JPS58171501A - 軟磁性物体の製法 - Google Patents

軟磁性物体の製法

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JPS58171501A JP58043028A JP4302883A JPS58171501A JP S58171501 A JPS58171501 A JP S58171501A JP 58043028 A JP58043028 A JP 58043028A JP 4302883 A JP4302883 A JP 4302883A JP S58171501 A JPS58171501 A JP S58171501A
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    • B22F3/14Both compacting and sintering simultaneously
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Abstract

(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は、軟磁性物体の製造方法に関するものである。
電気機械の固定子のための積層板金属の磁心を粉末粒子
から製造した磁心で置き換える提案がなされている。後
者の磁心は、純粋な鉄若しくはケイ素含有鉄例えばケイ
素を6チ含有する鉄のような高度の飽和磁気を有する軟
磁性体の粉末粒子から、熱及び圧力を使用し、樹脂結合
剤によって粉末粒子を互いに接着させることによって製
造される。
高周波を印加するだめの粉末心が、セラミック結合剤の
被膜を備えた軟磁性体の粉末粒子から、粉末粒子を目的
物に加圧し、その後加熱処理することによって製造する
ことができることは公知である。
積層板金−の磁心を粉末粒子の磁心に代えるためにこれ
を加圧するときに、うず電流損失、磁化能、ヒステリク
ス損失及び機械的強度に関して必要な特性値も得なけれ
ばならないという問題が同時に生じる。本発明はこのよ
うな問題を解決し、これら必要な特性・値を達成しよう
とするものである。
本発明は、少くともほぼ純粋な鉄の形若しくはケイ素、
アルミニウム及び/またはチタンを含有する鉄の形の鉄
を基材とした軟磁性体の粒子群を、該粒子上に設けられ
た被膜によシ、加圧及び加熱下に接層させて軟磁性物体
を製造する方法に於いて、鉄を基材とする材料の粒子は
、粒子に化学的に結合した酸化鉄を含み、そして少くと
も鉄を基材とする材料が少くともほぼ純粋な鉄からなる
場合はこのほかにケイ素、アルミニウム及び/またはチ
タンの酸化物を含有する11[膜を有するか或いは粒子
に化学的に結合した酸化鉄と、ケイ素、アルミ;ラム及
び/またはチタンの酸化物との反応生成物を含有する被
膜を有し、そして該被膜を配布した粒子群に最高900
℃の温度及び粒子群の凝集緻密単位を形成するのに必要
な圧力で均衡加圧をかけることを特徴とする。目的物の
密度は理論密度の99%を越える。
本発明により得られた結果を理論的に説明すれば、次の
ようになる。鉄酸化物または鉄酸化物と他の酸化物の反
応生成物が粉末粒子材料と化学結合することによって、
粒子上の被膜が粉末粒子材料と十分に結合され、これが
最終目的物へ良好な機械的強度を与える。被膜は高温で
少くとも比較的変形に耐性があるが、薄層において成る
程度の柔軟性をまだ有しているので、加圧生麩を基材と
した材料粒子の形態の変化に適合させることができる。
また加圧が均衡加圧で実施されるので、被膜は、岐路目
的物において均一な厚さの薄層の形成をもたらすことが
できそして目的物は圧縮(コンパクト)構造となる。こ
の薄層は電気的に絶縁性であるので、これは低いうず電
流損失と良好な磁化能を具備、した目的物を与えるのに
寄与する。
爽に加圧が比較的高温で実施され得るという事実によっ
て、粒子材料中に発生し得る内部応力が取り除かれ得る
ので、ヒステリンス損失が低水準に維持される。加圧中
の温度が900℃以上のような高温になると1.固体の
鉄を基材とした同じ種類の材料と比較してうず電流損失
の減少は得られず、いかなる場合にもかな9の減少は得
られない。これはおそらくは粒子間にその時容易に生じ
る金属接触によるものである。
鉄を基材とした材料の粒子は、少くともほぼ純粋な鉄好
ましくは少くとも99.95 %のにeを含有する鉄か
らなり得る。本明細11において、「チ」は「重量俤」
を意味する。粒子はまたケイ−、アルミニウム及び/ま
たはチタンを含有する鉄からなっていてもよい。ケイ素
の含有量は好ましくは0.01〜8係、アルミニウムの
含有量はO,t301〜2チ、そしてチタンの含有量は
0.001〜1チである。鉄を基材とした材料の種類に
かかわらず、K素置有量は0.005チ以下であるべき
である。
鉄を基材とした材料の粒子の少くとも主要部は、好まし
くは50〜1000μmの大きさを有しそして被膜は好
ましくは0.01〜0.5μmの厚さを有する。2個の
隣接する粒子間の被膜によって形成されるI−は、平均
0.02〜1μmの厚さを有する。
上記層の平均厚と鉄を基材とした材料の平均粒度との割
合は、10−’〜10−2の範囲内が好ましい。
粒子上の鉄酸化物は、有利には流動層反応器中で粉末粒
子を4′00℃付近の温度で水蒸気若しくは空気で酸化
することによって形成することかできる。鉄を基材とし
た材料が純粋な鉄からなる場合には、少くともケイ素、
アルミニウム若しくはチタンの酸化物を、酸化粒子の表
面に供して被膜を形成させる。これは問題の酸化物の水
中40イド溶液から行うことができる。別の方法で酸化
物を与えることもできる。例えば酸化ケイ素は、酸化し
た粒子・をテトラエチルシリケートのような加水分解し
得る有機ケイ素化合物で被接し、それからこれを加水分
解して二酸化ケイ素を形成1せることによって供するこ
とができる。酸化物の供給量は、均衡加圧との関連でま
たはそれに先立つ別工程で好ましくは800℃以上の温
度かつ不活性雰四“気中でのその後の加熱処理中におい
て鉄酸化物とともに加圧目的物において結合剤として活
性なシリケート、アルミネート及び/またはチタネート
を与えるのに十分な量である。鉄を基材とする材料がケ
イ素、アルミニウムまたはチタンを含む鉄からなる場合
にも、前記外部からケイ素、アルミニウム及び/または
チタンの酸化物を供する方法を一適用することができる
。しかしながら鉄を基材とする材料がこのような種類で
ある場合には、鉄を基材とする材料中に含まれるケイ素
、アルミニウム及び/またはチタンは、繭記した粒子の
酸化中に一形成される鉄酸化物とともにシリケート、ア
ルミネート及び/またはチタネートを形成させるのに利
用することができる。シリケート、アルミネート及び/
またはチタネートは、高温で好ましくは800℃以上で
、好ましくは湿った水素ガス雰囲気中で形成される。こ
のように熱処理中に鉄を基材とした材料中の、ケイ素、
アルミニウム及び/またはチタンは粒子の表面に存在す
る鉄酸化物と反応して、一方では二酸化ケイ素、三酸化
アルミニウム及び/または二酸化チタンを形成し、一方
では鉄酸化物は鉄に還元される。最初に形成したこの種
酸化、物は、更に粒子の表面にある酸化鉄と反応してシ
リ′ケート、アルミネート及び/またはチタネートを形
成する。これは均衡加圧の前・の別工程でまたは均衡加
圧と共に行なわれる。鉄を基材とした材料中のケイ素、
アルミニウム及び/またはチタンの含有量が、十分な量
の7リケート、アルミネート及び/またはチタネートを
形成するのに十分である場合には、これら物質の酸化物
を外部rから加える必要はない。含肩普が不十分な場゛
合には、このような添加が必要である純粋な鉄の酸化し
た粒子にこのような酸化物を加える場合において記載し
たように、補足量の酸化物をその後加えることができる
均衡加圧は、好ましくは温度600〜900℃で、好ま
しくは600〜775℃の温度でそして好ましくは10
〜200 MPa o圧力より好ましくは少くとも50
 Mhaの圧力で実施する。
本発明により製造した目的物の構造を略図的に示す絡付
図面を参照しながら本発明の実施例を詳細に説明する。
図は個々の粒子上に被膜として形成された結合剤2によ
って互いに結合された、鉄を基材とした軟磁性体粒子1
からなる目的物の一部の構造を示す。このような被膜の
例を次に記載する。
実施例1 Fe 9ン、99チとc o、o o 5 %以下を含
み45〜200μmの大きさのほぼ純粋な鉄の実質的に
球状な粒子を、水蒸気中400℃の温度で酸化すると、
粒子は0.01μmの厚さの酸化鉄の被膜を形成するこ
れに要した時間は1分以下である。酸化した粒子を二酸
化ケイ素のコロイド水溶液に浸すと、この粒子は0.0
4μmの厚さの二酸化ケイ素の被膜を形成する。それか
らこの粒子を、製造すべき目的物と同じ形状で弗るがよ
り大きな寸法の低炭素含有量のスチール板のカプセル中
に装入した。この内容物入シのカプセルを、排気しそし
て密封した。その後これを700℃に加熱した高圧炉に
いれ、続いてアルビンのような不活性ガスによって1Q
 Q MPaの圧力をかけた。それからこの圧力に維持
しながら温度を750℃に上昇させた。
粒状材料をこの温度で2時間加圧した後、カプセルを冷
却し、カプセルから内容物を取り出した。
このようにしたことによって被膜中の酸化物は反応して
シリケートを形成する。均衡加圧によって得られた目的
物は、理論密度の99チ以上の密度と良好な機械的強度
の緻密単位を形成する。
酸化鉄で榎われた粒子上への被接を行うのに上記二酸化
ケイ素の代りに、酸化アルミニウムまたは二酸化チタン
(好ましくはアナターゼ形)またはこれら酸化物の少く
とも2種の混合物を使用することができる。
実施例2 813チ及びo o、o o sチリ下を含み粒度15
0〜650μmの実質的に球状なケイ素鋼のほぼ球状の
粒子を、水蒸気中400℃付近の温度で酸化すると粒子
はLl、1μmの厚さの酸化鉄の被膜を形成した。酸化
した粒子を、湿った窒素ガス中825℃付近の温度で数
分間処理すると、前記したように粒子の表面に形成され
たシリケートが得られた。
その後この粒子を、製造すべき目的物と同じ形状である
がより大きな寸法の低竺゛素含有量の〜チール板のカプ
セル中にいれた。この内容物入シのカプセルを実施例1
に記載の内容物入シのカプセルと同じように処理した。
均衡加圧によって得られた目的物は、シリケートを粒子
間の結合剤として有する緻密単位を形成する。これは理
論密度の99チ以上の密度と良好な機械的強度を有する
E113%含有する鋼の代りに、アルミニウム0.2チ
含有する−またはTi O,01チ含有する鋼またはこ
のような物質の少くとも2種をこのような量で富有する
−を使用することができる。
このようにして製造した目的物は、と9わけ電気機械の
磁心として、好ましくは電気機械の固定子としてまたは
コンタクタ−の磁心として使用することができる。例え
ば電気機械の固定子の磁心の一部を構成することもでき
る。大きな固定子の磁心は、磁心な形成するために互い
に隣接して配列した多くの部品に製造することができる
【図面の簡単な説明】
図は本発明により製造した目的物の構造を示す略図であ
る。 1:軟磁性体粒子 2:被膜 代理人 浅 村   皓 外4名

Claims (7)

    【特許請求の範囲】
  1. (1)少くともほぼ純粋な鉄の形若しくはケイ素、アル
    ミニウム及び/またはチタンを含有する鉄の形の鉄を基
    材とした軟磁性体の粒子群を、該粒子上に設けられた被
    膜により、加圧及び加熱下に接着させて軟磁性物体を製
    造する方法に於いて、鉄を基材とする材料の粒子は、該
    粒子に化学的に結合した酸化鉄を含み、そして少くとも
    鉄を基材とする材料が少くともほぼ純粋な鉄からなる場
    合はこのほかにケイ素、アルミニウム及び/またはチタ
    ンの酸化物を含有する被膜を有するか或いは粒子に化学
    的に結合した酸化鉄と、ケイ素、アルミニウム及び/ま
    たはチタンの酸化物との反応生成物を含有する被膜を有
    し、そして該被膜を配布した粒子群に触゛高900℃の
    温度及び粒子群の凝集緻密単位を形成するのに必要な圧
    力で均衡加圧をかけることを特徴とす4る軟磁性物体の
    製法。
  2. (2)上記凝集緻密単位の密度が99係より大きい特許
    請求の範囲第1項記載の方法。
  3. (3)被膜の厚さが0.01〜0.5μmであり、粒子
    の大きさが50〜1000μmである特許請求の範囲第
    1項または第2項記載の方法。
  4. (4)鉄を基材とする材料が、少くともほぼ純粋な鉄か
    らなり、そして粒子が酸化雰囲気中で粒子を処理するこ
    とによって粒子上に形成された酸化鉄の層と酸化鉄の層
    上に塗布したケイ素、アルミニウム及び/またはチタン
    の酸化物のコーチングからなる被膜を備えている特許請
    求の範囲第1項ないし第3積のうちのいずれかIJJに
    記載の方法。
  5. (5)鉄を基材とする材料が、ケイ素、アルミニウム及
    び/またはチタンを含有する鉄からなり、そして粒子が
    酸化雰囲気中で粒子を処理することによって粒子上に形
    成された酸化鉄と材料の鉄を基材とする材料に含まれる
    ケイ素、アルミニウム及び/またはチタンの酸化物との
    反応生成物からなる被膜を具備している特許請求の範囲
    第1項ないし第3項のうちのいずれか11項に記載の方
    法。
  6. (6)温度600〜900℃及び圧力型くとも10MP
    aで均衡加圧を実施する特許請求の範囲第1項ないし第
    5項のうちのいずれか1項に記載の方法。
  7. (7)  温度600〜775℃及び圧力型くとも50
    MPaで均衡加圧を実施する特許請求の範囲第1項ない
    し第5項のうちのいずれか1項に記載の方法。
JP58043028A 1982-03-17 1983-03-15 軟磁性物体の製法 Pending JPS58171501A (ja)

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