專利名稱:軟磁材料復(fù)合體及其成形方法
本發(fā)明是關(guān)于由軟磁材料和作為粘接劑的液態(tài)熱固樹脂組成的成形性和磁導(dǎo)率良好的復(fù)合體及其成形方法。
以前，用作鐵芯等的軟磁材料，多使用在高周波范圍內(nèi)損耗少的尖晶石鐵氧體，例如Mn-Zn鐵氧體、Ni-Zn鐵氧體等的燒結(jié)成形體，而這些材料由于用粉末冶金方法制造，燒結(jié)時(shí)由于收縮，存在著尺寸精度差，獲得形狀復(fù)雜的制品困難等問題。特別是，燒結(jié)體沖擊強(qiáng)度低。為了彌補(bǔ)這些缺點(diǎn)，近年來，用合成樹脂將軟磁材料粘合起來的所謂塑料軟磁材料被提出來了。例如在特公昭51-28356中提出了由粒子直徑有特定范圍的尖晶石鐵氧體和粉末狀熱固性樹脂組成的復(fù)合體。這種塑料軟磁材料，由于以非磁性物質(zhì)合成樹脂作為粘合劑，缺點(diǎn)是成形的鐵芯飽和磁化及磁導(dǎo)率較燒結(jié)體差。因此，要提高這種塑料軟磁材料制作的鐵芯的磁特性，必須在增加軟磁體粉末含量的同時(shí)，增加成形壓力，以降低空隙率，提高軟磁體粉末的填充密度。
但是，以前的塑料軟磁材料，如果軟磁材料含量高，固化前成形體強(qiáng)度低，容易引起破損和變形，或固化后的成形體機(jī)械強(qiáng)度低。為進(jìn)一步減小空隙率，而增加壓力，在壓縮成形時(shí)將引起大的變形，不僅軟磁體粒子進(jìn)一步破壞，鐵芯的磁特性降低，而且由于模具的負(fù)載大，易造成模具損傷。
本發(fā)明者們鑒于上述各種問題，為了減輕由于加壓造成變形的不良影響，同時(shí)增加成形體的密度，提高磁性能，減輕模具的負(fù)擔(dān)，以及提高固化前的成形體的粘合強(qiáng)度，防止破損、變形，得到良好的尺寸精度，進(jìn)行了深入研究，達(dá)到了本發(fā)明的目的。
本發(fā)明第1點(diǎn)，軟磁材料復(fù)合體由體積含量70～95%軟磁材料粉末和余量的液態(tài)熱固性樹脂、理想的是含有塑性劑的液態(tài)熱固性樹脂組成。本發(fā)明的第2點(diǎn)，由體積含量70～95%軟磁材料粉末和余量的熱固樹脂組成的軟磁材料復(fù)合體，在常溫下加壓成形后，于液態(tài)熱固樹脂固化溫度使之固化，并以此為特征含塑料的高磁導(dǎo)率軟磁材料復(fù)合體的成形方法。
本發(fā)明中使用的軟磁材料粉末是尖晶石鐵氧體，例如Mn-Zn鐵氧體、Ni-Zn鐵氧體、Mn-Mg鐵氧體等，至少在1000℃以上，例如1100～1300℃燒結(jié)的粉末材料，此外軟磁合金粉末是由下述一種或兩種以上材料組成，例如鐵粉、Fe-Ni合金粉、Fe-Al-Si合金粉、各種無定形軟磁合金粉。在這些材料中，尖晶石鐵氧體粉末工業(yè)上最容易得到。軟磁材料是粉末狀，要得到良好的磁特性，粒子直徑分布很重要。希望軟磁材料粉末主體粒子直徑最小在0.3mm以上，最大到成形體的最小厚度。
本發(fā)明使用的液態(tài)熱固樹脂，在常溫下是液態(tài)，如酚醛樹脂、環(huán)氧樹脂、尿素樹脂、三聚氰酰胺樹脂、呋喃樹脂、不飽和聚酯樹脂等，而酚醛樹脂、尤其可溶性酚醛樹脂是理想的。如作為粘合劑用液態(tài)熱固樹脂，與用固體粉末樹脂相較，前者和軟磁材料的混合格外良好。因?yàn)檎澈蟿┍旧淼恼澈狭?，使壓縮成形后的強(qiáng)度高，不必?fù)?dān)心固化前的破損和變形，而且固化后的強(qiáng)度也是良好的。
本發(fā)明的復(fù)合體，由體積含量70～95%軟磁材料粉末和余量的液態(tài)熱固性樹脂構(gòu)成。軟磁材料粉末不足70%，不能得到所期望的磁性能，超過95%，易引起破損或變形。
只使用液態(tài)熱固性樹脂作為粘合劑，雖然可得到如上述的復(fù)合體，而在其中如含有塑性劑能夠提供更好的復(fù)合體。即，如使用含有塑性劑的液態(tài)熱固性樹脂作為粘合劑，則粘合劑粘度變低，更容易均勻地分布于軟磁粉末表面，與此同時(shí)，由于減輕了加壓成形時(shí)軟磁粒子間的摩擦，容易得到高的填充密度，提高成形體密度和初始磁導(dǎo)率。而且，如使用這樣的粘合劑，也使加壓成形的壓力降低，容易實(shí)現(xiàn)所期望的高的成形體密度和初始導(dǎo)磁率，由于減輕了模具負(fù)荷，便于工業(yè)化。
本發(fā)明使用的塑性劑是聚酯系塑性劑、鄰苯二甲酸酯系塑性劑、環(huán)氧化油塑性劑、脂肪酸酯系塑性劑及其它塑性劑?？筛鶕?jù)液態(tài)熱固性樹脂的種類不同選擇使用。特別是用酚醛樹脂時(shí)，宜于使用己二酸聚酯系塑性劑、鄰苯二甲酸聚酯系塑性劑、鄰苯二甲酸二丁酯及環(huán)氧化大豆油等塑性劑。塑性劑添加量如果非常少，則效果不顯著，如超過粘合劑熱固性樹脂的固體量，成形體的強(qiáng)度降低。因此，通常液態(tài)熱固性樹脂固體重量100份，塑性劑適宜的重量范圍為5～100份。
另外，為改善本發(fā)明復(fù)合體的性質(zhì)，最好加入少量偶聯(lián)劑、潤滑劑、熱穩(wěn)定劑、以及其它改善質(zhì)量的添加劑。
上述復(fù)合體成形時(shí)，使用熱壓或冷壓等壓力成形方法，可是使用含有塑性劑或不含塑性劑的液態(tài)粘合劑時(shí)，加壓成形后，固化前的成形體的強(qiáng)度大，因此，沒有必要采用操作麻煩的熱壓工藝。即，本發(fā)明的復(fù)合體成形時(shí)，在常溫下使其加壓粘結(jié)，然后，于熱固性樹脂的固化溫度固化，這樣生產(chǎn)效率高，同時(shí)成形體尺寸精確，磁特性良好。加壓成形適宜的壓力是2～6t/cm2。壓力小于2t/cm2，即使用本發(fā)明的復(fù)合體，盡管能完成，填充密度也不夠;施加壓力超過6t/cm2不能期望顯著地提高填充密度，反而因?yàn)檐洿挪牧戏勰┝Ｗ拥钠茐模瑢?dǎo)致磁性降低。
下面，根據(jù)實(shí)例說明本發(fā)明，但本發(fā)明不限于下述實(shí)例。
在下面的實(shí)例中，作為比較，把初始磁導(dǎo)率為1000～3000的Mn-Zn鐵氧體燒結(jié)制品粉碎，得到直徑為0.6～0.8mm的0.1～0.35mm的不同粒子，按重量比前者70%，后者30%混合，以此作為鐵氧體原材料粉末使用。
實(shí)例1～7
以體積計(jì)把上述鐵氧體原料86%和含有塑性劑的甲階酚醛樹脂14%體積用帶式混合機(jī)混合，得到不同混合物。甲階酚醛樹脂中添加的塑性劑的比例是重量為100份甲階酚醛樹脂加0～80份己二酸聚酯，如表1所示。將此混合物在常溫下按表1所示的壓力成形，制成尺寸為30mmφ×20mmφ×10mm的環(huán)狀粘合體。操作容易，不碎，不裂。然后，將其在180℃，加熱固化2小時(shí)，得到外觀良好的成形體樣品。密度和初始磁導(dǎo)率良好，如表1所示。
實(shí)例8～9
在實(shí)例4中，用重量為60份鄰苯二甲酸聚酯或鄰苯二甲酸二丁酯代替己二酸聚酯塑性劑，同樣得到環(huán)狀成形體。結(jié)果如表1，外觀良好，無裂紋、不破碎。
實(shí)例10～11
將重量為100份熱塑性酚醛樹脂粉末和100份胺基硅烷偶聯(lián)劑，在200份甲醇中，常溫反應(yīng)，甲醇揮發(fā)后，得到粘稠含有硅烷端基的改性酚醛樹脂。用改性酚醛樹脂，得到和實(shí)例1和4一樣具有良好外觀的成形體。結(jié)果如表1所示。
比較例1～2
用熱塑性酚醛樹脂粉末，成形方法和實(shí)施1完全相同。比較例1施加2t/cm2壓力，粘結(jié)成形體的強(qiáng)度非常低，沒有得到供評定磁特性的試樣。比較例2，施加6t/cm2壓力，成形體的密度和初磁導(dǎo)率是非常不足的。
按照以上說明，本發(fā)明能夠提供高密度、大的初始磁導(dǎo)率，強(qiáng)度高尺寸精度優(yōu)良、生產(chǎn)率高的高磁導(dǎo)率成形體。這樣的組合物及其以后得到的成形體，兼顧了成形性、強(qiáng)度、尺寸精度、磁性能諸方面。使可能精確地修正電流磁場。

權(quán)利要求
1、軟磁材料復(fù)合體由體積含量70～95%的軟磁材料粉末和余量的液態(tài)熱固樹脂組成。
2、按權(quán)利要求
1所述的復(fù)合體，液態(tài)熱固性樹脂中含有塑性劑。
3、按權(quán)利要求
2所述的復(fù)合體，塑性劑至少一種是聚酯系塑性劑及鄰苯二甲酸酯系塑性劑。
4、按權(quán)利要求
2或3所述的復(fù)合體，塑性劑含量，以重量計(jì)液態(tài)熱固性樹脂固體100份時(shí)，塑性劑為5～100份。
5、按權(quán)利要求
1、2、3或4所述的復(fù)合體，軟磁材料是尖晶石型鐵氧體。
6、由體積含量70～95%軟磁材料粉末和余量液態(tài)熱固性樹脂組成的軟磁材料復(fù)合體，在常溫下加壓成形后，于上述液態(tài)熱固性樹脂固化溫度下使其固化，并以此為特征的含塑料的高磁導(dǎo)率軟磁材料復(fù)合體的成形方法。
7、按權(quán)利要求
6所述的成形方法，是在2～6t/cm2壓力下，加壓成形的。
專利摘要
本發(fā)明提供一種由70～95％體積的軟磁材料粉末和其余為液態(tài)熱硬性樹脂組成的軟磁性材料。采用本發(fā)明所提供的方法，可生產(chǎn)在高密度條件下具有大初導(dǎo)磁率、高強(qiáng)度和高尺寸精度的高導(dǎo)磁性成形體。
文檔編號C08K3/00GK86102755SQ86102755
公開日1986年10月22日 申請日期1986年4月19日
發(fā)明者瀨琦好司, 永井耕一, 阪內(nèi)孚史 申請人:鐘淵化學(xué)工業(yè)株式會社導(dǎo)出引文BiBTeX, EndNote, RefMan