[发明专利]软磁性材料和由其制造的压粉铁心

说明书

技术领域

本发明涉及软磁性材料以及由该软磁性材料制造的压粉铁心。 具体而言，本发明涉及包含复合磁性颗粒的软磁性材料以及由该软磁 性材料制造的压粉铁心，其中，所述复合磁性颗粒由金属磁性颗粒和 包覆该金属磁性颗粒的绝缘涂膜构成。

背景技术

在具有电磁阀、电机、电源电路等的电器中，会使用通过对软磁 性材料进行压制成型而制得的压粉铁心。软磁性材料由多个复合磁性 颗粒构成，并且每个复合磁性颗粒都由金属磁性颗粒和包围该金属磁 性颗粒表面的玻璃态绝缘有机涂膜构成。软磁性材料所需的磁性能 是，在施加小磁场时就会达到高磁通密度，并且该软磁性材料对外部 的磁场变化高度灵敏。

当在AC磁场中使用软磁性材料时，会产生被称为“铁心损耗” 的能量损耗。铁心损耗为磁滞损耗和涡流损耗之和。磁滞损耗是指由 改变软磁性材料的磁通密度所需的能量引起的能量损耗。磁滞损耗与 工作频率成正比，因此磁滞损耗在低频范围内占主要部分。涡流损耗 是指主要由金属磁性颗粒之间的涡流流动所引起的能量损耗。涡流损 耗与工作频率的平方成正比，因此涡流损耗在高频范围内占主要部 分。近年来，人们需要电器的尺寸减小、效率更高以及输出功率提高。 为了满足这些要求，电器必须在高频范围内使用。由于这个原因，人 们特别希望减小压粉铁心的涡流损耗。

为了减小软磁性材料的铁心损耗中的磁滞损耗，应当除去金属磁 性颗粒中的畸变和位错而促使磁畴壁移动，从而减小软磁性材料的矫 顽磁力Hc。另一方面，为了减小软磁性材料的铁心损耗中的涡流损 耗，应该使用绝缘有机涂膜完全地包围各金属磁性颗粒，以保证金属 磁性颗粒之间的绝缘性，从而提高软磁性材料的电阻率ρ。

日本未审查专利申请公开No.2003-272911(专利文献1)中披露 了涉及到软磁性材料的技术。专利文献1披露了这样一种铁基粉末(软 磁性材料)，其中在主要由铁构成的颗粒表面上形成有高耐热性磷酸 铝基绝缘有机涂层。根据专利文献1，通过以下方法制造压粉铁心。 首先，将含有含铝磷酸盐和重铬酸盐(例如，含有钾的重铬酸盐)绝 缘涂膜水溶液喷洒到铁颗粒上。随后，将其上喷有绝缘涂膜水溶液的 铁颗粒在300℃下保持30分钟，然后在100℃下保持60分钟。结果， 使铁颗粒上的绝缘有机涂层干燥，并且获得铁基粉末。随后，对该铁 基粉末进行压制成型，然后进行热处理，从而制得压粉铁心。

专利文献1：日本未审专利申请公开No.2003-272911

发明内容

本发明要解决的问题

如上所述，由于通过对软磁性材料压制成型而制得压粉铁心，因 此需要软磁性材料具有高的成形性。然而，在对软磁性材料进行压制 成型的过程中所施加的压力会轻易地使绝缘有机涂层遭到破坏，因 此，铁粉颗粒间容易发生电短路，从而导致以下问题：涡流损耗增加， 并且在成型后除去畸变的热处理中，绝缘有机涂层的劣化加快，从而 增加涡流损耗。另一方面，为了避免绝缘有机涂层受到破坏，当在压 制成型过程中降低压力时，所得压粉铁心的密度降低，并且不能得到 足够的磁性能。因此，不能降低压制成型过程中施加的压力。在压制 成型过程中抑制绝缘有机涂层受到破坏的另一技术是使用由气雾化 制得的球形颗粒。然而，这种技术不适于提高压粉体的密度，并且所 得压粉体的强度也较低。

因此，本发明的目的是提供这样一种软磁性材料，该软磁性材料 可减小涡流损耗，并且可由其制造具有高强度的压粉体。本发明还提 供由这种软磁性材料制造的压粉铁心。

本发明要解决的问题

本发明的软磁性材料包含多个复合磁性颗粒，每个复合磁性颗粒 都具有金属磁性颗粒和包围该金属磁性颗粒的绝缘涂膜。所述多个复 合磁性颗粒中的每一个的最大直径与等效圆直径之比R_m/c都大于 1.15，但不大于1.35。所述绝缘涂膜由有机材料构成，并且其热固化 后具有5H或更高的铅笔硬度。