[发明专利]软磁性材料、压粉铁心、制造软磁性材料的方法以及制造压粉铁心的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种软磁性材料、压粉铁心、制造软磁性材料的方法以及制造压粉铁心的方法。

背景技术

由粉末冶金技术制造的软磁性材料被应用于具有电磁阀、电机、电路等的电器中。该软磁性材料由多个复合磁性颗粒构成，这些复合磁性颗粒具有金属磁性颗粒(例如由纯铁构成)以及覆盖在该金属磁性颗粒表面的绝缘膜(例如由磷酸盐构成)。为了提高软磁性材料的能量转换效率、减小其发热量以及达到针对软磁性材料的其它要求，需要在使用弱磁场时可得到较大磁通密度的磁性能，以及在磁通密度波动时能量损耗低的磁性能。

当将由这种软磁性材料制成的压粉铁心用于交流磁场时，会发生所谓“铁耗”的能量损耗。该铁耗可表示为磁滞损耗与涡流损耗之和。磁滞损耗是改变软磁性材料的磁通密度所需的能量损耗。涡流损耗是涡流在流过构成软磁性材料的金属磁性颗粒之间时产生的能量损耗。磁滞损耗与工作频率成正比，而涡流损耗与工作频率的平方成正比。由此，磁滞损耗基本上在低频范围内占主要部分，而涡流损耗在高频范围内占主要部分。压粉铁心必须具有对应于产生最小铁耗的磁性能，即高的交流磁性能。

为了减少磁滞损耗(特别是压粉铁心铁耗中的磁滞损耗)，磁畴壁应更易于移动，而减小金属磁性颗粒的矫顽磁力Hc可达到上述目的。鉴于此，纯铁通常作为一种矫顽磁力Hc低的材料而一直被广泛地用作金属磁性颗粒。例如，日本公开专利申请No.2005-15914(专利文献1)披露了一种减小磁滞损耗的技术，其中通过使用纯铁作为金属磁性颗粒来将杂质与金属磁性颗粒的质量比限定为等于或小于120ppm。

还有一种减小压粉铁心磁滞损耗的方法，该方法是在形成绝缘层之前对金属磁性颗粒进行加热处理，或者在压制成型之后对模制制品进行加热处理。利用这些加热处理，可以除去金属磁性颗粒中存在的应变和晶界等，可以使磁畴壁更容易地移动，并且可以减小构成软磁性材料的金属磁性颗粒的矫顽磁力Hc。例如，日本公开专利申请No.2002-246219(专利文献2)披露了一种技术，其中将压制成型的制品置于空气中在320℃下加热1小时，然后将该制品在240℃下进一步加热1小时。

专利文献1：日本公开专利申请No.2005-15914

专利文献2：日本公开专利申请No.2002-246219

发明内容

本发明要解决的问题

按照上述加热处理操作，不能充分地除去金属磁性颗粒中存在的缺陷，并且不能有效地减小磁滞损耗。特别是在对压制成型制品进行加热处理的情况下，该加热处理必须在可以避免使金属磁性颗粒表面的绝缘膜发生热分解的足够低的温度下进行。结果，必须进行长时间的加热处理才能充分除去金属磁性颗粒中存在的缺陷，而且不能有效地减小磁滞损耗。

因此，本发明的目的是提供一种其中磁滞损耗被有效地减小的软磁性材料、压粉铁心、制造该软磁性材料的方法以及制造该压粉铁心的方法。

解决上述问题的手段

本发明的软磁性材料包括多个复合磁性颗粒，该复合磁性颗粒具有由纯铁构成的金属磁性颗粒以及包围该金属磁性颗粒的绝缘膜，其中所述金属磁性颗粒中的锰含量为等于或小于0.013质量％。

根据本发明一个方面的压粉铁心包括多个复合磁性颗粒，该复合磁性颗粒具有由纯铁构成的金属磁性颗粒以及包围在该金属磁性颗粒表面的绝缘膜，其中所述金属磁性颗粒中的锰含量等于或小于0.013质量％。

根据本发明的制造软磁性材料的方法是一种制造由多个复合磁性颗粒构成的软磁性材料的方法，该复合磁性颗粒具有由纯铁构成的金属磁性颗粒以及包围在该金属磁性颗粒表面的绝缘膜，该方法包括：处理金属磁性颗粒、从而使该金属磁性颗粒中的锰含量等于或小于0.013质量％的步骤；以及在该金属磁性颗粒的表面上形成绝缘膜的步骤。

本发明制造压粉铁心的方法是一种制造由多个复合磁性颗粒构成的压粉铁心的方法，该复合磁性颗粒具有由纯铁构成的金属磁性颗粒以及包围在该金属磁性颗粒表面的绝缘膜，其中该方法包括：处理金属磁性颗粒、从而使该金属磁性颗粒中的锰含量等于或小于0.013质量％的步骤；在金属磁性颗粒的表面上形成绝缘膜并制造软磁性材料的步骤；对软磁性材料压制成型并得到模制制品的步骤；以及在等于或大于575℃但小于使绝缘膜发生热分解的温度下，对模制制品进行热处理的步骤。