[发明专利]压粉磁芯材料、压粉磁芯及其制造方法

说明书

提供压粉磁芯制造时的作业安全性优异并且环境负荷小的压粉磁性材料以及高磁通量密度、高导磁率、低铁损并且机械强度优异的压粉磁芯及其制造方法。压粉磁芯材料包含造粒粘结剂、在粒子表面形成有绝缘被膜的软磁性粉末、和具有磁退火温度的100℃以下的软化点的玻璃料，软磁性粉末为铁系无定形合金粉末，玻璃料的配合量为0.3～1.0质量％，造粒粘结剂为聚合度1000以下及皂化度50～100摩尔％的聚乙烯醇。

技术领域

本发明涉及压粉磁芯材料及使用了该材料的压粉磁芯以及其制造方法。

背景技术

压粉磁芯是将对表面进行了绝缘处理的软磁性粉压缩成型而成的电磁部件。从节省资源·节能的观点考虑，对该电磁部件要求磁芯的小型化·高效率化，为了满足这些要求，必须进一步提高高磁通量密度、高导磁率、低铁损这样的压粉磁芯的诸特性。

作为以往的磁性材料，已知以铁作为主成分的粉末的表面用含有有机硅树脂及颜料的被膜被覆的磁性材料(专利文献1)；制成Fe系的软磁性金属粒子之间的粒界层以Fe和2价金属和Mg的复合氧化物为主体的高强度高电阻率低损耗复合软磁性材料(专利文献2)的磁性材料。另外，作为压粉磁芯，已知将非晶质软磁性合金粉末、软化点比非晶质软磁性合金粉末的结晶化温度低的玻璃粉末和由聚乙烯基水溶液或聚乙烯醇缩丁醛溶液构成的粘结性树脂混合、将它们的混合物加压成型而制作成型体、将该成型体在比非晶质软磁性合金粉末的结晶化温度低的温度下退火处理而成的压粉磁芯(专利文献3)；在包围金属磁性粒子的绝缘被膜的表面具有低熔点玻璃层、该绝缘被膜的至少一部分通过退火而液相化后固化的压粉磁芯(专利文献4)；在软磁性粒子间所形成的粒界相由具有比软磁性粒子的退火温度低的软化点的第一无机氧化物构成的低温软化材料和由具有比该退火温度高的软化点的第二无机氧化物构成的高温软化材料复合而成的压粉磁芯(专利文献5)；将磁性体粉末和转变温度比磁性体粉末的结晶化温度低的玻璃粉末混合、玻璃粉末的转变温度与磁性体粉末的结晶化温度具有50℃以上的差异、玻璃粉末的结晶化温度与磁性体粉末的结晶化温度具有50℃以下的差异的压粉磁芯(专利文献6)等。

但是，如专利文献1中记载那样，在使用了有机硅树脂等作为磁性材料的被覆材料的情况下，存在如下问题：由于多包含有机溶剂、有害物质作为溶剂，因此必须注意安全、环境对策。专利文献2中记载的发明是在氧化处理软磁性粉末中添加Mg粉末、将用造粒滚动搅拌混合装置混合得到的混合粉末在非活性气体气氛或真空气氛中加热等后进一步根据需要实施在氧化性气氛中进行加热的氧化处理的磁性材料，但存在使用Mg粉末等必须注意安全性的问题。专利文献3中记载的压粉磁芯由于非晶质软磁性合金粉末的表面用耐热性保护被膜即硅烷偶联剂被覆，另外，由于有时使用聚乙烯醇缩丁醛溶液，因此存在必须注意安全性的问题。专利文献4～6中记载的压粉磁芯使用了低熔点玻璃层或玻璃粉末，但对于预先使软磁性粉之间相互地粘结，都没有予以考虑。

在电抗器、扼流圈等在数10kHz至数100kHz的频率区域所使用的压粉磁芯中，软磁性材料使用Fe-Si、铁硅铝合金、铁系无定形等合金粉末。其理由是由于:材料的电阻率高，能够抑制在高频区域产生的涡电流损。另外，由于磁变形小，因此也具有成型时产生的变形量小的优点。

但是，合金粉末存在如下问题：在制造压粉磁芯的前阶段即制成了成型体时容易产生豁口、裂纹等破损，压缩成型时由于少许的负荷就崩溃。

现有技术文献

专利文献

专利文献1：日本特开2003-303711号公报

专利文献2：日本特开2009-141346号公报

专利文献3：日本特开2010-027854号公报

专利文献4：日本特开2010-206087号公报

专利文献5：日本特开2012-230948号公报

专利文献6：日本特开2014-229839号公报