressure
molded body
molding
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP2006536367A
Other languages
English (en)
Other versions
JPWO2006033295A1 (ja
Inventor
和弘 広瀬
晴久 豊田
佐藤  淳
隆夫 西岡
康浩 遠藤
良治 水谷
和高 立松
健司 原田
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Sumitomo Electric Industries Ltd
Toyota Motor Corp
Original Assignee
Sumitomo Electric Industries Ltd
Toyota Motor Corp
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Sumitomo Electric Industries Ltd, Toyota Motor Corp filed Critical Sumitomo Electric Industries Ltd
Priority to JP2006536367A priority Critical patent/JP4904159B2/ja
Publication of JPWO2006033295A1 publication Critical patent/JPWO2006033295A1/ja
Application granted granted Critical
Publication of JP4904159B2 publication Critical patent/JP4904159B2/ja
Expired - Fee Related legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F7/00Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression
    • B22F7/06Manufacture of composite layers, workpieces, or articles, comprising metallic powder, by sintering the powder, with or without compacting wherein at least one part is obtained by sintering or compression of composite workpieces or articles from parts, e.g. to form tipped tools
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F1/00Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
    • B22F1/16Metallic particles coated with a non-metal
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/02Compacting only
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/14Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys
    • H01F1/20Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder
    • H01F1/22Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together
    • H01F1/24Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials metals or alloys in the form of particles, e.g. powder pressed, sintered, or bound together the particles being insulated
    • 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
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/247Removing material: carving, cleaning, grinding, hobbing, honing, lapping, polishing, milling, shaving, skiving, turning the surface
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F3/00Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
    • B22F3/24After-treatment of workpieces or articles
    • B22F2003/248Thermal after-treatment
    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B22CASTING; POWDER METALLURGY
    • B22FWORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
    • B22F2998/00Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
    • B22F2998/10Processes characterised by the sequence of their steps
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y10TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC
    • Y10TTECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER US CLASSIFICATION
    • Y10T428/00Stock material or miscellaneous articles
    • Y10T428/12All metal or with adjacent metals
    • Y10T428/12014All metal or with adjacent metals having metal particles

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Mechanical Engineering (AREA)
  • Composite Materials (AREA)
  • Materials Engineering (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Powder Metallurgy (AREA)
  • Soft Magnetic Materials (AREA)

Description

この発明は、一般的には、圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体に関し、より特定的には、軟磁性粉末を用いて作製される圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体に関する。
従来、複数の発電コイル部品を周方向に組み合わせて円環状の発電コイルを製造する方法が知られており、この製造方法に関して、特開2003−235186号公報に開示がされている(特許文献1)。
特許文献1に開示された磁石発電機の製造方法によれば、結合部に凹凸部が形成された複数の発電コイル要素を、凹凸部を互いに嵌め合わせることによって互いに結合する。得られた発電コイルを加熱されたハウジングの内部に配置し、その後ハウジングを冷却する。冷却にともなってハウジングが収縮するため、発電コイルはハウジングの内周面に焼き嵌めされる。
また別に、機械構造品や上述の発電コイルなどに挙げられる電気電子部品を、金型内に充填した軟磁性粉末を加圧成形し、これにより得られた圧粉成形体から作製することが行なわれている。
特開2003−235186号公報
しかし、特許文献1に開示された製造方法では、電磁鋼板材などの磁性材から形成される発電コイル要素の形状には、寸法精度のばらつきが存在するため、複数の発電コイル要素をハウジングの内周面に焼き嵌めした場合、発電コイル要素間の結合部分にギャップが発生したり、過度の応力が発生したりする。これらの発生は、発電コイルの磁気的特性を劣化させる原因となる。
また、発電コイルのような複雑な形状を加圧成形により一体的に得ようとすると、金型内の位置によっては十分な成形圧力が伝わらないという問題が生じる。この場合、得られる圧粉成形体の密度が不均一となり、所望の磁気的特性を実現することができない。
また、それぞれが完成品を分割した形状を有する複数の圧粉成形体部品を成形しておき、その後、これらを焼き嵌めやネジ止めによって互いに結合する方法も考えられるが、この場合も、特許文献1に開示された製造方法の場合と同様の問題が生じる。
そこでこの発明の目的は、上記の課題を解決することであり、高い強度を有するとともに、複雑な形状を備える場合であっても作製が可能な圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体を提供することである。
この発明に従った圧粉成形体の製造方法は、平均粒径Daを有する第1の軟磁性粉末を、圧力Paで加圧成形して成形体部品を形成する工程と、平均粒径Dbを有する第2の軟磁性粉末と成形体部品とを、圧力Pbで加圧成形して成形体を形成する工程とを備える。第1および第2の軟磁性粉末の平均粒径DaおよびDbは、Da/Db≧2の関係を満たす。加圧成形時の圧力PaおよびPbは、Pa/Pb≦1/2の関係を満たす。
このように構成された圧粉成形体の製造方法によれば、第1の軟磁性粉末の加圧成形(以下、予備成形とも呼ぶ)により成形体部品を形成しておき、その後、その成形体部品と第2の軟磁性粉末とを加圧成形して(以下、最終成形とも呼ぶ)、第2の軟磁性粉末を成形するとともに、成形体部品と第2の軟磁性粉末とを接合して成形体を得ている。このため、成形体が複雑な形状を有する場合であっても、成形体を均一な密度とし、容易にその形状を得ることができる。
この際、予備成形は、Pa/Pb≦1/2の関係を満たす相対的に小さい圧力Paで行なわれるため、成形体部品は、第1の軟磁性粉末の粒子間にある程度の隙間を設けた状態で形成される。このため、上記の関係を満たす相対的に大きい圧力Pbで最終成形を行なうことによって、第2の軟磁性粉末の粒子をその隙間に入り込ませることができる。また加えて、第2の軟磁性粉末は、Da/Db≧2の関係を満たす相対的に小さい平均粒径Dbを有するため、最終成形時に、第2の軟磁性粉末の粒子を第1の軟磁性粉末の粒子間に容易に入り込ませることできる。このため、第1の軟磁性粉末と第2の軟磁性粉末とを両者の境界位置において複雑に噛み合わせた状態で、成形体を形成することができ、優れた強度を得ることができる。
また好ましくは、成形体部品を形成する工程は、第1の軟磁性粉末を、400MPa以下の圧力Paで加圧成形して成形体部品を形成する工程を含む。このように構成された圧粉成形体の製造方法によれば、第1の軟磁性粉末の粒子間により大きな隙間を設けた状態で、予備成形を行なうことができる。これにより、最終成形によって得られる成形体の強度をさらに向上させることができる。
また好ましくは、成形体部品を形成する工程は、第2の軟磁性粉末との接合面が凹凸形状となるように、成形体部品を形成する工程を含む。このように構成された圧粉成形体の製造方法によれば、最終成形時において、成形体部品と第2の軟磁性粉末との接触面積を大きくすることができる。これにより、第1の軟磁性粉末と第2の軟磁性粉末とを、さらに複雑に噛み合わせ、成形体の強度をより一層、向上させることができる。
また、第1および第2の軟磁性粉末は、複数の金属磁性粒子と、複数の金属磁性粒子の各々の表面を取り囲む絶縁被膜とをそれぞれ含む。このように構成された圧粉成形体の製造方法では、第1および第2の軟磁性粉末は、その表面が絶縁被膜によって覆われているため、加圧成形された場合に粒子間の金属結合が得られない。このため、第1の軟磁性粉末と第2の軟磁性粉末との物理的な噛み合わせ効果によって成形体の強度を向上させる本発明を、より有効に利用することができる。
また好ましくは、圧粉成形体の製造方法は、成形体を形成する工程の後、成形体を200℃以上500℃以下の温度で熱処理をする工程をさらに備える。このように構成された圧粉成形体の製造方法によれば、200℃以上の温度で成形体を熱処理することによって、加圧成形により互いに接合された絶縁被膜同士の界面が解消され、成形体の強度をさらに向上させることができる。また、熱処理時の温度を500℃以下にすることによって、熱により絶縁被膜が絶縁破壊されることを抑制できる。これにより、絶縁被膜を金属磁性粒子間の絶縁層として十分に機能させることができる。
この発明に従った圧粉成形体は、上述のいずれかに記載の製造方法を用いて作製された圧粉成形体である。圧粉成形体は、第1の軟磁性粉末と第2の軟磁性粉末との境界位置において、第2の軟磁性粉末を構成する粒子が第1の軟磁性粉末を構成する粒子間に噛み込んでいる。このように構成された圧粉成形体によれば、圧粉成形体は、第1および第2の軟磁性粉末の境界位置においてそれぞれの粒子同士の噛み合わせ構造を備えているため、その位置で優れた接合強度を得ることができる。
以上説明したように、この発明に従えば、高い強度を有するとともに、複雑な形状を備える場合であっても作製が可能な圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体を提供することができる。
この発明の実施の形態1における圧粉成形体の製造方法の第1工程を示す模式図である。 図1に示す工程で得られる成形体部品を示す模式図である。 この発明の実施の形態1における圧粉成形体の製造方法の第2工程を示す模式図である。 この発明の実施の形態1における圧粉成形体の製造方法の第3工程を示す模式図である。 図4中の2点鎖線Vで囲まれた範囲を示す模式図である。 図4に示す工程で得られる成形体を示す模式図である。 この発明の実施の形態2における圧粉成形体の製造方法の工程を示す断面図である。 この発明の実施の形態2における圧粉成形体の製造方法の変形例を示す断面図である。 実施例において作製した抗折試験片を示す斜視図である。 実施例において、予備成形時の加圧圧力と抗折強度との関係を示すグラフである。
符号の説明
21,31 軟磁性粉末、22 成形体部品、41 成形体。
この発明の実施の形態について、図面を参照して説明する。
(実施の形態1)
図1から図6は、この発明の実施の形態1における圧粉成形体の製造方法の工程を示す模式図である。図中では、各工程において置かれる軟磁性粉末の状態が模式的に表されている。以下、本実施の形態における製造方法を用いて圧粉磁心を作製する工程について説明を行なう。
図1を参照して、まず、複数の軟磁性粒子(以下、単に粒子とも呼ぶ)の集合体である軟磁性粉末21を準備する。軟磁性粒子は、金属磁性粒子と、その金属磁性粒子の表面を取り囲む絶縁被膜とから構成されている。軟磁性粉末21は、平均粒径Daを有する。このような平均粒径を有する軟磁性粉末21は、たとえば、適当なメッシュ粗さの篩い(ふるい)を用いた分級により得ることができる。なお、ここで言う平均粒径とは、レーザー散乱回折法によって測定された粒径のヒストグラム中、粒径の小さいほうからの質量の和が総質量の50%に達する粒子の粒径、つまり50%粒径Dをいう。
金属磁性粒子は、たとえば、鉄(Fe)、鉄(Fe)−シリコン(Si)系合金、鉄(Fe)−窒素(N)系合金、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)系合金、鉄(Fe)−炭素(C)系合金、鉄(Fe)−ホウ素(B)系合金、鉄(Fe)−コバルト(Co)系合金、鉄(Fe)−リン(P)系合金、鉄(Fe)−ニッケル(Ni)−コバルト(Co)系合金および鉄(Fe)−アルミニウム(Al)−シリコン(Si)系合金などから形成されている。金属磁性粒子は、金属単体でも合金でもよい。
絶縁被膜は、金属磁性粒子をリン酸処理することによって形成されている。また好ましくは、絶縁被膜は、酸化物を含有する。この酸化物を含有する絶縁被膜としては、リンと鉄とを含むリン酸鉄の他、リン酸マンガン、リン酸亜鉛、リン酸カルシウム、酸化シリコン、酸化チタン、酸化アルミニウムまたは酸化ジルコニウムなどの酸化物絶縁体を使用することができる。また、絶縁被膜は、金属磁性粒子を一層に覆っていても良いし、多層に覆っていても良い。
絶縁被膜は、金属磁性粒子間の絶縁層として機能する。金属磁性粒子を絶縁被膜で覆うことによって、得られる圧粉磁心の電気抵抗率ρを大きくすることができる。これにより、金属磁性粒子間に渦電流が流れるのを抑制し、渦電流の発生に起因する圧粉磁心の鉄損を低減させることができる。
次に、金型装置のダイ10に準備した軟磁性粉末21を充填し、圧力Paで加圧成形する(予備成形工程)。この際、圧力Paは、400MPa以下であることが好ましい。また、加圧成形する雰囲気は、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気とすることが好ましく、この場合、大気中の酸素によって軟磁性粉末21が酸化されるのを抑制できる。図2を参照して、上述の予備成形工程により、成形体部品22を作製する。なお、成形体部品22の形状は、後の工程で最終的に得られる成形体の形状を考慮して、適宜変更される。
図3を参照して、次に、金型装置のダイ10に、新たに準備した軟磁性粉末31を、前の予備成形工程により作製された成形体部品22とともに配置する。軟磁性粉末31は、予備成形工程で用いた軟磁性粉末21と同様の構成を備えるが、平均粒径Dbを有する。なお、軟磁性粉末21と同様、分級の実施により、平均粒径Dbを有する軟磁性粉末31を得ることができる。また、ここで言う平均粒径についても、上述の50%粒径Dをいうものとする。軟磁性粉末21の平均粒径Daと軟磁性粉末31の平均粒径Dbとは、Da/Db≧2の関係を満たす。
図4を参照して、次に、ダイ10に配置した成形体部品22と軟磁性粉末31とを、圧力Pbで加圧成形する(最終成形工程)。予備成形時の加圧圧力Paと最終成形時の加圧圧力Pbとは、Pa/Pb≦1/2の関係を満たす。なお、本成形工程においても、加圧成形する雰囲気は、不活性ガス雰囲気または減圧雰囲気とすることが好ましい。
図5中では、図4に示す工程において置かれる軟磁性粉末の状態を、図4とは別の表現で模式的に表わしている。図4および図5を参照して、予備成形時の加圧圧力Paは、最終成形時の加圧圧力Pbに対して、Pa/Pb≦1/2の関係を満たす値に制御されているため、成形体部品22は、軟磁性粉末21の粒子間に隙間23を設けた状態で成形される。このため、最終成形時に軟磁性粉末31が加圧圧力Pbを受けることによって、軟磁性粉末31の粒子が隙間23に次々と入り込んでいく。この際、軟磁性粉末21および31の平均粒径DaおよびDbは、Da/Db≧2の関係を満たすため、相対的に小さい平均粒径Dbを有する軟磁性粉末31は、相対的に大きい平均粒径Daを有する軟磁性粉末21の粒子間に形成された隙間23に容易に入り込むことができる。
また、圧力Pbは、予備成形時の圧力Paに対して上述の関係を満たすため、最終成形の実施により、軟磁性粉末21の粒子は、予備成形時よりもさらに互いの距離を縮める。これにより、軟磁性粉末21および31の粒子が互いに複雑に噛み合った状態が、成形体部品22と軟磁性粉末31との接合位置において得られる。
図6を参照して、上述の最終成形工程により、成形体41を作製する。その後、得られた成形体41に、200℃以上500℃以下の温度で熱処理を実施しても良い。この熱処理によって、成形体41を構成する絶縁被膜を軟化させ、隣り合う絶縁被膜間に延びる界面を解消することができる。これにより、成形体41の強度を向上させることができる。また、加圧成形により成形体41の内部に生じた歪みを低減させ、続く工程で得られる圧粉磁心のヒステリシス損を小さくできる。熱処理時の温度を500℃以下にすることによって、熱によって絶縁被膜が劣化することを防止できる。これにより、金属磁性粒子が絶縁層によって覆われた状態を保持し、続く工程で得られる圧粉磁心の渦電流損を小さくできる。
最後に、成形体41に、押出し加工や切削加工など適当な加工を施すことによって、圧粉磁心を完成させる。
この発明の実施の形態1における圧粉成形体の製造方法は、平均粒径Daを有する第1の軟磁性粉末としての軟磁性粉末21を、圧力Paで加圧成形して成形体部品22を形成する工程と、平均粒径Dbを有する第2の軟磁性粉末としての軟磁性粉末31と成形体部品22とを、圧力Pbで加圧成形して成形体41を形成する工程とを備える。軟磁性粉末21および31の平均粒径DaおよびDbは、Da/Db≧2の関係を満たす。加圧成形時の圧力PaおよびPbは、Pa/Pb≦1/2の関係を満たす。
このように構成された圧粉成形体の製造方法によれば、予備成形工程と最終成形工程との2段階の成形工程により、最終的な形状を有する成形体41を作製している。このため、成形体41が複雑な形状を有する場合であっても、容易にその形状を得ることができる。また、最終成形時、成形体部品22と軟磁性粉末31とを加圧成形することによって成形体41を作製しているため、接着剤などを用いる必要がない。このため、成形体41の内部に接着剤などの非磁性層が介在することがなく、優れた磁気的特性を有する圧粉磁心を得ることができる。
また、軟磁性粉末21および31の平均粒径や、予備成形時および最終成形時の加圧圧力を適当な関係に制御することによって、成形体部品22と軟磁性粉末31との接合位置において、軟磁性粉末21および31の粒子が互いに噛み合った状態を得ることができる。これにより、両者の間を強固に接合し、優れた接合強度を実現することができる。
なお、本実施の形態における圧粉成形体の製造方法を利用して、たとえば、圧粉磁心、チョークコイル、スイッチング電源素子、磁気ヘッド、各種モータ部品、自動車用ソレノイド、各種磁気センサおよび各種電磁弁などを作製することができる。また、これらの磁性部品に限定されず、たとえば、絶縁被膜を設けない鉄粉などを加圧成形して機械構造部品を作製することも可能である。
(実施の形態2)
図7中では、実施の形態1において図3を用いて説明した工程が示されている。本実施の形態における圧粉成形体の製造方法は、実施の形態1における製造方法と比較して、基本的には同様の工程を備える。以下、重複する工程については説明を繰り返さない。
図7を参照して、本実施の形態では、予備成形工程において、成形体部品22の頂面22aに凹部25を形成する。次に、その凹部25が形成された頂面22a上に軟磁性粉末31を充填し、所定の圧力で最終成形工程を実施する。この場合、軟磁性粉末31と成形体部品22との接触面積が増大するため、軟磁性粉末21および31をより噛み合わせた状態で成形体41を作製することができる。これにより、成形体41の強度をさらに向上させることができる。
図8中には、この発明の実施の形態2における圧粉成形体の製造方法の変形例が示されている。図8を参照して、本変形例では、予備成形工程において、成形体部品22の頂面22aの全体を凹凸形状に形成する。このような場合であっても、上述と同様の効果を得ることができる。
以下に説明する実施例によって、本発明による圧粉成形体の製造方法の評価を行なった。
軟磁性粉末21として、ヘガネスジャパン社製のリン酸塩被膜鉄粉(商品名「Somaloy550」:平均粒径Da=265μm)を準備した。また、ヘガネスジャパン社製のリン酸塩被膜鉄粉(商品名「Somaloy500」:平均粒径110μm)を篩いを用いて分級し、平均粒径の異なるサンプルAからCのリン酸塩被膜鉄粉を軟磁性粉末31として準備した。この際、分級には、200メッシュ、147メッシュ、80メッシュのメッシュ粗さを有する篩いを用いた。サンプルAからCのリン酸塩被膜鉄粉の平均粒径Dbを、マイクロトラック(日機装株式会社製)を用いて、レーザー散乱回折法により測定した。測定により得られた各サンプルの平均粒径Dbと、Da/Dbの値とを表1に示した。
Figure 0004904159
次に、直径20mmの円柱状の加圧空間を有する金型装置を用い、以下に説明する手順に従って予備成形工程および最終成形工程を実施した。まず、金型装置のダイの内壁に適当な金型潤滑剤を付着させ、加圧空間内に、軟磁性粉末21としてのリン酸塩被膜鉄粉「Somaloy550」を充填した。その後、1ton/cmから12ton/cmまでの範囲で加圧圧力Paを変化させて加圧成形を実施し、異なる加圧圧力で成形された複数の成形体部品22を作製した(予備成形工程)。
次に、得られた成形体部品22の上から、軟磁性粉末31としてのサンプルAからCのリン酸塩被膜鉄粉「Somaloy500」を充填した。その後、加圧圧力Pbを12ton/cmとして加圧成形を実施し、成形体41を作製した(最終成形工程)。この際、成形体部品22とサンプルAからCのリン酸塩被膜鉄粉との組み合わせによっては、両者の接合が得られない場合が生じた。
また、ヘガネスジャパン社製の鉄粉(商品名「ABC100.30」:平均粒径Da=110μm/絶縁被膜なし)を準備した。この粉末についても篩いを用いて分級し、平均粒径の異なる軟磁性粉末21としてのサンプルDの鉄粉と、軟磁性粉末31としてのサンプルEの鉄粉とを準備した。この際、サンプルDの鉄粉の分級には、115メッシュ(124μm)のメッシュ粗さを有する篩いを用い、サンプルEの鉄粉の分級には、200メッシュ(74μm)のメッシュ粗さを有する篩いを用いた。このサンプルDの鉄粉の平均粒径DaおよびサンプルEの鉄粉の平均粒径Dbを、マイクロトラック(日機装株式会社製)を用いて、レーザー散乱回折法により測定した。測定により得られたサンプルDの平均粒径Daと、サンプルEの平均粒径をDbとを、Da/Dbの値とともに表2に示した。
Figure 0004904159
次に、軟磁性粉末21として準備したサンプルDの鉄粉(平均粒径Da=138μm)を用いて、上述の予備成形工程を実施し、異なる加圧圧力で成形された複数の成形体部品22を作製した。さらに、軟磁性粉末31として準備したサンプルEの鉄粉(平均粒径Db=58μm)を用いて、上述の最終成形工程を実施し、成形体41を作製した。
図9中には、実施例において作製した抗折試験片が示されている。図9を参照して、最終成形工程により接合された位置が中心となるように、成形体41を10mm×10mm×50mmの大きさを有する抗折試験片71に加工した。また、比較のため、リン酸塩被膜鉄粉「Somaloy550」を12ton/cmの加圧圧力で一体成形し、得られた成形体から同様の大きさを有する抗折試験片を作製した。また同様に、サンプルDの鉄粉(平均粒径138μm)を12ton/cmの加圧圧力で一体成形し、得られた成形体から同様の大きさを有する抗折試験片を作製した。作製した抗折試験片には全て、温度450℃で実施する熱処理を施した。これらの抗折試験片を40mmのスパンで支持し、その状態で抗折試験片の中心位置に荷重を加えた。抗折試験片が破断した時の応力値(破断応力値)を測定することで、抗折試験片の抗折強度を求めた。
図10中には、予備成形時の加圧圧力と抗折強度との関係が示されている。なお、最終成形時に接合が得られなかったものについては、図中で抗折強度を0とした。
図10を参照して分かるように、Pa/Pb≦1/2の関係を満たす場合、つまり、予備成形時の加圧圧力Paが6ton/cm以下の場合で、かつ、Da/Dbが2以上である場合に、高い抗折強度を得ることができた。特に、予備成形時の加圧圧力Paが4ton/cm(≒400MPa)以下の場合には、一体成形により作製された抗折試験片と比較して、8割以上の強度が発現されており、より優れた接合強度を得ることができた。
今回開示された実施の形態および実施例はすべての点で例示であって制限的なものではないと考えられるべきである。本発明の範囲は上記した説明ではなくて請求の範囲によって示され、請求の範囲と均等の意味および範囲内でのすべての変更が含まれることが意図される。
この発明は、主に、圧粉磁心、チョークコイル、スイッチング電源素子、磁気ヘッド、各種モータ部品、自動車用ソレノイド、各種磁気センサおよび各種電磁弁などの磁性部品の製造や、機械構造部品の製造に利用される。

Claims (6)

  1. 平均粒径Daを有する第1の軟磁性粉末(21)を、圧力Paで加圧成形して成形体部品(22)を形成する工程と、
    平均粒径Dbを有する第2の軟磁性粉末(31)と前記成形体部品(22)とを、圧力Pbで加圧成形して成形体(41)を形成する工程とを備え、
    前記第1および第2の軟磁性粉末(21,31)の平均粒径DaおよびDbは、Da/Db≧2の関係を満たし、加圧成形時の前記圧力PaおよびPbは、Pa/Pb≦1/2の関係を満たす、圧粉成形体の製造方法。
  2. 前記成形体部品(22)を形成する工程は、前記第1の軟磁性粉末(21)を、400MPa以下の圧力Paで加圧成形して成形体部品(22)を形成する工程を含む、請求項1に記載の圧粉成形体の製造方法。
  3. 前記成形体部品(22)を形成する工程は、前記第2の軟磁性粉末(31)との接合面(22a)が凹凸形状となるように、前記成形体部品(22)を形成する工程を含む、請求項1に記載の圧粉成形体の製造方法。
  4. 前記第1および第2の軟磁性粉末(21,31)は、複数の金属磁性粒子と、前記複数の金属磁性粒子の各々の表面を取り囲む絶縁被膜とをそれぞれ含む、請求項1に記載の圧粉成形体の製造方法。
  5. 前記成形体(41)を形成する工程の後、前記成形体(41)を200℃以上500℃以下の温度で熱処理をする工程をさらに備える、請求項4に記載の圧粉成形体の製造方法。
  6. 請求項1に記載の製造方法を用いて作製された圧粉成形体であって、
    前記第1の軟磁性粉末(21)と前記第2の軟磁性粉末(31)との境界位置において、前記第2の軟磁性粉末(31)を構成する粒子が前記第1の軟磁性粉末(21)を構成する粒子間に噛み込んでいる、圧粉成形体。
JP2006536367A 2004-09-21 2005-09-16 圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体 Expired - Fee Related JP4904159B2 (ja)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2006536367A JP4904159B2 (ja) 2004-09-21 2005-09-16 圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体

Applications Claiming Priority (4)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP2004273522 2004-09-21
JP2004273522 2004-09-21
JP2006536367A JP4904159B2 (ja) 2004-09-21 2005-09-16 圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体
PCT/JP2005/017126 WO2006033295A1 (ja) 2004-09-21 2005-09-16 圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPWO2006033295A1 JPWO2006033295A1 (ja) 2008-05-15
JP4904159B2 true JP4904159B2 (ja) 2012-03-28

Family

ID=36090055

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP2006536367A Expired - Fee Related JP4904159B2 (ja) 2004-09-21 2005-09-16 圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体

Country Status (5)

Country Link
US (1) US7758706B2 (ja)
EP (1) EP1820587B1 (ja)
JP (1) JP4904159B2 (ja)
CN (1) CN100513017C (ja)
WO (1) WO2006033295A1 (ja)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9437358B2 (en) 2013-07-19 2016-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Soft magnetic exchange-coupled composite structure, and high-frequency device component, antenna module, and magnetoresistive device including the soft magnetic exchange-coupled composite structure

Families Citing this family (12)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP4882720B2 (ja) * 2006-12-15 2012-02-22 トヨタ自動車株式会社 電動機のステータ、電動機のステータの製造方法、及び電動機
WO2010066251A1 (en) 2008-12-12 2010-06-17 Sintex A/S A permanent magnet rotor for a machine, a method for manufacturing a permanent magnet rotor and a manufacturing system
CN105914002B (zh) * 2009-05-27 2018-08-31 乾坤科技股份有限公司 电感器及其制作方法
JP5707831B2 (ja) * 2009-10-06 2015-04-30 富士電機株式会社 圧粉コア及びその製造方法
US8574489B2 (en) 2010-05-07 2013-11-05 Hoeganaes Corporation Compaction methods
CN101847487B (zh) * 2010-06-30 2012-05-30 烟台正海磁性材料股份有限公司 梯度矫顽力钕铁硼磁体及其生产方法
JP5748112B2 (ja) * 2011-06-15 2015-07-15 株式会社村田製作所 積層コイル部品、及び該積層コイル部品の製造方法
JP2013038202A (ja) * 2011-08-08 2013-02-21 Kobe Steel Ltd 巻線素子用圧粉コア部材、その製造方法、巻線素子用圧粉コア及び巻線素子
KR101506760B1 (ko) * 2011-08-31 2015-03-30 삼성전기주식회사 자성기판 및 자성기판 제조방법
DE102019211439A1 (de) * 2019-07-31 2021-02-04 Würth Elektronik eiSos Gmbh & Co. KG Verfahren zur Herstellung eines induktiven Bauteils sowie induktives Bauteil
CN112447352A (zh) * 2020-11-02 2021-03-05 安徽大学 一种具有低磁滞损耗的金属软磁复合材料
CN113539668B (zh) * 2021-06-18 2023-10-03 宁波中科毕普拉斯新材料科技有限公司 一种电感的线圈封装制造方法

Family Cites Families (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS5213409A (en) * 1975-07-23 1977-02-01 Sumitomo Electric Ind Ltd Process for production of plural-layered sintered alloy
JPH11238614A (ja) 1998-02-20 1999-08-31 Yaskawa Electric Corp 軟質磁性材料とその製造法およびそれを用いた電気機器
JP2000345213A (ja) 1999-06-10 2000-12-12 Denso Corp 複合部材、その製造方法および複合部材を用いた電磁弁
JP2002015912A (ja) * 2000-06-30 2002-01-18 Tdk Corp 圧粉磁芯用粉末及び圧粉磁芯
JP3507836B2 (ja) * 2000-09-08 2004-03-15 Tdk株式会社 圧粉磁芯
JP2003235186A (ja) 2002-02-07 2003-08-22 Denso Corp 磁石発電機の製造方法
JP2004197212A (ja) 2002-10-21 2004-07-15 Aisin Seiki Co Ltd 軟磁性成形体、軟磁性成形体の製造方法、軟磁性粉末材料

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9437358B2 (en) 2013-07-19 2016-09-06 Samsung Electronics Co., Ltd. Soft magnetic exchange-coupled composite structure, and high-frequency device component, antenna module, and magnetoresistive device including the soft magnetic exchange-coupled composite structure

Also Published As

Publication number Publication date
CN100513017C (zh) 2009-07-15
EP1820587B1 (en) 2012-08-29
EP1820587A4 (en) 2010-01-06
US7758706B2 (en) 2010-07-20
JPWO2006033295A1 (ja) 2008-05-15
WO2006033295A1 (ja) 2006-03-30
US20080102302A1 (en) 2008-05-01
EP1820587A1 (en) 2007-08-22
CN101022904A (zh) 2007-08-22

Similar Documents

Publication Publication Date Title
JP4904159B2 (ja) 圧粉成形体の製造方法および圧粉成形体
EP2680281B1 (en) Composite soft magnetic material having low magnetic strain and high magnetic flux density, method for producing same, and electromagnetic circuit component
JP4491225B2 (ja) 圧粉磁心およびステータコア
WO2013014813A1 (ja) 圧粉成形体
KR101418690B1 (ko) 외측 코어의 제조 방법, 외측 코어 및 리액터
JP6858158B2 (ja) コア、リアクトル、コアの製造方法及びリアクトルの製造方法
JP2008028162A (ja) 軟磁性材料の製造方法、軟磁性材料、および圧粉磁心
WO2006106566A1 (ja) 軟磁性材料および圧粉成形体の製造方法
JP4136936B2 (ja) 複合磁性材料の製造方法
JP2015088529A (ja) 圧粉磁心、磁心用粉末およびそれらの製造方法
JP5304908B2 (ja) 圧粉磁心の製造方法
JPWO2005013294A1 (ja) 軟磁性材料、圧粉磁心、トランスコア、モータコアおよび圧粉磁心の製造方法
JP4305222B2 (ja) 圧粉成形体の製造方法
JP7066586B2 (ja) 複合磁性材料、メタルコンポジットコア、リアクトル、及びメタルコンポジットコアの製造方法
JP4507663B2 (ja) 軟磁性材料の製造方法、軟磁性粉末および圧粉磁心
CN107851508B (zh) 只可使用单极的磁铁的制造方法
JP2009290024A (ja) 圧粉磁心の製造方法
JP5845022B2 (ja) 磁気回路部品
WO2017033990A1 (ja) 磁心用粉末および圧粉磁心の製造方法
JP2021093405A (ja) 圧粉磁心の製造方法
JP2005336505A (ja) 圧粉成形体の製造方法
JP2007012744A (ja) 圧粉磁心およびその製造方法
JP2005248273A (ja) 軟磁性材料および圧粉磁心の製造方法
KR101269687B1 (ko) 연자성 분말 제조방법
JP6174954B2 (ja) 圧粉成形体の製造方法

Legal Events

Date Code Title Description
A621 Written request for application examination

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621

Effective date: 20080901

TRDD Decision of grant or rejection written
A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

Effective date: 20111227

A01 Written decision to grant a patent or to grant a registration (utility model)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A01

A61 First payment of annual fees (during grant procedure)

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61

Effective date: 20120106

R150 Certificate of patent or registration of utility model

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150

FPAY Renewal fee payment (event date is renewal date of database)

Free format text: PAYMENT UNTIL: 20150113

Year of fee payment: 3

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees