[发明专利]复合软磁性材料及其制造方法

说明书

技术领域

本发明涉及将绝缘处理过的铁粉末和铁硅铝合金粉末与粘结剂一起混合压密并焙烧而成的复合软磁性材料及其制造方法。

本申请基于2008年12月25日在日本提交的特愿2008-330597号，主张优先权，并将其内容援引在本说明书中。

背景技术

伴随着电子仪器的小型化、高性能化，对变频器或变压器(トランス)的芯(コア)、扼流圈等电子仪器用电磁部件要求更为严格的材料特性。作为上述部件中使用的软磁性材料，以往是使用铁硅铝合金或硅钢等金属磁性材料、铁氧体等氧化物磁性材料。但是，铁硅铝合金等金属磁性材料存在在制成粉末时硬度高、难以通过粉末成型来实现高密度化的问题。

例如，在通过粉末成型制造高密度复合软磁性材料时，首先是将含有具绝缘包覆膜的金属软磁粉末、根据需要添加的润滑剂粉末和粘结剂的原料粉末填充在模具的模腔内，然后通过加压成型制造目标形状的压粉体，其后，通过焙烧压粉体来制造复合软磁性材料。

因此，成型所使用的粉末本身的硬度高时，存在压粉体难以获得高的压密度的问题。例如，铁硅铝合金在室温下加工时，塑性变形极小，可通过粉碎实现微粉末化，但无法成型为板状。因此，为了制造磁芯等的磁部件，即使将铁硅铝合金粉末成型也几乎不发生塑性变形，因此铁硅铝合金粉末只是通过添加的粘结剂形成单纯地粘结的状态，即使铁硅铝合金粉末本身的导磁率高，也存在制成压粉磁芯时无法获得高导磁率的问题。

因此，以往是将氧化物磁性材料与金属磁性材料混合、复合化，来进行高性能化的尝试。

例如，已知有将坡莫合金等的金属磁性粉末用铁氧体等的氧化物磁性材料包覆，其后进行成型，再进行热处理的方法(参照专利文献1)。

还已知有将具有氧化包覆膜的铁硅铝合金粉末、高压缩性的软磁金属粉末、软磁铁氧体粉末和粘结剂混合、压密后进行焙烧处理而成的复合磁性材料(参照专利文献2)。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开昭56-38402号公报

专利文献2：日本特开平6-236808号公报

发明内容

发明所要解决的课题

如果对将上述坡莫合金等的金属磁性粉末用铁氧体等的氧化物磁性材料包覆而制造的软磁性复合材料进行热处理，则在它们的界面，金属与铁氧体容易反应，因此存在磁特性劣化的问题。

另外，在将铁硅铝合金粉末与其它软磁性金属粉末混合的方法中，铁硅铝合金粉末非常硬，因此即使混合压缩性良好的软磁性金属粉末，也具有以下问题：需要20吨/cm²左右的高压成型技术，只能得到如压粉磁芯(ダストコア)等、圆筒型的单纯形状的产品。

本发明针对上述以往的情况而提出，其目的在于：通过选定与铁硅铝合金粉末混合的铁粉末、适当选择它们的添加量范围、各自的粒径范围，并考虑粘结剂的条件等，采取最佳的配合，提供可以保持铁粉末本身所具有的高饱和磁通密度，同时可以兼具铁硅铝合金粉末本身所具有的高导磁率、低矫顽力、低铁损耗的特性的复合软磁性材料及其制造方法。

解决课题的方法

为了实现上述目的，本发明涉及的复合软磁性材料，其特征在于：该复合软磁性材料是绝缘处理过的铁粉末与铁硅铝合金粉末和粘结剂混合压密并焙烧而成的材料；该复合软磁性材料具备主相和晶界相，所述主相是上述铁粉末和铁硅铝合金粉末压密并焙烧而成的相，所述晶界相是在上述主相的周围生成的以粘结剂为主体的相；其中，铁硅铝合金在上述主相中所占的比例为5％(质量)以上、低于20％(质量)，磁场10kA/m时的饱和磁通密度为1T以上，矫顽力为260A/m以下，铁损(0.1T、10kHz时)为20W/kg以下。

本发明涉及的复合软磁性材料中，将上述铁粉末压密并焙烧而成的铁主相的平均粒径可以是20～50μm，将铁硅铝合金粉末压密并焙烧而成的合金主相的平均粒径可以是50～120μm。

本发明涉及的复合软磁性材料中，绝缘处理过的铁粉末可以使用具备含Mg氧化物包覆膜的纯铁粉末。