[发明专利]高电阻压粉磁芯

说明书

技术领域

本发明涉及通过压缩成形含铁元素的磁性粉末而制造的压粉磁芯，特别是涉及适宜用于旋转电机、电抗器等的电机部件的压粉磁芯。 

背景技术

近年，从环境问题的观点出发电动汽车备受关注。作为这样的电动汽车的动力源具备旋转电机(马达)，另外，在倒相电路输出中具备平滑变压器(电抗器)，要求提高这些部件的效率。不用说，其中所用的磁芯是低铁损而且是高磁通密度，它们的磁特性要求从低频甚至于在高频区域都不能降低。 

铁损有与磁芯的比电阻关系密切的涡流损失和受到由铁粉的制造过程和其后的过程磁滞发生的铁粉内的应变影响的磁滞损失。而且如下述(式1)所示，铁损(W)可以由涡流损失(We)和磁滞损失(Wh)的和表示。(式1)中，f是频率，Bm是励磁磁通密度，ρ是比电阻，t是材料的厚度，k₁、k₂是系数。 

W＝We+Wh＝(k₁Bm²t²/ρ)f²+k₂Bm^1.6f    (式1) 

根据(式1)，由于涡流损失(We)与频率f的平方成比例而增大，所以特别是为了使高频下的磁特性不降低，抑制该涡流损失(We)是不可缺欠的。为了抑制压粉磁芯发生涡流电，必须使使用的磁粉的尺寸最佳化，而且在逐个磁粉的表面上形成绝缘膜，使用由该磁粉压缩成形的压粉磁芯。 

这样的压粉磁芯绝缘不充分时，比电阻ρ降低，涡流损失(We)变大。另一方面，为了提高绝缘性而使绝缘膜增厚时，磁芯中的软磁性粉所占有的体积的比例降低，磁通密度降低。另外，为了提高磁通密度以高压进行软磁性粉的压缩成形而增加软磁性粉的密度时，由于 成形时的软磁性粉的畸变不可避免而磁滞损失(Wh)增大，所以作为其结果难以抑制铁损(W)。特别是由于在低频区域涡流损失(We)小，所以铁损(W)中的磁滞损失(Wh)的影响增大。 

针对该课题专利文献1中提出了将软磁性粉和绝缘性粒子混合、在软磁性粉粒子的表面上形成绝缘层的方法。另外，专利文献2中公开了作为另一种压粉磁芯的制造方法、即通过压缩成形在Fe-Si系软磁性粉末上形成氧化皮膜、磷酸盐皮膜等的绝缘皮膜的粉末而制造的方法。另外，专利文献3中公开了液状涂布绝缘物而由后处理固定、得到高电阻的方法。 

另外，专利文献4中公开了软磁性粉的绝缘膜使用氧化镁的方法。该方法是通过使铁氧化、在氧化铁表面上使氧化镁粉发生作用，将氧化铁置换成氧化镁而使表面绝缘的方法。但是，用该方法存在下述问题：不能使MgO层厚至氧化层厚度以上，另外MgO层通过600℃以上的消除应力热处理其比电阻显著降低。与此相对，氟化物包覆材料具有即使是600℃以上的热处理比电阻降低也小的优点。但是，控制使用的铁粉形状、使包覆膜的被覆厚度均匀需要劳力和时间，在低成本的用途中在使用方面存在问题。 

专利文献1：特开2003-332116号公报 

专利文献2：特开2004-288983号公报 

专利文献3：特许第3475041号公报 

专利文献4：特开2006-233325号公报 

氟化物耐热性优良，与铁反应也小，是解决上述课题优良的方法，但是必须使用物理地加工气体雾化粉或水雾化粉除去凸起的铁粉，对于要求价格非常低的大量生产型的混合动力汽车用磁芯等来说是难以适用的。这是由于氟化物的包覆处理液以醇为基础，几乎不与原料铁粉反应，从而不能顺利地被覆在凹凸错综复杂的水雾化粉等上。由于一般所用的磷酸盐处理液是酸性的，所以使铁粉表面氧化同时形成磷酸覆盖。因此，即使是水雾化粉也可以得到高电阻。但是，由于磷酸在500℃左右发生相变，耐热性只能是500℃左右。 

本发明的目的在于，明确改善氟化物包覆层的被覆性的方法，提供可以适用于低价格旋转机的磁芯用软磁性粉。 

发明内容

本发明提供高密度、电阻值高、磁特性优良的低价格的压粉磁芯和为了得到该压粉磁芯的适宜的磁性粉末。 

根据本发明的压粉磁芯，是将在表面上形成有包含稀土类氟化物或者碱土类金属氟化物的氟化物层的铁粉末或者以铁作为主成分的合金粉末压缩成形而得到的压粉磁芯，其特征在于，在氟化物层和铁粉末或者以铁作为主成分的合金粉末之间设有基底层。另外，基底层的特征在于，含有碱土类金属及碱土类金属的氧化物，含有Mg、Ca、Ba或Sr的至少一种。