[发明专利]软磁性材料、压粉铁心、制造软磁性材料的方法、以及制造压粉铁心的方法

说明书

技术领域

本发明涉及软磁性材料、压粉铁心、制造软磁性材料的方法、以及制造压粉铁心的方法。 

背景技术

在具有(例如)电磁阀、电机和电源电路的电器中，会使用通过将软磁性材料压制而形成的压粉铁心。软磁性材料由多个复合磁性颗粒形成。每个复合磁性颗粒都包含铁基颗粒以及包覆该铁基颗粒表面的玻璃态绝缘涂膜。软磁性材料需要具有这样的磁性能：当对其施加低磁场时，软磁性材料会提供高磁通密度，并且该软磁性材料对外部磁场的变化敏感。 

当在交变磁场中使用压粉铁心时，会产生能量损耗，即，铁心损耗。铁心损耗以磁滞损耗和涡流损耗之和来表示。为了减少磁滞损耗，可通过除去铁基颗粒中的畸变和位错以使磁畴壁容易移动，从而来减小压粉铁心的矫顽磁力Hc。为了降低涡流损耗，可以通过用各绝缘涂膜来包覆铁基颗粒以确保铁基颗粒之间的绝缘性，从而来提高软磁性材料的电阻率ρ。 

为了除去铁基颗粒中的畸变和位错，需要将压制后的压粉铁心在400℃或更高、优选在550℃或更高、更优选在650℃或更高的高温下进行热处理。但是，当在400℃或更高的高温下对压粉铁心进行热处理时，绝缘涂膜由于加热而不利地受到破坏，从而使压粉铁心的电阻率ρ降低并使涡流损耗增加。因此，绝缘涂膜需要具有高的耐热性。 

在这方面，作为用于形成上述绝缘涂膜的方法，传统上采用(例如)化学转化处理法和溶胶-凝胶法。例如，在日本特表No. 2000-504785(专利文献1)中公开了化学转化处理法。专利文献1公开了这样的方法，该方法包括：制备由水雾化铁粉或海绵状铁粉形成的原料粉末，将所获得的混合物在有机溶剂中用磷酸水溶液进行处理，以及进行干燥，从而形成绝缘涂膜。 

此外，例如，在日本未审查专利申请公开No.2005-206880(专利文献2)和2006-89791(专利文献3)中，公开了溶胶-凝胶法。专利文献2公开了这样的方法，所述方法包括：将软磁性颗粒粉末分散在有机溶剂中而形成悬浮液，向该悬浮液中加入金属醇盐溶液，将软磁性材料风干，并在60℃到120℃下将软磁性材料进行干燥，从而形成绝缘涂膜。专利文献3公开了这样的方法，所述方法包括：向软磁性金属粉末中加入氧化镁和二氧化硅形成的混合氧化物溶胶溶液(该溶胶溶液是通过将烷氧基硅烷溶液和镁醇盐溶液以规定比例混合而获得的)，搅拌该混合物，并且通过加热来干燥该混合物，从而在软磁性金属颗粒的表面上形成由氧化镁和二氧化硅构成的混合氧化物凝胶包覆层。 

[专利文献1]日本特表No.2000-504785 

[专利文献2]日本未审查专利申请公开No.2005-206880 

[专利文献3]日本未审查专利申请公开No.2006-89791 

发明内容

本发明要解决的问题 

然而，在根据专利文献1中所公开的化学转化处理法来形成绝缘涂膜的技术中，由于无定形磷酸铁(-Fe-P-O-)为基本结构，因此存在着耐热性低的问题。 

为了改善耐热性，可以想到采用这样的方法：将可以改善耐热性的铝等金属的离子加入到磷酸水溶液中，从而形成具有磷酸铝结晶的绝缘涂膜。但是，将金属离子加入到磷酸水溶液中会使磷酸铝在水溶液中发生沉淀，从而难以在绝缘涂膜中包含磷酸铝结晶。 

此外，在通过专利文献2和专利文献3中所公开的溶胶-凝胶法来形成绝缘涂膜的技术中，存在耐热性不充分的问题。通常，在制造 铁基颗粒时，OH基吸附于铁基颗粒表面的铁原子上，从而在铁基颗粒的表面上形成天然的氧化物膜。在专利文献2和专利文献3中，金属醇盐发生水解而形成OH基。通过水解而形成的OH基与存在于铁基颗粒表面上的OH基进行脱水缩合反应，从而在铁基颗粒的表面上形成绝缘涂膜。然而，存在于铁基颗粒表面上的OH基的密度不是很高。因此，在铁基颗粒和绝缘涂膜的界面处，铁原子和金属的结合密度会降低。结果，当在高温下对通过将软磁性材料(其具有通过溶胶-凝胶法而形成的绝缘涂膜)压制而制得的制品进行热处理时，铁基颗粒中的铁扩散到绝缘涂膜中，从而不利地导致耐热性不充分。 

因此，本发明的一个目的是提供一种通过改善绝缘涂膜的耐热性而使磁滞损耗降低的软磁性材料、以及提供一种压粉铁心。 

本发明的另一个目的是提供一种通过形成耐热性得到改善的绝缘涂膜来制造磁滞损耗降低的软磁性材料的方法、以及提供一种制造压粉铁心的方法。