JP7148734B2 - 金属粉末及びその圧粉体並びにそれらの製造方法 - Google Patents
金属粉末及びその圧粉体並びにそれらの製造方法 Download PDFInfo
- Publication number
- JP7148734B2 JP7148734B2 JP2021540799A JP2021540799A JP7148734B2 JP 7148734 B2 JP7148734 B2 JP 7148734B2 JP 2021540799 A JP2021540799 A JP 2021540799A JP 2021540799 A JP2021540799 A JP 2021540799A JP 7148734 B2 JP7148734 B2 JP 7148734B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- metal powder
- powder
- resin
- ppm
- magnetic
- 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.)
- Active
Links
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/18—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium
- C22C38/34—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing chromium with more than 1.5% by weight of silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/60—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing lead, selenium, tellurium, or antimony, or more than 0.04% by weight of sulfur
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/05—Metallic powder characterised by the size or surface area of the particles
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/10—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material
- B22F1/103—Metallic powder containing lubricating or binding agents; Metallic powder containing organic material containing an organic binding agent comprising a mixture of, or obtained by reaction of, two or more components other than a solvent or a lubricating agent
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F3/00—Manufacture of workpieces or articles from metallic powder characterised by the manner of compacting or sintering; Apparatus specially adapted therefor ; Presses and furnaces
- B22F3/02—Compacting only
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F9/00—Making metallic powder or suspensions thereof
- B22F9/16—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes
- B22F9/18—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds
- B22F9/28—Making metallic powder or suspensions thereof using chemical processes with reduction of metal compounds starting from gaseous metal compounds
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0264—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements the maximum content of each alloying element not exceeding 5%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C33/00—Making ferrous alloys
- C22C33/02—Making ferrous alloys by powder metallurgy
- C22C33/0257—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements
- C22C33/0278—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5%
- C22C33/0285—Making ferrous alloys by powder metallurgy characterised by the range of the alloying elements with at least one alloying element having a minimum content above 5% with Cr, Co, or Ni having a minimum content higher than 5%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/002—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing In, Mg, or other elements not provided for in one single group C22C38/001 - C22C38/60
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/004—Very low carbon steels, i.e. having a carbon content of less than 0,01%
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C38/00—Ferrous alloys, e.g. steel alloys
- C22C38/02—Ferrous alloys, e.g. steel alloys containing silicon
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/06—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material
- C23C16/08—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the deposition of metallic material from metal halides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/44—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating
- C23C16/448—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials
- C23C16/4486—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes characterised by the method of coating characterised by the method used for generating reactive gas streams, e.g. by evaporation or sublimation of precursor materials by producing an aerosol and subsequent evaporation of the droplets or particles
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C23—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; CHEMICAL SURFACE TREATMENT; DIFFUSION TREATMENT OF METALLIC MATERIAL; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL; INHIBITING CORROSION OF METALLIC MATERIAL OR INCRUSTATION IN GENERAL
- C23C—COATING METALLIC MATERIAL; COATING MATERIAL WITH METALLIC MATERIAL; SURFACE TREATMENT OF METALLIC MATERIAL BY DIFFUSION INTO THE SURFACE, BY CHEMICAL CONVERSION OR SUBSTITUTION; COATING BY VACUUM EVAPORATION, BY SPUTTERING, BY ION IMPLANTATION OR BY CHEMICAL VAPOUR DEPOSITION, IN GENERAL
- C23C16/00—Chemical coating by decomposition of gaseous compounds, without leaving reaction products of surface material in the coating, i.e. chemical vapour deposition [CVD] processes
- C23C16/56—After-treatment
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets 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
- H01F1/14—Magnets 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
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets 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
- H01F1/14—Magnets 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
- H01F1/147—Alloys characterised by their composition
- H01F1/14766—Fe-Si based alloys
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/12—Magnets 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
- H01F1/14—Magnets 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
- H01F1/20—Magnets 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
- H01F1/22—Magnets 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
- H01F1/24—Magnets 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
- H01F1/26—Magnets 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 by macromolecular organic substances
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F27/00—Details of transformers or inductances, in general
- H01F27/24—Magnetic cores
- H01F27/255—Magnetic cores made from particles
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus 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
- H01F41/02—Apparatus 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
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus 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
- H01F41/02—Apparatus 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
- H01F41/0206—Manufacturing of magnetic cores by mechanical means
- H01F41/0246—Manufacturing of magnetic circuits by moulding or by pressing powder
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F1/00—Metallic powder; Treatment of metallic powder, e.g. to facilitate working or to improve properties
- B22F1/14—Treatment of metallic powder
- B22F1/148—Agglomerating
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2301/00—Metallic composition of the powder or its coating
- B22F2301/35—Iron
-
- B—PERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
- B22—CASTING; POWDER METALLURGY
- B22F—WORKING METALLIC POWDER; MANUFACTURE OF ARTICLES FROM METALLIC POWDER; MAKING METALLIC POWDER; APPARATUS OR DEVICES SPECIALLY ADAPTED FOR METALLIC POWDER
- B22F2998/00—Supplementary information concerning processes or compositions relating to powder metallurgy
- B22F2998/10—Processes characterised by the sequence of their steps
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22C—ALLOYS
- C22C2202/00—Physical properties
- C22C2202/02—Magnetic
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- Dispersion Chemistry (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Electromagnetism (AREA)
- Spectroscopy & Molecular Physics (AREA)
- Powder Metallurgy (AREA)
- Soft Magnetic Materials (AREA)
Description
〔1〕質量濃度で、Si:1.0~15.0%、Cr:1.0~13.0%、Cl:10~10000ppm、S(硫黄):100~10000ppm及びO(酸素):0.2~7.0%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる金属粉末であって、前記金属粉末の平均粒径が、0.1~2.0μmであることを特徴とする圧粉磁心用金属粉末。
〔2〕〔1〕に記載の前記金属粉末と樹脂との結合物であることを特徴とする圧粉磁心用圧粉体。
〔3〕〔2〕において、前記樹脂が、熱硬化性樹脂、紫外線硬化型樹脂又は熱可塑性樹脂であることを特徴とする圧粉磁心用圧粉体。
〔4〕化学的気相法により、質量濃度で、Si:1.0~15.0%、Cr:1.0~13.0%、Cl:10~10000ppm、S(硫黄):100~10000ppm及びO(酸素):0.2~7.0%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる金属粉末であって、前記金属粉末の平均粒径が、0.1~2.0μmである前記金属粉末を生成することを特徴とする圧粉磁心用金属粉末の製造方法。
〔5〕化学的気相法により、質量濃度で、Si:1.0~15.0%、Cr:1.0~13.0%、Cl:10~10000ppm、S(硫黄):100~10000ppm及びO(酸素):0.2~7.0%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる金属粉末を生成し、前記金属粉末に、樹脂を混合し、圧縮成形したことを特徴とする圧粉磁心用圧粉体の製造方法。
〔6〕〔5〕において、前記樹脂が、熱硬化性樹脂、紫外線硬化型樹脂又は熱可塑性樹脂であることを特徴とする圧粉磁心用圧粉体の製造方法。
本発明の金属粉末は、Feを主成分とする金属粉末(鉄合金粉末)である。つまり、本発明の金属粉末は、質量濃度で、Si:1.0~15.0%、Cr:1.0~13.0%、Cl:10~10000ppm、S(硫黄):100~10000ppm及びO(酸素):0.2~7.0%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる金属粉末であって、前記金属粉末の平均粒径が、0.1~2.0μmである。以下、組成における%およびppmは、質量濃度であることを意味する。
Feを主成分とする金属粉末(鉄合金粉末)では、Siは、金属(Fe)中に固溶して、金属粉末の電気抵抗の増大と磁歪の減小に寄与する元素である。磁歪はSi含有量の増大とともに減小し、6.5%程度の含有量でほぼゼロとなりさらに含有量を増大させると、磁歪はさらに減小して負の値になる。一方、電気抵抗(比抵抗)は、Si含有量の増大と共に大きく増大する。磁歪の絶対値の減小は、ヒステリシス損失の低減に寄与し、電気抵抗の増大は、渦電流損失の低減に寄与する。
Crは、金属粉末の磁気特性を低下させるが、耐食性を向上させる元素であり、本発明の金属粉末において耐食性の効果を得るには、1.0%以上含有させることが好ましい。Crが1.0%未満と少ない場合には、粒子表面に錆が発生しやすくなる。一方、13.0%を超えて多量に含有すると、飽和磁化(emu/g)が低下する。このため、Crは1.0~13.0%の範囲に限定した。なお、好ましくは1.0~6.0%である。さらに好ましくは、1.0~4.0%である。ここで、耐食性とは、後述する耐錆性のことである。
Cl(塩素)は、金属粒子表面と樹脂との親和性向上に寄与する元素であり、圧粉磁心とした場合の金属粉末の充填密度を向上させ、圧粉磁心の磁束密度を向上させる効果を有する。このような効果を得るためには、10ppm以上の含有を必要とする。Clが10ppm未満と少ない場合には、金属粉末の粒子表面と樹脂との親和性が低く、金属粉末粒子の周囲に空隙が生じやすく、所望の充填密度を達成できない。一方、Clの含有量が10000ppmを超えて多量に含有すると、表面からの吸湿による錆発生が促進されるおそれがある。このため、Clは、10~10000ppmの範囲に限定した。なお、好ましくは、10~1000ppmである。より好ましくは、10~500ppmである。
S(硫黄)は、Clの存在下で添加することで、金属粒子表面と樹脂との親和性をさらに向上させる元素であり、圧粉磁心とした場合の金属粉末の充填密度(即ち、樹脂中の金属粉末の体積率%)を、Cl単独添加の場合に比べてさらに向上させ、この充填密度の向上は、圧粉磁心の透磁率を大きく向上させる効果を有する。このような効果を得るためには、100ppm以上の含有を必要とする。S(硫黄)が100ppm未満と少ない場合には、粉末粒子表面と樹脂との親和性改善の追加の効果が認められず、Cl単独添加の場合と同レベルの70%の充填密度しか達成できない。一方、S(硫黄)の含有量が10000ppmを超えて多量に含有すると、表面からの吸湿による錆が発生し、樹脂との親和性が低下し、充填密度も低下する。このため、本発明ではS(硫黄)は100~10000ppmの範囲に限定した。なお、好ましくは、200~8000ppm、より好ましくは、300~6000ppmである。
O(酸素)は、表面に酸化物として存在し、金属粉末表面が活性化するのを抑制する作用を有する。このような効果を得るためには、O(酸素)を0.2%以上含有することが好ましい。O(酸素)が少ないことで、粉末の磁気特性に悪影響を及ぼすことは無いが、0.2%未満では、金属粉末表面が活性で、発火しやすくなり、大気中での取り扱いが難しくなる。一方、7.0%を超えて多量に含有すると、飽和磁化が低下する。このようなことから、O(酸素)は0.2~7.0%の範囲に限定した。なお、好ましくは、0.3~3.0%である。より好ましくは、1.0~2.0%である。
上記した成分以外の残部は、Fe及び不可避的不純物である。
不純物元素としては、まず、Niが挙げられる。Fe源として、Fe-Ni合金スクラップやオーステナイト系ステンレススクラップ等を原料として使用した場合等に、不純物元素としてNiが混入してくる。Niは、副原料あるいは不純物として、混入し、Fe含有量を低下させた場合、金属粉末の飽和磁化を低下させる元素であり、できるだけ低減することが望ましいが、Niは、他の不純物元素に比べ、保磁力を増加させることも少なく、また飽和磁化を低下させる作用が緩慢であるため、10%以下の含有量であれば許容できる。なお、コアとしての飽和磁束密度の向上のためには、Niは、5%以下とすることがより好ましく、さらに好ましくは3%以下である。
次に、本発明の金属粉末は、上記した組成を有し、平均粒径が、0.1~2.0μmの粒子(粉末)とするものである。ここでいう「平均粒径」は、金属粉末粒子を走査型電子顕微鏡(SEM)観察し、撮像して倍率2万倍で測定粒子数1000~2000個のSEM画像解析により求めた個数基準のD50とする。平均粒径が0.1μm未満では、樹脂と混錬した場合に凝集が発生しやすく、充填率が上がらないため、圧粉磁心としての飽和磁束密度が低下する。一方、平均粒径が2.0μmを超えると、鉄損、特に高周波における鉄損が増加する。このため、本発明の金属粉末の平均粒径は、0.1~2.0μmの範囲に限定した。なお、好ましくは0.1~1.5μmである。より好ましくは、0.1~1.0μmである。
[保磁力]
本発明における金属粉末の保磁力の測定は、金属粉末を所定の容器に入れ、パラフィンを融解、凝固させて固定したものを振動試料型磁力計(VSM)を用いて、印加磁界:1200kA/mの条件で測定した。本発明の目的とするインダクタや変圧器の磁心などの用途では保磁力は小さいことが望ましい。
本発明における金属粉末の飽和磁化の測定は、前記の保磁力の測定と同様に、VSMを用いて、印加磁界:1200kA/mの条件で測定した。本発明の目的とするインダクタや変圧器の磁心などの用途では飽和磁化は大きいことが望ましい。
金属粉末の耐錆性測定方法としては、金属粉末を樹脂に埋め込み固定した後、断面を鏡面研磨して、耐錆性測定用試験片とし、この試験片を恒温恒湿槽中に所定時間保持した後、試験片内の粒子について、ランダムに20個を選定し、発錆の有無を観察し、発錆している粒子の割合(発錆率)を算出した。なお、恒温恒湿槽は、温度:60℃、相対湿度:95%の条件で保持した。また、恒温恒湿槽中の保持時間は2000時間とした。こうして求めた本発明の金属粉末の発錆率は、使用上の不具合が発生しないことから10%以下であることが好ましい。さらに、5%以下であることがより好ましい。
続いて、本発明の金属粉末の製造方法について説明する。
本発明の金属粉末は、ガスアトマイズ法や水アトマイズ法などでも製造可能であるが、化学的気相法(Chemical Vapor Deposition:以下、「CVD」という。)を用いて製造することが好ましい。
本発明の金属粉末を樹脂中で分散させることにより、充填密度の高い低磁心損失の圧粉体を製作することが容易になる。
圧粉体の製造方法としては、特段の制約はなく、公知の方法で製造が可能である。まず、前記金属粉末と、結合剤としての樹脂とを混合し、前記金属粉末が樹脂中に分散した混合物を得る。また、必要に応じて、得られた混合物を造粒して造粒物としてもよい。その混合物または造粒物を圧縮成形することにより、成形体(圧粉体)が得られる。
磁心損失(鉄損)は、磁性材の磁心を持つインダクタや変圧器などのコイルにおいて、その磁心の物性のために発生する損失のことであって、変圧器などの効率を低下させる要因の一つである。鉄損の測定は、金属粉末をエポキシ樹脂中に混合し分散させた混合粉をリング状金型(外径:13.0mm、内径:8.0mm)に充填し、プレス成型したのち、樹脂を硬化させて、厚さ:3.0mmのトロイダルコア(圧粉磁心)とし、1次側20ターン、2次側20ターンの巻線を与えてコイルとした。そのコイルをB-Hアナライザ(岩通計測株式会社製SY-8218)を用いて、磁束密度0.025T、周波数1MHzの条件で鉄損を測定した。本発明の圧粉体の鉄損は、500kW/m3以下である。さらに好ましくは、450kW/m3以下である。
作製した金属粉末の組成およびその粉末特性、並びに圧粉体の特性を表1に示す。
耐錆性については、得られた各種金属粉末を、前述した耐錆性測定試験により、発錆の有無を観察し、発錆している粒子の割合(発錆率)を算出した。
充填密度は、樹脂中における金属粉末の体積基準の割合(体積率:%)で表した。
鉄損についても、前述した方法および条件にて測定した。
Claims (6)
- 質量濃度で、Si:1.0~15.0%、Cr:1.0~13.0%、Cl:10~10000ppm、S(硫黄):100~10000ppm及びO(酸素):0.2~7.0%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる金属粉末であって、前記金属粉末の平均粒径が、0.1~2.0μmであることを特徴とする圧粉磁心用金属粉末。
- 請求項1に記載の前記金属粉末と樹脂との結合物であることを特徴とする圧粉磁心用圧粉体。
- 前記樹脂が、熱硬化性樹脂、紫外線硬化型樹脂又は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項2に記載の圧粉磁心用圧粉体。
- 化学的気相法により、質量濃度で、Si:1.0~15.0%、Cr:1.0~13.0%、Cl:10~10000ppm、S(硫黄):100~10000ppm及びO(酸素):0.2~7.0%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる金属粉末であって、前記金属粉末の平均粒径が、0.1~2.0μmである前記金属粉末を生成することを特徴とする圧粉磁心用金属粉末の製造方法。
- 化学的気相法により、質量濃度で、Si:1.0~15.0%、Cr:1.0~13.0%、Cl:10~10000ppm、S(硫黄):100~10000ppm及びO(酸素):0.2~7.0%を含有し、残部Fe及び不可避的不純物からなる金属粉末を生成し、前記金属粉末に、樹脂を混合し、圧縮成形したことを特徴とする圧粉磁心用圧粉体の製造方法。
- 前記樹脂が、熱硬化性樹脂、紫外線硬化型樹脂又は熱可塑性樹脂であることを特徴とする請求項5に記載の圧粉磁心用圧粉体の製造方法。
Applications Claiming Priority (3)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP2020119007 | 2020-07-10 | ||
JP2020119007 | 2020-07-10 | ||
PCT/JP2021/015972 WO2022009502A1 (ja) | 2020-07-10 | 2021-04-20 | 金属粉末及びその圧粉体並びにそれらの製造方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPWO2022009502A1 JPWO2022009502A1 (ja) | 2022-01-13 |
JP7148734B2 true JP7148734B2 (ja) | 2022-10-05 |
Family
ID=79552896
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP2021540799A Active JP7148734B2 (ja) | 2020-07-10 | 2021-04-20 | 金属粉末及びその圧粉体並びにそれらの製造方法 |
Country Status (6)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20230191481A1 (ja) |
EP (1) | EP4180149A4 (ja) |
JP (1) | JP7148734B2 (ja) |
KR (1) | KR20220155438A (ja) |
TW (1) | TWI759230B (ja) |
WO (1) | WO2022009502A1 (ja) |
Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020070499A (ja) | 2018-10-30 | 2020-05-07 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | 軟磁性粉末、軟磁性粉末の熱処理方法、軟磁性材料、圧粉磁心及び圧粉磁心の製造方法 |
JP2020076135A (ja) | 2018-11-09 | 2020-05-21 | Jfeミネラル株式会社 | 金属粉末 |
Family Cites Families (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP5099480B2 (ja) | 2007-02-09 | 2012-12-19 | 日立金属株式会社 | 軟磁性金属粉末、圧粉体、および軟磁性金属粉末の製造方法 |
TWI574287B (zh) | 2010-06-09 | 2017-03-11 | Sintokogio Ltd | Iron - based soft magnetic powder material |
JP5926011B2 (ja) | 2011-07-19 | 2016-05-25 | 太陽誘電株式会社 | 磁性材料およびそれを用いたコイル部品 |
JP6164512B2 (ja) | 2012-10-11 | 2017-07-19 | 大同特殊鋼株式会社 | Fe基軟磁性金属粉体 |
JP2016216818A (ja) | 2015-05-14 | 2016-12-22 | Tdk株式会社 | 軟磁性金属粉末、および、軟磁性金属圧粉コア。 |
JP2019218611A (ja) * | 2018-06-20 | 2019-12-26 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | リン酸表面処理軟磁性粉末の製造方法、及びリン酸表面処理軟磁性粉末 |
JP6881617B2 (ja) * | 2018-08-23 | 2021-06-02 | 日立金属株式会社 | 磁心用の粉末、それを用いた磁心及びコイル部品、並びに磁心用の粉末の製造方法 |
-
2021
- 2021-04-20 EP EP21837586.3A patent/EP4180149A4/en active Pending
- 2021-04-20 KR KR1020227037776A patent/KR20220155438A/ko unknown
- 2021-04-20 JP JP2021540799A patent/JP7148734B2/ja active Active
- 2021-04-20 WO PCT/JP2021/015972 patent/WO2022009502A1/ja unknown
- 2021-04-20 US US18/008,291 patent/US20230191481A1/en active Pending
- 2021-07-08 TW TW110125090A patent/TWI759230B/zh active
Patent Citations (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JP2020070499A (ja) | 2018-10-30 | 2020-05-07 | Dowaエレクトロニクス株式会社 | 軟磁性粉末、軟磁性粉末の熱処理方法、軟磁性材料、圧粉磁心及び圧粉磁心の製造方法 |
JP2020076135A (ja) | 2018-11-09 | 2020-05-21 | Jfeミネラル株式会社 | 金属粉末 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
TWI759230B (zh) | 2022-03-21 |
JPWO2022009502A1 (ja) | 2022-01-13 |
KR20220155438A (ko) | 2022-11-22 |
TW202202640A (zh) | 2022-01-16 |
EP4180149A4 (en) | 2023-12-06 |
US20230191481A1 (en) | 2023-06-22 |
WO2022009502A1 (ja) | 2022-01-13 |
EP4180149A1 (en) | 2023-05-17 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2007299871A (ja) | 複合磁性体の製造方法およびそれを用いて得られた複合磁性体 | |
JP2012160726A (ja) | 磁性粉末材料、その磁性粉末材料を含む低損失複合磁性材料、及びその低損失複合磁性材料を含む磁性素子 | |
JP2008135674A (ja) | 軟磁性合金粉末、圧粉体及びインダクタンス素子 | |
JP2007134381A (ja) | 複合磁性材料、それを用いた圧粉磁心および磁性素子 | |
JP2010272604A (ja) | 軟磁性粉末及びそれを用いた圧粉磁芯、インダクタ並びにその製造方法 | |
JP2001196216A (ja) | 圧粉磁芯 | |
JP5283165B2 (ja) | 鉄−ニッケル合金粉末の製造方法、並びにその合金粉末を用いたインダクタ用圧粉磁心の製造方法 | |
EP2963659B1 (en) | Soft magnetic member and reactor | |
JP2005213621A (ja) | 軟磁性材料および圧粉磁心 | |
JP2017054910A (ja) | 軟磁性金属圧粉コア | |
JP2003160847A (ja) | 複合磁性材料およびそれを用いた磁性素子とその製造方法 | |
JP7148734B2 (ja) | 金属粉末及びその圧粉体並びにそれらの製造方法 | |
WO2003060930A1 (fr) | Noyau magnetique de poudre et reacteur haute frequence utilisant ce noyau | |
JP6742674B2 (ja) | 金属粉末 | |
CN112635147B (zh) | 一种软磁性粉末及其制备方法和用途 | |
JP2011017057A (ja) | アルミニウム酸化物と鉄の複合焼結体、およびその製造方法 | |
JP2008195970A (ja) | 複合磁性材料、圧粉磁心および磁性素子 | |
JP2022022988A (ja) | 金属粉末 | |
KR20180007344A (ko) | 연자성 금속 분말 및 압분 자심 | |
JP7139082B2 (ja) | 軟磁性合金粉末及びその圧粉体並びにそれらの製造方法 | |
JP2003347113A (ja) | 複合磁性材料及びその製造方法 | |
JP4568691B2 (ja) | 圧粉磁芯用マグネタイト−鉄−コバルト複合粉末、その製造方法およびこれを用いた圧粉磁芯 | |
WO2022070786A1 (ja) | 圧粉磁心 | |
CN112635146B (zh) | 一种高频应用的软磁混合粉末及其制备方法和用途 | |
JP2004146563A (ja) | 複合磁性材料 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
A621 | Written request for application examination |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A621 Effective date: 20210720 |
|
A131 | Notification of reasons for refusal |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A131 Effective date: 20220322 |
|
A521 | Request for written amendment filed |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A523 Effective date: 20220519 |
|
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: 20220913 |
|
A61 | First payment of annual fees (during grant procedure) |
Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: A61 Effective date: 20220922 |
|
R150 | Certificate of patent or registration of utility model |
Ref document number: 7148734 Country of ref document: JP Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R150 |