[发明专利]压粉磁芯、磁芯用压粉体的制造方法、压粉磁芯制造用的压模和模具装置、以及压粉磁芯制造用压模的润滑组合物

说明书

技术领域

本发明涉及用于软质磁部件的压粉磁芯、磁芯用压粉体的制造方法、压粉磁芯制造用压模和模具装置、以及压粉磁芯制造用压模的润滑液，特别是涉及适于高频区域中使用的压粉磁芯、磁芯用压粉体的制造方法、压粉磁芯制造用压模和模具装置、以及压粉磁芯制造用压模的润滑液。

背景技术

使用树脂等粘合剂将软质磁性粉末粘结而成的压粉磁芯，与使用硅钢板等制作的层叠磁芯相比，具有制作时的材料成品率好、能够降低材料成本这样的优点。另外，还具有形状自由度高、通过进行磁芯形状的最佳设计能够提高磁特性这样的优点。在这样的压粉磁芯中，通过将有机粘合剂、无机粉末等绝缘性物质与软磁性粉末混合或者在软磁性粉末的表面被覆电绝缘被膜来提高金属粉末间的电绝缘性，从而能够大幅降低磁芯的涡流损耗。

由于这样的优点，压粉磁芯被用于变压器、电抗器、晶闸管换流阀、噪声滤波器、扼流圈等，另外，也被用于电动机用铁芯、普通家电和工业设备用电动机的转子、轭(yoke)以及组装入柴油机和汽油机的电子控制式燃料喷射装置中的电磁阀用螺线管芯(固定铁芯)等，正在进行对各种软质磁部件的适用。压粉磁芯与硅钢板相比，能够降低高频区域中的涡流损耗，压粉磁芯在电抗器等高频用途中的适用正在增加。另外，使用频带的高频化能够使磁芯本身小型化，减少线圈的线圈数、铜使用量，能够实现利用它们的电子设备的省空间和成本削减。因此，近年来，在许多电子设备中进行了高频化，高频应对材料的开发迅速推进。

压粉磁芯的成型方法大致分为注射成型法(专利文献1等)和压缩成型法(专利文献2、3等)，所述注射成型法是将软磁性粉末与塑性原料一起向规定产品形状的模具内注射而进行成型，所述压缩成型法是向模具的型腔填充包含软磁性粉末和粘合剂的原料粉末，并使用上下冲头进行压缩成型。压粉磁芯的产品形状在成型工序中被赋予，采用的成型方法根据产品的用途而适当使用。

在近年对于上述家庭用和工业用的各种设备的小型化、轻量化要求下，对于压粉磁芯，磁通密度等磁特性提高的要求逐渐提高。关于压粉磁芯，由于软磁性粉末的填充系数与磁通密度成比例，因此为了得到高磁通密度的压粉磁芯必须提高密度。因此，与需要大量粘合剂的注射成型法相比，能够降低粘合剂量而增加软磁性粉末的量，能够高密度成型的压缩成型法正被广泛使用。

在通过压缩成型法制造压粉磁芯时，将含有粘合剂树脂和软磁性粉末的原料粉末或者包含在表面具有绝缘性被膜的软磁性粉末的原料粉末填充至模具装置的压模的模孔中，通过上下冲头进行压缩。将这样的通过压缩成型法来成型圆柱状的磁芯用压粉体的工艺的具体例子示于图1中。图1所示的模具装置具备：具有以内径面规定压粉体的外周侧面的模孔1a的压模1、规定压粉体下表面的下冲头2、规定压粉体上表面的上冲头3。使用这样的模具装置，如图1(a)所示，由压模1的模孔1a和下冲头2形成型腔，使用进料器4等粉末供给设备将原料粉末M填充至型腔中。接着，如图1(b)所示，使上冲头3下降的同时，使下冲头2相对于压模1相对上升(在本图的情况下，使压模1下降)，通过上冲头3和下冲头2将填充于型腔内的原料粉末M进行压缩成型而制成压粉体C。之后，如图1(c)所示，使上冲头3向上方移动并回到待机位置的同时，使下冲头2相对于压模1相对上升(在本图的情况下，使压模1进一步下降)，将压粉体C从压模1的模孔1a取出。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-209010号公报

专利文献2：日本特开2004-342937号公报

专利文献3：日本特开平05-217777号公报

发明内容

发明要解决的问题

压粉磁芯的铁损W为涡流损耗W_e与磁滞损耗W_h之和，涡流损耗W_e和磁滞损耗W_h分别由下述式1和下述式2表示，因此铁损W如下述式3所示。另外，式中，f为频率、B_m为励磁磁通密度、ρ为固有电阻值、t为材料的厚度、k₁，k₂为系数。

(式1)

W_e＝(k₁B_m²t²/ρ)f²

(式2)

W_h＝k₂B_m^1.6f