專(zhuān)利名稱(chēng)：軟磁性材料及壓粉鐵心的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明總體上涉及軟磁性材料和壓粉鐵心。更具體地說(shuō)，本發(fā)明涉及具有多個(gè)金屬磁性顆粒的軟磁性材料和壓粉鐵心，該金屬磁性顆粒覆蓋有絕緣涂層。
背景技術(shù)：
以下將描述第一背景技術(shù)。在諸如電磁閥和電機(jī)之類(lèi)的產(chǎn)品中，人們一直傾向于用這樣的壓粉鐵心來(lái)替代電磁鋼板該壓粉鐵心在較寬的頻率范圍內(nèi)都具有優(yōu)異的磁性特征。例如，日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)No.平8-100203(專(zhuān)利文獻(xiàn)1)描述了一種用于制備這種壓粉鐵心的方法，其中采用粉末冶金法制備未燒結(jié)的成形體，從而形成金屬?gòu)?fù)合部件。
根據(jù)專(zhuān)利文獻(xiàn)1所述的方法，將增滑劑以固體顆?；蛐∫旱蔚臍馊苣z形式靜電涂敷到模具的壁表面上。小液滴或固體顆粒的粒徑優(yōu)選為不超過(guò)100微米，更優(yōu)選為不超過(guò)50微米，甚至更優(yōu)選為不超過(guò)15微米。然后，用金屬粉末組合物填充該模具，將其壓緊以形成未燒結(jié)的成形體。當(dāng)以這樣的方式制成的未燒結(jié)的成形體中含有比例為0.1重量％到0.4重量％(優(yōu)選為0.2重量％到0.3重量％)的內(nèi)部增滑劑時(shí)，就可以得到密度特別高的未燒結(jié)的成形體。
此外，日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)No.平9-104902描述了一種粉末壓制方法，該方法的目的是要提高成形體的材料性能以及成形體的可加工性(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)2)。在專(zhuān)利文獻(xiàn)2所述的粉末壓制方法中，在用粉末填充模具之前，先將固體潤(rùn)滑劑(由脂肪酸或金屬皂制成)噴射到粉末上或模具的內(nèi)壁上。固體潤(rùn)滑劑的噴射量?jī)?yōu)選為0.001重量％到2重量％。例如，可以將硬脂酸以0.1重量％的比例噴射到模具的內(nèi)壁上。
以下將描述第背景技術(shù)：
。人們一直要求實(shí)現(xiàn)電氣部件(例如電機(jī)鐵心和變壓器鐵心)的高密度化和小型化，同時(shí)要求用較低的功率實(shí)現(xiàn)精密控制。結(jié)果，人們一直在積極開(kāi)發(fā)用于制備上述這些電氣部件的壓粉鐵心，特別是在中高頻率下具有優(yōu)異的磁性特征的壓粉鐵心。用于制備這種壓粉鐵心的方法的一個(gè)例子是將有機(jī)潤(rùn)滑劑添加到經(jīng)過(guò)表面處理而形成有磷酸鹽涂層的鐵粉中。將所得到的混合粉末壓制成成形體。為了消除在壓制過(guò)程中產(chǎn)生的變形，對(duì)該成形體進(jìn)行熱處理。
此外，PCT國(guó)際申請(qǐng)的日本國(guó)家階段申請(qǐng)No.平6-507928中描述了一種用于磁性部件的磁粉組合物及其制備方法(參見(jiàn)專(zhuān)利文獻(xiàn)3)。專(zhuān)利文獻(xiàn)3中所述的磁粉組合物包含涂敷有熱塑性樹(shù)脂的鐵粉；和氮化硼粉末，氮化硼粉末的混合比例優(yōu)選為經(jīng)涂敷的鐵粉的0.05重量％到0.4重量％。
日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)No.平8-100203[專(zhuān)利文獻(xiàn)2]日本公開(kāi)專(zhuān)利公報(bào)No.平9-104902[專(zhuān)利文獻(xiàn)3]PCT國(guó)際申請(qǐng)的日本國(guó)家階段申請(qǐng)No.平6-507928發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明所要解決的問(wèn)題在上述第一背景技術(shù)中，專(zhuān)利文獻(xiàn)1和專(zhuān)利文獻(xiàn)2使用預(yù)定的增滑劑或固體潤(rùn)滑劑來(lái)減少壓制過(guò)程中的摩擦。但是，如果這種潤(rùn)滑劑的用量較大，則在通過(guò)壓制而得到的壓粉鐵心中，非磁性層就會(huì)占較高的比例，從而使壓粉鐵心的磁性特征下降。如果潤(rùn)滑劑的用量較小，則在壓制過(guò)程中就不能產(chǎn)生足夠的潤(rùn)滑作用，從而使金屬粉相互摩擦。因?yàn)檫@樣會(huì)使金屬粉末內(nèi)部產(chǎn)生顯著的變形，所以所得到的壓粉鐵心的磁性特征也會(huì)下降。此外，如果在壓制過(guò)程中沒(méi)有足夠的潤(rùn)滑作用，就不能用金屬粉末以均勻的方式來(lái)填充模具，或者粉末的填充密度就會(huì)不夠。這樣會(huì)導(dǎo)致壓粉鐵心的密度不均勻或者使其密度下降。
此外，在上述第背景技術(shù)：
中，可以把大量有機(jī)潤(rùn)滑劑加入到涂敷有磷酸鹽的鐵粉中，以免在壓制過(guò)程中由摩擦對(duì)磷酸鹽涂層造成損壞。但是，這增加了有機(jī)潤(rùn)滑劑在壓粉鐵心中所占的比例，從而導(dǎo)致了所得到的壓粉鐵心的磁滯損耗增大。另一方面，添加很少量的有機(jī)潤(rùn)滑劑可以抑制磁滯損耗的增大，但是在壓制過(guò)程中磷酸鹽涂層會(huì)受損，從而導(dǎo)致壓粉鐵心的渦流損耗增大。
此外，因?yàn)橛袡C(jī)潤(rùn)滑劑的熱分解溫度相對(duì)較低，所以采用高溫處理成形體會(huì)導(dǎo)致有機(jī)潤(rùn)滑劑熱分解并使該潤(rùn)滑劑擴(kuò)散到鐵粉內(nèi)。這樣就會(huì)導(dǎo)致所得到的壓粉鐵心的磁性特征降低。此外，有機(jī)潤(rùn)滑劑中的碳(C)作為殘?jiān)鼩埩粼趬悍坭F心中。因?yàn)樘嫉碾娮韬艿?，所以這樣就會(huì)導(dǎo)致鐵粉之間電連通，從而使壓粉鐵心的顆粒之間的渦流損耗增大。
此外，如果在高溫下使用壓粉鐵心，壓粉鐵心中所包含的有機(jī)潤(rùn)滑劑就會(huì)軟化或熔化。這樣就會(huì)使壓粉鐵心的強(qiáng)度顯著降低。
此外，專(zhuān)利文獻(xiàn)3中的磁粉組合物含有氮化硼而沒(méi)有有機(jī)潤(rùn)滑劑。然而，因?yàn)樵趯?zhuān)利文獻(xiàn)3中，氮化硼的比例過(guò)高，所以磁性體所占的比例低。這樣就會(huì)導(dǎo)致磁粉組合物的磁通密度降低，并且由于磁滯損耗增大而導(dǎo)致鐵耗增大。
本發(fā)明的目的是要解決上述問(wèn)題，并且提供一種軟磁性材料以及由這種軟磁性材料制成的壓粉鐵心，所述軟磁性材料在壓制之后可以得到所需的磁性特征。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供壓粉鐵心、軟磁性材料以及制備具有所需的磁性特征的壓粉鐵心的方法。
解決問(wèn)題的手段本發(fā)明的一個(gè)方面是使用軟磁性材料制備壓粉鐵心。用于制備壓粉鐵心的軟磁性材料包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒，該復(fù)合磁性顆粒由金屬磁性顆粒以及絕緣涂層形成，該絕緣涂層包圍所述金屬磁性顆粒的表面并含有磷酸金屬鹽和/或氧化物；以及潤(rùn)滑劑，該潤(rùn)滑劑為微粒狀，并且其添加的比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。
在這種軟磁性材料中，微粒狀潤(rùn)滑劑的比例為至少0.001質(zhì)量％，從而在制備壓粉鐵心時(shí)，在壓制過(guò)程中就可以在復(fù)合磁性顆粒之間獲得足夠的潤(rùn)滑作用。此外，通過(guò)使微粒狀潤(rùn)滑劑的比例不超過(guò)0.1質(zhì)量％，金屬磁性顆粒之間的距離就不會(huì)變得太大。這樣就可以避免在金屬磁性顆粒之間產(chǎn)生退磁磁場(chǎng)(退磁磁場(chǎng)的產(chǎn)生是由于在金屬磁性顆粒中形成磁極，這導(dǎo)致能量損耗)，并且可以抑制由退磁磁場(chǎng)而導(dǎo)致的磁滯損耗增大。此外，通過(guò)限制非磁性層在壓粉鐵心中所占的體積比，就可以避免飽和磁通密度降低。
此外，含有磷酸金屬鹽和/或氧化物的絕緣涂層具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性。因此，即使絕緣涂層在壓制過(guò)程中相互摩擦，也不會(huì)產(chǎn)生顯著的摩擦力。
因此，在本發(fā)明中，由微粒狀潤(rùn)滑劑所產(chǎn)生的有利效果以及由絕緣涂層所產(chǎn)生的有利效果共同起作用，使得壓制過(guò)程中的潤(rùn)滑作用被顯著增強(qiáng)。結(jié)果，可以避免絕緣涂層在壓制過(guò)程中受損，并且可以避免金屬磁性顆粒產(chǎn)生顯著的變形。這樣就可以得到渦流損耗和磁滯損耗二者都很低并且具有所需的磁性特征的壓粉鐵心。
微粒狀潤(rùn)滑劑的平均粒徑優(yōu)選為不超過(guò)2.0微米。根據(jù)這種軟磁性材料，在進(jìn)行壓制操作以制備壓粉鐵心的過(guò)程中，微粒狀潤(rùn)滑劑可以以較高的幾率介入復(fù)合磁性顆粒之間。結(jié)果，即使是使用很少量(不超過(guò)0.1質(zhì)量％)的微粒狀潤(rùn)滑劑，該潤(rùn)滑劑也可以在復(fù)合磁性顆粒之間確實(shí)起到具有潤(rùn)滑效果的添加劑的作用。
微粒狀潤(rùn)滑劑優(yōu)選為含有金屬皂和/或具有六方晶系晶體結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑。無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑是這樣的潤(rùn)滑劑不含碳(C)的物質(zhì)作為其主要成分或者碳的同素異形體(包括石墨，石墨是碳的同素異形體)作為其主要成分。
根據(jù)這種軟磁性材料，當(dāng)微粒狀潤(rùn)滑劑含有金屬皂時(shí)，金屬皂具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性，從而可以使壓制過(guò)程中復(fù)合磁性顆粒之間的摩擦力顯著減小。當(dāng)微粒狀潤(rùn)滑劑含有具有六方晶系晶體結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑時(shí)，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑具有層狀結(jié)構(gòu)。即使是使用很低比例(不超過(guò)0.1質(zhì)量％)的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑，在無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的層狀結(jié)構(gòu)中發(fā)生的劈分也產(chǎn)生優(yōu)異的潤(rùn)滑作用。更具體地說(shuō)，在進(jìn)行壓制操作以制備壓粉鐵心時(shí)，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑存在于復(fù)合磁性顆粒之間，使得與復(fù)合磁性顆粒相接觸的所述無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的晶體層的最外表面被剝落，從而使顆粒之間的摩擦顯著降低。結(jié)果，避免了在壓制過(guò)程中在復(fù)合磁性顆粒之間產(chǎn)生劇烈的摩擦，并且抑制了在復(fù)合磁性顆粒中產(chǎn)生顯著的變形。此外，與有機(jī)潤(rùn)滑劑相比而言，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑總體上具有較高的熱分解溫度并且具有優(yōu)異的耐熱性。因此，在制備壓粉鐵心時(shí)，可以進(jìn)行高溫加熱，而不會(huì)使無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑降解或軟化。
微粒狀潤(rùn)滑劑的比例優(yōu)選為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒的至少0.001質(zhì)量％到至多0.025質(zhì)量％。根據(jù)這種軟磁性材料，退磁磁場(chǎng)在金屬磁性顆粒之間的產(chǎn)生得到了進(jìn)一步抑制，同時(shí)非磁性層在壓粉鐵心中的比例可以被進(jìn)一步降低。
優(yōu)選的是，在多個(gè)復(fù)合磁性顆粒之間還包含有熱塑性樹(shù)脂，熱塑性樹(shù)脂的比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。根據(jù)這種軟磁性材料，除了微粒狀潤(rùn)滑劑以外還含有的熱塑性樹(shù)脂可以使相鄰的復(fù)合磁性顆粒被牢固地粘接在一起。熱塑性樹(shù)脂的粘接效果可以提高壓粉鐵心的強(qiáng)度。此外，當(dāng)加工成形體以制備壓粉鐵心時(shí)，所述的粘接效果還可以防止復(fù)合磁性顆粒由于受到加工應(yīng)力而從被加工表面剝離。結(jié)果，可以使被加工表面具有較低的表面粗糙度和良好的機(jī)械加工性。此外，加入熱塑性樹(shù)脂可以提高復(fù)合磁性顆粒之間的絕緣性。結(jié)果，可以進(jìn)一步抑制在顆粒之間產(chǎn)生的渦流損耗，并且進(jìn)一步減小壓粉鐵心的鐵耗。
使用其加入比例為至少0.001質(zhì)量％的熱塑性樹(shù)脂就可以充分獲得以上這些優(yōu)點(diǎn)。此外，通過(guò)使用其加入比例不超過(guò)0.1質(zhì)量％的熱塑性樹(shù)脂，就可以避免非磁性層在壓粉鐵心中占太大的比例。這樣就可以防止壓粉鐵心的磁通密度降低。
根據(jù)本發(fā)明另一方面的壓粉鐵心是使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料而制成的壓粉鐵心。根據(jù)這種壓粉鐵心，渦流損耗和磁滯損耗都減小，使得它可以具有鐵耗低的磁性特征。在制備壓粉鐵心時(shí)，可以加入其它有機(jī)物來(lái)提高強(qiáng)度和耐熱性。即使在這些有機(jī)物存在的條件下，也仍然可以得到本發(fā)明的有利效果。
壓粉鐵心的填充率優(yōu)選為至少95％。根據(jù)這種壓粉鐵心，當(dāng)使用上述任何一種軟磁性材料時(shí)，可以限制潤(rùn)滑劑的添加量同時(shí)獲得優(yōu)異的潤(rùn)滑性，這樣就可以制成填充率得到提高的壓粉鐵心。這使得壓粉鐵心的強(qiáng)度得到提高，從而使其具有磁通密度高的磁性特征。
根據(jù)另一方面，本發(fā)明提供一種用于制備壓粉鐵心的軟磁性材料。這種軟磁性材料包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒，該復(fù)合磁性顆粒由金屬磁性顆粒以及絕緣涂層形成，該絕緣涂層包圍所述金屬磁性顆粒的表面并含有磷酸金屬鹽和/或氧化物；以及潤(rùn)滑性粉末，該潤(rùn)滑性粉末含有金屬皂并且其添加到所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒中的比例為至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。所述潤(rùn)滑性粉末的平均粒徑不超過(guò)2.0微米。
根據(jù)這種軟磁性材料，潤(rùn)滑性粉末的平均粒徑被設(shè)定為不超過(guò)2.0微米，使得在進(jìn)行壓制操作以制備壓粉鐵心時(shí)，潤(rùn)滑劑顆粒介于復(fù)合磁性顆粒之間的幾率更高。結(jié)果，即使是用很少量(不超過(guò)0.1質(zhì)量％)的潤(rùn)滑性粉末，該潤(rùn)滑性粉末也可以在復(fù)合磁性顆粒之間確實(shí)起到潤(rùn)滑劑的作用。通過(guò)把潤(rùn)滑性粉末的比例設(shè)定為至少0.001質(zhì)量％，就可以充分產(chǎn)生這樣的有利效果。此外，通過(guò)把潤(rùn)滑性粉末的比例設(shè)定為不超過(guò)0.1質(zhì)量％，就避免了使金屬磁性顆粒之間的距離變得太大。這樣就可以避免在金屬磁性顆粒之間產(chǎn)生退磁磁場(chǎng)(退磁磁場(chǎng)的產(chǎn)生是由于在金屬磁性顆粒中形成的磁極導(dǎo)致能量損耗)，并且可以抑制由退磁磁場(chǎng)而導(dǎo)致的磁滯損耗增大。此外，通過(guò)限制非磁性層在壓粉鐵心中所占的體積比，就可以避免飽和磁通密度降低。
此外，含有磷酸金屬鹽和/或氧化物的絕緣涂層具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性。因此，即使絕緣涂層在壓制過(guò)程中相互摩擦，也不會(huì)產(chǎn)生顯著的摩擦力。
因此，在本發(fā)明中，由潤(rùn)滑性粉末所產(chǎn)生的有利效果以及由絕緣涂層所產(chǎn)生的有利效果共同起作用，使得壓制過(guò)程中的潤(rùn)滑性被顯著增強(qiáng)。結(jié)果，可以避免絕緣涂層在壓制過(guò)程中受損，并且可以避免金屬磁性顆粒產(chǎn)生顯著的變形。這樣就可以得到渦流損耗和磁滯損耗二者都很低并且具有所需的磁性特征的壓粉鐵心。
潤(rùn)滑性粉末的平均粒徑優(yōu)選為不超過(guò)1.0微米。根據(jù)這種軟磁性材料，在進(jìn)行壓制操作以制備壓粉鐵心的過(guò)程中，潤(rùn)滑性粉末可以以較高的幾率介入復(fù)合磁性顆粒之間。這樣可以在壓制過(guò)程中更有效地增強(qiáng)潤(rùn)滑作用。
此外，潤(rùn)滑性粉末的比例優(yōu)選為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒的至少0.001質(zhì)量％到至多0.025質(zhì)量％。根據(jù)這種軟磁性材料，退磁磁場(chǎng)在金屬磁性顆粒之間的產(chǎn)生得到了進(jìn)一步抑制，同時(shí)非磁性層在壓粉鐵心中的比例可以被進(jìn)一步降低。
此外還優(yōu)選的是，所述金屬皂為至少一種選自硬脂酸鋅、硬脂酸鈣和硬脂酸鋁中的材料。根據(jù)這種軟磁性材料，含有上述這些材料的潤(rùn)滑性粉末具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性，所以在壓制過(guò)程中可以有效地減小復(fù)合磁性顆粒之間的摩擦力。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，壓粉鐵心由上述任何一種軟磁性材料制成。根據(jù)這種壓粉鐵心，渦流損耗和磁滯損耗都減小，使得獲得鐵耗低的磁性特征成為可能。在制備壓粉鐵心時(shí)，可以加入其它有機(jī)物以提高強(qiáng)度和耐熱性。即使在上述這些有機(jī)物存在的條件下，也仍然可以得到本發(fā)明的有利效果。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，壓粉鐵心包含多個(gè)粘接的復(fù)合磁性顆粒；無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑，該無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑具有六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)并介于所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒之間，并且該無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的含量范圍為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒的大于0而小于0.05質(zhì)量％。無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑是這樣的潤(rùn)滑劑不含碳(C)的材料作為其主要成分或碳的同素異形體(包括石墨，石墨是碳的同素異形體)作為其主要成分。
當(dāng)微粒狀潤(rùn)滑劑含有無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑(其具有六方晶系的晶體結(jié)構(gòu))時(shí)，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑具有層狀結(jié)構(gòu)。即使是使用很低比例(不超過(guò)0.05質(zhì)量％)的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑，在無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的層狀結(jié)構(gòu)中發(fā)生的劈分也產(chǎn)生優(yōu)異的潤(rùn)滑作用。更具體地說(shuō)，在進(jìn)行壓制操作以制備壓粉鐵心時(shí)，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑存在于復(fù)合磁性顆粒之間，使得與復(fù)合磁性顆粒相接觸的所述無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的晶體層的最外表面被剝落，從而使顆粒之間的摩擦顯著降低。結(jié)果，避免了在壓制過(guò)程中在復(fù)合磁性顆粒之間產(chǎn)生劇烈的摩擦，并且抑制了在復(fù)合磁性顆粒中產(chǎn)生顯著的變形。此外，通過(guò)使用其加入比例不超過(guò)0.05質(zhì)量％的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑，就可以避免非磁性層在壓粉鐵心中占太大的比例。因此，與不添加無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的情況相比而言，當(dāng)施加相同的壓力來(lái)制備壓粉鐵心時(shí)，上述這種實(shí)施方案可以達(dá)到更高的密度。這樣就可以得到具有高磁通密度和高強(qiáng)度的壓粉鐵心。
此外，相對(duì)于有機(jī)潤(rùn)滑劑而言，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑總體上具有更高的熱分解溫度，因此具有優(yōu)異的耐熱性。因此，在制備壓粉鐵心時(shí)，可以進(jìn)行高溫加熱，而不會(huì)使無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑降解或軟化。由于上述這些原因，本發(fā)明可以得到這樣的壓粉鐵心，該壓粉鐵心的渦流損耗和磁滯損耗二者都被充分降低并且還具有高強(qiáng)度。
此外，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑優(yōu)選為含有至少一種選自氮化硼、二硫化鉬和二硫化鎢中的材料。在這種壓粉鐵心中，含有上述這些材料的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性、耐熱性和絕緣性。更具體地說(shuō)，在進(jìn)行壓制操作以制備壓粉鐵心時(shí)，鱗片狀的晶體層從無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的最外表面上剝落下來(lái)，粘附到復(fù)合磁性顆粒的表面上。這樣在形成壓粉鐵心時(shí)，就會(huì)使復(fù)合磁性顆粒之間的絕緣性增強(qiáng)。此外，含有上述這些材料的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑中不含碳。因此，可以避免由于在壓粉鐵心中存在著碳而使復(fù)合磁性顆粒之間的電阻特別低的問(wèn)題。由于上述這些原因，所以可以使壓粉鐵心的渦流損耗顯著降低。
所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒中的每一個(gè)都優(yōu)選含有金屬磁性顆粒和絕緣涂層，該絕緣涂層包圍所述金屬磁性顆粒的表面。根據(jù)這種壓粉鐵心，由無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑產(chǎn)生的潤(rùn)滑作用可以防止絕緣涂層在進(jìn)行壓制操作以制備壓粉鐵心的過(guò)程中受損。這樣就可以得到渦流損耗低的壓粉鐵心。
此外無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的比例優(yōu)選為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒的至少0.0005質(zhì)量％到至多0.01質(zhì)量％。根據(jù)這種壓粉鐵心，在上述比例范圍內(nèi)的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑產(chǎn)生十分優(yōu)異的潤(rùn)滑作用，從而可以特別顯著地獲得無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的上述有利效果。
此外優(yōu)選的是，該壓粉鐵心在各個(gè)復(fù)合磁性顆粒之間還具有熱塑性樹(shù)脂，熱塑性樹(shù)脂的比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。根據(jù)這種壓粉鐵心，除無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑以外還含有的熱塑性樹(shù)脂可以使相鄰的復(fù)合磁性顆粒被牢固地粘接在一起。熱塑性樹(shù)脂的粘接效果提高了壓粉鐵心的強(qiáng)度。此外，當(dāng)加工成形體以制備壓粉鐵心時(shí)，所述的粘接效果防止了復(fù)合磁性顆粒由于受到加工應(yīng)力而從加工表面剝離。結(jié)果，可以使加工表面具有較低的表面粗糙度和良好的機(jī)械加工性。此外，加入熱塑性樹(shù)脂可以提高復(fù)合磁性顆粒之間的絕緣性。結(jié)果，可以進(jìn)一步降低在復(fù)合磁性顆粒之間產(chǎn)生的渦流損耗以及減小壓粉鐵心的鐵耗。
使用其加入比例為至少0.001質(zhì)量％的熱塑性樹(shù)脂就可以充分獲得以上這些優(yōu)點(diǎn)。此外，通過(guò)使用其加入比例不超過(guò)0.1質(zhì)量％的熱塑性樹(shù)脂，就可以避免非磁性層在壓粉鐵心中占太大的比例。這樣就可以防止壓粉鐵心的磁通密度降低。
壓粉鐵心的填充率優(yōu)選為至少95％。根據(jù)這種壓粉鐵心，使用無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑可以限制潤(rùn)滑劑的添加量同時(shí)獲得優(yōu)異的潤(rùn)滑作用，這樣就可以制成填充率得到提高的壓粉鐵心。這使得壓粉鐵心的強(qiáng)度得到提高，從而使其具有磁通密度高的磁性特征。
根據(jù)本發(fā)明的另一個(gè)方面，使用軟磁性材料來(lái)制備上述任何一種壓粉鐵心。所述軟磁性材料包含一種混合物，該混合物含有多個(gè)復(fù)合磁性顆粒和無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑。根據(jù)這種軟磁性材料，可以制成磁性特征優(yōu)異的壓粉鐵心。
根據(jù)本發(fā)明的制備壓粉鐵心的方法是制備上述任何一種壓粉鐵心的方法。所述制備壓粉鐵心的方法包括以下步驟通過(guò)壓制混合物而形成成形體的步驟，該混合物含有多個(gè)復(fù)合磁性顆粒和無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑；以及在至少400℃的溫度下加熱該成形體的步驟。
根據(jù)這種制備壓粉鐵心的方法，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑具有優(yōu)異的耐熱性，使得即使是在至少400℃的高溫下進(jìn)行加熱時(shí)，也可以避免由于無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的熱分解而使復(fù)合磁性顆粒的磁性特征劣化。此外，通過(guò)高溫加熱，可以充分減少?gòu)?fù)合磁性顆粒中所存在的變形。這樣就可以制成磁滯損耗低的壓粉鐵心。
本發(fā)明的有利效果根據(jù)以上所述的本發(fā)明，可以提供一種在壓制之后能具有所需的磁性特征的軟磁性材料以及由該軟磁性材料制成的壓粉鐵心。此外，根據(jù)本發(fā)明，可以提供壓粉鐵心、軟磁性材料以及制備具有所需磁性特征的壓粉鐵心的方法。
附圖的簡(jiǎn)要說(shuō)明

圖1是使用根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的軟磁性材料制成的壓粉鐵心的斷面模式圖。
圖2是示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，硬脂酸鋅的添加量和表觀密度之間的關(guān)系的圖。
圖3是示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，硬脂酸鋅的添加量和表觀密度之間的關(guān)系的另一幅圖。
圖4是示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，硬脂酸鋅的添加量和流動(dòng)度之間的關(guān)系的圖。
圖5是示出在本發(fā)明的第一實(shí)施例中，硬脂酸鋅的添加量和流動(dòng)度之間的關(guān)系的另一幅圖。
圖6是示出在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，硬脂酸鋅的平均粒徑和添加量以及表觀密度之間的關(guān)系的圖。
圖7是示出在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，硬脂酸鋅的平均粒徑和添加量以及表觀密度之間的關(guān)系的另一幅圖。
圖8是示出在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，硬脂酸鋅的平均粒徑和添加量以及流動(dòng)度之間的關(guān)系的圖。
圖9是示出在本發(fā)明的第二實(shí)施例中，硬脂酸鋅的平均粒徑和添加量以及流動(dòng)度之間的關(guān)系的另一幅圖。
圖10是使用根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的軟磁性材料制成的壓粉鐵心的斷面模式圖。
圖11是示出在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的添加量和表觀密度之間的關(guān)系的圖。
圖12是示出在本發(fā)明的第四實(shí)施例中，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的添加量和流動(dòng)度之間的關(guān)系的圖。
圖13是示出在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的添加量和成形體的鐵耗之間的關(guān)系的圖。
圖14是示出在本發(fā)明的第五實(shí)施例中，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的添加量和成形體的鐵耗之間的關(guān)系的另一幅圖。
圖15是示出在本發(fā)明的第六實(shí)施例中，熱塑性樹(shù)脂的添加量和成形體的鐵耗之間的關(guān)系的圖。
圖16是示出在本發(fā)明的第七實(shí)施例中，成形體的填充率和鐵耗之間的關(guān)系的圖。
圖17是示出在本發(fā)明的第八實(shí)施例中，加熱溫度和成形體的鐵耗之間的關(guān)系的圖。
附圖標(biāo)記說(shuō)明10金屬磁性顆粒；20絕緣涂層；30復(fù)合磁性顆粒；40有機(jī)物；110金屬磁性顆粒；120絕緣涂層；130復(fù)合磁性顆粒；140無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑。
實(shí)施本發(fā)明的最佳方式以下將參照附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行描述。
(第一實(shí)施方案)如圖1所示，壓粉鐵心包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30，該復(fù)合磁性顆粒30由金屬磁性顆粒10、以及包圍金屬磁性顆粒10的表面的絕緣涂層20形成。有機(jī)物40存在于多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30之間。復(fù)合磁性顆粒30通過(guò)有機(jī)物40而彼此粘接在一起、或者通過(guò)復(fù)合磁性顆粒30所具有的凹凸部分相嚙合而彼此連接在一起。
根據(jù)本實(shí)施方案的軟磁性材料(用于制備圖1所示的壓粉鐵心)包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30，該復(fù)合磁性顆粒30由金屬磁性顆粒10和絕緣涂層20形成；以及潤(rùn)滑性粉末(微粒狀潤(rùn)滑劑)，該潤(rùn)滑性粉末以預(yù)定的比例被添加到復(fù)合磁性顆粒30中，并且在壓制時(shí)起到圖1所示的壓粉鐵心中的有機(jī)物40的作用。
例如，金屬磁性顆粒10可以由下列材料制成鐵(Fe)、鐵(Fe)-硅(Si)系合金、鐵(Fe)-氮(N)系合金、鐵(Fe)-鎳(Ni)系合金、鐵(Fe)-碳(C)系合金、鐵(Fe)-硼(B)系合金、鐵(Fe)-鈷(Co)系合金、鐵(Fe)-磷(P)系合金、鐵(Fe)-鎳(Ni)-鈷(Co)系合金或鐵(Fe)-鋁(Al)-硅(Si)系合金。金屬磁性顆粒10可以是單一一種金屬或者是合金。
絕緣涂層20含有磷酸金屬鹽和/或氧化物。除了使用磷酸鐵(磷酸的鐵鹽)以外，磷酸金屬鹽的例子還包括磷酸錳、磷酸鋅、磷酸鈣和磷酸鋁。此外，磷酸金屬鹽還可以是磷酸的復(fù)合金屬鹽，例如摻雜有少量鋁的磷酸鐵。氧化物的例子包括二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯。也可以使用這些金屬的摻合物。絕緣涂層20可以以如圖所示的單層的方式形成，或者也可以以多層的方式形成。
潤(rùn)滑性粉末可以由下列材料制成金屬皂(例如硬脂酸鋅、硬脂酸鋰、硬脂酸鈣、硬脂酸鋁、棕櫚酸鋰、棕櫚酸鈣、油酸鋰和油酸鈣)；或具有六方晶系晶體結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑(例如氮化硼(BN)、二硫化鉬(MoS2)、二硫化鎢(WS2)或石墨)。
潤(rùn)滑性粉末的加入比例為多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。其平均粒徑不超過(guò)2.0微米。潤(rùn)滑性粉末的加入比例優(yōu)選為多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30的至少0.001質(zhì)量％到至多0.025質(zhì)量％。潤(rùn)滑性粉末的平均粒徑優(yōu)選為不超過(guò)1.0微米。本文所涉及的平均粒徑是指50％粒徑D，即，在采用激光散射衍射法測(cè)量的粒徑直方圖中，顆粒從直方圖粒徑最小端開(kāi)始的累積質(zhì)量達(dá)到顆?？傎|(zhì)量的50％時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。
根據(jù)本發(fā)明第一實(shí)施方案的軟磁性材料包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30，該復(fù)合磁性顆粒30由金屬磁性顆粒10以及絕緣涂層20形成，該絕緣涂層20包圍金屬磁性顆粒10的表面并含有磷酸金屬鹽和/或氧化物；以及潤(rùn)滑性粉末，該潤(rùn)滑性粉末含有金屬皂，并且其添加到所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30中的比例為至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。該潤(rùn)滑性粉末的平均粒徑不超過(guò)2.0微米。
此外，根據(jù)另一方面，本發(fā)明第一實(shí)施方案的軟磁性材料包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30，該復(fù)合磁性顆粒30由金屬磁性顆粒10以及絕緣涂層20形成，該絕緣涂層20包圍金屬磁性顆粒10的表面并含有磷酸金屬鹽和/或氧化物；以及微粒狀的潤(rùn)滑性粉末，該潤(rùn)滑性粉末被添加到所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30中的比例為至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。
接下來(lái)將描述制備根據(jù)該實(shí)施方案的軟磁性材料的方法、以及由該軟磁性材料制備圖1所示的壓粉鐵心的方法。
首先，在金屬磁性顆粒10上實(shí)施預(yù)定的涂敷操作，以形成復(fù)合磁性顆粒30，其中金屬磁性顆粒10被絕緣涂層20包被。此外，使用網(wǎng)孔粗細(xì)合適的篩子進(jìn)行篩分，以制備出平均粒徑不超過(guò)2.0微米的潤(rùn)滑性粉末。還可以使用市售可得的、平均粒徑為0.8微米到1.0微米的金屬皂(例如，“MZ-2”，由日本油脂株式會(huì)社出品)作為潤(rùn)滑性粉末。然后，將潤(rùn)滑性粉末以預(yù)定的比例添加到復(fù)合磁性顆粒30中。用V型混合器將上述這些材料混合而形成本實(shí)施方案的軟磁性材料。對(duì)所用的混合方法沒(méi)有特別限制。
接下來(lái)，將所得到的軟磁性材料放置在模具中并且在例如700MPa到1500MPa的壓力下加壓成形。這樣對(duì)軟磁性材料進(jìn)行壓制并最終得到成形體。優(yōu)選的是，壓制操作在惰性氣體或減壓的氣氛下進(jìn)行。這樣可以抑制復(fù)合磁性顆粒30被大氣中的氧氣氧化。
與常規(guī)技術(shù)中所用潤(rùn)滑劑的平均粒徑(約5微米到10微米)相比而言，本實(shí)施方案使用的潤(rùn)滑性粉末具有相對(duì)較小的平均粒徑(不超過(guò)2.0微米)。因此，在潤(rùn)滑劑的添加量相對(duì)于多個(gè)復(fù)合磁性顆粒30的比例相同的情況下，在本實(shí)施方案中，單位體積的軟磁性顆粒中也會(huì)存在有數(shù)量更多的潤(rùn)滑劑顆粒。這樣潤(rùn)滑劑顆粒介于復(fù)合磁性顆粒30之間的幾率會(huì)更高。此外，含有磷酸金屬鹽或氧化物的絕緣涂層20本身也具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性。在進(jìn)行上述壓制操作的過(guò)程中，這種絕緣涂層20和位于復(fù)合磁性顆粒30之間的潤(rùn)滑性粉末可以導(dǎo)致獲得優(yōu)異的潤(rùn)滑性。
此外，硬脂酸鋅具有層狀結(jié)構(gòu)、并且具有表面層相繼剝落的滑動(dòng)性。而且，硬脂酸鋅的硬度比硬脂酸鈣和硬脂酸鋁的硬度更高。由于以上原因，當(dāng)使用硬脂酸鋅作為潤(rùn)滑性粉末時(shí)，可以獲得非常優(yōu)異的潤(rùn)滑性。
然后，在至少為400℃并且低于絕緣涂層20的熱分解溫度的溫度下，對(duì)壓制而成的成形體進(jìn)行加熱。該操作消除了成形體中所存在的變形和位錯(cuò)。在該操作過(guò)程中，因?yàn)樵诘陀诮^緣涂層20的熱分解溫度的溫度下進(jìn)行加熱，所以加熱不會(huì)使絕緣涂層20分解。在加熱之后，通過(guò)擠出加工、切削加工等對(duì)成形體進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?，從而得到圖1所示的壓粉鐵心。
對(duì)于上述軟磁性材料和壓粉鐵心，在壓制過(guò)程中，復(fù)合磁性顆粒30之間具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性。這樣就避免了絕緣涂層20在壓制過(guò)程中受損、并且抑制了在金屬磁性顆粒10中引入明顯的變形。此外，因?yàn)闈?rùn)滑性粉末的添加量不超過(guò)0.1質(zhì)量％，所以非磁性層在壓粉鐵心中所占的比例被保持在較低的水平。這樣就避免使金屬磁性顆粒10之間的距離變得過(guò)大，并且防止了產(chǎn)生退磁磁場(chǎng)。上述原因使壓粉鐵心中的渦流損耗和磁滯損耗都降低，并且可以得到鐵耗低的壓粉鐵心。此外，因?yàn)楸緦?shí)施方案的軟磁性材料具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性和流動(dòng)性，所以軟磁性材料可以以均勻的方式來(lái)填充模具。這樣就可以將壓粉鐵心制成為沒(méi)有密度變化的均勻的產(chǎn)品。
(第一實(shí)施例)使用下述實(shí)施例來(lái)評(píng)價(jià)根據(jù)第一實(shí)施方案的軟磁性材料以及由該軟磁性材料制成的壓粉鐵心。
首先，將預(yù)定量的硬脂酸鋅(商品名為“MZ-2”，由日本油脂株式會(huì)社出品，平均粒徑為0.8微米)作為潤(rùn)滑性粉末而添加到作為復(fù)合磁性顆粒30的帶有磷酸鹽涂層的鐵粉(商品名為“Somaloy500”，由Hoganas公司出品)中。然后，用V型混合器混合1小時(shí)。制備多種軟磁性材料，其中該各軟磁性材料中含有相對(duì)于帶有磷酸鹽涂層的鐵粉而言添加量彼此不同的硬脂酸鋅。為了比較，制備多種軟磁性材料，其中該各軟磁性材料中含有相對(duì)于不具有磷酸鹽涂層的鐵粉(商品名為“ABC 100.30”，由Hoganas公司出品)而言添加量彼此不同的硬脂酸鋅。
為了評(píng)價(jià)軟磁性材料的潤(rùn)滑性，對(duì)以上制備的不同軟磁性材料按照“JIS Z 2504”測(cè)量其表觀密度，并按照“JIS Z 2502”測(cè)量其流動(dòng)度。表觀密度(也稱(chēng)之為填充密度)是這樣測(cè)量的用按照一定方法自由下落的粉末填充具有一定容積的圓筒狀容器，由這種方式得到的重量和體積來(lái)確定表觀密度。該值越高表明軟磁性材料的潤(rùn)滑性越好。此外，流動(dòng)度也被稱(chēng)為流動(dòng)性系數(shù)和流動(dòng)速度，表示粉末流動(dòng)的難易程度。流動(dòng)度以從具有一定尺寸(直徑為4.0mm)的小孔中流出一定重量(50g)的混合粉末所需的時(shí)間來(lái)表示。該值越低表明軟磁性材料的潤(rùn)滑性越好。
圖3和圖5分別是來(lái)自圖2和圖4中的測(cè)量結(jié)果，詳細(xì)地示出了硬脂酸鋅的添加量為0到0.05質(zhì)量％時(shí)的測(cè)量結(jié)果。
如圖2和圖3所示，當(dāng)硬脂酸鋅的添加量為至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％時(shí)，如果采用帶有磷酸鹽涂層的鐵粉，則可以獲得高表觀密度。而且，當(dāng)硬脂酸鋅的添加量不超過(guò)0.025質(zhì)量％時(shí)，可以獲得特別高的表觀密度。與此類(lèi)似，如圖4和圖5所示，當(dāng)硬脂酸鋅的添加量為至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％時(shí)，如果采用帶有磷酸鹽涂層的鐵粉，則可以獲得良好的流動(dòng)性。而且，當(dāng)硬脂酸鋅的添加量不超過(guò)0.025質(zhì)量％時(shí)，可以獲得特別優(yōu)異的流動(dòng)性。
(第二實(shí)施例)接下來(lái)，準(zhǔn)備硬脂酸鋅(由日本油脂株式會(huì)社出品)作為潤(rùn)滑性粉末。進(jìn)行干式篩分，以將粉末分成平均粒徑分別為0.8微米、1.6微米、2.3微米和7.5微米的四類(lèi)硬脂酸鋅。然后，將硬脂酸鋅粉末以預(yù)定的量添加到作為復(fù)合磁性顆粒30的帶有磷酸鹽涂層的鐵粉(商品名為“Somaloy 500”，由Hoganas公司出品)中，并且如第一實(shí)施例一樣進(jìn)行混合。這樣就得到了其中硬脂酸鋅的平均粒徑不同并且添加到帶有磷酸鹽涂層的鐵粉中的硬脂酸鋅的量不同的多種軟磁性材料。
如第一實(shí)施例一樣，對(duì)以這樣的方式制成的軟磁性材料的表觀密度和流動(dòng)度進(jìn)行測(cè)量。圖7和圖9分別是來(lái)自圖6和圖8中的測(cè)量結(jié)果，詳細(xì)地示出了硬脂酸鋅的添加量為0到0.05質(zhì)量％時(shí)的測(cè)量結(jié)果。
如圖6和圖7所示，當(dāng)硬脂酸鋅的平均粒徑不超過(guò)2.0微米時(shí)，可以獲得高的表觀密度。而且，當(dāng)硬脂酸鋅的平均粒徑不超過(guò)1.0微米時(shí)，可以獲得特別高的表觀密度。與此類(lèi)似，如圖8和圖9所示，當(dāng)硬脂酸鋅的平均粒徑不超過(guò)2.0微米時(shí)，可以獲得好的流動(dòng)性。而且，當(dāng)硬脂酸鋅的平均粒徑不超過(guò)1.0微米時(shí)，可以獲得特別優(yōu)異的流動(dòng)性。
由上述第一實(shí)施例和第二實(shí)施例的結(jié)果證明本發(fā)明的軟磁性材料具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性。雖然其它類(lèi)型的金屬皂(例如硬脂酸鋁和硬脂酸鈣)也可以得到與第一實(shí)施例和第二實(shí)施例所述結(jié)果相似的結(jié)果，但是采用硬脂酸鋅作為潤(rùn)滑性粉末得到了表觀密度和流動(dòng)性都是最佳的結(jié)果。這可能是因?yàn)橛仓徜\由層狀結(jié)構(gòu)形成，但是可能還存在有其它因素。
(第三實(shí)施例)選擇幾種第二實(shí)施例中所用的軟磁性材料，并將其壓制成環(huán)狀壓粉鐵心(外徑30mm×內(nèi)徑20mm×厚度5mm)。施加1078MPa(＝11噸/cm2)的加壓壓力。將線圈均勻地纏繞在所得到的壓粉鐵心上(一次側(cè)纏繞300次，二次側(cè)纏繞20次)，并且評(píng)價(jià)壓粉鐵心的磁性特征。使用BH曲線示蹤器(型號(hào)為ACBH-100K，由理研電子株式會(huì)社出品)在10千高斯的勵(lì)磁通量密度和1000赫茲的測(cè)量頻率下進(jìn)行評(píng)價(jià)。表1示出壓粉鐵心的鐵耗測(cè)量值W10/1000。
鐵耗以磁滯損耗和渦流損耗的總和來(lái)表示，并且采用下式確定該值，其中Kh為磁滯損耗系數(shù)，Ke為渦流損耗系數(shù)，f為頻率。
W＝Kh×f+Ke×f2

如表1所示，對(duì)于其中硬脂酸鋅的平均粒徑不超過(guò)2.0微米、并且硬脂酸鋅的添加量為至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％的軟磁性材料來(lái)說(shuō)，其獲得的鐵耗低。而且，對(duì)于其中硬脂酸鋅的添加量不超過(guò)0.025質(zhì)量％的軟磁性材料來(lái)說(shuō)，其獲得的鐵耗特別低。
如果硬脂酸鋅(用作潤(rùn)滑性粉末)的添加量太小，就不能充分地得到由添加硬脂酸鋅而產(chǎn)生的有利效果，從而導(dǎo)致作為絕緣涂層20的磷酸鹽涂層在壓制過(guò)程中受損。此外，顆粒之間的流動(dòng)性降低，導(dǎo)致在壓制過(guò)程中將更多的變形引入到鐵粉顆粒中。一般認(rèn)為，這些原因會(huì)使渦流損耗和磁滯損耗增大，從而導(dǎo)致鐵耗增大。如果硬脂酸鋅的添加量太大，介于鐵粉顆粒之間的非磁性層的量就會(huì)增多。一般認(rèn)為，這樣會(huì)在鐵粉顆粒之間產(chǎn)生退磁磁場(chǎng)，從而導(dǎo)致鐵耗增大。
此外，如果硬脂酸鋅的粒徑小，則硬脂酸鋅可以均勻地、薄薄地分散在鐵粉顆粒的表面上，從而達(dá)到最佳的潤(rùn)滑效果。如果硬脂酸鋅的粒徑大，則即使是在添加量相同的情況下，硬脂酸鋅介于鐵粉顆粒之間的幾率也會(huì)減少。這樣，在壓制過(guò)程中得到的潤(rùn)滑效果被降低。因此，在本實(shí)施例中，當(dāng)硬脂酸鋅的平均粒徑不超過(guò)2.0微米時(shí)，壓粉鐵心的鐵耗表現(xiàn)為降低。
由上述第三實(shí)施例的結(jié)果證明本發(fā)明的壓粉鐵心具有得到改善的磁性特征。
(第二實(shí)施方案)如圖10所示，壓粉鐵心包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒130，該復(fù)合磁性顆粒130由金屬磁性顆粒110、以及包圍金屬磁性顆粒110的表面的絕緣涂層120形成。具有六方晶系晶體結(jié)構(gòu)的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140介于多個(gè)復(fù)合磁性顆粒130之間。復(fù)合磁性顆粒130通過(guò)無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140而彼此粘接在一起、或者通過(guò)復(fù)合磁性顆粒130所具有的凹凸部分相嚙合而彼此連接在一起。
無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140(例如氮化硼(BN)、二硫化鉬(MoS2)、二硫化鎢(WS2)或石墨)具有六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)。在壓粉鐵心中，相對(duì)于多個(gè)復(fù)合磁性顆粒130的質(zhì)量，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的含量范圍為大于0并且小于0.05質(zhì)量％。在壓粉鐵心中，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的含量比例優(yōu)選為至少0.0005質(zhì)量％到至多0.01質(zhì)量％。在壓粉鐵心中，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的含量比例更優(yōu)選為至少0.0005質(zhì)量％到至多0.001質(zhì)量％。
例如，金屬磁性顆粒110可以由下列材料制成鐵(Fe)、鐵(Fe)-硅(Si)系合金、鐵(Fe)-氮(N)系合金、鐵(Fe)-鎳(Ni)系合金、鐵(Fe)-碳(C)系合金、鐵(Fe)-硼(B)系合金、鐵(Fe)-鈷(Co)系合金、鐵(Fe)-磷(P)系合金、鐵(Fe)-鎳(Ni)-鈷(Co)系合金或鐵(Fe)-鋁(Al)-硅(Si)系合金。金屬磁性顆粒110可以是單一一種金屬或者是合金。
金屬磁性顆粒110的平均粒徑優(yōu)選為至少100微米到至多300微米。在平均粒徑為至少100微米的情況下，可以減小由金屬磁性顆粒110的表面能造成的應(yīng)力-應(yīng)變所影響的區(qū)域在整個(gè)金屬磁性顆粒110中所占的比例。這種由金屬磁性顆粒110的表面能造成的應(yīng)力-應(yīng)變是由位于金屬磁性顆粒110表面上的變形和缺陷而產(chǎn)生的應(yīng)力-應(yīng)變。這樣會(huì)導(dǎo)致磁疇壁的移動(dòng)受阻。結(jié)果，減小應(yīng)力-應(yīng)變?cè)谡麄€(gè)金屬磁性顆粒110中所占的比例可以降低壓粉鐵心中的磁滯損耗。
在對(duì)金屬磁性顆粒110施加高頻磁場(chǎng)時(shí)，由于表皮效應(yīng)，所以?xún)H在顆粒表面上形成磁場(chǎng)，并且在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生沒(méi)有形成磁場(chǎng)的區(qū)域。這種在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生的沒(méi)有形成磁場(chǎng)的區(qū)域會(huì)使金屬磁性顆粒110的鐵耗增大。因此，通過(guò)將金屬磁性顆粒110的平均粒徑設(shè)定為不超過(guò)300μm，就可以抑制在顆粒內(nèi)部產(chǎn)生沒(méi)有形成磁場(chǎng)的區(qū)域，由此使壓粉鐵心的鐵耗減小。
本文所涉及的平均粒徑是指50％粒徑D，即，在采用激光散射衍射法測(cè)量的粒徑直方圖中，顆粒從直方圖粒徑最小端開(kāi)始的累積質(zhì)量達(dá)到顆粒總質(zhì)量的50％時(shí)所對(duì)應(yīng)的粒徑。
例如，可以通過(guò)用磷酸處理金屬磁性顆粒110而形成絕緣涂層120。更優(yōu)選的是，絕緣涂層120含有氧化物。除了使用磷酸鐵(磷酸的鐵鹽)以外，含有氧化物的絕緣涂層120的例子還包括氧化物絕緣體，例如磷酸錳、磷酸鋅、磷酸鈣、磷酸鋁、二氧化硅、二氧化鈦、氧化鋁和氧化鋯。絕緣涂層120可以以如圖所示的單層的方式形成，或者也可以以多層的方式形成。
絕緣涂層120在金屬磁性顆粒110之間起到絕緣層的作用。通過(guò)用絕緣涂層120覆蓋金屬磁性顆粒110，就可以提高壓粉鐵心的電阻率ρ。因此，可以抑制金屬磁性顆粒110之間的渦流流動(dòng)，并且可以減小由渦流損耗造成的鐵耗。
絕緣涂層120的平均厚度優(yōu)選為至少5nm到至多100nm。這里所述的平均厚度T是按如下方式確定的。通過(guò)組成分析(TEM-EDX透射電子顯微鏡-能量色散型X射線光譜法)得到膜的組成，通過(guò)電感耦合等離子體質(zhì)譜(ICP-MS)得到原子重量。用這些數(shù)據(jù)來(lái)確定等效厚度。此外，用TEM照片直接觀察涂層并確定所計(jì)算出的等效厚度的數(shù)量級(jí)。
通過(guò)將絕緣涂層120的厚度設(shè)定為不低于5nm，就可以抑制涂層中流動(dòng)的隧道電流，從而使得由這種隧道電流引起的渦流損耗的增大受到抑制。此外，通過(guò)將絕緣涂層120的厚度設(shè)定為不超過(guò)100nm，就可以防止金屬磁性顆粒110之間的距離太大。因此，可以防止金屬磁性顆粒110之間產(chǎn)生退磁磁場(chǎng)，并且可以防止由所產(chǎn)生的退磁磁場(chǎng)造成的磁滯損耗增大。而且，通過(guò)限制非磁性層在壓粉鐵心中所占的體積比例，就可以抑制壓粉鐵心的磁通密度的減小。
除了無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140以外，熱塑性樹(shù)脂也可以介于多個(gè)復(fù)合磁性顆粒130之間。在這種情況下，在壓粉鐵心中，熱塑性樹(shù)脂的含量相當(dāng)于所述多個(gè)復(fù)合磁性顆粒130的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。熱塑性樹(shù)脂將多個(gè)復(fù)合磁性顆粒130牢固地粘接，從而使壓粉鐵心的強(qiáng)度提高?？梢杂米鳠崴苄詷?shù)脂的材料的例子包括熱塑性聚酰亞胺、熱塑性聚酰胺、熱塑性聚酰胺-酰亞胺、高分子量聚乙烯、聚苯硫醚、聚酰胺-酰亞胺、聚醚砜、聚醚酰亞胺或聚醚醚酮。高分子量聚乙烯是指分子量為至少100,000的聚乙烯。
根據(jù)本發(fā)明第二實(shí)施方案的壓粉鐵心包括多個(gè)復(fù)合磁性顆粒130，其彼此粘接；無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140，其具有六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)并且介于多個(gè)復(fù)合磁性顆粒130之間，相對(duì)于所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒130的質(zhì)量，該無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑的含量為大于0并且小于0.05質(zhì)量％。
接下來(lái)將描述制備圖10所示的壓粉鐵心的方法。首先，采用水霧化法或氣體霧化法制備金屬磁性顆粒110。然后，在金屬磁性顆粒110上進(jìn)行預(yù)定的涂敷操作，形成復(fù)合磁性顆粒130，其中金屬磁性顆粒110被絕緣涂層120包圍。
接著，將無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140以預(yù)定比例添加到所得到的復(fù)合磁性顆粒130中，并且用V型混合器進(jìn)行混合以得到混合粉末。還可以在加入無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的同時(shí)以預(yù)定比例加入熱塑性樹(shù)脂。對(duì)混合方法沒(méi)有特別限制。可以采用的方法的實(shí)例包括機(jī)械合金化方法、振動(dòng)球磨法、行星式球磨法、機(jī)械熔化法、共沉淀法、化學(xué)氣相沉積法(CVD)、物理氣相沉積法(PVD)、電鍍法、濺射法、汽化法和溶膠-凝膠法。
然后，將所得到的混合粉末放置在模具中并且在例如700MPa到1500MPa的壓力下進(jìn)行壓制。這樣對(duì)混合粉末進(jìn)行壓制并最終形成成形體。優(yōu)選的是，壓制操作在惰性氣體或減壓的氣氛下進(jìn)行。這樣可以抑制混合粉末被大氣中的氧氣氧化。
在該壓制操作過(guò)程中，處于相鄰的復(fù)合磁性顆粒130之間的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140可以防止復(fù)合磁性顆粒130之間產(chǎn)生劇烈的摩擦。因?yàn)闊o(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140具有優(yōu)異的潤(rùn)滑性，所以即使是在僅使用很少量的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的情況下，在復(fù)合磁性顆粒130的外表面上形成的絕緣涂層120也不會(huì)受損。結(jié)果，金屬磁性顆粒110一直被絕緣涂層120包被，使得絕緣涂層120可以在金屬磁性顆粒110之間確實(shí)起到絕緣層的作用。
然后，在至少為400℃并且低于絕緣涂層120的熱分解溫度的溫度下，對(duì)壓制而得到的成形體進(jìn)行加熱。該操作消除了成形體中所存在的變形和位錯(cuò)。因?yàn)闊o(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140具有優(yōu)異的耐熱性，所以即使是在至少為400℃的高溫下加熱，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140也不會(huì)熱分解。因此可以防止無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140擴(kuò)散到金屬磁性顆粒110內(nèi)，并且可以防止金屬磁性顆粒110的磁性特征下降。此外，因?yàn)樵诘陀诮^緣涂層120的熱分解溫度的溫度下進(jìn)行加熱，所以可以防止由加熱操作導(dǎo)致絕緣涂層120分解。
在加熱之后，通過(guò)擠出加工、切削加工等對(duì)成形體進(jìn)行適當(dāng)?shù)募庸?，從而得到圖10所示的壓粉鐵心。
以上述方式制成的如圖10所示的壓粉鐵心的填充率優(yōu)選為至少95％。壓粉鐵心的填充率由被測(cè)壓粉磁芯的實(shí)測(cè)密度(包括絕緣涂層120、無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140、以及復(fù)合磁性顆粒130之間的空隙在內(nèi)的測(cè)量值)除以金屬磁性顆粒110的理論密度而計(jì)算得到。金屬磁性顆粒110的理論密度不包括絕緣涂層120和無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140，但是因?yàn)檫@些因素在整體密度中只占很小的比例，所以這種方法可以得到接近于真實(shí)填充率的值。如果金屬磁性顆粒110由合金制成，例如，如果金屬磁性顆粒110由鐵-鈷合金制成，則金屬磁性顆粒110的理論密度可以通過(guò)下式計(jì)算得到(鐵的理論密度×鐵在金屬磁性顆粒110中所占的體積比)+(鈷的理論密度×鈷在金屬磁性顆粒110中所占的體積比)。
根據(jù)上述的壓粉鐵心以及用于制備該壓粉鐵心的方法，使用潤(rùn)滑性?xún)?yōu)異的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140使得即使是僅添加很少量的潤(rùn)滑劑，也可以進(jìn)行壓制而不會(huì)損壞絕緣涂層120。結(jié)果，絕緣涂層120得到充分保護(hù)，就可以降低壓粉鐵心中的渦流損耗。此外，因?yàn)榭梢灾瞥删哂猩倭繜o(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140并且填充率高的壓粉鐵心，所以可以降低壓粉鐵心中的磁滯損耗。結(jié)果，渦流損耗和磁滯損耗二者都降低使得壓粉鐵心中的鐵耗減小。此外，第一實(shí)施方案和第二實(shí)施方案中所述的各種結(jié)構(gòu)特征(例如粒徑和添加量)可以從一個(gè)實(shí)施方案適用到其它實(shí)施方案上。
(第四實(shí)施例)使用下述實(shí)施例來(lái)評(píng)價(jià)根據(jù)第二實(shí)施方案制成的軟磁性材料以及由該軟磁性材料制成的壓粉鐵心。
首先，用V型混合器將以下材料混合2小時(shí)作為復(fù)合磁性顆粒130的鐵粉(商品名為“Somaloy 500”，由Hoganas公司出品，平均粒徑為100微米，帶有在鐵粉顆粒(作為金屬磁性顆粒110)的表面上形成的磷酸鹽涂層(作為絕緣涂層120))；以及作為無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的六方晶系氮化硼(h-BN)(由水島合金鐵(MizushimaFermalloy)株式會(huì)社出品，平均粒徑為2微米)。由此得到500g混合粉末。在這樣的操作條件下，使用添加量不同的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140，來(lái)得到無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的含量彼此不同的多種混合粉末。另外，為了比較，還制備了不含無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的復(fù)合磁性顆粒130。
為了評(píng)價(jià)無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的潤(rùn)滑性，對(duì)上述混合粉末按照“JIS Z2504”測(cè)量其表觀密度、按照“JIS Z 2502”測(cè)量其流動(dòng)度。表觀密度(也稱(chēng)之為填充密度)是這樣測(cè)量的用按照一定方法自由下落的粉末填充具有一定容積的圓筒狀容器，由這種方式得到的重量和體積來(lái)確定表觀密度。該值越高表明無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的潤(rùn)滑性越好。此外，流動(dòng)度也被稱(chēng)為流動(dòng)性系數(shù)和流動(dòng)速度，表示粉末流動(dòng)的難易程度。流動(dòng)度以從具有一定尺寸(直徑為4.0mm)的小孔中流出一定重量(50g)的混合粉末所需的時(shí)間來(lái)表示。該值越低表明無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的潤(rùn)滑性越好。
混合粉末的表觀密度和流動(dòng)度的測(cè)量結(jié)果示于表2中。這些數(shù)值被繪制在圖11和圖12中。


如圖11所示，在無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140為約0.001質(zhì)量％的低含量的情況下獲得最大表觀密度。如圖12所示，與此類(lèi)似，在無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的含量為約0.001質(zhì)量％的情況下獲得最低流動(dòng)度。由該結(jié)果證明即使無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的含量很低，無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140也可以在復(fù)合磁性顆粒130之間充分發(fā)揮潤(rùn)滑劑的作用。
(第五實(shí)施例)將第四實(shí)施例中制備的混合粉末在10噸/cm2的表面壓力下壓制成環(huán)狀成形體(外徑34mm×內(nèi)徑20mm×高度5mm)。將線圈纏繞在所得到的成形體上(一次側(cè)纏繞300次，二次側(cè)纏繞20次)，施加磁場(chǎng)，并使用BH曲線示蹤器測(cè)量鐵耗(激勵(lì)磁通密度為1T(特斯拉)，測(cè)量頻率為1000赫茲)。
然后，將成形體在400℃的溫度、氮?dú)鈿夥罩屑訜?小時(shí)。采用同樣的方法測(cè)量加熱之后成形體的鐵耗，并且測(cè)量B100磁通密度(施加100Oe(奧斯特)的磁場(chǎng)時(shí)的磁通密度)。還測(cè)量成形體的密度。
將從以上這些測(cè)量得到的數(shù)值示于表3中，并且將這些數(shù)值繪制在圖13和圖14中。在圖14中，水平軸代表以對(duì)數(shù)刻度表示的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的含量。


如表3、圖13和圖14所示，在加熱前，與不添加無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140或者是無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的添加比例不低于0.05質(zhì)量％的情況相比而言，在無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的添加比例大于0并且小于0.05質(zhì)量％時(shí)，所產(chǎn)生的鐵耗低。通過(guò)在400℃的溫度下加熱，該鐵耗值將進(jìn)一步降低。此外，與其它情況相比而言，在無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的添加比例大于0并且小于0.05質(zhì)量％時(shí)，可以同時(shí)得到高密度和高磁通密度。
(第六實(shí)施例)在本實(shí)施例中，通過(guò)以下步驟制備混合粉末將聚苯硫醚(PPS)作為熱塑性樹(shù)脂添加到第四實(shí)施例中制備的混合粉末(其中添加0.001質(zhì)量％的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140)中。通過(guò)將熱塑性樹(shù)脂的添加量在0.001質(zhì)量％到0.15質(zhì)量％之間變化，就得到熱塑性樹(shù)脂含量彼此不同的多種混合粉末。此外，為了比較，還制備了完全不含熱塑性樹(shù)脂、但是含有0.001質(zhì)量％的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140的復(fù)合磁性顆粒130。
采用這些混合粉末以與第五實(shí)施例相同的方法制備環(huán)狀成形體，并且在不同的溫度條件下加熱這些成形體。加熱溫度為200℃和400℃。如第五實(shí)施例一樣，測(cè)量成形體在加熱前以及在不同的溫度下加熱之后的磁性特征。此外還測(cè)量成形體在400℃下加熱之后的密度。
將以上這些測(cè)量得到的數(shù)值示于表4中，并且將這些數(shù)值繪制在圖15中。


如表4和圖15所示，對(duì)于在400℃下加熱之后的成形體，相對(duì)于不含熱塑性樹(shù)脂的成形體而言，熱塑性樹(shù)脂的含量為至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％的成形體的鐵耗可以降低更多。當(dāng)熱塑性樹(shù)脂的含量超過(guò)0.1質(zhì)量％時(shí)，鐵耗增大。由該結(jié)果可以證明通過(guò)添加合適比例的熱塑性樹(shù)脂，可以進(jìn)一步改善磁性特征。
(第七實(shí)施例)在本實(shí)施例中，將第四實(shí)施例中制成的混合粉末(含有0.001質(zhì)量％的無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑140)以與第五實(shí)施例相同的方法壓制成環(huán)狀成形體。通過(guò)改變加壓壓力，制成加壓條件不同的多種成形體。然后在400℃下將成形體加熱1小時(shí)。以與第五實(shí)施例相同的方法測(cè)量成形體在加熱前和加熱后的磁性特征。此外，還測(cè)量了成形體在加熱之后的密度，并按照在實(shí)施方案中所述的方法計(jì)算出成形體的填充率。
將以上這些測(cè)量得到的數(shù)值示于表5中，并將這些數(shù)值繪制在圖16中。


如表5和圖16所示，通過(guò)采用不低于10噸/cm2的加壓壓力，可以獲得不低于95％的填充率。這樣就可以使成形體的鐵耗顯著減小。
(第八實(shí)施例)在本實(shí)施例中，通過(guò)將下列材料分別添加到第四實(shí)施例所用的鐵粉(由Hoganas公司出品)中而制成混合粉末作為潤(rùn)滑劑的預(yù)定比例的尼龍基樹(shù)脂；作為潤(rùn)滑劑的預(yù)定比例的六方晶系氮化硼(在第四實(shí)施例中使用)；作為潤(rùn)滑劑的預(yù)定比例的六方晶系氮化硼(在第四實(shí)施例中使用)以及作為熱塑性樹(shù)脂的聚苯硫醚(PPS)。
采用這些混合粉末以與第五實(shí)施例相同的方法制備環(huán)狀成形體，并且在不同的溫度條件下加熱這些成形體。加熱溫度為200℃、300℃和400℃。如第五實(shí)施例一樣，測(cè)量成形體在加熱前以及在不同的溫度下加熱之后的磁性特征。此外還測(cè)量了成形體在400℃下加熱之后的密度。
將以上這些測(cè)量得到的數(shù)值示于表6中，并將這些數(shù)值繪制在圖17中。


如表6和圖17所示，當(dāng)采用含有六方晶系氮化硼的混合粉末時(shí)，通過(guò)提高加熱溫度可以減小鐵耗。當(dāng)采用含有尼龍基樹(shù)脂的混合粉末時(shí)，在加熱溫度被提高到400℃的情況下鐵損將增大。一般認(rèn)為，尼龍基樹(shù)脂的耐熱性差，在加熱過(guò)程中發(fā)生了熱分解。
本文所述的實(shí)施方案和實(shí)施例僅是作為例子而提供的，而不應(yīng)將其視為限制性的。本發(fā)明的范圍由所附的權(quán)利要求示出，而不是由以上說(shuō)明示出，并且本發(fā)明還涵蓋在本發(fā)明范圍內(nèi)的所有修改和等同方式。
工業(yè)實(shí)用性例如，本發(fā)明可以一般用于制備通過(guò)壓制軟磁性粉末而制成的電機(jī)鐵心、電磁閥、反應(yīng)器以及電磁部件。
權(quán)利要求書(shū)(按照條約第19條的個(gè)修改)1.一種用于制備壓粉鐵心的軟磁性材料，該軟磁性材料包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)，該復(fù)合磁性顆粒(30)由金屬磁性顆粒(10)和絕緣涂層(20)形成，該絕緣涂層(20)包圍所述金屬磁性顆粒(10)的表面并且含有磷酸金屬鹽和/或氧化物；以及微粒狀潤(rùn)滑劑，該微粒狀潤(rùn)滑劑的加入比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％；所述的微粒狀潤(rùn)滑劑的平均粒徑不超過(guò)2.0微米。
2.(刪除)3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料，其中所述的微粒狀潤(rùn)滑劑包括金屬皂和/或無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑，該無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑具有六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料，其中所述的微粒狀潤(rùn)滑劑的比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)的至少0.001質(zhì)量％到至多0.025質(zhì)量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料，該軟磁性材料還包含熱塑性樹(shù)脂，該熱塑性樹(shù)脂介于所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)之間，該熱塑性樹(shù)脂的加入比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。
6.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料制備的壓粉鐵心。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓粉鐵心，其中填充率(密度)為至少95％。
權(quán)利要求
1.一種用于制備壓粉鐵心的軟磁性材料，該軟磁性材料包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)，該復(fù)合磁性顆粒(30)由金屬磁性顆粒(10)和絕緣涂層(20)形成，該絕緣涂層(20)包圍所述金屬磁性顆粒(10)的表面并且含有磷酸金屬鹽和/或氧化物；以及微粒狀潤(rùn)滑劑，該微粒狀潤(rùn)滑劑的加入比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料，其中所述的微粒狀潤(rùn)滑劑的平均粒徑不超過(guò)2.0微米。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料，其中所述的微粒狀潤(rùn)滑劑包括金屬皂和/或無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑，該無(wú)機(jī)潤(rùn)滑劑具有六方晶系的晶體結(jié)構(gòu)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料，其中所述的微粒狀潤(rùn)滑劑的比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)的至少0.001質(zhì)量％到至多0.025質(zhì)量％。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料，該軟磁性材料還包含熱塑性樹(shù)脂，該熱塑性樹(shù)脂介于所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)之間，該熱塑性樹(shù)脂的加入比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。
6.一種使用根據(jù)權(quán)利要求1所述的軟磁性材料制備的壓粉鐵心。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的壓粉鐵心，其中填充率(密度)為至少95％。
全文摘要
一種軟磁性材料包含多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)，該復(fù)合磁性顆粒(30)由金屬磁性顆粒(10)和絕緣涂層(20)形成，該絕緣涂層(20)包圍金屬磁性顆粒(10)的表面并且含有磷酸金屬鹽和/或氧化物；以及微粒狀潤(rùn)滑劑，該微粒狀潤(rùn)滑劑的加入比例為所述的多個(gè)復(fù)合磁性顆粒(30)的至少0.001質(zhì)量％到至多0.1質(zhì)量％。在具有這種結(jié)構(gòu)的情況下，在壓制過(guò)程中就可以產(chǎn)生優(yōu)異的潤(rùn)滑性，并且在壓制后可以得到所需的磁性特征。
文檔編號(hào)H01F41/02GK1938793SQ20058001012
公開(kāi)日2007年3月28日 申請(qǐng)日期2005年3月29日 優(yōu)先權(quán)日2004年3月31日
發(fā)明者廣瀨和弘, 豐田晴久, 西岡隆夫, 五十嵐直人, 前田徹, 島田良幸 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社