专利名称：烧结软磁性部件及其制造方法
技术领域：
本发明涉及烧结软磁性部件及其制造方法，涉及适用于使用在例如汽车用电子燃料喷射装置、液压设备或各种工作设备的电磁阀中使用的阀芯、其他的各种传动装置等要求交流磁特性的同时，还要求耐蚀性和强度的部件的烧结软磁性部件及其制造方法。
背景技术：
作为汽车的发动机的燃料供应装置，近年，在以排气法规加强和节省燃料费等为背景下，使用电子控制的燃料喷射装置，代替了旧的化油器，正扩大其装配率。对于这种电子控制燃料喷射装置、或液压设备和各种工作设备的电磁阀中使用的阀芯，为了响应性而高的交流磁特性、能够承受与配对材料的循环冲击的强度(耐磨耗性)和对环境的耐蚀性成为了重要的必要特性。另外，汽车用的磁性部件从其使用环境来说在-40℃～200℃左右的温度区域内，具有稳定的磁特性也是重要的必要特性。
作为上述燃料喷射装置等的电磁部件，耐蚀性和磁特性是重要的，如专利文献1等所示，主要使用铬系软磁性不锈钢，通过塑性加工或切削加工等机械成形方法制造。但是，汽车用电子燃料喷射阀等电磁构件，由于构件形状复杂、并且尺寸精度严格，存在机械加工性、耐蚀性和磁特性的兼顾困难、并且加工费高的问题。
为了解决这些问题，在专利文献2或专利文献3等中，提出了使用粉末冶金的制造方法。专利文献2公开了使用由Fe-Cr合金粉、Fe-Si合金粉和Fe粉所组成的混合粉末，和由Fe-Cr-Si合金粉和Fe粉所组成的混合粉末，压粉成形—烧结以制造烧结软磁性材料的方法。另外，专利文献3公开了使用不锈钢微粉末和Si微粉末或Fe-Si微粉末造粒的粉末作为原料粉末。
专利文献1特公平5-10419号公报专利文献2特开平7-179983号公报专利文献3特开2002-275600号公报
发明内容
根据专利文献2制造的烧结软磁性材料，由于将含有合金成分的粉末和不含有合金成分的粉末(Fe粉)混合，造成烧结后的材料的合金成分分布不均匀。因而容易造成磁特性分散、特别是如果Si分布不均匀，会使电阻率不稳定，造成铁损增加、或导磁率不稳定，使用作传动器时响应性差。另外，耐蚀性和强度也根据部位而不均匀，因此存在作为总体的耐蚀性和强度变低的问题。另外，根据专利文献3制造的烧结软磁性材料，由于使用微粉，合金成分分布均匀，虽然磁特性、强度、耐蚀性等特性良好，但是由于在工业上需要使用昂贵的微粉末和需要造粒工序，因此存在成本高的问题。
因此本发明的目的在于提供一种合金成分分布均匀的、具有优异磁特性的烧结软磁性部件，同时提供一种可以廉价地制造该部件的制造方法。
本发明为了实现上述目的而完成，本发明的烧结软磁性部件是通过抑制Cr含量至耐蚀性的必要限度、提高Fe的空间系数来提高磁特性，并且，含有Si以提高电阻和强度，同时，使磁特性相对使用环境温度稳定作为主要特征的。具体来说，本发明的烧结软磁性部件的特征在于总体组成是由质量比Cr2.9～7％、Si1.5～6.88％、和余量为Fe和不可避免的杂质所组成。
本发明的第一烧结软磁性部件的制造方法，是以在固溶上述Cr的Fe-Cr合金粉末中，添加在压缩性的角度上可允许的量的Si作为主要特征，具体来说，使用组成为Cr3～7质量％、Si2～3.5质量％和余量为Fe和不可避免的杂质所组成的粉末作为Fe合金粉末。
另外，本发明的第二烧结软磁性部件的制造方法，是以使用上述Fe合金粉末的同时，还以另外途径添加Si微粉末形态的补加Si量，从而添加更多的Si作为主要特征。具体来说，本发明的第二烧结软磁性部件的制造方法，其特征在于使用组成为Cr3～7质量％、Si2～3.5质量％和余量为Fe和不可避免的杂质所组成的粉末作为Fe合金粉末，使用在该Fe合金粉末中，添加混合0.1～3.5质量％的Si微粉末的混合粉末。
在本发明的第二烧结软磁性部件的制造方法中，混合粉末可以是仅干式混合了粉末的，但优选在水或乙醇中分散Si粉末的分散液中，浸渍Fe合金粉末，或者将该分散液喷雾在Fe合金粉末上，然后，干燥制得。另外，更优选在该分散液中，进一步添加相对100质量％的混合粉末为1质量％以下的粘合剂。通过上述方法构成混合粉末是简便的，使用在以前提出的各种方法中，通过粘合剂使Si微粉末粘结在Fe合金粉末表面上的粉末也可以。
发明效果本发明的烧结软磁性部件其特征在于总体组成是由质量比为Cr2.9～7％、Si1.5～6.88％和余量为Fe和不可避免的杂质所组成，因此通过降低Cr含量至耐蚀性的允许限度、提高Fe的空间系数，制得兼顾充分的耐蚀性和优异的磁特性的烧结软磁性部件。另外，本发明的烧结软磁性部件的制造方法其特征在于使用组成Cr3～7质量％、Si2～3.5质量％和余量为Fe和不可避免的杂质所组成的粉末作为Fe合金粉末，或者进一步增加Si量时，使用在该Fe合金粉末中添加0.1～3.5质量％的Si微粉末并混合的混合粉末，因此所得的烧结软磁性部件中的合金成分分布均匀。另外，伴随着不使用昂贵的微粉末，所以不需要造粒工序，就可以廉价地制造。
具体实施例方式
以下，说明本发明的实施方式。
首先，关于本发明的各元素的含量和粉末的粒径的数值的规定理由如下所述。
Cr是既可以提高部件的电阻，又可以提高耐蚀性的不可缺少的元素。Cr是易氧化的元素，在部件的表面上形成牢固的氧化被膜，从而提高部件的耐蚀性，该效果在Cr不满3质量％时是差的。另一方面，随着Cr量的增加，耐蚀性提高，从磁特性的观点来看，由于Fe量逐渐降低，磁通密度降低，如果Cr量超过7％，磁通密度显著降低，因此上限为7质量％。
Si起到提高电阻，又可以使涡流损耗降低达到低铁损的效果、和使晶粒粗大达到提高导磁率的效果、以及抑制磁特性由于环境温度变化而变化的效果。另外，起到加强Fe基质，使部件耐循环冲击的强度提高的效果。这些效果在Si量未满1.5质量％时，难以发挥，因此，下限为1.5质量％。对于这样的Si，从合金成分均匀分布和操作方面来看，优选尽可能固溶在Fe合金粉末中或部分扩散并粘附在Fe合金粉末上而添加，如果使超过3.5质量％的量的Si固溶在Fe合金粉末中而添加，那么由于粉末硬化、压缩性受损，因此上限为3.5质量％。
由此可知在本发明的第一烧结软磁性部件的制造方法中，使用组成由质量比为Cr3～7％、Si1.5～3.5％和余量为Fe和不可避免的杂质所组成的Fe合金粉末。另外，Si固溶在Fe基质中，具有增大Fe基质的硬度的作用，通过施加后述的加热退火处理，可以给该Fe合金粉末带来足够的压缩性。
另外，当希望进一步提高上述硅的效果时，除了上述的Fe合金粉末以外，加入Si微粉末形式的超过上述量的硅。如果加入微粉末形式的硅，如后所述，可以使烧结软磁性部件中的Si的分散均匀。但是，未满0.1质量％的微量添加时，补加效果差，如果Si微粉末的量超过3.5质量％时，在混合粉末中所占的微粉的量增多，导致流动性降低和压缩性降低，因此Si微粉末的添加量为0.1～3.5质量％。由此，在本发明的第二烧结软磁性部件的制造方法中，使用在组成由质量比为Cr3～7％、Si1.5～3.5％和余量为Fe和不可避免的杂质所组成的Fe合金粉末中，添加Si粉末0.1～3.5质量％的混合粉末。
通过上述的本发明的第一烧结软磁性部件的制造方法所得的烧结软磁性部件，总体组成是由质量比为Cr3～7％、Si1.5～3.5％和余量为Fe和不可避免的杂质所组成，并且形成合金成分在各部分均匀的烧结软磁性部件。另外，通过上述的本发明的第二烧结软磁性部件的制造方法所得的烧结软磁性部件，总体组成是由质量比为Cr2.9～6.99质量％、Si量为1.6～6.88质量％、余量为Fe和不可避免的杂质组成，同时合金成分在各部分是均匀的烧结软磁性部件。因此，本发明的烧结软磁性部件总体组成是由质量比为Cr2.9～7％、Si1.5～6.88％和余量为Fe和不可避免的杂质所组成，并且形成合金成分在各部分均匀的烧结软磁性部件。
上述的Fe合金粉末含有Cr和Si，Cr和Si都是改善淬火性的元素，由于含有大量的这种元素，在上述的Fe合金粉末中，微粉化时的冷却应变的累积量变得过大。因此，微粉化后，在通常进行的温度范围(400～600℃)左右的退火处理中，不能充分消除该应变，不能充分软化粉末，压缩性也低。即使在这种Fe合金粉末中，通过加热至粉末扩散即将开始发生之前的温度区域进行退火，可以除去微粉化时的冷却应变，可以大大地改善Fe合金粉末的压缩性。
具体来说，对于该Fe合金粉末，通过在600～800℃、优选在700～800℃的温度区域内实施加热退火，进行压缩性的改善。但是，如果超过800℃，开始产生粉末彼此的扩散，需要对该粉末进行粉碎的麻烦，并且粉碎时对粉末施以加工应变，退火的效果差。
在上述混合粉末中，使用通常粉末冶金中所使用的平均粒径为75～150μm左右的粉末作为Fe合金粉末，使用平均粒径为1～45μm的粉末作为Si微粉末，混合，在Fe合金粉末周围，由于范德华力使Si微粉末薄且均匀地吸附。该混合粉末由于成为基质的Fe-Cr-Si合金粉末不是微粉，混合粉末的流动性、压缩性都优异，不需要造粒步骤，可以容易地适用一般的粉末冶金法技术。将这种混合粉末填充在所期望的模具中，压缩成形，烧结所得的成形体，在Fe合金粉末周围薄薄地并且均匀地吸附着的Si微粉末，迅速向Fe合金内扩散，所得的烧结部件的合金成分在各部分是均匀的，不会在最初的Si粉末处残留气孔。
如果Si微粉末的平均粒径超过45μm，Si粉末的重量增大，重力比通过范德华力粘附的粘附力大，难以在Fe合金粉的周围产生粘附。另外，如果没有粘附的Si粉末增加，Si的扩散变得不均匀，造成磁特性分散，或在混合粉末中Si粉末彼此凝集，烧结后，在凝集粉所处的位置残留粗大的气孔，成了密度提高受到阻碍、磁通密度降低的原因。另一方面，平均粒径不满1μm的Si微粉末在工业上是昂贵的。从这些观点来看，Si粉末的平均粒径为1～45μm。
接着，上述Fe合金粉末和Si微粉末的混合通过一般的粉末冶金法中单纯的干式混合法就足够。如上所述，由于必需的Si量的一部分已经固溶在Fe合金中而添加，以补加的微粉末形式添加的Si是少量的即可。因此，上述的Si粉末彼此的凝集难以产生，即使是单纯的干式混合，也可以使Si微粉末通过上述范德华力均匀粘附。
但是，为了获得更均匀的Si扩散，也可以使用湿式混合法。即，预先准备Si粉末分散在水或乙醇中的分散液，在该分散液中浸渍Fe合金粉末，或者将该分散液喷雾在Fe合金上，然后，干燥使用。由此，可以有效获得更均匀的Si微粉末粘附在Fe合金粉末上的效果。
采用上述湿式混合法时，如果在上述分散液中添加PVP或PVA等粘合剂，可以使Si微粉末更加牢固地粘附在Fe合金粉末上，优选。对于粘合剂的添加量，由于粘附的Si粉末是微粉，因此相对100质量％的混合粉末为1质量％以下就足够了。过量的粘合剂的添加，由于担心脱脂所需的时间变长，因此不优选。
另外，在上述分散液中，也可以添加分散剂和/或表面活性剂。如果在分散液中添加分散剂，分散液中Si微粉末不会沉降且均匀分散。另外，如果添加表面活性剂，Fe合金粉末、Si微粉末和分散液之间的浸润性得到改善。任一种情况下，Si微粉末都可以更均匀地粘附。
实施例1在-100目、表1所示组成的Fe合金粉末中，添加平均粒径为10μm的Si粉末并混合，得到混合粉末，在成形压力700MPa下，将该混合粉末压粉成形成外径Φ30mm×内径Φ20mm×高5mm的环状试片，所得的成形体在10-3Torr的减压气体氛围中、1200℃下烧结60分钟，得到表1所示的试样序号01～07的试样。表2表示对这些试样的硬度、密度、磨耗量、直流磁特性、交流磁特性、电特性和耐蚀性的评价结果。另外，用于这些评价的测定/试验方法通过如下进行。另外，以下，在实施例1～5中使用的Fe合金粉末全部是进行过在600℃下退火处理的粉末。
硬度使用洛氏硬度的B标度测定。密度通过阿基米德法测定。磨耗量是在假设电磁阀的在60rpm进行1000万次循环冲击试验，测定试验前后的尺寸，以测定值的差作为磨耗量而测定。
直流和交流磁特性的评价是通过在一次侧绕100匝、二次侧绕20匝，测定室温(20℃)的直流和交流的B-H曲线进行的。测定在各试片的磁场强度为2000(A/m)下的磁通密度B2000和导磁率μm作为直流磁特性，测定在频率1kHz下的励磁磁通密度0.1T的铁损值W(0.1T/1kHz)作为交流磁特性。
电特性的评价是通过四探针法测定电阻率ρ，使用#800的抛光纸抛光试片表面，测定抛光面。
耐蚀性的评价是在80℃下、湿度90％的高温多湿环境下进行环境试验，通过目视判断在100小时内的生锈情况。对于认为没有生锈发生，评价为○，对于几乎总体发生生锈为×，对于虽然不是总体生锈，但某种程度生锈为△。
另外，在本实施例中，以磨耗量的目标值为5μm以下，轴特性的目标值为磁通密度1.2T以上，导磁率3000以上并且铁损10W/kg以下，耐蚀性的目标值为△以上，进行评价。
由表1和表2可知Fe合金粉末中的Cr量的添加量的影响如下。
(1)硬度和耐磨性显示几乎恒定的值，认为Cr添加量的影响几乎没有。认为这些是由于通过添加3质量％的Si，已经增加了基质硬度。
(2)密度随着Fe合金粉末中的Cr量增加，基质中的Fe含量降低而显示降低的倾向，与此相伴，基质中的Fe的空间系数降低，结果显示磁通密度也降低的倾向。特别是，在Cr量超过8质量％的试样序号07的试样中，磁通密度显著降低，低于目标1.2T。
(3)导磁率也随着Fe合金粉末中的Cr量增加显示降低的倾向，特别是，在Cr量超过8质量％的试样序号19的试样中，低于目标值。
(4)电阻率随着Fe合金粉末中的Cr量增加显示微弱增大的倾向。
(5)由于电阻率的增加，铁损在Fe合金粉末中的Cr量在6～8质量％的范围内达最小，如果Cr量超过8质量％，磁通密度、导磁率都降低，因此磁滞损耗增加，铁损显示增加的倾向。但是，该变化在目标范围内。
(6)耐蚀性最强烈地受到Fe合金粉末中的Cr量的影响，在Cr量不满3质量％的试样序号01和02的试样中，发现总体生锈。Cr量为3质量％的试样序号03的试样发现虽然有一点生锈，但显示大体良好的外观。在其他的Cr量为4质量％以上的试样中，没有发生生锈，显示良好的外观。
由上面可以看出Fe合金粉末中的Cr量在3质量％以上时，对生锈具有耐蚀性的效果，特别是在4质量％以上时，显示良好的耐蚀性，但是如果Cr量超过8质量％时，由于磁通密度、导磁率显著降低，因此在3～8质量％、优选4～8质量％的范围，可以获得良好的磨耗量、磁特性和耐蚀性。
实施例2在表3所示组成的Fe合金粉末中，按表3所示的比例添加Si粉末并混合，制备混合粉末，在与实施例1相同的条件下进行试样序号为08～12的试样制作和评价。其结果和实施例1的试样序号05的试样的结果一起如表4所示。另外，也测定-40℃、200℃下的导磁率，以室温(20℃)时为100，以此为基数所示的结果，与实施例1的试样序号05的试样的该结果一起如表5所示。
由表3和表5可知总体组成中的Si量和Fe合金粉末中的Si量的影响如下。
(1)随着Fe合金粉末中的Si量和总体组成中的Si量增加，硬度显示增加的倾向，磨耗量随之有大大减少的倾向。但是，Si量不满1.5质量％的试样序号08的试样，其硬度差，磨耗量大至10μm。
(2)Fe合金粉末的硬度随着Fe合金粉末中的Si量增加而增加，结果随着压缩性降低，密度显示降低的倾向。因此磁通密度也降低，在Fe合金粉末中的Si量超过3.5质量％的试样序号12的试样中，磁通密度显著降低，低于目标1.2T。
(3)导磁率随着Fe合金粉末中的Si量和总体组成中的Si量增加而显示稍微降低的倾向，但显示在目标范围内的良好的导磁率。
(4)电阻率随着Fe合金粉末中的Si量和总体组成中的Si量的增加而显示大大地提高的倾向。
(5)铁损在总体组成中的Si量不满1.5质量％时，显示比目标铁损10W/kg大的值，随着Fe合金粉末中的Si量增加，或者随着添加Si粉末，电阻率增加，导致涡流损耗降低，铁损降低。但是，如果超过3质量％，那么由于Fe的空间系数降低，磁通密度、导磁率降低，磁滞损失增加，铁损显示增加的倾向，如果Fe合金粉末中的Si量超过3.5质量％，那么铁损大于目标铁损10W/kg。
(6)任一试样都不受总体组成中的Si量的影响，耐蚀性良好。
并且，由表3和表5可知使用环境温度从-40℃至200℃变化时的导磁率的变化(分散的幅度)由于添加2质量％的Si而减半。另外，随着总体组成中的Si量进一步增加，导磁率的分散幅度变小。因此，为了使环境温度给磁特性带来的影响变小，通过添加2质量％以上的Si，可以控制变化的幅度在1/2以下。
如果比较表3～5的试样序号10和11的试样，可以看出两者为几乎相同的总体组成，不管Si的添加方法如何，都显示相同的特性。因此，仅使用Fe合金粉末也可以，或者使用在Fe合金粉末中添加了Si粉末的混合粉末也可以。
由以上可知Fe合金粉末中的Si量在1.5～3.5质量％的范围内，磨耗量小、并且在高磁通密度和高导磁率的直流磁特性和低铁损的交流磁特性方面显示优异的特性。另外，Fe合金粉末中的Si量在1.5质量％以上时，即使使用环境温度变化，磁特性的分散也变少。另外，也可以单独使用Fe合金粉末。
实施例3在实施例1的试样序号05的试样中使用的Fe合金粉末中，如表6所示改变Si粉末的添加量，制备混合粉末，在与实施例1相同的条件下，进行试样序号14～21的试样的制作和评价。其结果与实施例1的试样序号05的试样的结果一起如表7所示。
由表6和表7可知添加的Si微粉末的添加量的影响如下。
(1)随着Si微粉末的添加量增加超过0.1质量％，硬度提高、磨耗量降低。
(2)密度随Si添加量增加而降低，磁通密度显示降低的倾向，特别是在Si微粉末添加量超过3.5质量％的试样序号21的试样中，磁通密度显著降低。
(3)导磁率随着Si微粉末的添加量增加而显示增大的倾向，但是当Si微粉末添加量超过3.5质量％时，反而显示出大大降低的倾向。
(4)电阻率随着Si微粉末的添加量增加而提高。
(5)虽然随着电阻率的提高，Si微粉末添加量至1.5质量％时铁损降低，但如果超过1.5质量％，由于磁通密度降低，铁损显示增大的倾向。如果Si微粉末添加量超过3.5质量％，那么由于磁通密度显著降低，铁损显著增加。
(6)每一试样都不受Si粉末的添加量的影响，耐蚀性良好。
因此，Si微粉末的添加量在0.1～3.5质量％的范围内，可以得到均满足目标磨耗量、磁通特性和耐蚀性的结果。
实施例4在表1的试样序号05的试样中使用的Fe合金粉末中，添加表8所示的平均粒径不同的Si粉末，混合而制备混合粉末，在与实施例1同样的条件下，进行试样序号22～25的试样制作和评价。其结果与实施例1的试样序号05的试样的结果一起如表9所示。
由表8和表9通过研究添加的Si粉末的平均粒径的影响，由这些试样可知如下。
(1)随着平均粒径变细，硬度增加，磨耗量降低，但平均粒径超过45μm的试样序号25的试样，磨耗量超过5μm。
(2)密度在Si粉末的平均粒径为25μm以下时是一定的，如果超过25μm，密度显示下降的倾向，这是由于Si的粗大粒子不能均匀扩散。因此，磁通密度也同样地在平均粒径为25μm以下时是一定的，如果超过25μm，磁通密度显示下降的倾向。该磁通密度的下降在Si粉末的平均粒径超过45μm时显著降低，低于1.2T。
(3)导磁率随着Si粉末的平均粒径增大而显示降低的倾向，Si粉末的平均粒径超过45μm的试样序号25的试样，该值显著降低。这也是由于Si的粗大粒子不能均匀扩散、晶粒的成长不均匀的缘故。
(4)电阻率几乎不受Si粉末的平均粒径的影响，显示几乎恒定的值。
(5)铁损是涡流损耗和磁滞损耗的总和。因此，在Si粉末小且均匀地扩散的区域，由于晶粒均匀地成长，得到高的导磁率，磁滞损耗降低、铁损降低。但是，由于随着Si粉末的平均粒径增大，导磁率降低，磁滞损耗增大。因此，作为该总和的铁损随着Si粉末的平均粒径为10μm达最小，Si粉末的平均粒径增大而显示增加的倾向。
(6)任一试样都不受Si粉末的平均粒径的大小的影响，耐蚀性良好。
由以上可知添加的Si粉末的粒径越细越好，但如果平均粒径超过45μm，导磁率和磁通密度显著降低，同时由于耐磨耗性降低，铁损的增加也显著，因此优选平均粒径为45μm以下的Si微粉末。
实施例5实施例1的试样序号05的试样中的粉末的混合形态，如表10中(B)～(D)所示，改变成在Fe合金粉末的周围被覆Si微粉末的方法，得到试样26～28。另外，除了混合形态以外，采用与实施例1的试样序号05的试样相同的制造工序。另外，表10的(A)是实施例1中进行的单纯的干式混合。
(B)在Si粉末分散在乙醇中的分散液中，浸渍Fe合金粉末，一边使其流动，一边使乙醇挥发干燥。
(C)将Si粉末分散在乙醇中的分散液喷雾在Fe合金粉末上，一边使其流动，一边使乙醇挥发干燥。
(D)在上述(C)中，在分散液中添加作为粘合剂成分的0.25质量％的PVP而使用。
以上场合的特性变化如表11所示。
根据表10和表11可知随着由(A)的混合形态变为(B)、(C)、(D)的混合形态，由于Si微粉末的分散形态更均匀，Si的扩散更均匀，因此密度增加、磁通密度提高。另外，由于Si更均匀地扩散，晶粒更均匀地成长，因此，导磁率提高、磁滞损耗降低、铁损降低。
如由以上的实施例1～4研究证实即使Si微粉末只是单纯的干式混合，也获得磁特性充分提高的效果，在实施例5中，通过将混合形态变换为湿式的，获得进一步提高的磁特性的效果。
实施例6上述第1～5实施例中使用的Fe合金粉末是在600℃下进行退火的粉末，在第1实施例的试样序号05的原料粉末中，变换Fe合金粉末的退火温度为表12所示的温度，进行试样序号29～34的试样制作和评价。其结果与实施例1的试样序号05的试样的结果一起如表12所示。
由表12可知如下(1)随着退火温度升高，Fe合金粉末中积累的应变被除去，压缩性提高，结果成形体密度提高、因此烧结体密度提高。但是，在退火温度不满600℃的试样序号29或30的试样中，应变除去的效果差，压缩性降低，不能获得足够的成形体密度。另一方面，在退火温度850℃的试样序号34的试样中，退火温度过高，结果Fe合金粉末彼此由于扩散而粘结。因此上述试验中使粘结的粉末机械粉碎而使用时，Fe合金粉末中加工应变累积，反而损坏压缩性，结果成形体密度降低、烧结体密度降低。
(2)随着烧结体密度提高，硬度增加的同时，磨耗量降低，耐磨耗性提高。但是，在退火温度不满600℃的试样序号29或30的试样中，烧结体密度不够，硬度降低、磨耗量增加。
(3)磁通密度和导磁率随着烧结体密度的提高，退火温度越高则显示更高的值。
(4)电阻率和铁损由于几乎不受Fe合金粉末的退火温度的影响，因而显示几乎恒定的值。
(5)耐蚀性在退火温度为600℃以上的试样序号中都是良好的，随着退火温度降低，烧结体密度降低，结果耐蚀性变差。
由上可知退火温度为600℃时显示充分的特性，随着退火温度升高，具有更好的磁特性，尤其是磁通密度得到改善。但是，如果退火温度超过800℃，Fe合金粉末彼此由于扩散而粘结，带来粉碎的不便，同时，即使粉碎，使加工应变带给粉末的结果，特性反而变差。另外，退火温度在500℃以下时，Fe合金粉末的应变除去不充分，特性变差。
产业实用性根据本发明的烧结软磁性部件的制造方法，由于Si均匀地扩散在Fe合金粉末中，因此，合金成分的分布均匀，另外，随着不使用昂贵的Fe合金微粉末，因此不需要造粒工序，可以廉价地制造，并且对于使用的环境温度，磁特性稳定，因此可适于制造用于汽车用电子燃料喷射装置、液压设备和各种工作设备的电磁阀中使用的阀芯或各种传动装置等要求交流磁特性的同时，还要求耐蚀性和强度的部件的烧结软磁性部件。
权利要求
1.一种烧结软磁性部件，其特征在于总体组成是由质量比为Cr2.9～7％、Si1.5～6.88％和余量为Fe和不可避免的杂质组成。
2.一种烧结软磁性部件的制造方法，其特征在于将平均粒径为75～150μm的由Cr3～7质量％、Si1.5～3.5质量％和余量为Fe和不可避免的杂质组成的Fe合金粉末压粉成形成所希望的形状、烧结所得的成形体。
3.一种烧结软磁性部件的制造方法，其特征在于将包含平均粒径为1～45μm的Si粉末0.1～3.5质量％和平均粒径为75～150μm的由Cr3～7质量％、Si1.5～3.5质量％和余量为Fe和不可避免的杂质组成的Fe合金粉末的混合粉末压粉成形成所希望的形状，烧结所得的成形体。
4.权利要求2或3所述的烧结软磁性部件的制造方法，其特征在于所述Fe合金粉末在600～800℃下加热退火。
5.权利要求3或4所述的烧结软磁性部件的制造方法，其特征在于所述Si粉末通过粘合剂包覆在所述Fe合金粉末表面上。
6.权利要求3～5任一项所述的烧结软磁性部件的制造方法，其特征在于所述混合粉末是在所述Si粉末分散在水或乙醇中的分散液中，浸渍所述Fe合金粉末或将所述分散液喷雾在所述Fe合金粉末上，然后干燥而得到。
7.权利要求6所述的烧结软磁性部件的制造方法，其特征在于在所述分散液中，还添加有相对于100质量％的所述混合粉末为1质量％以下的粘合剂。
全文摘要
本发明提供一种合金成分的分布均匀的具有优异的磁特性的烧结软磁性部件，同时提供可以廉价地制造该部件的制造方法。该烧结软磁性部件由总体组成以质量比为Cr2.9～7％、Si1.5～6.88％和余量为Fe和不可避免的杂质构成。另外，作为该烧结软磁性部件的制造方法，使用Cr3～7质量％、Si2～3.5质量％和余量为Fe和不可避免的杂质组成的Fe合金粉末，或使用在该Fe合金粉末中，添加平均粒径为1～45μm的Si粉末0.1～3.5质量％的混合粉末，将该粉末压粉成形成所希望的形状，烧结所得的成形体。
文档编号H01F1/22GK1985015SQ200580010220
公开日2007年6月20日 申请日期2005年3月29日 优先权日2004年3月29日
发明者石原千生, 浅香一夫 申请人:日立粉末冶金株式会社