]圖1表示在各粒度下,均等混合純鐵粉和軟磁性鐵基合金粉時的粒度構(gòu)成的一 例。
[0030]圖2表示混合純鐵粉與粗大的粒度的軟磁性鐵基合金粉時的粒度構(gòu)成的一例。
[0031] 圖3表示通過篩分得到的粒度分布的一例。
[0032] 圖4表示通過激光衍射散射測定得到的粒度分布的一例。
[0033] 圖5是表示由氣體霧化法及粉碎法得到的山達斯特合金粉,和水霧化法得到的純 鐵粉的形狀的SEM圖像。
[0034] 圖6表示在實施例中使用的粒度1的粒度構(gòu)成。
[0035] 圖7表示在實施例中使用的粒度2的粒度構(gòu)成。
[0036] 圖8表示No.6的軟磁性混合粉末的粒度構(gòu)成。
[0037] 圖9表示No. 7的軟磁性混合粉末的粒度構(gòu)成。
[0038] 圖10表示No. 8的軟磁性混合粉末的粒度構(gòu)成。
[0039] 圖11表示No. 9的軟磁性混合粉末的粒度構(gòu)成。
[0040] 圖12表示No. 10的軟磁性混合粉末的粒度構(gòu)成。
[0041] 圖13表示使用No. 28~No. 48的軟磁性混合粉末得到的壓粉磁芯的成形體密度。
[0042] 圖14表示使用No. 49~No. 52的軟磁性混合粉末得到的壓粉磁芯的成形體密度。
[0043] 圖15表示使用No. 53~No. 56的軟磁性混合粉末得到的壓粉磁芯的成形體密度。
[0044] 圖16表示使用No. 57~No. 60的軟磁性混合粉末得到的壓粉磁芯的成形體密度。
【具體實施方式】
[0045] 在本發(fā)明中,調(diào)查為了提高鐵損、成形性和機械強度而混合的兩種粉末的粒度構(gòu) 成與特性的關(guān)系。其結(jié)果發(fā)現(xiàn),在純鐵粉中混合有軟磁性鐵基合金粉的軟磁性混合粉末之 中,如果軟磁性鐵基合金粉的混合比例為5質(zhì)量%以上且60質(zhì)量%以下,且軟磁性鐵基合 金粉與純鐵粉的粒度的眾數(shù)之比(軟磁性鐵基合金粉的粒度的眾數(shù)/純鐵粉的粒度的眾 數(shù))為〇. 9以上且低于5,并且,軟磁性混合粉末的累計50%質(zhì)量平均粒徑D50以上的粒度 的軟磁性混合粉末中所占的軟磁性鐵基合金粉的質(zhì)量比例,與低于所述D50的粒度的 軟磁性混合粉末中所占的軟磁性鐵基合金粉的質(zhì)量比例RmdOT之比(ROTCT/RmdJ為1. 2以 上,則鐵損、成形性和機械強度提高。
[0046]S卩,本發(fā)明重要的是成為如下構(gòu)成,S卩,合金粉的粒度相對粗大,純鐵粉的粒度相 對微細這樣的粒度,通過成為這樣的粒度,能夠得到降低了的鐵損和優(yōu)異的成形性、機械強 度。
[0047] 利用在純鐵粉中混合軟磁性合金粉這樣的現(xiàn)有技術(shù),雖然能夠提供兼?zhèn)浼冭F粉的 優(yōu)異的成形性和軟磁性合金粉的優(yōu)異的高頻磁特性這樣的材料,但是其效果未能最大化。 為了降低作為高頻磁特性之一的鐵損,重要的是降低構(gòu)成鐵損的渦流損失和磁滯損失的任 意一種或兩種。關(guān)于渦流損失,因為軟磁性鐵基合金粉具有比純鐵粉更高的電阻,所以,如 果像本發(fā)明這樣使軟磁性鐵基合金粉的粒度相對地粗大,則即使是粗大粒子仍能夠有效地 抑制渦流損失。另外,渦流損失與結(jié)構(gòu)單元的大?。ɡ纾勰┑某叽纾┑钠椒匠烧?,因 此,如果使純鐵粉為相對微細的粒度,則能夠進一步抑制渦流損失。此外,關(guān)于磁滯損失,因 為使柔軟純鐵粉處于微細的粒度,所以通過純鐵粉變形而能夠有效地填補硬而難以變形的 軟磁性鐵基合金粉的間隙。由此,可降低成形體的磁滯損失。此外,成形性提高,并且成形 體的密度也提高,其結(jié)果是,能夠?qū)崿F(xiàn)鐵損(渦流損失與磁滯損失之和)的降低和機械強度 的提商。
[0048] -般可知,與具有單一的粒度的粉末相比,粗大的粉末與微細的粉末被均等混合 的粉末的成形性優(yōu)異,可理解為微細的粒子填補了粗大的粒子間的間隙這一原理。例如,粗 大的粒度與微細的粒度的粒徑比為7 : 1時,認為充填率最高("粉末冶金的科學"三浦秀 士內(nèi)田老鶴圃)。另外,一般在交流用軟磁性粉末的表面存在絕緣皮膜,由此,渦流損失可停 留在源自粒子內(nèi)流通的渦電流的渦流損失。因此,存在這樣的現(xiàn)有認知,即,通過使粉末整 體的粒度微細,能夠降低渦流損失。
[0049]對于本發(fā)明的軟磁性混合粉末而言,即使混合后的整體的粒度構(gòu)成相同,通過使 (R_/RundCT)比在規(guī)定的范圍,仍能夠提高所得到的壓粉磁芯的磁特性和機械特性。因此, 像在由1種軟磁性材料構(gòu)成的粉末中可見的那樣,由單純的粒徑無法提高磁特性,另外通 過單純的理想充填比(7 : 1)也無法提高機械特性。本發(fā)明的磁特性提高效果及機械特性 提高效果,是混合具有規(guī)定的粒度構(gòu)成的兩種粉末時特有的效果,本發(fā)明與上述的現(xiàn)有技 術(shù)在本質(zhì)上不同。
[0050] 以下,對于本發(fā)明詳細地加以說明。
[0051] 1?軟磁性混合粉末
[0052] 本發(fā)明的軟磁性混合粉末含有純鐵粉和軟磁性鐵基合金粉。軟磁性鐵基合金粉的 混合比例,相對于軟磁性混合粉末的總量為5質(zhì)量%以上且60質(zhì)量%以下。軟磁性鐵基合 金粉的混合比例低于5質(zhì)量%時,得不到混合帶來的鐵損降低效果,若高于60質(zhì)量%,則效 果飽和,并且成形體密度的降低顯著,最大磁通密度就會降低。從鐵損的降低效果的觀點出 發(fā),軟磁性鐵基合金粉的混合比例優(yōu)選為10質(zhì)量%以上,特別優(yōu)選為25質(zhì)量%以上。另外, 若軟磁性鐵基合金粉的混合比例過多,則鐵損的降低效果飽和,同時成形體密度容易降低, 其結(jié)果是最大磁通密度降低。因此,軟磁性混合粉末的軟磁性鐵基合金粉的混合比例優(yōu)選 為50質(zhì)量%以下,特別優(yōu)選為45質(zhì)量%以下。
[0053] 對于本發(fā)明的軟磁性混合粉末而言,軟磁性鐵基合金粉與純鐵粉的粒度的眾數(shù)之 比(軟磁性鐵基合金粉的眾數(shù)/純鐵粉的粒度的眾數(shù))為〇. 9以上且低于5。若眾數(shù)之比 低于5,則軟磁性混合粉末的偏析被抑制,能夠得到具有穩(wěn)定的特性的壓粉磁芯,因此優(yōu)選。 優(yōu)選為4. 5以下,更優(yōu)選為3以下。另外,若所述眾數(shù)之比過小,則鐵損增大,強度和磁通密 度減少,因此不優(yōu)選。因此,眾數(shù)之比(軟磁性鐵基合金粉的眾數(shù)/純鐵粉的粒度的眾數(shù)) 為0. 9以上,優(yōu)選為1. 0以上,更優(yōu)選為1. 1以上。
[0054] 粒度的眾數(shù)在本發(fā)明中定義為,在粒度分布之中表示最高的質(zhì)量分率的粒度。各 粒度存在幅寬時,粒度的眾數(shù)定義為,表示最高質(zhì)量分率的粒度的中央值。
[0055] 在本發(fā)明中,粒度分布例如可以通過篩分進行測定。通過篩分測定粒度分布時,將 軟磁性混合粉末放入粒度不同的篩子時,通過某一粒度(x)的篩子,而沒有通過小一等級 的粒度(x-1)的篩子的軟磁性混合粉末作為所述粒度(x)的軟磁性混合粉末。計數(shù)各粒度 的軟磁性混合粉末的粒子數(shù),能夠得到個數(shù)基準的粒度分布,測定體積和質(zhì)量,能夠得到各 粒度的體積基準和質(zhì)量基準的粒度分布。另外,各粒度所包含的粉末的粒度可以全部假設(shè) 為一定。例如,作為粒度(x)的粉末,可以全部假設(shè)為粒度(X)。
[0056]用于篩分的篩子優(yōu)選為JISZ8801-1所述的篩子。篩分時,優(yōu)選粒度的數(shù)目為3 個粒度以上。
[0057] 另外,在本發(fā)明中,粒度分布也可以通過激光衍射散射法(Microtrack法)簡便 地獲得。激光衍射散射法(Microtrack法)利用的是,對粒子照射光時所散射的散射光 量與圖案根據(jù)粒徑會有所不同,來測定亞微米區(qū)域至數(shù)毫米左右的粒徑。激光衍射散射法 (Microtrack法)可以進行干式或濕式的測定,應用于本發(fā)明的純鐵粉、軟磁性鐵基合金粉 和軟磁性混合粉末時,優(yōu)選干式的測定。還有,由激光衍射散射法得到的粒度分布在測定的 原理上是體積基準的粒度分布,使用純鐵粉和軟磁性鐵基合金粉的密度,能夠換算成質(zhì)量 基準。
[0058]另外,本發(fā)明的軟磁性混合粉末,若設(shè)具有軟磁性鐵基合金粉的累計50%質(zhì)量平 均粒徑D50以上的粒度的軟磁性混合粉末中,軟磁性鐵基合金粉占據(jù)的質(zhì)量比例為,在 低于D50的粒度的軟磁性混合粉末中軟磁性鐵基合金粉占據(jù)的質(zhì)量比例為RmdOT,則1?。_與 Rmder之比(ROTer/RmdJ為1. 2以上。OCr/U比低于1. 2時,得不到鐵損改善效果,強 度、最大磁通密度也為低的值。因此,優(yōu)選為2以上,更優(yōu)選為5以上。(R_yRmdJ比的上 限未特別限定,1^(^接近〇時也會成為非常大的值(例如,1\10 3)的〇?。_/1^(^)。1?。_與 1^^之比0?。_/1^^)優(yōu)選為1\10 3以下,更優(yōu)選為1\102以下,進一步優(yōu)選為0.5\102 以下。
[0059] 1?。_與Rmde,之比(Rg/U的值,越是使用粗大的粒度的軟磁性鐵基合金粉越 大,越是使用微細的粒度的軟磁性鐵基合金粉越小。
[0060]另外,本發(fā)明的軟磁性混合粉末優(yōu)選累計50%質(zhì)量平均粒徑D50為45iim以上。 若軟磁性混合粉末的D50為45ym以上,則機械強度提高,因此優(yōu)選。更優(yōu)選為50ym以上, 進一步優(yōu)選為60iim以上。
[0061]累計50%質(zhì)量平均粒徑D50,也稱為中值粒徑。累計50%質(zhì)量平均粒徑D50,是表 示將具有粒度分布的粉體從某一粒徑起分成粗大的粉末與微細的粉末二者時,粗大側(cè)與微 細側(cè)為相等質(zhì)量的粒徑。圖1表示在各粒度中,以均等的比例混合了合金粉與純鐵粉的基 于現(xiàn)有認知的混合例的粒度分布,圖2表示在相對粗大的粒度中將合金粉混合得多,在相