[发明专利]制造绝缘软磁性金属粉末成形体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种制造高性能绝缘软磁性金属粉末成形体的方法，该成形体非常适合用于电机磁心和环形磁心等作为电器/电子部件，并且涉及一种制造绝缘软磁性金属粉末成形体的方法，该方法铁损低，并且磁导率高。

背景技术

近年来，随着电器/电子部件性能的提高(效率越高并且尺寸紧凑)，以及绝缘软磁性金属粉末成形体用于电机磁心、环形磁心等的增加，已经要求减少铁损，并且增加磁导率。为了增强磁导率，要求减少绝缘层的厚度，以便使软磁性金属粉末粒子之间的空间变窄。铁损通常由磁滞损耗和涡流损耗组成，并且磁滞损耗随着软磁性材料的种类、杂质浓度、加工应力等而变化。涡流损耗随着软磁性材料的电阻率和绝缘膜的完整程度而变化。从这种观点看，已经提出以下获得绝缘软磁性金属粉末成形体的技术。

专利文献1公开一种通过粉末冶金技术制造软磁性构件的方法。铁粒子用绝缘的磷酸盐层包覆，然后压缩，接着，在氧化性气氛中，在上限为600℃的热处理温度下对其进行热处理。

在专利文献2中，公开一种将铁粉压力成型并且对其进行热处理以便获得具有改进的软磁性的磁心构件的方法。铁粉由低磷含量的薄层绝缘的细粒子组成。根据专利文献2，压力成型的铁粉在氧化性气氛中在350至550℃的温度下进行热处理。根据同一发明，热处理应该在350至550℃，优选在400至530℃，并且最优选在430至520℃的温度下进行，然而专利文献2公开的发明并没有超过专利文献1的发明。

专利文献3的发明详细说明，为了获得压实的具有降低的涡流损耗并且具有机械强度的铁磁性金属粉末芯，将磷酸沉积在铁磁性金属粒子的表面上，并且对铁磁性金属粉末进行加压成形，并且在300至600℃，优选在400至500℃下进行热处理。

专利文献4的发明提供一种制造复合磁性材料的方法，该复合磁性材料通过将由磁性粉末和绝缘材料组成的混合物压力成型，然后进行热处理而获得，其中热处理进行两次或多次，并且如果第一次热处理时气氛中的氧气浓度称为P1，而第二次热处理时气氛中的氧气浓度称为P2，通过满足关系P1＞P2，获得芯损低且磁导率高并且具有优良DC偏置特征的复合磁性材料。如果第一次热处理温度称为T1，而第二次热处理温度称为T2，应该满足关系T1＜T2，并且对于氧气浓度，应该满足关系1％≤P1≤30％和P2≤％。对于热处理温度，应该满足关系150℃≤T1≤500℃，和500℃≤T2≤900℃。在第一次热处理中，形成氧化绝缘膜，而在第二次高温热处理中，释放应力。然而，在第二次高温热处理时，存在如下可能，在磁性粉末和氧化绝缘膜之间的热膨胀系数的差异可破坏绝缘膜。

专利文献5的发明提供一种经涂布的铁基粉末，铁基粉末粒子的表面涂布有涂料，其中经涂布的铁基粉末的涂料用量为0.02至10质量％，并且涂料组成为：20至90质量％的玻璃、10至70质量％的粘合剂，或者另一种组成：除了玻璃和粘合剂以外，70％或以下的绝缘且耐热的物质。粘合剂优选由选自有机硅树脂、金属磷酸盐化合物和硅酸盐化合物中的一种或两种或更多种组成。没有给出针对于热处理的权利要求，但是在实施例中，在最高温度为700℃下使用氮气气氛。

专利文献6的发明提供一种复合磁性材料，它包括许多具有金属磁性粒子和围绕金属磁性粒子表面周围的绝缘膜的复合磁性粒子，其中该许多复合磁性粒子彼此结合在一起，并且金属磁性粒子只由金属磁性材料组成，并且金属磁性粒子中杂质比例为120ppm或以下。它详细说明：通过加压成型获得的复合磁性材料应该在氧化性气氛或惰性气体气氛中在200℃至所添加树脂的热分解温度下进行稳定化热处理。

专利文献1：德国专利No.3439397

专利文献2：日本国家阶段公开No.9-512388/1997

专利文献3：日本专利特许公开No.7-245209/1995

专利文献4：日本专利特许公开No.2000-232014

专利文献5：日本专利特许公开No.2004-143554

专利文献6：日本专利特许公开No.2005-15914

发明内容

本发明要解决的问题

为了获得更高的磁导率，必须降低绝缘膜的厚度，而为了更低的磁滞损耗，必须在压实和成型时释放加工应力，为此，有效的是在700℃以上的温度下进行热处理，然而用以上专利文献1至专利文献6代表的常规方法时，薄的绝缘膜被高温热处理破坏，导致涡流损耗增加。

解决问题的手段