專利名稱：壓粉鐵心及其制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用于配備有電磁閥、電機(jī)或電源電路的電子設(shè)備的壓粉鐵心和用于制備所述壓粉鐵心的方法，并且涉及線圈部件。具體而言，本發(fā)明涉及其中可以在進(jìn)行磨削的同時(shí)恰當(dāng)?shù)卮_保磨削面上軟磁性顆粒之間的絕緣的壓粉鐵心。
背景技術(shù)：
當(dāng)在交變磁場(chǎng)中使用鐵心時(shí)，出現(xiàn)被稱為鐵耗的能量損耗。這種鐵耗由磁滯損耗和渦流損耗的總和來(lái)表示。為了減少磁滯損耗，可以降低鐵心的矯頑力He。為了減少渦流損耗，可以增加鐵心的電阻率P。特別是在高頻率下使用鐵心時(shí)，渦流損耗顯著增加。作為可以減少鐵耗的壓粉鐵心，已知有專利文獻(xiàn)PTL 1和2中所公開(kāi)的壓粉鐵心。 所述壓粉鐵心是通過(guò)對(duì)復(fù)合磁性顆粒進(jìn)行壓縮成型而形成的，其中通過(guò)在每個(gè)軟磁性顆粒的表面上形成絕緣涂層來(lái)獲得所述復(fù)合磁性顆粒。由于所述軟磁性顆粒因絕緣涂層而彼此絕緣，因此所述壓粉鐵心產(chǎn)生了減少渦流損耗的高效果。這種壓粉鐵心通過(guò)以下步驟來(lái)制備使用包括沖模和沖頭的模具獲得成形體的成型步驟和對(duì)所述成形體進(jìn)行熱處理以獲得熱處理成形體的熱處理步驟。然而，使用這種模具獲得的成形體的形狀在某種程度上限于一些簡(jiǎn)單的形狀，此外，難以穩(wěn)定地維持高的尺寸精度。因此，有時(shí)通過(guò)對(duì)熱處理成形體進(jìn)行諸如磨削之類的加工來(lái)調(diào)整所獲得的壓粉鐵心的形狀。引用列表專利文獻(xiàn)專利文獻(xiàn)1 日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2006-202956專利文獻(xiàn)2 日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 2009-28377
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問(wèn)題然而，當(dāng)對(duì)熱處理成形體進(jìn)行磨削時(shí)，在壓粉鐵心的磨削面上生成了未被絕緣涂層包覆的部分。特別是，如圖2(D)所示，在磨削面的軟磁性顆粒110當(dāng)中，彼此相鄰的軟磁性顆粒110可能因磨削過(guò)程中的加工應(yīng)力而變形，因而通過(guò)橫貫絕緣涂層120磨削面的橋接部分IlOB而彼此電連接。這種電連接增加了壓粉鐵心的渦流損耗?？梢栽谀ハ骱髮?duì)磨削面進(jìn)行處理以消除這種電連接，但是要選擇性地分開(kāi)在微小軟磁性顆粒部分中所生成的橋接部分是極端困難的。此外，在磨削面上形成絕緣涂層又增加了生產(chǎn)工藝的次數(shù)。鑒于前述情況，本發(fā)明的目的在于提供這樣的壓粉鐵心，其中即便所述壓粉鐵心具有磨削面，所述磨削面上的軟磁性顆粒仍恰當(dāng)?shù)乇舜私^緣。本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種用于制備壓粉鐵心的方法，其中即便對(duì)壓粉鐵心的表面進(jìn)行磨削，仍可以在磨削步驟中確保磨削面上軟磁性顆粒之間的絕緣。解決問(wèn)題的方案
本發(fā)明人已經(jīng)嘗試了，在對(duì)熱處理成形體進(jìn)行諸如磨削等加工時(shí)，在加工過(guò)程中去除彼此相鄰的軟磁性顆粒的橋接部分，或者在因所述加工而從絕緣涂層暴露出來(lái)的軟磁性顆粒表面上形成絕緣層。在這種嘗試過(guò)程中，他們專注于ELID (在線電解修整)磨削。ELID磨削是這樣的技術(shù)，其通過(guò)在充當(dāng)陽(yáng)極的導(dǎo)電磨輪和充當(dāng)陰極的對(duì)電極之間提供導(dǎo)電磨削液，同時(shí)供應(yīng)電流來(lái)磨削工件，所述對(duì)電極以一定的距離面向所述磨輪(例如，參考日本未審查專利申請(qǐng)公開(kāi)No. 1-18擬66)。在這項(xiàng)技術(shù)中，磨輪的粘結(jié)料(bond)因電解作用而被選擇性地洗脫掉，并且磨粒的一部分從粘結(jié)料中暴露出來(lái)，從而形成了其中磨輪被修整的狀態(tài)。此時(shí)，被洗脫的粘結(jié)料的一部分構(gòu)成元素被氧化并且以非導(dǎo)電膜的形式沉積在磨輪的表面上。在非導(dǎo)電膜的形成進(jìn)行至某種程度之后，電解電流下降，并且粘結(jié)料的電解也受到抑制。當(dāng)以這種狀態(tài)進(jìn)行磨削時(shí)，磨輪表面上的非導(dǎo)電膜因與工件接觸而磨損并脫離，并且逐漸被去除。與此同時(shí)，磨粒磨削工件。當(dāng)磨輪的粘結(jié)料與對(duì)電極之間的絕緣性因非導(dǎo)電膜被去除至某種程度而下降時(shí)，粘結(jié)料的電解再次開(kāi)始。換句話說(shuō)，通過(guò)重復(fù)以下循環(huán)粘結(jié)料的選擇性電解一非導(dǎo)電膜的形成一非導(dǎo)電膜因磨削而去除一粘結(jié)料的再次選擇性電解，可以在進(jìn)行修整的同時(shí)進(jìn)行磨削。因而，可以在抑制磨輪堵塞的同時(shí)繼續(xù)進(jìn)行高精度加工。本發(fā)明人已經(jīng)注意到以下事實(shí)在ELID磨削過(guò)程中，陽(yáng)極中的粘結(jié)料因電解而被洗脫，并且洗脫的元素被氧化因而形成了非導(dǎo)電膜。即，本發(fā)明人已經(jīng)如下考慮。在磨削成形體時(shí)，如果軟磁性顆粒的構(gòu)成元素因電解而被洗脫并且形成了所洗脫元素的氧化物膜 (氫氧化物膜)，則可以除去在經(jīng)過(guò)加工的壓粉鐵心的加工面上容易地生成的橋接部分，并且可以在所述加工面上形成絕緣膜。本發(fā)明人已經(jīng)發(fā)現(xiàn)，通過(guò)應(yīng)用在對(duì)磨輪進(jìn)行修整的同時(shí)可以連續(xù)地以高精度進(jìn)行磨削的ELID(在線電解修整)磨削技術(shù)，并且通過(guò)恰當(dāng)?shù)剡x擇待作為陽(yáng)極和陰極的部件，可以去除橋接部分并且可以在加工過(guò)程中形成絕緣層。因而，已經(jīng)完成了本發(fā)明。[用于制備壓粉鐵心的方法]用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法包括以下步驟制備步驟，其中，通過(guò)將具有絕緣涂層的軟磁性顆粒壓縮成型并且將所得到的成形體加熱至預(yù)定溫度從而制備熱處理成形體。加工步驟，其中，在導(dǎo)電性流體存在于充當(dāng)陽(yáng)極的所述熱處理成形體與用于加工該熱處理成形體的加工工具或者隔著一定距離面向所述加工工具的第一對(duì)電極之間的情況下供應(yīng)電流，同時(shí)使用加工工具去除所述熱處理成形體的一部分，其中所述加工工具或所述第一對(duì)電極充當(dāng)陰極。所述加工步驟包括去除步驟，S卩，去除使軟磁性顆粒彼此連接的橋接部分，其中所述軟磁性顆粒沿所述熱處理成形體的加工面而彼此相鄰。在通常的ELID磨削中，使用磨輪作為陽(yáng)極以電解磨輪的粘結(jié)料。在用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法中，使用熱處理成形體作為陽(yáng)極并且使用諸如磨輪等加工工具或第一對(duì)電極作為陰極來(lái)供應(yīng)電流。這可以產(chǎn)生熱處理成形體和加工工具之間的放電、以及使軟磁性顆粒的構(gòu)成元素被洗脫的電解中的至少一者。據(jù)信這種放電或電解可以去除橋接部分。 結(jié)果，當(dāng)由這種方法制備的壓粉鐵心用于各種線圈部件時(shí)，可以抑制由軟磁性顆粒之間的電連接引起的渦流損耗增加。
在用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法的一個(gè)方面中，所述加工工具為磨輪、切削工具、拋光工具或劈切工具。在采用任何工具的情況下，可以通過(guò)以機(jī)械方式除去熱處理成形體的一部分來(lái)制備在形狀方面具有高自由度的壓粉鐵心。在用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法的一個(gè)方面中，所述方法還包括在加工步驟后的被覆步驟，其中，通過(guò)在加工工具和與所述加工工具相隔一定距離設(shè)置的熱處理成形體之間提供導(dǎo)電性流體，同時(shí)供應(yīng)電流，從而在所述加工面上形成含有軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的絕緣層。因電解而被洗脫的軟磁性顆粒的構(gòu)成元素被氧化(羥化)并且在加工面上形成絕緣層。因而，在其中絕緣涂層已經(jīng)通過(guò)加工而被除去的情況下，可以在加工面上形成功能與絕緣涂層的功能相等的絕緣層，并且可以抑制軟磁性顆粒的暴露。結(jié)果，當(dāng)所制備的壓粉鐵心用于各種線圈部件時(shí)，可以抑制由軟磁性顆粒之間的電連接引起的渦流損耗增加。在用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法的一個(gè)方面中，在所述被覆步驟中，通過(guò)相對(duì)移動(dòng)加工工具和熱處理成形體，從而恒定地保持所述加工工具與所述熱處理成形體之間的距離。通過(guò)將加工工具與熱處理成形體之間的距離保持恒定，因而在加工工具和熱處理成形體之間穩(wěn)定地引起軟磁性顆粒的電解，并且可以均勻地形成絕緣層。在用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法的一個(gè)方面中，該方法還包括再次絕緣被覆步驟，其中，使第二對(duì)電極以一定距離面向其中絕緣涂層已經(jīng)脫落的部分，所述部分存在于熱處理成形體的除加工面之外的外周面上，并且在充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體與充當(dāng)陰極的第二對(duì)電極之間提供導(dǎo)電性流體，同時(shí)供應(yīng)電流，使得在所述部分中形成含有軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的絕緣層。當(dāng)對(duì)具有絕緣涂層的軟磁性顆粒進(jìn)行壓制成型或從模具中拔出成形體時(shí)，軟磁性顆粒上所形成的絕緣涂層可能受損。當(dāng)其中絕緣涂層受損的部分存在于除加工面之外的表面上時(shí)，通過(guò)在受損部分中形成絕緣層，可以將所述部分恢復(fù)至與其中絕緣涂層已經(jīng)修復(fù)的狀態(tài)等同的狀態(tài)。因而，當(dāng)所制備的壓粉鐵心用于各種線圈部件時(shí)，可以抑制由軟磁性顆粒之間的電連接引起的渦流損耗增加。在用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法的一個(gè)方面中，在再次絕緣被覆步驟中，通過(guò)相對(duì)移動(dòng)熱處理成形體和第二對(duì)電極，從而恒定地保持所述熱處理成形體與所述第二對(duì)電極之間的距離。通過(guò)將熱處理成形體與第二對(duì)電極之間的距離保持恒定，因而在熱處理成形體和第二對(duì)電極之間穩(wěn)定地引起軟磁性顆粒的電解，并且可以均勻地形成絕緣層。在用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法的一個(gè)方面中，在再次絕緣被覆步驟中，導(dǎo)電性流體從噴嘴供應(yīng)并且該噴嘴充當(dāng)?shù)诙?duì)電極。在這種構(gòu)造中，由于噴嘴充當(dāng)?shù)诙?duì)電極，因此進(jìn)行再次絕緣被覆步驟所要求的裝置構(gòu)造可以簡(jiǎn)化。在用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法的一個(gè)方面中，所述加工工具含有選自Al、Si、 Ti、Mg、Ca、Cr、Zr、P和B中的至少一種元素。在這種構(gòu)造中，加工工具中所含有的某種額外元素?cái)U(kuò)散至軟磁性顆粒中，并且可以形成含有某種額外元素的絕緣層。[壓粉鐵心]本發(fā)明的壓粉鐵心是通過(guò)對(duì)具有絕緣涂層的軟磁性顆粒進(jìn)行壓縮成型而獲得的壓粉鐵心。所述壓粉鐵心包括在所述鐵心的外周面的至少一部分上的加工面，所述加工面是通過(guò)用加工工具去除鐵心的一部分而形成的。沿該加工面彼此相鄰的軟磁性顆粒通過(guò)加工面上的絕緣涂層而彼此隔離。在這種構(gòu)造中，面向所述加工面的軟磁性顆粒在絕緣涂層的加工面上彼此隔離， 而不是通過(guò)橋接部分彼此連接。因此，當(dāng)所述壓粉鐵心用于各種線圈部件時(shí)，可以抑制由軟磁性顆粒之間的電連接引起的渦流損耗增加。在本發(fā)明壓粉鐵心的一個(gè)方面中，所述加工面是通過(guò)這樣的方法而形成的表面， 該方法包括使用工件作為陽(yáng)極來(lái)供應(yīng)電流。作為這種方法的結(jié)果，可以將作為工件的熱處理成形體的形狀容易地變成所需的形狀。通過(guò)使用該工件作為陽(yáng)極，可以通過(guò)電解使構(gòu)成熱處理成形體的軟磁性顆粒的構(gòu)成元素洗脫，或者可以通過(guò)放電去除軟磁性顆粒的一部分。特別是，可以通過(guò)洗脫或放電去除使彼此相鄰的軟磁性顆粒相互連接的橋接部分。在本發(fā)明壓粉鐵心的一個(gè)方面中，所述加工面包括含有軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的絕緣層，并且所述絕緣層是通過(guò)供應(yīng)電流而形成的。通過(guò)在加工面上形成規(guī)定的絕緣層，在其中絕緣涂層已經(jīng)通過(guò)加工而被除去的情況下，可以在加工面上形成功能與絕緣涂層的功能相等的絕緣層，并且可以抑制軟磁性顆
粒的暴露。在本發(fā)明壓粉鐵心的一個(gè)方面中，含有軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的絕緣層形成在所述絕緣涂層已經(jīng)脫落的部分中，該部分存在于壓粉鐵心的除加工面之外的外周面上，并且所述絕緣層是通過(guò)供應(yīng)電流而形成的。在這種構(gòu)成中，當(dāng)在除加工面之外的表面上存在其中絕緣涂層已經(jīng)因受損而脫落的部分時(shí)，通過(guò)在該部分中形成絕緣層，可以將該部分恢復(fù)至與其中絕緣涂層已經(jīng)修復(fù)的狀態(tài)等同的狀態(tài)。在本發(fā)明壓粉鐵心的一個(gè)方面中，所述絕緣層的表面的電阻值高于或等于加工之前的熱處理成形體的表面的電阻值的1/5。特別是，所述絕緣層的表面的電阻值優(yōu)選高于或等于加工之前的所述熱處理成形體的表面的電阻值。通過(guò)將絕緣層的電阻值設(shè)定為上述值，可以充分地確保彼此相鄰的軟磁性顆粒的絕緣特性。當(dāng)所述壓粉鐵心用于各種線圈部件時(shí)，可以抑制由軟磁性顆粒之間的電連接引起的渦流損耗增加。電阻值的比率更優(yōu)選為1/3或更高，并且進(jìn)一步優(yōu)選為1/2或更高。特別是，當(dāng)該比率是1. 0或更高時(shí)，可以進(jìn)一步充分確保軟磁性顆粒之間的絕緣。電阻值的比率特別優(yōu)選是5. 0或更高，并且更優(yōu)選是7. 0或更高。在本發(fā)明壓粉鐵心的一個(gè)方面中，所述絕緣層的表面的電阻值為150μ Ωπι或更
尚ο通過(guò)將絕緣層的電阻值設(shè)定為上述值，可以充分地確保彼此相鄰的軟磁性顆粒的絕緣特性。當(dāng)所述壓粉鐵心用于各種線圈部件時(shí)，可以抑制由軟磁性顆粒之間的電連接引起的渦流損耗增加。電阻值更優(yōu)選為300μ Ωπι或更高，并且特別優(yōu)選為500 μ Ωπι或更高。未經(jīng)歷加工的壓粉鐵心的表面的電阻值傾向于隨著軟磁性顆粒的平均粒度的下降而增加。 例如，當(dāng)構(gòu)成壓粉鐵心的軟磁性顆粒的平均粒度為50 μ m時(shí)，電阻值為約IO6至IO8 μ Ωπι。 因此，據(jù)信在本發(fā)明的壓粉鐵心中，加工面上所形成的絕緣層的表面的電阻值也隨著軟磁性顆粒的平均粒度的下降而增加。[線圈部件]使用本發(fā)明壓粉鐵心的本發(fā)明線圈部件包括以上所述的壓粉鐵心和設(shè)置在所述壓粉鐵心的外周上的線圈。在這種構(gòu)造中，通過(guò)使用本發(fā)明的壓粉鐵心，充分地確保了壓粉鐵心的表面上軟磁性顆粒之間的絕緣。因而，可以提供具有低的渦流損耗的線圈部件。本發(fā)明的有利效果在本發(fā)明的壓粉鐵心中，由于去除了彼此相鄰的軟磁性顆粒之間的電連接部分， 因此可以減少渦流損耗。在用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法中，由于給熱處理成形體供應(yīng)電流，因此可以去除彼此相鄰的軟磁性顆粒之間的電連接部分。另外，在本發(fā)明的線圈部件中，可以降低用于配備有電磁閥、電機(jī)或電源電路的電子設(shè)備的線圈部件的渦流損耗。附圖簡(jiǎn)要說(shuō)明[

圖1]圖1是用來(lái)實(shí)施本發(fā)明第一實(shí)施方案方法的裝置的示意性構(gòu)造圖。[圖2]圖2(A)是示出其中正在磨削熱處理成形體的狀態(tài)的示意性說(shuō)明圖。圖 2(B)是示出下述狀態(tài)的示意性放大圖，在所述狀態(tài)中，已經(jīng)通過(guò)第一實(shí)施方案的方法去除了熱處理成形體的橋接部分。圖2(C)是示出下述狀態(tài)的示意性放大圖，在所述狀態(tài)中，在已通過(guò)第一實(shí)施方案的方法去除橋接部分的磨削面上形成絕緣層。圖2(D)是示出了通過(guò)常規(guī)方法形成的具有橋接部分的熱處理成形體的示意性放大圖。[圖3]圖3是由根據(jù)第一實(shí)施方案的壓粉鐵心構(gòu)成的扼流圈的平面圖。[圖4]圖4是用來(lái)實(shí)施本發(fā)明第二實(shí)施方案方法的裝置的示意性構(gòu)造圖。[圖5]圖5是用來(lái)實(shí)施本發(fā)明第三實(shí)施方案方法的裝置的示意性構(gòu)造圖。[圖6]圖6是用來(lái)實(shí)施本發(fā)明第四實(shí)施方案方法的裝置的示意性構(gòu)造圖。[圖7]圖7是用來(lái)實(shí)施本發(fā)明第五實(shí)施方案方法的裝置的示意性構(gòu)造圖。[圖8]圖8是用來(lái)實(shí)施本發(fā)明第六實(shí)施方案方法的裝置的示意性構(gòu)造圖。[圖9]圖9是用來(lái)實(shí)施根據(jù)本發(fā)明第七實(shí)施方法的裝置的示意性構(gòu)造圖。[圖10]圖10是示出通過(guò)第一實(shí)施方案方法形成的熱處理成形體的加工面的薄膜 XRD分析結(jié)果的圖案。[圖11]圖11是示出通過(guò)常規(guī)方法形成的熱處理成形體的加工面的薄膜XRD分析結(jié)果的圖案。[圖12]圖12是示出熱處理成形體的表面電阻的測(cè)量結(jié)果的圖。[圖13]圖13是示出通過(guò)第五實(shí)施方案方法形成的熱處理成形體的加工面的 ESCA分析結(jié)果的圖。
具體實(shí)施例方式現(xiàn)在將參考附圖對(duì)本發(fā)明的實(shí)施方案進(jìn)行說(shuō)明。在每幅圖中，相同或相應(yīng)部件由相同的參考符號(hào)標(biāo)出。在第一實(shí)施方案中，首先描述用于制備壓粉鐵心的制備裝置，隨后是用于制備壓粉鐵心的方法、通過(guò)該方法獲得的壓粉鐵心和使用所述壓粉鐵心的線圈部件。[第一實(shí)施方案][壓粉鐵心的制備裝置]如圖1中所示，該裝置包括支撐待成為壓粉鐵心的熱處理成形體100的平臺(tái)1、加工熱處理成形體100的加工工具2、電源3、使電源3與充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體100連接的陽(yáng)極線4、使電源3與充當(dāng)陰極的第一對(duì)電極5連接的陰極線6、在加工工具和陰極之間供應(yīng)導(dǎo)電性流體7L的導(dǎo)電性流體噴嘴7、以及在加工工具和熱處理成形體之間供應(yīng)磨削液 8L的磨削液噴嘴8。如下文詳述，在所述陽(yáng)極和陰極之間供應(yīng)電流的同時(shí)，加工該熱處理成形體100。{平臺(tái)和加工工具}平臺(tái)1是支撐待被加工工具2加工的熱處理成形體100的基座。平臺(tái)1和加工工具2中的至少一者包括移動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)，從而可以相對(duì)地改變平臺(tái)1和加工工具2的位置。平臺(tái)1的表面上設(shè)置有用于使平臺(tái)1與熱處理成形體100電絕緣的絕緣板1A。絕緣板 IA防止從電源3經(jīng)陽(yáng)極線4供應(yīng)至熱處理成形體100的電流經(jīng)平臺(tái)1泄漏至加工裝置(未示出)的主體。絕緣板IA可以設(shè)置在平臺(tái)1和加工裝置的主體之間。加工工具2為除去平臺(tái)1上的熱處理成形體100的一部分并且改變熱處理成形體100的形狀的加工工具。加工工具2的實(shí)例包括磨輪、切削工具、劈切工具和拋光工具。在圖1中，作為加工工具2，示出了金屬粘合的磨輪。其他磨輪的實(shí)例包括使用陶瓷、熱固性樹(shù)脂、橡膠、硅酸鹽、紫膠、電積物或氧化鎂作為結(jié)合劑的磨輪。金剛石、cBN、氧化鋁和碳化硅可以合適地用于磨粒。使用此類磨輪的磨削方法的實(shí)例包括多種方法，如平面磨削法、圓筒磨削法和內(nèi)圓磨削法。在該圖中，作為例子示出了平面磨床。切削工具的實(shí)例包括刀頭和立銑刀。劈切工具的實(shí)例包括電火花線切割加工用鋼絲和線鋸。拋光工具的實(shí)例包括拋光平面板和拋光輪。加工工具2優(yōu)選是導(dǎo)電的。通常，大部分的切削工具是由諸如高速鋼或硬質(zhì)合金等導(dǎo)電性材料制成的。劈切工具通常也由金屬制成，因而具有導(dǎo)電性。在磨輪當(dāng)中，金屬粘合的磨輪以及樹(shù)脂/金屬粘合的磨輪具有導(dǎo)電性。可以適當(dāng)?shù)厥褂描T鐵、鈷、青銅、鋼、鎢和鎳作為用于磨輪粘結(jié)料的金屬。如第一實(shí)施方案和下文第三實(shí)施方案中所述，當(dāng)加工工具 2不充當(dāng)陰極時(shí)，加工工具2不必具有導(dǎo)電性。加工工具2的構(gòu)成金屬(例如，添加至鑄鐵的元素)為選自Al、Si、Ti、Mg、Ca、Cr、 Zr.P和B中的至少一種元素。當(dāng)加工工具2含有這種額外元素時(shí)，所述額外元素?cái)U(kuò)散至構(gòu)成熱處理成形體的軟磁性顆粒中，并且從軟磁性顆粒洗脫的額外元素在熱處理成形體的加工面上以氧化物和氫氧化物中至少一者的形式形成絕緣層。含有額外元素的絕緣層預(yù)期具有改善的絕緣特性和改善的機(jī)械性能。{電源}電源3經(jīng)陽(yáng)極線4和陰極線6在陽(yáng)極和陰極之間供應(yīng)電流。電源3優(yōu)選是可以在所述電極之間以所需的電壓供應(yīng)所需電流的脈沖電源。{陽(yáng)極線和陽(yáng)極}陽(yáng)極線4將電流從電源3供應(yīng)至充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體100。如下文詳述，熱處理成形體100如下獲得。對(duì)包括軟磁性顆粒和覆蓋該軟磁性顆粒外周的絕緣涂層的復(fù)合磁性顆粒進(jìn)行壓縮成型以形成成形體，并且隨后將所述成形體熱處理以獲得熱處理成形體 100。將充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體100置于構(gòu)成制備裝置的平臺(tái)1上。{陰極線和陰極}陰極線6將電源3連接至充當(dāng)陰極的第一對(duì)電極5。陰極線6和陽(yáng)極線4形成電流通路電源-陽(yáng)極(熱處理成形體)_加工工具-陰極(第一對(duì)電極)_電源。所設(shè)置的第一對(duì)電極5為隔著一定距離面向加工工具2的部件。第一對(duì)電極5由具有導(dǎo)電性和適宜機(jī)械強(qiáng)度的材料(如銅、不銹鋼或石墨)構(gòu)成。根據(jù)加工工具2的形狀來(lái)確定第一對(duì)電極5 的形狀，并且該形狀優(yōu)選是使得加工工具和第一對(duì)電極之間具有均勻距離的形狀。在該實(shí)施方案中，第一對(duì)電極5由下述塊料構(gòu)成，其中所述塊料的面向加工工具2的表面為對(duì)應(yīng)于磨輪外周面的弧狀彎曲形狀。第一對(duì)電極5和加工工具2之間的距離優(yōu)選為約0. 05mm至 0. 3mm。第一對(duì)電極5和加工工具2中的至少一者優(yōu)選包括移動(dòng)機(jī)構(gòu)，使得可以通過(guò)相對(duì)移動(dòng)第一對(duì)電極5和加工工具2而恒定地維持所述距離。{導(dǎo)電性流體噴嘴}導(dǎo)電性流體噴嘴7在加工工具和陰極之間供應(yīng)來(lái)自導(dǎo)電性流體7L的供給源(未示出)的導(dǎo)電性流體7L。導(dǎo)電性流體7L需要具有導(dǎo)電性，從而可以通過(guò)在加工工具和陰極之間供應(yīng)導(dǎo)電性流體7L來(lái)實(shí)現(xiàn)加工工具和陰極之間的電連接。具體而言，合適地使用導(dǎo)電性為anS/cm或更大的導(dǎo)電性流體。當(dāng)導(dǎo)電性流體7L為弱堿性(pH約11)水溶性流體(其不是具有高腐蝕性的電解液)時(shí)，對(duì)加工工具2和熱處理成形體100不會(huì)造成過(guò)度腐蝕。導(dǎo)電性流體7L可以是市售的磨削液，只要它具有所需的導(dǎo)電性和堿性即可。{磨削液噴嘴}磨削液噴嘴8在加工工具和熱處理成形體之間供應(yīng)來(lái)自磨削液的供給源(未示出)的磨削液8L。磨削液8L基本上可以是任何磨削液，只要它可以減少加工工具2和熱處理成形體100之間的摩擦即可。磨削液8L優(yōu)選具有導(dǎo)電性。磨削液8L可以是與導(dǎo)電性流體7L相同或不同的流體。在磨削液8L是與導(dǎo)電性流體7L相同的流體的情況下，可以從單一流體供給源供應(yīng)導(dǎo)電性流體/磨削液，并且如果需要，可以在熱處理成形體和第一對(duì)電極之間以及在加工工具和熱處理成形體之間從多個(gè)噴嘴供應(yīng)導(dǎo)電性流體/磨削液。在本實(shí)施方案中，磨削液8L是與導(dǎo)電性流體7L相同的流體。[用于制備壓粉鐵心的方法]用以上所述的裝置制備壓粉鐵心的方法包括熱處理成形體的制備步驟和熱處理成形體的加工步驟。在制備步驟中，對(duì)具有絕緣涂層的軟磁性顆粒進(jìn)行壓縮成型以獲得成形體，并且隨后對(duì)所述成形體進(jìn)行熱處理以制備熱處理成形體。在加工步驟中，在導(dǎo)電性流體存在于充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體和充當(dāng)陰極的第一對(duì)電極之間的情況下供應(yīng)電流，同時(shí)使用加工工具去除熱處理成形體的一部分。{制備步驟} 軟磁性顆粒》軟磁性顆粒優(yōu)選由含有50質(zhì)量％或更多鐵的金屬制成，所述金屬例如是純鐵 (Fe)。此外，可以使用鐵合金，例如選自Fe-Si合金、！^-Al合金、！^e-N合金、Fe-Ni合金、 Fe-C 合金、Fe-B 合金、Fe-Si-B 合金、Fe-Co 合金、Fe_P 合金、Fe-Ni-Co 合金和 i^e-Al-Si 合金中的至少一種合金。特別是，就磁導(dǎo)率和磁通量密度而言，優(yōu)選使用含有99質(zhì)量％或更多!^e的純鐵。軟磁性顆粒的平均粒度優(yōu)選為大于或等于30 μ m且小于或等于500 μ m。當(dāng)軟磁性顆粒的平均粒度為大于或等于30 μ m時(shí)，可以抑制使用軟磁性材料所制備的壓粉鐵心的矯頑力和磁滯損耗增加，而不會(huì)降低所述軟磁性材料的流動(dòng)性。當(dāng)軟磁性顆粒的平均粒度為小于或等于500 μ m時(shí)，可以有效地減少在IkHz或更大的高頻范圍內(nèi)所產(chǎn)生的渦流損耗。 軟磁性顆粒的平均粒度更優(yōu)選為大于或等于40 μ m且小于或等于300 μ m。當(dāng)平均粒度的下限為大于或等于40 μ m時(shí)，渦流損耗降低，并且軟磁性材料易于操作，導(dǎo)致形成了具有較高密度的成形體。這里提到的平均粒度是指，在粒度直方圖中，從最小粒子開(kāi)始的累積粒子質(zhì)量總和達(dá)到50%的總質(zhì)量時(shí)的粒子的粒度，即，50%粒度。 絕緣涂層》覆蓋軟磁性顆粒表面的絕緣涂層可以抑制軟磁性顆粒之間的接觸并且可以降低成形體的相對(duì)透磁率。另外，絕緣涂層的存在可以抑制軟磁性顆粒之間渦流的流動(dòng)，因而可以降低壓粉鐵心的渦流損耗。對(duì)絕緣涂層不作具體限制，只要它具有良好的絕緣特性即可。例如，可以合適地使用磷酸鹽、鈦酸鹽、硅酸鹽和氧化鎂。特別是，由磷酸鹽構(gòu)成的絕緣涂層具有良好的變形性。 因此，即便在通過(guò)對(duì)軟磁性顆粒進(jìn)行壓縮成型以制備壓粉鐵心時(shí)軟磁性顆粒發(fā)生變形，絕緣涂層仍可以順從該變形。另外，磷酸鹽膜對(duì)鐵基軟磁性顆粒具有高附著性，因而不容易從軟磁性顆粒的表面脫落。磷酸鹽的實(shí)例包括金屬磷酸鹽化合物，如磷酸鐵、磷酸錳、磷酸鋅和磷酸鈣。其他絕緣涂層的實(shí)例為有機(jī)硅膜。有機(jī)硅膜可以直接形成在軟磁性顆粒的外周， 或者可以在由磷酸鹽等所構(gòu)成的內(nèi)絕緣涂層上形成為外絕緣涂層。特別是，有機(jī)硅膜適宜由經(jīng)水解/縮聚反應(yīng)而固化的有機(jī)硅構(gòu)成。通常，可以使用由Sim(0R)n(m和η均為自然數(shù)) 所表示的化合物。OR代表水解基團(tuán)。水解基團(tuán)的實(shí)例包括烷氧基、乙酰氧基、鹵基、異氰酸酯基和羥基。烷氧基的實(shí)例包括甲氧基、乙氧基、丙氧基、異丙氧基、丁氧基、仲丁氧基和叔丁氧基。由于通過(guò)樹(shù)脂材料的水解/縮聚而形成的有機(jī)硅膜具有高的變形性，因此在對(duì)軟磁性材料進(jìn)行加壓時(shí)不容易造成斷裂和龜裂，并且有機(jī)硅膜幾乎不會(huì)從絕緣涂層的表面脫落。此外，由于有機(jī)硅膜具有高的耐熱性，因此即便在對(duì)軟磁材料壓縮成型后所進(jìn)行的熱處理的溫度較高，仍可以維持良好的絕緣性能。另外，當(dāng)在軟磁性顆粒的表面上形成由磷酸鹽等構(gòu)成的內(nèi)絕緣涂層時(shí)，有機(jī)硅膜也保護(hù)內(nèi)絕緣涂層免受熱等影響。這種有機(jī)硅膜可以通過(guò)將軟磁性顆?；蚓哂辛姿猁}膜的軟磁性顆粒與樹(shù)脂材料在80°C至160°c的加熱氣氛下混合而形成。這種混合提供了其中樹(shù)脂材料被覆每個(gè)軟磁性顆粒的表面這樣的狀態(tài)?；旌蠚夥罩兴乃肿印⒒蛘咚纤?如果磷酸鹽膜含有水合水)引起樹(shù)脂材料的水解/縮聚，因而形成有機(jī)硅膜。絕緣涂層的厚度優(yōu)選為大于或等于IOnm且小于或等于1 μ m。當(dāng)絕緣涂層的厚度為大于或等于IOnm時(shí)，可以抑制軟磁性顆粒之間的接觸，并且可以有效地抑制因渦流所致的能量損耗。當(dāng)絕緣涂層的厚度為小于或等于Iym時(shí)，可以防止絕緣涂層在復(fù)合磁性顆粒中的比率過(guò)度增加。因而，可以防止復(fù)合磁性顆粒的磁通量密度顯著下降。
壓縮成型》通常，通過(guò)將上述具有絕緣涂層的軟磁性顆粒加入到具有所需形狀的模具中并且隨后通過(guò)在壓力下壓縮成型，從而將所述軟磁性顆粒形成為成形體。該壓力可以適當(dāng)?shù)剡x擇。例如，如果制備用于配備有電磁閥、電機(jī)或電源電路的電子設(shè)備的壓粉鐵心，該壓力優(yōu)選為約600MPa至1400MPa (并且更優(yōu)選為800MPa至IOOOMPa)。 熱處理》使成形體進(jìn)行熱處理步驟。在熱處理步驟中，去除了在壓縮成型過(guò)程中引入到軟磁性顆粒內(nèi)的扭曲和錯(cuò)位，并且通過(guò)絕緣涂層增加了軟磁性顆粒之間的附著性。隨著熱處理溫度增加，扭曲和錯(cuò)位的去除變得更充分。因此，熱處理溫度優(yōu)選為300°C或更高，更優(yōu)選為400°C或更高，并且特別優(yōu)選為450°C或更高?？紤]到絕緣涂層的耐熱性，熱處理溫度的上限為約900°C。在這種熱處理溫度下，可以去除扭曲，并且還可以去除在壓力下引入到軟磁性顆粒內(nèi)的諸如錯(cuò)位等晶格缺陷。這使得所獲得的壓粉鐵心的疇壁的移動(dòng)變得容易，并且降低了矯頑力He，這有助于磁滯損耗的減少。{加工步驟}在加工步驟中，如圖2(A)中所示，進(jìn)行加工以便用加工工具2(如磨輪)去除熱處理成形體100的一部分，從而使熱處理成形體100具有所需的形狀。在這種加工中，用磨輪去除絕緣涂層120的一部分，因而形成加工面100F，其中所述絕緣涂層120形成在構(gòu)成熱處理成形體100的復(fù)合磁性顆粒100P中的軟磁性顆粒110上。沒(méi)有被絕緣涂層120覆蓋的軟磁性顆粒110在加工面100F處暴露。圖2 (B)至2 (D)是圖2(A)中用虛線包圍的區(qū)域的放大視圖。如果熱處理成形體只用磨輪磨削，如圖2(D)中所示，則面向加工面100F的彼此相鄰的軟磁性顆粒110可能因磨削過(guò)程中的塑性變形而經(jīng)橋接部分IlOB彼此連接。因此， 在加工時(shí)，在充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體和充當(dāng)陰極的第一對(duì)電極之間提供導(dǎo)電性流體的同時(shí)，通過(guò)供應(yīng)電流以去除橋接部分110B。 去除步驟》據(jù)推測(cè)在加工步驟中可以去除橋接部分IlOB的原因如下。加工工具2與待加工的熱處理成形體100接觸。然而，從接觸界面的微觀觀點(diǎn)看，在一些磨粒與熱處理成形體100 接觸的同時(shí)，在熱處理成形體100與其他磨?；蚪Y(jié)合劑之間形成微小空間。也充當(dāng)導(dǎo)電性流體7L的磨削液8L存在于所述空間中(圖1)。因此，當(dāng)從電源3將脈沖電流供應(yīng)至熱處理成形體100時(shí)，軟磁性顆粒的構(gòu)成元素(例如，F(xiàn)e)在加工面處因電解而被洗脫。在加工工具2和熱處理成形體100之間也發(fā)生放電。由于橋接部分IlOB極薄，因此橋接部分IlOB 因電解和由放電引起的發(fā)熱中的至少之一者而選擇性地被去除。該去除步驟實(shí)現(xiàn)了這樣的熱處理成形體的加工面如圖2(B)所示，在所述加工面上，彼此相鄰的軟磁性顆粒110借助絕緣涂層120而彼此隔離。優(yōu)選以約40V至200V的脈沖電壓和約0. 5A至20A的平均電流來(lái)供應(yīng)脈沖電流。{被覆步驟}在去除步驟之后，優(yōu)選進(jìn)行形成絕緣層的被覆步驟，其中所述絕緣層含有因電解而洗脫的元素的氧化物和氫氧化物中的至少一者。該被覆步驟可以在供應(yīng)電流的同時(shí)，在加工步驟之后通過(guò)僅改變加工工具2和熱處理成形體100的相對(duì)位置以在二者間提供一定距離來(lái)連續(xù)地進(jìn)行。在該被覆步驟中，不對(duì)熱處理成形體100進(jìn)行磨削，并且在加工面處的軟磁性顆粒因電解而洗脫。從軟磁性顆粒洗脫的元素被氧化或羥化，因而在加工面上形成了氧化物膜或氫氧化物膜。如圖2(C)所示，所述氧化物膜或氫氧化物膜變成覆蓋軟磁性顆粒的加工面100F的絕緣層130，其中絕緣涂層120已經(jīng)從所述軟磁性顆粒的加工面100F去除。因此，在熱處理成形體的表面上，可以防止軟磁性顆粒110暴露。如上文所述，由于絕緣層130是在含有從軟磁性顆粒洗脫的元素的氧化物或氫氧化物中至少一者的同時(shí)形成的， 故絕緣層130通常由與覆蓋軟磁性顆粒110的絕緣涂層120不同的材料構(gòu)成。據(jù)信絕緣層130還在去除步驟期間形成。然而，在去除步驟中，形成的絕緣層130 常常被加工工具去除。因而，被覆步驟優(yōu)選在去除步驟后在加工工具2和熱處理成形體100 之間提供一定距離的情況下進(jìn)行。在磨削或切削過(guò)程中，通常在該過(guò)程完成之前進(jìn)行其中切削深度變?yōu)榱愕牧闱邢?無(wú)火花磨削(spark-out))。在此刻，加工工具2基本上不與熱處理成形體100接觸，并且基本上不進(jìn)行對(duì)熱處理成形體的加工。因而，絕緣層130容易地形成，并且加工面可以確定地被絕緣層130覆蓋。特別是，彼此不接觸的加工工具2和熱處理成形體100之間的距離優(yōu)選為約0. OOOmm至0. 3mm。通過(guò)保持該距離，可以洗脫軟磁性顆粒110的構(gòu)成元素并且可以恰當(dāng)?shù)匦纬山^緣層。通常，該距離的下限常常是約0. 005mm。 對(duì)該距離的這種限制在下文描述的其他實(shí)施方案中是共同的。另外在該被覆步驟中，在加工工具2和熱處理成形體100之間發(fā)生放電。因此，即便橋接部分IlOB在去除步驟后仍保留，仍可以通過(guò)被覆步驟中的放電或電解而確定地去除橋接部分110B。[壓粉鐵心]本發(fā)明的壓粉鐵心通過(guò)上述步驟而制備。該壓粉鐵心是通過(guò)對(duì)具有絕緣涂層的軟磁性顆粒進(jìn)行壓縮成型而獲得的壓粉鐵心。所述壓粉鐵心包括在所述鐵心的外周面的至少一部分上的加工面，所述加工面是通過(guò)用加工工具去除鐵心的一部分而形成的。沿加工面彼此相鄰的軟磁性顆粒通過(guò)加工面上的絕緣涂層而彼此隔離。如上文所述，由于可以在去除步驟中去除橋接部分，故面向加工面100F的彼此相鄰的軟磁性顆粒110以如圖2(B)或圖2(C)中所示的獨(dú)立方式彼此電絕緣。因此，當(dāng)使用所述壓粉鐵心制備各種線圈部件時(shí)， 可以減少渦流損耗。[線圈部件]上述壓粉鐵心可以用于配備有電磁閥或電源電路的電子設(shè)備的線圈部件。如圖3 中所示，線圈部件的實(shí)例是扼流圈，其包括環(huán)形鐵心200和通過(guò)在環(huán)形鐵心200的外周上纏繞繞線300w而形成的線圈300。環(huán)形鐵心200由上述壓粉鐵心構(gòu)成。因此，構(gòu)成環(huán)形鐵心 200的軟磁性顆粒充分地彼此絕緣，并且可以減少當(dāng)線圈300被激發(fā)時(shí)所產(chǎn)生的渦流損耗。[第二實(shí)施方案]在第一實(shí)施方案中，已經(jīng)描述了其中使用面向加工工具的第一對(duì)電極作為陰極的情況。這里，將參考圖4描述其中去除了第一對(duì)電極并且直接使用加工工具作為陰極的壓粉鐵心的制備裝置、以及用于制備壓粉鐵心的方法。在本實(shí)施方案中，與第一實(shí)施方案的主要差異在于使用加工工具作為陰極。因而，以下描述將集中于該差異。除非另外說(shuō)明，其他裝置構(gòu)造與第一實(shí)施方案相同。如圖4所示，該實(shí)施方案的陰極線6與加工工具2連接。在該圖中，陰極線6看起來(lái)與盤(pán)形磨輪的外周連接，但是實(shí)際上，其是經(jīng)使用刷狀電極等的磨輪的旋轉(zhuǎn)軸而與磨輪電連接的。因?yàn)槭褂迷搶?shí)施方案的加工工具2作為陰極，因而其具有導(dǎo)電性。
在本實(shí)施方案中，設(shè)置導(dǎo)電性流體噴嘴7以便在加工工具2和熱處理成形體100 之間供應(yīng)導(dǎo)電性流體7L。導(dǎo)電性流體7L降低了加工工具2和熱處理成形體100之間的摩擦，并且還起到冷卻熱處理成形體100的磨削液的作用。在該裝置中，在陽(yáng)極和陰極之間(即，在熱處理成形體和加工工具)之間供應(yīng)電流的同時(shí)，進(jìn)行加工。在磨削期間，加工工具2和熱處理成形體100彼此接觸，并且如第一實(shí)施方案中那樣，在接觸界面處發(fā)生電解和放電。因此，據(jù)信，圖2(D)中所示的橋接部分IlOB 因電解和由放電所引起的發(fā)熱而被去除。結(jié)果，沿加工面100F彼此相鄰的軟磁性顆粒可以通過(guò)絕緣涂層120而彼此隔離(圖2(B))。磨削后，在加工工具2和熱處理成形體100之間生成了空間，使得它們彼此不接觸。將導(dǎo)電性流體7L供應(yīng)至該空間，同時(shí)供應(yīng)電流。通過(guò)供應(yīng)電流，在熱處理成形體100 的加工面上的軟磁性顆粒被電解，并且在所述加工面上形成含有洗脫的軟磁性顆粒的元素的絕緣層。結(jié)果，在加工面上形成絕緣層130，因而可以實(shí)現(xiàn)其中加工面上的軟磁性顆粒被絕緣層覆蓋這樣的狀態(tài)(圖2(C))。另外，在該實(shí)施方案中，不需要第一實(shí)施方案中所用的第一對(duì)電極5。導(dǎo)電性流體 7L(磨削液)可以在加工工具2和熱處理成形體100之間供應(yīng)。[第三實(shí)施方案]在第一實(shí)施方案中，已經(jīng)描述了其中使用面向加工工具的第一對(duì)電極作為陰極的情況。在第二實(shí)施方案中，已經(jīng)描述了其中使用加工工具作為陰極的情況。將參考圖5來(lái)描述其中使用面向熱處理成形體的第二對(duì)電極作為陰極的壓粉鐵心的制備裝置、以及用于制備壓粉鐵心的方法。在該實(shí)施方案中，與第一實(shí)施方案的主要差異在于使用第二對(duì)電極 9作為陰極。因而，以下描述將集中于該差異。除非另外說(shuō)明，其他裝置構(gòu)造與第一實(shí)施方案相同。在本實(shí)施方案中，設(shè)置第二對(duì)電極9使其獨(dú)立于加工工具2，并且固定該對(duì)電極9， 從而在對(duì)電極9和熱處理成形體100之間提供一定距離。用加工工具2來(lái)加工熱處理成形體100，同時(shí)在充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體100和充當(dāng)陰極的對(duì)電極9之間供應(yīng)電流并提供導(dǎo)電性流體7L。第二對(duì)電極9由與第一實(shí)施方案的第一對(duì)電極相同的材料構(gòu)成。根據(jù)充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體100的形狀來(lái)確定對(duì)電極9的形狀，并且該形狀優(yōu)選為使得所述陽(yáng)極和對(duì)電極之間具有均勻距離的形狀。在該實(shí)施方案中，對(duì)電極9由塊料構(gòu)成。對(duì)電極9和陽(yáng)極 (熱處理成形體100)之間的距離優(yōu)選為約0.000mm至0.3mm。通常，該距離的下限常常是約0. 005mm。對(duì)該距離的這種限制在下文描述的其他實(shí)施方案中是共同的。優(yōu)選的是，通過(guò)設(shè)置改變對(duì)電極9和熱處理成形體100的相對(duì)位置的移動(dòng)機(jī)構(gòu)(未示出)，該距離在去除步驟和被覆步驟期間保持恒定。在該實(shí)施方案所用的裝置中，加工工具和熱處理成形體的朝向部分與第二對(duì)電極和熱處理成形體的朝向部分不同。因此，電流不一定供應(yīng)至加工工具2，或者可以如第一和第二實(shí)施方案中那樣供應(yīng)。在本實(shí)施方案中，電流不供應(yīng)至加工工具2。然而，在該實(shí)施方案的這種情況下，為了在加工面上形成絕緣層，需要在磨削后使加工面和第二對(duì)電極9以一定距離彼此相對(duì)，并且需要在它們之間供應(yīng)電流。在該實(shí)施方案的這種情況下，由于電流不供應(yīng)至加工工具2，因此在熱處理成形體100的加工面上形成了使彼此相鄰的軟磁性顆粒連接的橋接部分。然而，可以通過(guò)磨削后相對(duì)移動(dòng)第二對(duì)電極9和熱處理成形體100，使得所述加工面隔著一定距離面向第二對(duì)電極 9，并且在兩者之間供應(yīng)電流，從而借助放電和電解中的至少一者來(lái)去除橋接部分。另外，在面向?qū)﹄姌O9的熱處理成形體100的加工面上，可以形成含有從軟磁性顆粒洗脫的元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的絕緣層。結(jié)果，面向該加工面的軟磁性顆粒可以彼此絕緣， 并且可以防止所述軟磁性顆粒暴露。在該實(shí)施方案的這種情況下，當(dāng)在熱處理成形體100的除所述加工面之外的表面上存在絕緣涂層的受損部分時(shí)，可以在該受損部分上形成絕緣層以修復(fù)所述絕緣涂層。在熱處理成形體100中，當(dāng)對(duì)軟磁性顆粒進(jìn)行壓縮成型或者從模具中拉出所得到的成形體時(shí)，絕緣涂層可能受損。軟磁性顆粒從受損部分暴露。因此，通過(guò)使對(duì)電極9面向受損部分并且在熱處理成形體和第二對(duì)電極之間供應(yīng)脈沖電流，可以在受損部分上形成絕緣層。特別是，當(dāng)在保持對(duì)電極9和熱處理成形體100之間的距離并且改變它們的相對(duì)位置的同時(shí)供應(yīng)電流時(shí)，可以在大面積的熱處理成形體100的表面中容易地修復(fù)絕緣涂層。在用于制備壓粉鐵心的上述方法中，可以抑制彼此相鄰的軟磁性顆粒之間的電連接。此外，可以在加工面上并且甚至在除加工面之外的表面上減少軟磁性顆粒的暴露部分的面積，這提供了具有較低渦流損耗的線圈部件。[第四實(shí)施方案]現(xiàn)在將參考圖6來(lái)描述用于制備本發(fā)明壓粉鐵心的方法，在所述方法中，第三實(shí)施方案中的第二對(duì)電極還起到導(dǎo)電性流體噴嘴的作用。該實(shí)施方案與第三實(shí)施方案之間的差異在于導(dǎo)電性流體噴嘴7還作為第二對(duì)電極9發(fā)揮作用。其他要點(diǎn)基本上與第三實(shí)施方案的那些要點(diǎn)相同。在本實(shí)施方案中，在充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體100和也充當(dāng)?shù)诙?duì)電極9 (陰極) 的導(dǎo)電性流體噴嘴7之間供應(yīng)脈沖電流。這里，導(dǎo)電性流體噴嘴7需要由導(dǎo)電性材料構(gòu)成。 導(dǎo)電性流體噴嘴7優(yōu)選具有其中該噴嘴的外周面為平面的扁平形狀，使得導(dǎo)電性流體噴嘴 7和熱處理成形體100以更大的面積彼此面對(duì)。在圖6中，以簡(jiǎn)化形式示出了噴嘴7。導(dǎo)電性流體7L的噴嘴出口被布置在導(dǎo)電性流體噴嘴7的左端上，并且進(jìn)一步導(dǎo)電性流體7L的噴嘴出口被布置在面向熱處理成形體100的表面上。如第三實(shí)施方案中那樣，也可以去除橋接部分，并且在本實(shí)施方案中也可以形成絕緣層。此外，通過(guò)使用導(dǎo)電性流體噴嘴7作為對(duì)電極9，不需要第二對(duì)電極，這可以簡(jiǎn)化裝置構(gòu)成。[第五實(shí)施方案]現(xiàn)在將參考圖7來(lái)描述使用圓筒磨床實(shí)施本發(fā)明方法的實(shí)施方案。差異在于在第一實(shí)施方案中使用平面磨床，而在這個(gè)實(shí)施方案中使用圓筒磨床。以下描述將集中于該差
已在這個(gè)實(shí)施方案中，第一對(duì)電極5充當(dāng)陰極并且棒狀熱處理成形體100充當(dāng)陽(yáng)極。 分別設(shè)置第一對(duì)電極5和熱處理成形體100，使其隔著一定距離面向作為加工工具2的盤(pán)形磨輪。如第一實(shí)施方案的第一對(duì)電極5中那樣，第一對(duì)電極5具有與圓筒狀加工工具的外周面相對(duì)應(yīng)的弧狀彎曲凹面，并且經(jīng)陰極線6與電源3的負(fù)極連接。熱處理成形體100B具有被絕緣夾具11共軸支撐的一端，從而可使用夾具11的軸作為旋轉(zhuǎn)軸而旋轉(zhuǎn)。將磨輪的旋轉(zhuǎn)軸和熱處理成形體100B的旋轉(zhuǎn)軸平行設(shè)置。在本圖中，磨輪及熱處理成形體100B的轉(zhuǎn)動(dòng)方向相同，但是該轉(zhuǎn)動(dòng)方向可以是相反的。通過(guò)以接觸的方式使磨輪和熱處理成形體 100B旋轉(zhuǎn)，在熱處理成形體100B的中央部分處的熱處理成形體100B的外周被磨削。熱處理成形體100B具有被支撐部件(未示出)支撐的另一端，并且該支撐部件經(jīng)陽(yáng)極線4與電源3的正極連接?？梢允褂没瑒?dòng)觸點(diǎn)(如電刷)來(lái)進(jìn)行支撐部件和熱處理成形體100B之間的電連接。在加工工具2和第一對(duì)電極5之間，從導(dǎo)電性流體噴嘴7供應(yīng)導(dǎo)電性流體7L。 在加工工具2和熱處理成形體100B之間，從磨削液噴嘴8供應(yīng)磨削液8L。在具有這種構(gòu)造的裝置中，當(dāng)電流在第一對(duì)電極5和熱處理成形體100B之間供應(yīng)時(shí)，構(gòu)成熱處理成形體100B的軟磁性顆粒的構(gòu)成元素可以通過(guò)電解而洗脫，或者軟磁性顆粒的一部分可以通過(guò)放電而被去除。通過(guò)在完成磨削之前或在完成磨削之后恰當(dāng)?shù)乇３旨庸すぞ?和熱處理成形體100B之間的距離，同時(shí)在電極之間持續(xù)供應(yīng)電流，因電解而洗脫的軟磁性顆粒的構(gòu)成元素被氧化或羥化從而在磨削面上形成絕緣層。這可以提供軟磁性顆粒之間的絕緣。當(dāng)絕緣層在除熱處理成形體100B的磨削面之外的表面上形成時(shí)，可以通過(guò)在加工工具2和熱處理成形體100B之間保持一定距離，同時(shí)沿軸方向相對(duì)移動(dòng)加工工具2 和熱處理成形體100B，來(lái)容易地形成所述絕緣層。[第六實(shí)施方案]現(xiàn)在將參考圖8來(lái)描述使用內(nèi)圓磨床(internal grinder)實(shí)施本發(fā)明方法的實(shí)施方案。差異在于第一實(shí)施方案中使用平面磨床，而在本實(shí)施方案中使用內(nèi)圓磨床。以下描述將集中于該差異。在本實(shí)施方案中，使用帶軸的圓棒狀磨輪作為加工工具2，并且中空?qǐng)A筒狀熱處理成形體100C待加工。將加工工具2和熱處理成形體100C以豎直方向設(shè)置。它們各自獨(dú)立地被可轉(zhuǎn)動(dòng)的支撐機(jī)構(gòu)(未示出)所支撐。加工工具2的外徑小于熱處理成形體100C的內(nèi)徑。通過(guò)將加工工具2插入熱處理成形體100C的內(nèi)部并且隨后將工具2的外周面壓抵住熱處理成形體100C的內(nèi)周面，從而對(duì)熱處理成形體100C進(jìn)行磨削。在磨削期間，從導(dǎo)電性流體噴嘴7供應(yīng)導(dǎo)電性流體7L至加工工具2和熱處理成形體100C之間的接觸面。在本實(shí)施方案中，導(dǎo)電性流體7L是磨削液。在這個(gè)裝置中，加工工具2經(jīng)陰極線6與電源3的負(fù)極連接。熱處理成形體100C 經(jīng)陽(yáng)極線4與電源3的正極連接。即，在這個(gè)實(shí)施方案中，與第二實(shí)施方案中相同，加工工具2本身作為陰極發(fā)揮作用。還在這個(gè)實(shí)施方案中，當(dāng)在加工工具2和熱處理成形體100C之間供應(yīng)電流的同時(shí)進(jìn)行磨削時(shí)，構(gòu)成熱處理成形體100C的軟磁性顆粒的構(gòu)成元素可以通過(guò)電解而洗脫，或者軟磁性顆粒的一部分可以通過(guò)放電而被去除。通過(guò)在完成磨削之前或在完成磨削之后恰當(dāng)?shù)乇３旨庸すぞ?和熱處理成形體100C之間的距離，同時(shí)在電極之間持續(xù)供應(yīng)電流，因電解而洗脫的軟磁性顆粒的構(gòu)成元素被氧化或羥化從而在磨削面上形成絕緣層。[第七實(shí)施方案]現(xiàn)在將參考圖9來(lái)描述使用內(nèi)圓磨床實(shí)施本發(fā)明方法的實(shí)施方案。該實(shí)施方案是第六實(shí)施方案的變型形式，并且與第六實(shí)施方案的差異在于將第二對(duì)電極9設(shè)置在熱處理成形體100C的外周以進(jìn)行再次絕緣被覆步驟。以下描述將集中于該差異。在這個(gè)實(shí)施方案中，陰極線6在中途分支。分支線6A如第六實(shí)施方案中那樣與加工工具2連接，而分支線6B與以一定距離設(shè)置在熱處理成形體100C外周的第二對(duì)電極9連接。在這個(gè)實(shí)施方案中，熱處理成形體100C充當(dāng)陽(yáng)極、并且加工工具2和第二對(duì)電極9充當(dāng)陰極。第二對(duì)電極9是由弧狀片材構(gòu)成的，其中所述弧狀片材具有與熱處理成形體100C 的外周面相對(duì)應(yīng)的彎曲凹面。熱處理成形體100C的外周面不是待磨削的表面。然而，當(dāng)將熱處理前的成形體從模具中拉出時(shí)，軟磁性顆粒的絕緣涂層常常因與模具等的滑動(dòng)接觸而受損。因此，即便絕緣涂層的受損部分存在于熱處理成形體100C的外周面上，在本實(shí)施方案的裝置中通過(guò)供應(yīng)電流，可以在受損部分上形成含有軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的層。結(jié)果，可以修復(fù)絕緣涂層。這可以提供軟磁性顆粒間的充分絕緣。特別是，如果使用在高度方向(軸向)上具有與熱處理成形體100C全長(zhǎng)對(duì)應(yīng)的尺寸的第二對(duì)電極9，可以通過(guò)轉(zhuǎn)動(dòng)熱處理成形體100C而在成形體100C的整個(gè)外周面上修復(fù)絕緣涂層。顯然，如第六實(shí)施方案中那樣，在磨削期間去除了在熱處理成形體100C的內(nèi)周面上的橋接部分。另外， 通過(guò)在完成磨削之前或在完成磨削之后保持加工工具2和熱處理成形體100C的內(nèi)周面之間的一定距離，同時(shí)持續(xù)供應(yīng)電流，可以在磨削面上形成含有軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的層。(實(shí)施例1)作為實(shí)施例，使用第一實(shí)施方案的平面磨床在熱處理成形體上進(jìn)行平面磨削。作為對(duì)比例，在不供應(yīng)脈沖電流的情況下在熱處理成形體上進(jìn)行平面磨削。通過(guò)薄膜XRD來(lái)分析磨削后的加工面，并且測(cè)量加工面的表面電阻。還對(duì)未經(jīng)歷磨削的熱處理成形體測(cè)量表面電阻(電阻)。磨削條件如下。在完成磨削之前，在保持磨輪和熱處理成形體之間的距離為0.01mm的同時(shí)，供應(yīng)電流120秒。平面磨削條件切削深度5 μ m，總加工量0. 5謹(jǐn)磨輪磨粒材料金剛石，粒度#325粘結(jié)料鑄鐵額外元素Si 0. 1質(zhì)量％，P 0. 1質(zhì)量％熱處理成形體軟磁性顆粒純鐵(平均粒度200 μ m)絕緣涂層磷酸鹽膜電流供應(yīng)條件脈沖電壓100V平均電流5A(XRD 分析)在薄膜XRD分析中，使用X ‘ pert (Cu-K α，鏡面/平行束法，薄膜法/ θ固定-2 θ 掃描)作為裝置。圖10示出該實(shí)施例的分析結(jié)果，并且圖11示出對(duì)比例的分析結(jié)果。將每幅圖的上面一行中所示的測(cè)量圖案的峰與其它行中所示的標(biāo)準(zhǔn)圖案的峰進(jìn)行比較，在本實(shí)施例中識(shí)別出α -Fe (軟磁性顆粒的材料)、痕量的!^e3O4類似相和!^e2O3類似相，而在對(duì)比例中僅識(shí)別出α-Fe (軟磁性顆粒的材料)。即，據(jù)推測(cè)，不同于對(duì)比例中的加工面，本實(shí)施例中的加工面包括在其上形成的絕緣層。在本實(shí)施例的峰當(dāng)中，存在與I^e3O4 和FiJ2O3的峰完全不匹配的峰。認(rèn)為這些峰是 ^ΟΟΗ和Fii5O3(OH)9,它們是鐵的氫氧化物。 另外，使用伽瑪射線，通過(guò)穆斯堡爾譜法證實(shí)了氫氧化物的存在。(表面電阻的測(cè)量)使用由Dia Instruments株式會(huì)社制造的電阻率儀Loresta GP，通過(guò)四端子四探針?lè)y(cè)量表面電阻。圖12是示出了結(jié)果的圖。從該圖顯而易見(jiàn)的是，實(shí)施例中加工面的表面電阻基本上與其中未進(jìn)行磨削的參照例中的表面電阻相等。因此，認(rèn)為在本實(shí)施例中制備的壓粉鐵心中軟磁性顆粒之間的絕緣性幾乎與其中未進(jìn)行磨削的參照例中的絕緣性相同。相反，對(duì)比例中加工面的表面電阻顯著地降低至約小于參照例中表面電阻的1/5，這意味著軟磁性顆粒之間的絕緣性不足。(實(shí)施例2)使用第一實(shí)施方案的裝置按照與實(shí)施例1相同的方式制備3種壓粉鐵心。在實(shí)施例中，在供應(yīng)脈沖電流的同時(shí)對(duì)熱處理成形體進(jìn)行磨削。在對(duì)比例中，在不供應(yīng)脈沖電流的情況下對(duì)熱處理成形體進(jìn)行磨削。在參照例中，未進(jìn)行磨削。將每個(gè)鐵心形成為環(huán)狀試驗(yàn)片，并且對(duì)所述試驗(yàn)片進(jìn)行繞線以獲得測(cè)量部件。對(duì)測(cè)量部件的磁性能進(jìn)行測(cè)定。壓粉鐵心的加工條件如下。在磨削后，在熱處理成形體和磨輪之間的距離為 0. 005mm的情況下供應(yīng)電流30秒。平面磨削條件切削深度10 μ m，總加工量1.0mm磨輪磨粒材料cBN，粒度#200粘結(jié)料鑄鐵額外元素=Al 0. 1質(zhì)量％，B 0. 1質(zhì)量％熱處理成形體軟磁性顆粒純鐵(平均粒度200 μ m)絕緣涂層磷酸鹽膜(內(nèi)絕緣膜)+有機(jī)硅膜(外絕緣膜)電流供應(yīng)條件脈沖電壓200V平均電流IOA使用AC-BH曲線描繪儀(由METRON株式會(huì)社制造)，對(duì)測(cè)量部件的磁性能進(jìn)行測(cè)定。在IkG ( = 0. 1T)激發(fā)磁通量密度ail和IOkHz測(cè)量頻率f下測(cè)定鐵耗Wl/10k。利用以下三個(gè)公式，通過(guò)最小二乘法來(lái)擬合鐵耗的頻率曲線以計(jì)算在所述激發(fā)磁通量密度ail下的磁滯損耗系數(shù)Kh(mWs/kg)和渦流損耗系數(shù)Ke(mWs2/kg)。表I示出結(jié)果。表I中的值是假定參照例中的值為100%時(shí)的相對(duì)評(píng)價(jià)值。低值意味低損耗，這是優(yōu)選的。(鐵耗)=(磁滯損耗)+(渦流損耗)(磁滯損耗)=(磁滯損耗系數(shù))X(頻率)(渦流損耗)=(渦流損耗系數(shù))X(頻率)2[表 I]
權(quán)利要求
1.一種壓粉鐵心，其是通過(guò)對(duì)具有絕緣涂層的軟磁性顆粒進(jìn)行壓縮成型而獲得的，所述壓粉鐵心包括位于所述鐵心的外周面的至少一部分上的加工面，所述加工面是通過(guò)用加工工具去除所述鐵心的一部分而形成的，其中沿所述加工面彼此相鄰的軟磁性顆粒通過(guò)所述加工面上的絕緣涂層而彼此隔離。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓粉鐵心，其中所述加工面是通過(guò)這樣的方法而形成的表面，該方法包括使用工件作為陽(yáng)極來(lái)供應(yīng)電流。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的壓粉鐵心，其中所述加工面包括含有所述軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的絕緣層，并且所述絕緣層是通過(guò)供應(yīng)電流而形成的。
4.根據(jù)權(quán)利要求2或3所述的壓粉鐵心，其中含有所述軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的絕緣層形成在所述絕緣涂層已經(jīng)脫落的部分中，該部分存在于所述壓粉鐵心的除所述加工面之外的外周面上，并且所述絕緣層是通過(guò)供應(yīng)電流而形成的。
5.根據(jù)權(quán)利要求3或4所述的壓粉鐵心，其中所述絕緣層的表面的電阻值高于或等于加工之前的熱處理成形體的表面的電阻值的1/5。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓粉鐵心，其中所述絕緣層的表面的電阻值高于或等于加工之前的所述熱處理成形體的表面的電阻值。
7.根據(jù)權(quán)利要求3至6中任一項(xiàng)所述的壓粉鐵心，其中所述絕緣層的表面的電阻值為 150 μ Ωπι或更高。
8.一種線圈部件，包括根據(jù)權(quán)利要求1至7中任一項(xiàng)所述的壓粉鐵心；和設(shè)置在所述壓粉鐵心的外周上的線圈。
9.一種制備壓粉鐵心的方法，包括制備步驟，其中，通過(guò)將具有絕緣涂層的軟磁性顆粒壓縮成型并且將所得到的成形體加熱至預(yù)定溫度而制備熱處理成形體；以及加工步驟，其中，在導(dǎo)電性流體存在于充當(dāng)陽(yáng)極的所述熱處理成形體與用于加工所述熱處理成形體的加工工具或者隔著一定距離面向所述加工工具的第一對(duì)電極之間的情況下供應(yīng)電流，同時(shí)使用加工工具去除所述熱處理成形體的一部分，其中所述加工工具或所述第一對(duì)電極充當(dāng)陰極，其中所述加工步驟包括去除步驟，即，去除使軟磁性顆粒相互連接的橋接部分，所述軟磁性顆粒沿所述熱處理成形體的加工面彼此相鄰。
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的制備壓粉鐵心的方法，其中所述加工工具為磨輪、切削工具、拋光工具或劈切工具。
11.根據(jù)權(quán)利要求9或10所述的制備壓粉鐵心的方法，還包括在加工步驟后的被覆步驟，其中，通過(guò)在所述加工工具和與所述加工工具相隔一定距離設(shè)置的所述熱處理成形體之間提供導(dǎo)電性流體，同時(shí)供應(yīng)電流，從而在所述加工面上形成含有所述軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的絕緣層。
12.根據(jù)權(quán)利要求11所述的制備壓粉鐵心的方法，其中，在所述被覆步驟中，通過(guò)相對(duì)移動(dòng)所述加工工具和所述熱處理成形體，從而恒定地保持所述加工工具與所述熱處理成形體之間的距離。
13.根據(jù)權(quán)利要求9到12中任一項(xiàng)所述的制備壓粉鐵心的方法，還包括再次絕緣被覆步驟，其中，使第二對(duì)電極隔著一定距離面向其中所述絕緣涂層已經(jīng)脫落的部分，所述部分存在于所述熱處理成形體的除所述加工面之外的外周面上，并且在充當(dāng)陽(yáng)極的所述熱處理成形體與充當(dāng)陰極的所述第二對(duì)電極之間提供導(dǎo)電性流體，同時(shí)供應(yīng)電流，使得含有所述軟磁性顆粒的構(gòu)成元素的氧化物和氫氧化物中至少一者的絕緣層在所述部分中形成。
14.根據(jù)權(quán)利要求13所述的制備壓粉鐵心的方法，其中，在所述再次絕緣被覆步驟中， 通過(guò)相對(duì)移動(dòng)所述熱處理成形體和所述第二對(duì)電極，從而恒定地保持所述熱處理成形體與所述第二對(duì)電極之間的距離。
15.根據(jù)權(quán)利要求13或14所述的制備壓粉鐵心的方法，其中，在所述再次絕緣被覆步驟中，所述導(dǎo)電性流體從噴嘴供應(yīng)并且所述噴嘴充當(dāng)所述第二對(duì)電極。
16.根據(jù)權(quán)利要求9至15中任一項(xiàng)所述的制備壓粉鐵心的方法，其中所述加工工具含有選自Al、Si、Ti、Mg、Ca、Cr、Zr、P和B中的至少一種元素。
全文摘要
本發(fā)明提供一種壓粉鐵心以及制備所述壓粉鐵心的方法，其中即便對(duì)熱處理成形體的表面進(jìn)行磨削，仍可以在磨削步驟中確保磨削面上軟磁性顆粒之間的絕緣性。所述方法包括制備步驟，其中，通過(guò)將具有絕緣涂層的軟磁性顆粒壓縮成型并且將所得到的成形體加熱至預(yù)定溫度從而制備熱處理成形體100；以及加工步驟，其中，使用加工工具2去除熱處理成形體100的一部分。在導(dǎo)電性流體7L存在于充當(dāng)陽(yáng)極的熱處理成形體100和用于加工所述熱處理成形體100的加工工具2或隔著一定距離面向所述加工工具2的第一對(duì)電極5之間的情況下供應(yīng)電流，同時(shí)進(jìn)行加工步驟，其中所述加工工具2或第一對(duì)電極5充當(dāng)陰極。通過(guò)供應(yīng)電流去除使軟磁性顆粒相互連接的橋接部分，所述軟磁性顆粒沿?zé)崽幚沓尚误w100的加工面彼此相鄰。
文檔編號(hào)H01F27/255GK102576592SQ201180004257
公開(kāi)日2012年7月11日 申請(qǐng)日期2011年5月16日 優(yōu)先權(quán)日2010年5月19日
發(fā)明者上野友之, 西岡隆夫 申請(qǐng)人:住友電氣工業(yè)株式會(huì)社