压粉磁芯的制造方法和通过该制造方法得到的压粉磁芯的制作方法

专利名称：压粉磁芯的制造方法和通过该制造方法得到的压粉磁芯的制作方法
技术领域：
本发明涉及压粉磁芯的制造方法和使用该制造方法得到的压粉磁芯。
背景技术：
电磁部件用压粉磁芯在制造エ序中处理性良好，并且，具有为了形成线圈的卷线时不破损的充分的机械强度是重要的。考虑到这些点，在压粉磁芯领域中公知有用电绝缘物被覆鉄粉粒子的技木。通过用电绝缘物被覆鉄粉粒子，鉄粉粒子间经电绝缘物被接合，因此，使用其得到的压粉磁芯的机械强度得到提高。迄今，作为所述电绝缘物的形成材料，公开了利用从耐热性高的硅酮树脂、磷酸等
得到的玻璃状化合物的技术(专利文献I)。另外，本申请人通过在铁基软磁性粉末表面顺序形成含有规定元素的磷酸盐类化成膜和硅酮树脂皮膜，从而成功提供了高磁通密度、低铁損、高机械强度的压粉磁芯，并已经被授权(专利文献2)。但是，压粉磁芯的高性能化的要求与专利文献2申请时相比提高，并且还要求高机械强度的压粉磁芯。先行技术文献专利文献专利文献I日本专利第2710152号公报专利文献2日本专利第4044591号公报

发明内容
本发明者们提出了提供机械强度更优异的压粉磁芯的课题。能够解决上述课题的本发明的压粉磁芯的制造方法，其特征在于，包括对含有在铁基软磁性粉末表面具有绝缘皮膜的压粉成形体用铁基软磁性粉末和氧源放出化合物的混合物进行压缩成形得到压粉成形体的成形エ序；和对所述压粉成形体进行加热，通过所述氧源放出化合物使铁基软磁性粉末的至少表面氧化的热处理工序。在本发明中，优选的实施方式为如下任ー种所述氧源放出化合物是从由糖醇、金属氢氧化物、金属过氧化物、过碳酸盐和氧化剂构成的群中选择的至少I种，所述热处理エ序是在200°C 700°C对所述压粉成形体进行加热的エ序，在所述200°C 700°C的热处理工序之前，具有在200°C 500°C对所述压粉成形体进行加热的热处理工序，并且，所述200°C 700°C的热处理工序与所述200°C 500°C的热处理工序相比，在高温进行，所述混合物还含有润滑剂，所述润滑剂为多羟羧酸酰胺(ポリヒドaキシヵルボン酸ァミド)，所述绝缘皮膜是无机化成皮膜和/或树脂皮膜。在本发明中，还包括根据上述制造方法得到的压粉磁芯。根据本发明的制造方法，能够提供机械强度更优异的压粉磁芯。


图I是表示实施例中在氮气氛下在600°C热处理30分钟时的抗折强度的图。图2是表示实施例中在氮气氛下在600°C热处理30分钟时的比电阻的图。图3是表不实施例中在大气气氛下在550°C热处理30分钟时的抗折强度的图。图4是表不实施例中在大气气氛下在550°C热处理30分钟时的比电阻的图。图5是表示在实施例中以2阶段进行热处理时的抗折強度的图。图6是表示在实施例中以2阶段进行热处理时的比电阻的图。
具体实施方式

本发明的制造方法的特征在于，包括对含有在铁基软磁性粉末表面具有绝缘皮膜的压粉成形体用铁基软磁性粉末(以下，简称为“压粉成形体用鉄粉”)和氧源放出化合物的混合物进行压缩成形得到压粉成形体的成形エ序；和对所述压粉成形体进行加热的热
处理工序。在本发明中，热处理工序中，氧源放出化合物引起铁基软磁性粉末的至少表面被氧化，绝缘皮膜和铁基软磁性粉末表面形成牢固的结合，从而铁基软磁性粉末彼此的结合力得到提高。其结果是，推测能够得到不会使密度大幅降低且机械强度提高的压粉磁芯。另夕卜，大多情况下，机械强度提高时，比电阻降低，但根据本发明的方法，能够在保持比电阻的同时，甚至在増加比电阻的同时，提高机械强度。以下，对本发明进行详细说明。[铁基软磁性粉末]本发明所使用的铁基软磁性粉末是强磁性体的铁基粉末，具体地说，可以例举纯铁粉、铁基合金粉末(Fe-Al合金、Fe-Si合金、铝硅铁粉、坡莫合金等)和铁基非晶粉末等。这些铁基软磁性粉末例如可以通过雾化法使熔铁(或熔融铁合金)形成微粒后进行还原，接着通过粉碎等制造。在这种制法中，能够得到以筛分法进行评价的粒度分布计累积粒度分布为50%的粒径(中值粒径)为20 ii m 250 U m左右的铁基软磁性粉末，但本发明使用的铁基软磁性粉末优选粒径(中值粒径)为50 ii m 150 ii m左右。[绝缘皮膜]本发明使用的压粉成形体用鉄粉在铁基软磁性粉末表面具有绝缘皮膜。作为绝缘皮膜可以例举磷酸盐类化成膜、铬系化成皮膜等无机化成皮膜；硅酮树脂皮膜、酚醛树脂皮膜、环氧树脂皮膜，聚酰胺树脂皮膜、聚酰亚胺树脂皮膜等树脂皮膜。作为无机化成皮膜优选磷酸盐类化成膜，作为树脂皮膜优选硅酮树脂皮膜。绝缘皮膜可以由上述例举的皮膜单独构成，也可以层叠2种以上的皮膜构成。以下，对磷酸盐类化成膜和硅酮树脂皮膜进行详细说明。<磷酸盐类化成膜>磷酸盐类化成膜如果是使用含有P的化合物形成的玻璃状的皮膜，则其组成没有特别限定，优选使用在P以外还含有Co、Na、S的化合物，或含有Cs和/或Al的化合物形成的玻璃状的皮膜。这是因为，这些元素在热处理工序时，能够抑制氧和Fe形成半导体导致比电阻下降。磷酸盐类化成膜为使用在P以外还含有上述Co等的化合物形成的玻璃状的皮膜时，这些元素的含有率优选为，在压粉成形体用鉄粉(铁基软磁性粉末和磷酸盐类化成膜的合计)100质量％中，P为0. 005质量％ I质量％，Co为0. 005质量％ 0. I质量％，Na为0. 002质量％ 0. 6质量％，S为0. 001质量％ 0. 2质量％。另外，优选Cs为0. 002质量％ 0. 6质量％，Al为0.001质量％ 0. I质量％。在并用Cs和Al时，优选它们也各自在该范围内。在上述元素中，P经氧和铁基软磁性粉末表面形成化学結合。因此，P量低于0. 005质量％吋，铁基软磁性粉末表面和磷酸盐类化成膜的化学結合量不充分，不能形成牢固的皮膜。另ー方面，P量超过I质量％吋，与化学結合无关的P未反应而残留，反而会使结合強度下降。Co、Na、S、Cs、Al阻碍在进行热处理工序时Fe和氧形成半导体，具有抑制比电阻降低的作用。Co、Na和S通过复合添加其效果最大化。另外，也可添加Cs和Al的任ー种，各元素的下限值是用于发挥Co、Na和S的复合添加效果的最低量。另外，Co、Na、S、Cs、Al的添加量在提高到必要以上时，复合添加时不仅不能維持相対的平衡，而且还阻碍经氧的P和铁基软磁性粉末表面的化学結合的生成。 磷酸盐类化成膜中也可以含有Mg或B。这些元素的含有率优选为在压粉成形体用铁粉100质量％中，Mg和B —起为0. 001质量％ 0. 5质量％。磷酸盐类化成膜的膜厚优选为Inm 250nm左右。膜厚比Inm薄时,绝缘效果有时不显现。另外，超过250nm时，绝缘效果饱和，而且从压粉成形体的高密度化的点出发也不为优选。更优选的膜厚是IOnm 50nm。〈磷酸盐类化成膜的形成方法〉本发明使用的压粉成形体用鉄粉可以以任意方式制造。例如，可以在由水和/或有机溶剂构成的溶媒中混合溶解有包括P的化合物的溶液和铁基软磁性粉末后，根据需要蒸发所述溶媒而得到。作为本エ序中使用的溶媒可以例举水、醇或酮等亲水性有机溶剂，和它们的混合物。在溶媒中也可以添加公知的界面活性剤。作为包含P的化合物可以例举有例如正磷酸(H3PO4)。另外，作为用于使磷酸盐类化成膜形成上述组成的化合物可以使用，例如Co3 (PO4) 2 (Co和P源)、Co3 (PO4) 2 *8H20 (Co和P 源)、Na2HPO4 (P 和 Na 源)、NaH2PO4 (P 和 Na 源)、NaH2PO4 nH20 (P 和 Na 源)、Al (H2PO4) 3 (P和 Al 源)、Cs2SO4 (CS 和 S 源)、H2SO4 (S 源)、MgO (Mg 源)、H3BO3 (B 源)等。其中，在使用磷酸ニ氢钠盐(NaH2PO4)作为P源和Na源时，能够得到密度、強度、比电阻平衡的压粉磁芯。包含P的化合物相对于铁基软磁性粉末的添加量，只要所形成的磷酸盐类化成膜的组成在上述范围内即可。例如，可以将包括以固体成分为0. 01质量％ 10质量％左右的方式调整的包含P的化合物，和根据需要使皮膜中含有的元素的化合物的溶液相对于铁基软磁性粉末100质量份添加I 10质量份左右,通过公知的混炼机、球磨机、混合机、V型混合机、造粒机等的混合机进行混合，由此，使所形成的磷酸盐类化成膜的组成在上述范围内。另外，根据需要，也可以在上述混合エ序后，在大气中、减压下或真空下，在150°C 250°C进行干燥。干燥后，可以使其通过网眼200 iim 500 iim左右的筛子。通过经过上述エ序，能够得到形成有磷酸盐类化成膜的压粉成形体用鉄粉。<硅酮树脂皮膜>
本发明的压粉成形体用鉄粉在所述磷酸盐类化成膜之上还可以有硅酮树脂皮膜。由此，在硅酮树脂的交联 固化反应结束时(压缩吋)，粉末彼此牢固地结合。另外，形成耐热性优异的Si-O结合，能够提高绝缘皮膜的热稳定性。作为硅酮树脂，固化延迟时粉末发粘，皮膜形成后的处理性差，因此，优选具有的三官能的T単位(RSiX3 = X与上述相同)比ニ官能的D単位(R2SiX2 = X为加氢分解性基)的多。另外，大量含有四官能的Q単位(SiX4:X与上述相同)时，在预固化时粉末彼此強固地粘结，不能进行之后的成形エ序。由此，硅酮树脂的T 単位优选为60摩尔％以上(更优选为80摩尔％以上，最优选为100摩尔％ )。另外，作为硅酮树脂，通常是上述R由甲基或苯基构成的甲基苯基硅酮树脂，大量具有苯基的耐热性高。但是，在本发明所採用的高温热处理条件下，苯基的存在并不能说十分有效。这被认为是苯基的体积高度扰乱致密的玻璃状网纹构造，反而降低热稳定性和与铁的化合物形成阻碍效果。由此，在本发明中，优选使用甲基为50摩尔％以上的甲基苯基硅酮树脂(例如，信越化学エ业社制的KR255、KR311等)，优选70摩尔％以上(例如，信越化学エ业社制的KR300等)，最优选完全不具有苯基的甲基硅酮树脂(例如，信越化学エ业社制的 KR251、KR400、KR220L、KR242A、KR240、KR500、KC89 等，或东レ ダウコーニ ング社制的SR2400等)。另外，对于硅酮树脂(皮膜)的甲基和苯基的比率及官能性用FT-IR等可进行分析。硅酮树脂皮膜的附着量优选在将磷酸盐类化成膜和硅酮树脂皮膜按顺序形成的压粉磁心用铁粉设定为100质量％时，按照其质量为0. 05 0. 3质量％的方式进行调整。硅酮树脂皮膜的附着量不足0. 05质量％时，压粉成形体用鉄粉绝缘性差，电阻变低。另外，硅酮树脂皮膜的附着量超过0. 3质量％时，难以实现得到的压粉成形体的高密度化。作为娃酮树脂皮膜的厚度优选Inm 200nm。更优选的厚度为20nm 150nm。另夕卜，磷酸盐类化成膜和娃酮树脂皮膜的合计厚度优选为250nm以下。厚度超过250nm时,磁通密度大幅下降。<硅酮树脂皮膜的形成方法>硅酮树脂皮膜的形成，例如，可以混合使硅酮树脂溶解于醇类、甲苯、ニ甲苯等的石油类有机溶剂等中的硅酮树脂溶液和具有磷酸盐类化成膜的铁基软磁性粉末(以下，简称为“磷酸类皮膜形成鉄粉”)，接着，根据需要使所述有机溶剂蒸发而进行。硅酮树脂相对于磷酸系皮膜形成鉄粉的添加量为所形成的硅酮树脂皮膜的付着量在上述范围内即可。例如,将固体成分调制成大体2质量％ 10质量％的树脂溶液,相对于所述磷酸盐类化成膜形成鉄粉100质量份，添加0. 5质量份 10质量份左右进行混合，干燥即可。树脂溶液的添加量比0.5质量份少时，混合消耗时间，或者皮膜变得不均一。另一方面，树脂溶液的添加量超过10质量份时，干燥消耗时间，或者干燥不充分。树脂溶液也可以适当加热。混合机可以使用与上述相同的。在干燥エ序中，优选在所使用的有机溶剂挥发的温度，并且，加热到低于硅酮树脂的固化温度，使有机溶剂充分蒸发挥散。作为具体的干燥温度，在上述的醇类和石油系有机溶剂的情况下，优选60°C 80°C左右。在干燥后，为了除去冷凝坝，优选通过网眼直径为300 500 iim范围的筛子。在干燥后，推荐加热形成有硅酮树脂皮膜的压粉成形体用鉄粉(以下，为方便有时简称为“硅酮树脂皮膜形成鉄粉”)，使硅酮树脂皮膜预固化。所谓预固化为使硅酮树脂皮膜固化时的软化过程在粉末状态下结束的处理。通过该预固化处理，在温度区间成形时(100 250°C范围)能够确保硅酮树脂皮膜形成鉄粉的流动性。作为具体的方法，将硅酮树脂皮膜形成鉄粉在该硅酮树脂的固化温度附近进行短时间加热的方法为简便方法，但是，也可以利用使用药剂(固化剂)的方法。预固化和固化(没有预备的完全固化)处理的不同点在于，在预固化处理中，粉末彼此不会完全粘接固化，能够容易地分解破碎，与之相対，在粉末成形后进行的高温加热固化处理中，树脂固化且粉末彼此粘接固化。通过完全固化处理，成形体强度提高。如上所述，通过将硅酮树脂预固化后分解破碎，可得到流动性优异的粉末，在压缩成形时能够向成形模型内像散砂那样地投入。不预固化时，例如在温度区间成形时，粉末彼此附着，向成形模型内以短时间地投入困难。实际操作上，对处理性的提高非常有意义。另夕卜，通过预固化，发现得到的压粉磁心的比电阻大大提高。该理由不明确，但是，认为是由于固化时与压粉成形体用鉄粉彼此的密接性提高的原因。
通过短时间加热法进行预固化时，可以在100 200°C进行5 100分钟的加热处理。更优选在130 170°C进行10 30分钟的加热处理。如上所述，预固化后也优选通过筛子。[氧源放出化合物]在本发明中，压粉成形体用铁粉中混合有氧源放出化合物。由此，热处理工序中，对压粉成形体加热时，从氧源放出化合物放出氧、水、过氧化氢等的氧源，压粉成形体用铁粉表面被氧化。特别是，该氧源放出化合物也配置在压粉成形体的内部，因此，热处理工序时，压粉成形体内部中也进行压粉成形体用鉄粉表面的氧化。具体地说，能够得到距压粉磁芯的表面深度为2mm以上的任意3个位置的四氧化三铁(Fe3O4)的体积比率(平均)为0. 1%以上(更优选为0. 5%以上)的压粉磁芯。还有，四氧化三铁的体积比率通过后述的X射线衍射測定。其结果是，本发明的压粉磁芯中，压粉成形体用鉄粉表面和绝缘皮膜(例如，磷酸盐类化成膜)的结合变得牢固，并且，绝缘皮膜彼此的结合也变得牢固，因此，机械强度提高。另外，压粉磁芯的比电阻(绝缘性)也得到提高。为了有效地发挥这种效果，优选在压粉成形体用鉄粉、润滑剂和氧源放出化合物的混合物总量中，含有0. 01质量％以上的氧源放出化合物。但是，氧源放出化合物变多时，与压粉成形体的高密度化相违，因此，优选0. 8质量％以下。作为氧源放出化合物，如果是通过加热放出氧、水和/或过氧化氢等的氧源的物质则没有特别限定，例如，可以例举丁四醇、甘油酸、异麦芽酚、乳糖醇、麦芽糖醇、甘露醇、山梨醇、木糖醇等通过加热放出水的糖醇；氢氧化镁、氢氧化铝、氢氧化钙、氢氧化锰、氢氧化铁、氢氧化钴、氢氧化镍、氢氧化銅等通过加热放出水的金属氢氧化物；过氧化锂、过氧化钠、过氧化锌等通过加热放出氧的金属过氧化物；过碳酸钠等通过加热分解为水和氧的放出过氧化氢的过碳酸盐；硝酸阴离子、亚硝酸阴离子，盐酸阴离子等的化剂。作为氧化剂的阴离子的对离子(阳离子)可以例举锂离子、钠离子、锂离子、铵离子、钙离子、锶离子、钡离子等。这些氧源放出化合物可以单独使用，也可以组合2种以上使用。[润滑剂]
优选本发明的压粉成形体用鉄粉中还混合有润滑剤。通过该润滑剂的作用，能够降低压缩成形压粉成形体用鉄粉时的铁粉之间、或鉄粉和成形模型内壁间的摩擦阻力，能够防止成形体的模型擦伤及成形时的发热。为有效地发挥这样的效果，优选在压粉成形体用鉄粉、润滑剂和氧源放出化合物的混合物的总量中含有0. 2质量％以上润滑剂的。但是，润滑剂含量变多时，违反压粉成形体的高密度化，因此优选限于0.8质量％以下。另外，压缩成形时，在模型内壁面涂布润滑剂后，在进行成形的情况下(模润滑成形)，比0. 2质量％少的润滑剂量也可以。作为润滑剂，只要使用目前公知的润滑剂即可，具体而言，可以列举硬脂酸锌、硬脂酸锂、硬脂酸钙等硬脂酸的金属盐粉末、多羟羧酸酰胺、こ撑双硬脂酰胺(ュチレンビスステアリルアミド)或(N-こ酸十八烷基)十六烷酸酰胺等的脂肪酸酰胺及石蜡、黄蜡、天然或合成树脂衍生物等。其中，优选多羟羧酸酰胺或脂肪酸酰胺。这些润滑剂可以単独使用，也可以2种以上组合使用。 作为多羟羧酸酰胺，可以举例W02005/068588号公报中记载的CmHm+1 (OH) m-C0NH-CnH2n+1 (m 是 2 或 5，n 是从 6 到 24 的整数)。更具体地说，可以例举下述的多羟羧酸酰胺。(I) n-C2H3 (OH) 2-C0NH_n-C6H13(N-己基)甘油酸酰胺(2) n-C2H3 (OH) 2-C0NH_n-C8H17(N-辛基)甘油酸酰胺(3) n-C2H3 (OH) 2-C0NH_n-C18H37(N-十八烷基)甘油酸酰胺(4) n-C2H3 (OH) 2-C0NH_n-C18H35(N-こ酸十八烷基)甘油酸酰胺
(5) n-C2H3 (OH) 2-C0NH_n-C22H45(N-廿ニ基)甘油酸酰胺(6) n-C2H3 (OH) 2-C0NH_n-C24H49(N-廿四基)甘油酸酰胺(7) n-C5H6 (OH) 5-C0NH_n-C6H13(N-己基)葡糖酸酰胺(8) n-C5H6 (OH) 5-C0NH_n-C8H17(N-辛基)葡糖酸酰胺(9) n-C5H6 (OH) 5-C0NH_n-C18H37(N-十八烷基)葡糖酸酰胺
(10) n-C5H6 (OH) 5-C0NH_n-C18H35(N-こ酸十八烷基)葡糖酸酰胺(11) n-C5H6 (OH) 5-C0NH_n-C22H45(N-廿ニ基)葡糖酸酰胺(12) n-C5H6 (OH) 5-C0NH_n-C24H49(N-廿四基)葡糖酸酰胺
[压缩成形]压粉成形体是通过对包括上述的压粉成形体用鉄粉(有含有硅酮树脂皮膜的情况)、氧源放出化合物以及根据需要含有润滑剂的混合物进行压缩成形而得到的。压缩成形法没有特别限定，可以采用现有的公知的方法。压缩成形的优选条件为面压计490MPa 1960MPa。成形温度可以是室温成形和温间成形(100 250°C)的任ー种。模型润滑成形中以温 间成形进行，能够得到更高强度的压粉磁芯，因此优选。[热处理工序]在本发明中，在高温(优选200°C 700°C )对压缩成形后的压粉成形体进行退火(以下，称为“热处理工序2”)。由此，不会降低压粉磁芯的磁滞损失，通过从氧源放出化合物放出氧源使所述铁基软磁性粉末的至少表面氧化。此时的退火温度优选为200°C以上，更优选为300°C以上，进ー步优选为500°C以上。如果比电阻不会劣化，则优选在高温进行该エ序。退火温度的上限优选为700°C，更优选为650°C。退火温度超过700°C时，绝缘皮膜会被破坏。另外，在本发明中，为了进ー步提高氧源放出化合物的氧化效果，优选在上述热处理工序2之前，进行在200°C 500°C对压粉成形体进行加热处理的热处理工序I。在200°C 500°C的比较低温域对压粉成形体进行加热时，能够从氧源放出化合物缓慢地放出氧、水、过氧化氢等氧源。通过氧源的缓慢放出能够在长时间抑制压粉成形体内部的铁粉间的氧源的供给路径的堵塞，因此，能够使大量的铁粉氧化，而且，在上述热处理工序2的处理时，除了压粉成形体内部的氧源，从氧源放出化合物放出存在于气氛中的氧源(气氛中预含的氧)也有助于铁粉的氧化，因此，能够有效地促进压粉成形体内部的氧化提高压粉磁芯的机械强度(特别是抗折强度)。另外，即使在压粉成形体含有润滑剂时，在热处理工序I的上述温度域进行加热处理时，通过氧源的缓慢放出，能够抑制铁粉间的氧源的供给路径被润滑剂堵塞，通过能够高效地进行润滑剂的蒸发 飞散，在接着进行的热处理工序2中，能够得到上述氧化促进效果。在热处理工序I的温度过高时，在短时间内从氧供给源放出氧源，不能充分得到热处理工序I的上述堵塞抑制效果和润滑剂的蒸发 飞散效果，另外，热处理工序2中内部的氧源缺乏，因此，压粉成形体内部的氧化不充分。因此，热处理工序I的加热温度优选为5000C以下，更优选为450°C以下。另ー方面，加热温度过低时，氧源的放出量不足，或不能高效地进行润滑剂的蒸发 飞散。因此，热处理工序I的加热温度优选为200°C以上，进ー步优选为250°C以上。上述热处理工序I和热处理工序2的气氛并无特别限定，可以在大气气氛下，也可以在惰性气体气氛下。作为惰性气体可以例举氮、氦和氩等稀有气体、真空等。这些气氛中，优选大气气氛。通过在大气气氛中进行热处理，比电阻显著増加。只要比电阻不劣化，则各热处理工序的退火时间没有特别限定，但加热时间过短时，不能充分得到上述效果，因此，优选为10分钟以上，更优选为更优选为20分钟以上。另ー方面，加热时间过长时，会发生绝缘被膜薄壁化绝缘性下降等问题，因此优选为360分钟以下，更优选为300分钟以下。还有，在进行热处理工序I和热处理工序2时，优选热处理工序2在比热处理工序I高的温度下进行，热处理工序2的温度优选为超过500°C但在700°C以下。如此，通过将热处理分成2阶段，能够得到压粉磁芯的磁滞损失的降低和显著的氧化促进效果。另外，在进行热处理工序I后也可以不进行冷却，或先冷却后再进行热处理工序
2。在例如热处理工序I和热处理工序2中，变更容器内的气氛时，在进行热处理工序I后，先进行冷却调整气氛后升温到规定温度再进行热处理工序2即可。另外，例如在不变更气氛时，在进行热处理工序I后，接着升温到规定温度在进行热处理工序2即可。热处理工序中的平均升温速度(平均冷却速度)没有特别限定，例如可以以0. 50C /分钟 50°C /分钟左右进行即可。在上述条件下进行热处理工序时，不会使涡电流損(相当于矫顽力)増大，能够制造高电绝缘性，即具有高比电阻的压粉磁芯。[压粉磁芯] 本发明的压粉磁芯可以通过在上述热处理工序后进行冷却返回到常温而得到。实施例以下，基于实施例对本发明进行详细说明。其中，下述实施例并不限定本发明，在不脱离前、后宗_的范围内变更实施更均包含在本发明的技术范围内。还有，如果没有特别说明，“份”是指“质量份”，“ % ”是指“质量％ ”。试验例I 13(成形エ序)作为软磁性粉末使用纯铁粉(神户制钢所；ァトメル(注册商标)300NH ;平均粒径80 100 u m)，另外，作为磷酸铁化成皮膜用处理液使用混合水50份、NaH2PO4 30份、H3PO4 10份、(NH2OH)2 H2SO4 10份、Co3(PCM)2 10份，并且以水稀释10倍的处理液(磷酸浓度1.5% )。在通过网眼300 u m的筛子的上述纯铁粉IKG中添加上述处理液50ml，使用V型混合机混合30分钟以上后，在大气中，在200°C干燥30分钟，通过网眼300 u m的筛子(磷酸盐类化成膜形成鉄粉膜厚20nm)。接着，使甲基100摩尔％、T单位为100摩尔％的硅酮树脂“ KR220L”(信越化学エ业社制)溶解于甲苯，制作4. 8%的固体成分浓度的树脂溶液。在该树脂溶液中，以上述硅酮树脂皮膜的付着量相对于形成有磷酸盐类化成膜和硅酮树脂皮膜的压粉成形体用鉄粉(100质量％ )成为0. 05质量％的方式添加混合，在炉中大气下，在75°C加热30分钟后干燥，其后，通过网眼300 的筛子。其后，在150°C进行30分钟的预固化(压粉成形体用铁粉娃丽树脂I吴厚IOOnm)。接着，作为润滑剤，将多羟羧酸酰胺以相对于压粉成形体用鉄粉、润滑剂和氧源放出化合物的混合物总量为0. 2质量％的方式添加混合，并且，在一部分试验例中，如下表所记载，将作为氧源放出化合物的糖醇使用甘露醇，作为金属氢氧化物使用氢氧化铝，作为金属过氧化物使用过氧化锂，作为过碳酸盐使用过碳酸钠，或作为氧化剂使用硝酸锂，相对于压粉成形体用鉄粉、润滑剂和氧源放出化合物的混合物总量添加0. I质量％混合后，放入模具中，以面压784MPa在室温(25°C )进行压缩成形，得到纵31. 75mmX宽12. 7mm、高大约5mm的压粉成形体。(热处理工序)
其后，分别如下进行热处理，即(A)氮气氛下、600°C进行30分钟的热处理(表I、图I、图2)，或者(B)大气气氛下、550°C进行30分钟的热处理(表2、图3、图4)，或者(C)大气气氛下，300°C (或400°C)进行120分钟的热处理工序I后，接着实施在550°C进行30分钟的热处理工序2(表3、图5、图6)，制作压粉磁芯。升温速度大约10°C /分钟。測定热处理后得到的压粉磁芯的密度、比电阻、抗折强度和四氧化三铁(Fe3O4)的体积比率。測定方法如下所述。[密度]测定压粉磁芯的质量和大小，通过计算求得。[比电阻]比电阻的測定中，探针使用理化电子社制的“ RM-14L”，測定器使用岩崎通信社制 的デジタルマルチメータ“ V 0AC-7510’’，以4端子电阻测定模式(4端子法)进行。测定是将端子间距离定为7mm，探针的行程长度定为5. 9mm，弹簧荷重为10-S型，将探针抵接測定試料而实施。[抗折強度]压粉磁芯的机械强度是测定抗折强度而评价。抗折强度使用板状压粉磁芯进行抗折强度试验而測定。试验是基于JPMA M 09-1992(日本粉末冶金エ业会；烧结金属材料的抗折カ试验方法)的3点弯曲试验。抗折强度的測定使用拉伸试验机(岛津制作所“AUTOGRAPH AG-5000E”)，支点间距离定为25mm而进行測定。[四氧化三铁(Fe3O4)的体积比率]压粉磁芯中所含的四氧化三铁的体积比率使用上述抗折强度试验后的试验片测定。具体地说，对通过抗折强度试验而破断露出的面照射X射线实施X射线衍射測定，测定四氧化三铁的体积比率。作为測定装置，使用リガク社制的2元微小部X射线衍射装置“RINT-RAPID II”。通过Co靶和单色镜Ka线，以测定角度(2 0 )30。 110。測定。测定面中的X射线照射領域大约0. 6mmC>。破断面的形状为横宽12. 7mm,上下高度约5mm的长方形。该破断面的中央部，具体地说，对距上部2mm以上的内部(下方)，距下部2mm以上内部(上方)的任意3处(部位I 3)照射X射线。对Fe3O4产生的峰值面积和Fe产生的峰值面积实施峰值拟合(ピークフイツテイング)，求得四氧化三铁(Fe3O4)的体积比率和平均值。表I
比电抗折Fe3O4的体积比率(％)
氧源放出抽次密度阻 強度----
头验例. ，丨.热处理条件A3X tへ部位
化合物(g/cm) (u O (MPa部位2 部位3平均
_____. m) —) __1____
No. I 无7.42 41 40 0.0 0.0 0.0 0.0
--r——~氮.600°C . 30-------
No. 2 甘露醇，け， 7.39 58 51 1.0 0.9 0. 7 0.87
--——--分钟-------
No. 3 硝酸钾7.40 129 48 0. 7 1.0 0.6 0. 77表权利要求
1.一种压粉磁芯的制造方法，其特征在于，包括对含有在铁基软磁性粉末表面具有绝缘皮膜的压粉成形体用铁基软磁性粉末和氧源放出化合物的混合物进行压缩成形得到压粉成形体的成形エ序；和对所述压粉成形体进行加热，通过所述氧源放出化合物使所述铁基软磁性粉末的至少表面氧化的热处理工序。
2.根据权利要求I所述的压粉磁芯的制造方法，其中，所述氧源放出化合物是从由糖醇、金属氢氧化物、金属过氧化物、过碳酸盐和氧化剂构成的群中选择的至少I种。
3.根据权利要求I或2所述的压粉磁芯的制造方法，其中，所述热处理工序是在200°C 700°C对所述压粉成形体进行加热。
4.根据权利要求3所述的压粉磁芯的制造方法，其中，在所述200°C 700°C的热处理工序之前，具有在200°C 500°C对所述压粉成形体进行加热的热处理工序，并且，所述200°C 700°C的热处理工序与所述200°C 500°C的热处理工序相比，在高温进行。
5.根据权利要求I 4中任一项所述的压粉磁芯的制造方法，其中，所述混合物还含有润滑剤。
6.根据权利要求5所述的压粉磁芯的制造方法，其中，所述润滑剂是多羟羧酸酰胺。
7.根据权利要求I 6中任一项所述的压粉磁芯的制造方法，其中，所述绝缘皮膜是无机化成皮膜和/或树脂皮膜。
8.ー种压粉磁芯，其特征在于，是根据权利要求I 7中任一项所述的制造方法得到的。
全文摘要
本发明提供不仅机械强度而且比电阻(绝缘性)也优异的压粉磁芯。本发明的压粉磁芯的制造方法其特征在于，包括对含有在铁基软磁性粉末表面具有绝缘皮膜的压粉成形体用铁基软磁性粉末和氧源放出化合物的混合物进行压缩成形得到压粉成形体的成形工序；和对所述压粉成形体进行加热，通过所述氧源放出化合物使铁基软磁性粉末的至少表面氧化的热处理工序。
文档编号B22F3/02GK102779604SQ20121011517
公开日2012年11月14日 申请日期2012年4月18日 优先权日2011年5月9日
发明者三谷宏幸, 上条友纲, 北条启文, 大胁武史, 巽明彦, 武田实佳子, 漆原亘, 细川护 申请人:株式会社神户制钢所