[发明专利]压粉磁心用铁基软磁性粉末及其制造方法以及压粉磁心

说明书

技术领域

本发明涉及一种压粉磁心用铁基软磁性粉末，在铁粉或铁基合金粉末 (以下，将两者合并简称为铁粉)等软磁性粉末表面层叠了耐热性高的绝 缘皮膜，通过压缩成形该压粉磁心用铁基软磁性粉末，得到作为电磁构件 用的磁心所使用的压粉磁心。本发明的压粉磁心的机械强度等优良，尤其 是高温时的比电阻也优良。

背景技术

对在交流磁场内使用的磁心要求其铁损要小，磁通密度要高。另外， 在制造工序中的操作及用于制成绕组的卷线时不能有破损也很重要。考虑 这些要点，在压粉磁心领域，公知的有用树脂覆盖铁粉粒子的技术，所述 技术通过电绝缘性的树脂皮膜抑制涡电流损失，且用树脂粘接铁粉粒子之 间，由此来实现机械强度的提高。

近年来，压粉磁心日益作为电动机磁心材料被利用。这是由于虽然目 前的电动机磁心材料使用了层叠了电磁钢板或电铁板等的材料，但通过压 缩成形制造的压粉磁心的形状自由度高，且也能够容易制造成三维形状的 磁心，故与目前的电动机相比，能够实现小型化轻量化。而且，对作为这 样的电动机用磁心材料的压粉磁心而言，要求高磁通强度、低铁损、高机 械强度，与目前相比也有所增加。

高密度形成压粉成形体对磁通密度的提高有效，为了减小铁损，尤其 是不疲劳损，通过高温退火释放压粉成形体的变形有效。于是，理想的是， 开发一种压粉磁心用的铁粉，其高密度成形，故即使减少绝缘材料的量， 也能够使铁粉粒子间有效绝缘，并且即使在退火后的高温下进行热处理， 也能够维持良好的电绝缘性。

从该观点出发，开发了一种技术，所述技术将耐热性高的硅酮树脂作 为绝缘材料使用。例如在专利文献1中，将特定的甲基苯基硅酮树脂作为 绝缘材料使用。但是，在该技术中，为确保热稳定性，使用了1质量％(相 对于铁粉)以上的树脂，从高密度成形这一点来看，还有改善的余地。另 外，为了确保耐热性，也有在硅酮中加玻璃粉末或颜料的提案(专利文献 2、专利文献3等)，但添加玻璃粉末或颜料，阻碍高密度化，这方面是个 问题。

另外，作为树脂之外的绝缘物，具有将从磷酸等得到的玻璃状化合物 的皮膜作为绝缘层利用的技术(专利文献4)。与有机高分子即硅酮硅树脂 相比的话，这些无机类绝缘皮膜的热稳定性理应优良，但当进行高温热处 理(退火)时，本发明者们发现绝缘性下降(后述)。

专利文献1：(日本)特开2002—83709号公报

专利文献2(日本)：特开2004—143554号公报

专利文献3：(日本)特开2003—303711号公报

专利文献4(日本)：特许第2710152号公报

发明内容

本发明者们考虑所述目前技术的问题点，以提供一种热稳定性优良的 压粉磁心用的铁粉为课题，所述压粉磁心用的铁粉由于高密度地成形，所 以即使减少绝缘材料的量，也能够使铁粉粒子之间有效绝缘，且机械强度 也优良，而且即使在高温下进行热处理，也能够维持电绝缘性。

能够解决所述课题的本发明压粉磁心用铁基软磁性粉末，其特征在 于，在铁基软磁性粉末表面依次形成有磷酸类化学生成皮膜、和硅酮树脂 皮膜，所述磷酸类化学生成皮膜中含有选自由Co、Na、S、Si及W组成 的组中的一种以上的元素。

所述硅酮树脂皮膜是在100～200℃下通过5～100分钟的加热处理而 被预硬化的皮膜，用于形成该硅酮树脂皮膜的硅酮树脂为三官能性的甲基 硅氧烷树脂，这是本发明的最佳实施方式。

另外，本发明提供压粉磁心用铁基软磁性粉末的制造方法，其特征在 于，按顺序包括：

使磷酸、和含有选自由Co、Na、S、Si及W组成的组中的一种以上 的元素的化合物溶解于水和/或有机溶剂，将该磷酸溶液和铁基软磁性粉末 混合后，使溶剂蒸发，在铁基软磁性粉末表面形成磷酸类化学生成皮膜的 工序；

使硅酮树脂溶解于有机溶剂中，将该硅酮树脂溶液和铁基软磁性粉末 混合后，使溶剂蒸发，在所述磷酸类化学生成皮膜上形成硅酮树脂皮膜的 工序；

将得到的粉末在100～200℃下加热5～100分钟，由此对硅酮树脂皮 膜进行预硬化的工序。

另外，在本发明中，从本发明的压粉磁心用铁基软磁性粉末得到并被 实施400℃以上热处理的压粉磁心、以及实施该热处理后的压粉磁心的成 形体密度为7.50g/cm³以上。