JP2023181663A - 鉄系軟磁性粉末 - Google Patents
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Abstract
Description
P2 = (N2 / N1) * 100
この数式においてN1は、直径が50μm以上である粒子の数を表す。この数式においてN2は、直径が50μm以上であり、コアとこのコアの表面に付着しておりその高さが1.0μm以上である20以上の突起とを含んでおり、その高さが1.0μm以上である突起の平均高さが10μm以上である粒子の数を表す。
P1 = (N3 / N) * 100
この数式において、Nは粒子の総数を表し、N3は円形度が0.8以上である粒子の数を表す。好ましくは、この比率P1は、80%以下である。
P3 = (N4 / N1) * 100
この数式において、N1は直径が50μm以上である粒子の数を表す。この数式においてN4は、直径が50μm以上であり、1つの断面に含まれる直径が0.1μm以上である空孔の数が2以上である粒子の数を表す。
P4 = (N1 / N) * 100
この数式において、Nは粒子の総数を表し、N1は直径が50μm以上である粒子の数を表す。
Si:2.0質量%以上10.0質量%以下、
Cr:0.0質量%以上10.0質量%以下、
Al:0.0質量%以上10.0質量%以下、
及び
B:0.0質量%以上10.0質量%以下
を含む。残部は、Fe及び不可避不純物である。
多数の粒子からなり、これらの粒子が直径が50μm以上である粒子を含んでおり、下記数式で算出される比率P2が50%以下である鉄系軟磁性粉末を、準備するステップ、
及び
上記粉末を加圧するステップ
を備える。
P2 = (N2 / N1) * 100
この数式においてN1は、直径が50μm以上である粒子の数を表す。この数式においてN2は、直径が50μm以上であり、コアとこのコアの表面に付着しておりその高さが1.0μm以上である20以上の突起とを含んでおり、その高さが1.0μm以上である突起の平均高さが10μm以上である粒子の数を表す。
本明細書では、下記数式によって比率P4が算出される。
P4 = (N1 / N) * 100
この数式において、Nは粒子2の総数を表し、N1は直径D2が50μm以上である粒子2の数を表す。成形体が得られるための加圧法における効率の観点から、比率P4は50%以上が好ましく、60%以上がより好ましく、70%以上が特に好ましい。比率P4が100%であってもよい。
図4に、粒子2の一部が拡大されて示されている。図4には、第一突起10aの近傍が示されている。図4において符号20は、第一突起10aのトップを表す。トップ20は、第一突起10aの輪郭4aのうち、第一仮想円6から最も離れた地点である。第一突起10aの輪郭4aは、粒子2の輪郭4の一部である。図4において矢印H1は、第一突起10aの高さを表す。高さH1は、トップ20から第一仮想円6までの距離である。トップ20の近傍における輪郭4の形状は、曲線(又は直線)でもよく、コーナーでもよい。
P2 = (N2 / N1) * 100
この数式においてN1は、直径D2が50μm以上である粒子2の数を表す。この数式においてN2は、以下の条件1-3の全てを満たす粒子2の数を表す。
条件1:直径D2が、50μm以上である。
条件2:その高さHが1.0μm以上である突起10の数Npが、20以上である。
条件3:その高さHが1.0μm以上である突起10の平均高さHpが、10μm以上である。
Hp = (H1 + H2 + H3 + H5 + H6) / 5
本明細書では、下記数式によって比率P1が算出される。
P1 = (N3 / N) * 100
この数式において、Nは粒子2の総数を表し、N3は円形度Roが0.8以上である粒子2の数を表す。円形度Roの大きい粒子2が加圧法に供されても、隣接する粒子2の絶縁性皮膜16を傷つけにくい。円形度Roが0.8以上である粒子2の比率P1が大きい粉末から得られた圧粉磁心は、磁気特性に優れる。この観点から、比率P1は50%以上が好ましく、55%以上がより好ましく、60%以上が特に好ましい。
Ro = 4πS / L2
この数式において、Sは粒子2の投影面積であり、Lは粒子2の輪郭4長である。面積Sと輪郭4長Lとは、画像解析にて測定される。画像解析の測定機として、画像解析装置株式会社セイシン企業の商品名「PITA-04」が例示される。
図6に、空孔18が拡大されて示されている。図6には、第三仮想円22も示されている。この第三仮想円22は、その内側に空孔18の輪郭24を含む最小の円である。換言すれば、第三仮想円22は、「最小外接円中心法」にて定義される「最小外接円」である。図6において符号D3は、第三仮想円22の直径を表す。本明細書では、この直径D3は、「空孔18の直径」と称される。
P3 = (N4 / N1) * 100
この数式において、N1は直径D2が50μm以上である粒子2の数を表す。この数式においてN4は、直径D2が50μm以上であり、1つの断面に含まれる、直径D3が0.1μm以上である空孔18の数Nvが、2以上である粒子2の数を表す。
前述の通り、主部14の材質は鉄基合金である。鉄基合金は、靱性に優れる。従ってこの粉末は、加圧法に適している。種々の軟磁性鉄基合金が、粉末に採用されうる。
Si:2.0質量%以上10.0質量%以下、
Cr:0.0質量%以上10.0質量%以下、
Al:0.0質量%以上10.0質量%以下、
及び
B:0.0質量%以上10.0質量%以下
を含む。好ましくは、残部は、Fe及び不可避不純物である。
皮膜16の材質は、絶縁性の物質である。皮膜16の導電率は、主部の導電率よりも小さい。主部14の表面が酸化されることで、皮膜16が形成されうる。皮膜16の材質が、有機物であってもよい。有機物の一例として、チタンアルコキシド類とケイ素アルコキシド類との混合物の重合体が挙げられる。皮膜16が、2以上の層を有してもよい。
この粉末の製造には、アトマイズ法、粉砕法等が採用されうる。アトマイズ法として、ガスアトマイズ法、ディスクアトマイズ法、水アトマイズ法、遠心アトマイズ法等が、採用される。粉末中の酸素含有量及び窒素含有量が抑制されうるとの観点から、ガスアトマイズ法及びディスクアトマイズ法が好ましい。
この粉末から圧粉磁心が得られる方法として、加圧法が挙げられる。加圧法では、粉末が金型に投入され、加圧される。これにより、成形体が得られる。加圧において、潤滑剤、バインダー等が用いられてもよい。この成形体が熱処理され、圧粉磁心が得られる。加圧法により、この粉末から、圧粉磁心以外の磁性部材も得られうる。
多数の粒子2からなり、これらの粒子2が直径が50μm以上である粒子2を含んでおり、下記数式で算出される比率P2が50%以下である鉄系軟磁性粉末を、準備するステップ、
及び
上記粉末を加圧するステップ
を含む。
P2 = (N2 / N1) * 100
この数式においてN1は、直径が50μm以上である粒子2の数を表す。この数式においてN2は、直径が50μm以上であり、コア8とこのコア8の表面に付着しておりその高さが1.0μm以上である20以上の突起10とを含んでおり、その高さが1.0μm以上である突の平均高さが10μm以上である粒子2の数を表す。
[実施例1]
その材質が、下記表1に示された合金3である原料を、準備した。30kgの原料にアルゴンガスによるガスアトマイズを施して、原料粉末を得た。この原料粉末に、「JIS Z 8801-1」に規格された篩を用いて、粒子径が20μm以上150μm以下となるように分級を施した。この粉末に、エムテック化学株式会社のジェットミル装置(前述の「MJM1」)にて、ジェットミル処理を施した。
圧縮空気の圧力:0.7MPa
圧縮空気の風量:21m3/時(350L/min)
さらに、この粉末に、下記条件で焼鈍を施し、実施例1の軟磁性粉末を得た。焼鈍により、ジェットミル処理で生じた歪みが除去され、さらに絶縁性皮膜が生成した。この皮膜の材質は、鉄系酸化物であった。焼鈍の条件は、下記の通りであった。
雰囲気:大気の一部をアルゴンガスで置換(酸素濃度:500ppm)
昇温開始温度:常温(25℃)
昇温速度:0.16℃/s
到達温度:600℃
保持時間:5時間
冷却:常温まで炉冷
材質及びアトマイズガスを下記表2に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例2-8の粉末を得た。
材質を下記表2に示される通りとし、ガスアトマイズに代えてディスクアトマイズを施し、ジェットミル処理を施さなかった他は実施例1と同様にして、実施例9-11の粉末を得た。
材質及びアトマイズガスを下記表2に示される通りとし、ジェットミル処理を施さなかった他は実施例1と同様にして、比較例1-4の粉末を得た。
粉末を型に投入し、1520MPaの圧力を加えて、トロイダル形状の成形体を得た。この成形体のサイズは、以下の通りであった。
外径:28mm
内径:15mm
高さ:3mm
雰囲気:アルゴンガス(酸素濃度:1ppm未満)
昇温開始温度:常温(25℃)
昇温速度:0.16℃/s
到達温度:800℃
保持時間:1時間
冷却:常温まで炉冷
実施例1-11及び比較例1-4のそれぞれに係る粉末から得られた圧粉磁心の電気抵抗値は、1×107Ω・cm3以上であり、その絶縁性は十分であった。
S:透磁率が30以上である。
A:透磁率が20以上30未満である。
B:透磁率が15以上20未満である。
F:透磁率が15未満である。
[実施例12-21]
材質及びアトマイズガスを下記表3に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例12-21の粉末を得た。
材質を下記表3に示される通りとし、ガスアトマイズに代えてディスクアトマイズを施し、ジェットミル処理を施さなかった他は実施例1と同様にして、実施例22-26の粉末を得た。
材質及びアトマイズガスを下記表3に示される通りとし、ジェットミル処理を施さなかった他は実施例1と同様にして、比較例5-9の粉末を得た。
実験1と同様の方法で、圧粉磁心を得た。実施例12-26及び比較例5-9のそれぞれに係る粉末から得られた圧粉磁心の電気抵抗値は、1×107Ω・cm3以上であり、その絶縁性は十分であった。
S:透磁率が25以上である。
A:透磁率が15以上25未満である。
B:透磁率が10以上15未満である。
F:透磁率が10未満である。
[実施例27-35]
材質及びアトマイズガスを下記表4に示される通りとした他は実施例1と同様にして、実施例27-35の粉末を得た。
材質を下記表4に示される通りとし、ガスアトマイズに代えてディスクアトマイズを施し、ジェットミル処理を施さなかった他は実施例1と同様にして、実施例36-38の粉末を得た。
材質及びアトマイズガスを下記表4に示される通りとし、ジェットミル処理を施さなかった他は実施例1と同様にして、比較例10-13の粉末を得た。
実験1と同様の方法で、圧粉磁心を得た。実施例27-35及び比較例10-13のそれぞれに係る粉末から得られた圧粉磁心の電気抵抗値は、1×107Ω・cm3以上であり、その絶縁性は十分であった。
S:透磁率が20以上である。
A:透磁率が10以上20未満である。
B:透磁率が5以上10未満である。
F:透磁率が5未満である。
4・・・第一仮想円
6・・・(粒子の)輪郭
8・・・コア
10・・・突起
12・・・第二仮想円
14・・・主部
16・・・皮膜
18・・・空孔
20・・・トップ
22・・・第三仮想円
24・・・(空孔の)輪郭
Claims (7)
- 多数の粒子からなり、
これらの粒子が、直径が50μm以上である粒子を含んでおり、
下記数式で算出される比率P2が50%以下である、鉄系軟磁性粉末。
P2 = (N2 / N1) * 100
(この数式においてN1は、直径が50μm以上である粒子の数を表す。)
(この数式においてN2は、直径が50μm以上であり、コアとこのコアの表面に付着しておりその高さが1.0μm以上である20以上の突起とを含んでおり、その高さが1.0μm以上である突起の平均高さが10μm以上である粒子の数を表す。) - 下記数式で算出される比率P1が50%以上である、請求項1に記載の軟磁性粉末。
P1 = (N3 / N) * 100
(この数式において、Nは粒子の総数を表し、N3は円形度が0.8以上である粒子の数を表す。) - 上記比率P1が80%以下である、請求項2に記載の軟磁性粉末。
- 下記数式で算出される比率P3が20%以下である、請求項1又は2に記載の軟磁性粉末。
P3 = (N4 / N1) * 100
(この数式において、N1は直径が50μm以上である粒子の数を表す。)
(この数式においてN4は、直径が50μm以上であり、1つの断面に含まれる直径が0.1μm以上である空孔の数が2以上である粒子の数を表す。) - 下記数式で算出される比率P4が50%以上である、請求項1又は2に記載の軟磁性粉末。
P4 = (N1 / N) * 100
(この数式において、Nは粒子の総数を表し、N1は直径が50μm以上である粒子の数を表す。) - それぞれの粒子が、主部とこの主部の表面の全部又は一部を覆う絶縁性皮膜とを有しており、
上記主部の材質が鉄基合金である請求項1又は2に記載の軟磁性粉末。 - 多数の粒子からなり、これらの粒子が直径が50μm以上である粒子を含んでおり、下記数式で算出される比率P2が50%以下である鉄系軟磁性粉末を、準備するステップ、
及び
上記粉末を加圧するステップ
を備えた、磁性部材の製造方法。
P2 = (N2 / N1) * 100
(この数式においてN1は、直径が50μm以上である粒子の数を表す。)
(この数式においてN2は、直径が50μm以上であり、コアとこのコアの表面に付着しておりその高さが1.0μm以上である20以上の突起とを含んでおり、その高さが1.0μm以上である突起の平均高さが10μm以上である粒子の数を表す。)
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| JP2022094920A JP7850017B2 (ja) | 2022-06-13 | 2022-06-13 | 鉄系軟磁性粉末 |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH07195177A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Kobe Steel Ltd | 粉体プラズマアーク溶接用粉末 |
| JP2007129045A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 軟磁性材料およびこれを用いて製造された圧粉磁心 |
| JP2008016670A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Hitachi Ltd | 磁性粉、圧粉磁心の製造方法、及び圧粉磁心 |
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- 2022-06-13 JP JP2022094920A patent/JP7850017B2/ja active Active
Patent Citations (3)
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| JPH07195177A (ja) * | 1993-12-28 | 1995-08-01 | Kobe Steel Ltd | 粉体プラズマアーク溶接用粉末 |
| JP2007129045A (ja) * | 2005-11-02 | 2007-05-24 | Sumitomo Electric Ind Ltd | 軟磁性材料およびこれを用いて製造された圧粉磁心 |
| JP2008016670A (ja) * | 2006-07-06 | 2008-01-24 | Hitachi Ltd | 磁性粉、圧粉磁心の製造方法、及び圧粉磁心 |
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