TW201117240A - Soft magnetic material, shaped body, compressed powder magnetic core, electromagnetic component, process for production of soft magnetic material, and process for production of compressed powder magnetic core - Google Patents

Description

201117240 六、發明說明： 【發明所屬之技術領域】 本發明係關於一種軟磁性材料、成形體、壓粉磁心、電 磁零件、軟磁性材料之製造方法及壓粉磁心之製造方法。 【先前技術】 先前，於切換電源或升壓式轉換器等變換能量之電路中 係採用作為電感而使用壓粉磁心之電磁零件。該壓粉磁心 係由複數個複合磁性粒子構成，複數個複合磁性粒子的各 自具有例如由純鐵所形成的金屬磁性粒子，與被覆於其表 面之絕緣被膜。作為使用壓粉磁心之電磁零件的構成例， 具備壓粉磁心與於磁心的外周捲繞繞線而成的線圈已為人 所知。對於壓粉磁心，業者謀求的是施以較小的磁場可獲 取較大的磁通密度之磁性特性，與可對於來自外部的磁場 敏感地反應之磁性特性。 在父流磁場使用該壓粉磁心之情形下，會產生被稱為 「鐵損」之能量損失。該鐵損以磁滯損失與渦流損失之和 表示。磁滯損失係為使壓粉磁心的磁通密度變化而由必要 的能量產生的能量損失，渦流損失主要係由流動於構成壓 粉磁心之各金屬磁性粒子内及各金屬磁性粒子間之渦流產 生之能篁損失。磁滯損失係與動作頻率成比例，渦流損失 係與動作頻率的2次方成比例。因此，磁滯損失主要在低 週波區域起支配作用，渦流損失主要在高週波區域起支配 作用。即，高週波驅動用的壓粉磁心之鐵損中，渦流損失 所占比例大。為抑制渦流損失，有必要將金屬磁性粒子的 149429.doc 201117240 粒徑縮小。 作為將金屬磁性粒子的粒徑縮小之壓粉磁心材料，於例 如曰本特開2004-3 19652號公報（專利文獻1)中揭示有一種 軟貝磁性粉末’其具備有包含具有5〜70 μηι的粒徑，且以 鐵與石夕為主成分之金屬磁性粒子；與形成於該金屬磁性粒 子的表面’且將金屬磁性粒子予以外部氧化處理而獲得的 絕緣被膜之複數個複合磁性粒子。另揭示有一種於該軟質 磁性扣末中混合潤滑劑，並施加以16 ton/cm2的壓力而製 造的壓粉磁心。 先前技術文獻 專利文獻 專利文獻1 :曰本特開2004-319652號公報 【發明内容】 發明所欲解決之問題 但，因於上述專利文獻1所揭示的軟質磁性粉末金屬磁 性粒子的粒徑較小’故流動性不佳。若流動性不佳，則將 該軟磁性粉末填充於模具中時的填充性不佳。因此，通常 會有將該軟磁性粉末加壓成形而成之成形體的密度變低之 問題。 又’上述專利文獻1中’因在成形壓粉磁心時施加較大 壓力’故通常在加壓成形後將壓粉磁心自模具取出時的取 出壓力增大。因此’會有於壓粉磁心上產生條紋、龜裂及 缺損等’並容易產生成為成形不良之情形之問題。 因而’本發明之目的在於提供一種密度提高，且成形性 149429.doc 201117240 獲知改良之軟磁性材料、成形體、壓粉磁心、電磁零件、 軟磁性材料之製造方法及壓粉磁心之製造方法。 解決問題之技術手段 本發明之軟磁性材料具有複數個磁性粒子、結著劑及潤 滑劑。結著劑結著複數個磁性粒子。潤滑劑内含於被結著 之磁性粒子的集合體内，並具有1 〇〇t以下的熔點。 根據本發明之軟磁性材料，軟磁性材料内含有具有 100°C以下的炫點之潤滑劑。^利用模具加屋成形該軟磁 性材料，則磁性粒子内的潤滑劑被液化，而被壓出於模具 面。因於利用模具加a成形軟磁性材料而成之成形體與模 具的界面存在潤滑劑 取出壓力。從而，因 缺損等之成形不良， ，故可降低自模具取出該成形體時的 可抑制在成形體上產生條紋、龜裂及 故可提高成形性。 又，於結著之磁性粒子㈣合體之内部不僅有結著劑， 而且存在有加麼成形時液化之潤滑劑。因A，在利用模且 加壓成形軟磁性材料時’存在於結著劑内部的潤滑劑將會 促進結著劑的凝聚破壞，而使結著力下降。藉此，可容易 將結者的複數個磁性粒子解散， 解放而促進磁性粒子的再排 且面又:因所液化之濁滑劑自成形體的内部容易排出於模 i形二Γ助於成形體的密度提高。從而，可提高加壓 成形軟磁性㈣而成之成形體的密度。 二:：複數個磁性粒子利用結著劑被結著，故可提高 t㈣軟磁性#料填充於模具中，則填充性高。 因此，可提高成形體的密度。 、、 门 149429.doc 201117240 本發明的軟磁性材料之製造方法具備有以下之步驟。首 先’將結著劑與具有i 〇〇°C以下的熔點之潤滑劑混合，而 形成添加劑。然後’利用添加劑結著複數個磁性粒子。 根據本發明軟磁性材料之製造方法，係使用結著劑與具 有1 00°C以下的熔點之潤滑劑使複數個磁性粒子結著。因 此，可使潤滑劑内含於被結著之磁性粒子的集合體内。從 而，如上所述，可製造密度提高，且成形性獲得改良之軟 磁性材料》 上述軟磁性材料中，較佳的是潤滑劑中包含脂肪酸單醯 胺或脂肪酸單酯。又，上述軟磁性材料之製造方法中，較 佳的是在形成上述添加劑之步驟中，使用包含脂肪酸單醯 胺或脂肪酸單酯之潤滑劑。 因包含脂肪酸單醯胺或脂肪酸單酯之潤滑劑在成形時容 易液化’故潤滑劑容易被壓出於模具面。因此，可進一步 提高成形性，且可進一步提高加壓成形軟磁性材料而成之 成形體的密度。 上述軟磁性材料中，較佳的是潤滑劑中包含不飽和脂肪 酸單醯胺或不飽和脂肪酸單酯。又，上述軟磁性材料之製 造方法中，較佳的是在形成上述添加劑之步驟中使用包 含不飽和脂肪酸單醯胺或不飽和脂肪酸單酯之潤滑劑。 因包含不飽和脂肪酸單醯胺或不飽和脂肪駿單醋之濁滑 劑較包含飽和脂肪酸單醯胺或飽和脂肪酸單酯之潤滑劑更 容易在成形時液化，故潤滑劑容易被壓出於模具面。因 此，可進一步^成形十生，且可進一步提高加$成形軟磁 I49429.doc 201117240 性材料而成之成形體的密度。 本發明之成形體係藉由加壓成形上述本發明的軟磁性材 料而製造者。 根據本發明之成形體，係使用可提高成形性，且提高密 度之軟磁性材料。因此，若加壓成形該軟磁性材料，則可 實現提高成形性，且提高密度之成形體。 本發明之壓粉磁心係藉由熱處理上述本發明的成形體而 製造者。又，本發明的壓粉磁心之製造方法具備以下之步 驟。首先，根據上述軟磁性材料之製造方法製造軟磁性材 料其_人，將该軟磁性材料加壓成形，而形成成形體。然 後，熱處理該成形體。 根據本發明的壓粉磁心及壓粉磁心之製造方法，係使用 可提高成形性’且提高密度之軟磁性材料。因此，若將該 軟磁性材料加壓成形並熱處理，則可實現成形性良好且 密度有所提高之壓粉磁心。 上述壓粉磁心之製造方法中，較佳的是於形成上述成形 體之步驟，以使軟磁性材料之温度成為潤滑劑的熔點以上 之方式加以控制而加壓成形軟磁性材料。 藉此，形成成形體之步驟中，潤滑劑容易被壓出於模具 面。因此，可製造進一步提高成形性，且進一步提高密度 之壓粉磁心。 本發明之電磁零件具備上述壓粉磁心與被捲繞於壓粉磁 心上之線圈。換言之，本發明之電磁零件具備.上述本發明 之壓粉磁心，與捲繞繞線而構成並被配置於該磁心的外側 149429.doc 201117240 之線圈。 根據本發明之電磁零件，係使用可提高成形性，且提古 密度之軟磁性材料。因此，可實現高密度的電磁零件。円 發明之效果 如以上説明’根據本發明的軟磁性材料、成形體、壓粉 :心、電磁零件、軟磁性材料之製造方法及壓粉磁心之製 &方法’因具備内含於被結著之磁性粒子的集合體内之具 有100°c以下的熔點之潤滑劑，故可提高密度，且提高 形性。 【實施方式】 以下基於圖面說明本發明之實施形態。另，以下之圖面 中對同一或相當部分係標注以同一參照符號，而不重複其 說明。 Μ (實施形態1) 圖1係模式性顯示本發明的一實施形態之軟磁性材料之 圖。如圖1所示’本實施形態之軟磁性材料具有作為磁性 粒子之金屬磁性粒子1 〇、結著劑2 0及潤滑劑3 0。 金屬磁性粒子10係由例如鐵（Fe)、鐵（Fe)_鋁（Α1)系合 金、鐵（Fe)-石夕（Si)系合金、鐵（Fe)-氮（Ν)系合金、鐵（Fe)_ 鎳（Ni)系合金、鐵（Fe)-碳（C)系合金、鐵（Fe)-硼（B)系合 金、鐵（Fe)-鈷（Co)系合金、鐵（Fe)磷（P)系合金、鐵（Fe)-鎳 (Ni)-鈷（Co)系合金、鐵（Fe)-鋁（A1)-矽（Si)系合金、鐵（Fe)-紹（A1)-絡（Cr)系合金、鐵（Fe)_銘（A1)-猛（Μη)系令金、鐵 (Fe)-铭（Α1)-鎳（Ni)系合金 '鐵（Fe)-矽（Si)-鉻（Cr)系合金、 149429.doc 201117240 鐵（Fe)-石夕（Si)-猛（Μη)系合金、鐵（Fe)_石夕（Si)_錄⑽）系合金 及鐵（Fe)系非晶形合金等形成。金屬磁性粒子⑺為金屬單 體或為合金皆可。 • 金屬磁性粒子10的平均粒徑以在1 μΓη以上70 μιη以下為 佳。藉由令金屬磁性粒子10的平均粒徑為丨μιη以上，可抑 制使用軟磁性材料製造的壓粉磁心之橋頌磁力及磁滯損失 的增加°另—方面’藉由令金屬磁性粒子1G的平均粒徑為 70 μιη以下’可有效降低於i版以上的高週波域發生的過 流損失。 另，所s胃「金屬磁性粒子1〇的平均粒徑」係為在粒徑的 棒狀統計圖中，自粒徑較小者的質量之和達總質量的篇 之粒子的粒徑，即「5〇%粒徑」。 結著劑20結著複數個金屬磁性粒子1〇。結著劑2〇可使用 例如熱塑性樹脂、熱固性樹脂等，並以具有可與潤滑劑3〇 相容，即可同時溶解潤滑劑3〇之泛用溶劑為佳。 潤滑劑30内含於被結著之金屬磁性粒子1〇的集合體内。 專人磁f生材料中，並非是在被結著之金屬磁性粒子1 〇的 集a體之外表面，而是存在於内部之添加劑、即結著劑2〇 及’間滑劑30 ,相對於添加劑總量以在5〇質量％以上為佳。 又，潤滑劑30具有l〇〇t以下，較佳的是75t以下的熔 點。藉由使用具有此類低熔點之潤滑劑，在利用模具加壓 成形時，潤滑劑30被液化而容易被壓出於模具面。 又，潤滑劑30宜包含脂肪酸單醯胺及脂肪酸單酯中的至 種包含月曰肪酸單醯胺或脂肪酸單醋更佳。潤滑劑3 〇 149429.doc 201117240 包含脂肪酸單醯胺及脂肪酸單酯中的至少一種尤佳，包人 脂肪酸單醯胺或脂肪酸單酯更佳。此處，所謂「脂肪酸單 酿胺」’若將烧基設為Rl、R2、R3時，係以例如下述化學 式1〜3表示。同樣，脂肪酸單酯係以例如下述化學式4表 示0 H 一 NH, 1 2 0 [化2] Ri 一 c一 jj 一 r2 (化學式1) ,·(化學式2) [化3]

..(化學式3) [化4] R,—C—0— 1 0 .·(化學式4) 作為此種脂肪酸單醯胺’可使用例如油酸醯胺、界酸醯 胺、亞油酸醯胺、硬脂醯胺、辛酸醯胺、月桂酸醯胺、肉 旦寇酸酿胺、栋糊酸酿胺及山茶酸酿胺等。 同樣’作為脂肪酸單酯’可使用例如油酸酯、芬酸酯、 亞油酸酯、硬脂酸酯、辛酸酯、月桂酸酯、肉豆蔻酸酯、 棕橺酸酯及山窬酸酯等。 又’脂肪酸單醯胺及脂肪酸單酯以不飽和者為佳。因不 149429.doc 201117240 飽和脂肪酸單醯胺及不飽和脂肪酸單酯較飽和脂肪酸單醯 胺及飽和脂肪酸單酯熔點更低，故在利用模具加壓成形 時，潤滑劑30被液化而容易被塵出於模具面。作為此種不 飽和脂肪酸醯胺，可使用例如油酸醯胺、芥酸醯胺及亞油 酸酿胺等。同樣，作為不飽和脂肪酸醋，可使用例如油酸 酯、芥酸酯及亞油酸酯等。 圖2係模式性顯示本實施形態的變形例之軟磁性材料之 圖。如圖2所示，軟磁性材料具有結著劑2〇與濶滑劑儿一 體化而成之添加劑40。即，結著劑2〇及潤滑劑3〇如圖"斤 示個別存在亦可，如圖2所示被一體化亦可。 另，圖1或圖2所示之軟磁性材料只要是無損本實施形態 的軟：性材料之特性之程度’亦可進而具有其他添加劑。 接著參照、圖1〜3，兹京尤本實施形態之軟磁性材料之製 方法進行說明β圖3係顯示本實施形態之軟磁性材料之 製造方法之流程圖。 如圖3所示，首先準備金屬磁性粒子10(步驟S10p於該 步驟S10準備上迷之金屬磁性粒子1〇。該等金屬磁性粒子 耗藉由氣體霧化法或水霧化法等，將例如含有特定成份 之鐵予以粉末化而進行準備。於該步驟S10以準備平均粒 徑在1 μηι以上70 μηι以下的金屬磁性粒子1〇為佳。 接者’熱處理金屬磁性粒子1()。熱處理的温度係為在例 如700 C以上而未達140(rc。於熱處理前的金屬磁性粒子 的内。P存在有起因於霧化處理時的熱應力等所致的應變 或結晶粒界等的許多缺陷。因此，藉由對金屬磁性粒^10 149429.doc 201117240 實施熱處理’可使該等缺陷減少。另，該熱處理之步驟亦 可被省略。 接著’將結著劑20，與具有i〇〇°c以下，較佳的是具有 7 5 C以下的溶點之潤滑劑3 〇混合，而形成添加劑（步驟 S20)。 於該步驟S20準備例如上述之結著劑20及潤滑劑3〇，並 使潤滑劑30相容於結著劑2〇的溶劑。準備的潤滑劑以包含 脂肪酸單醯胺及脂肪酸單酯中的至少一種為佳，包含脂肪 酸單醢胺或脂肪酸單酯更佳。又，包含於潤滑劑之脂肪酸 單醯胺或脂肪酸單酯以不飽和者尤佳。 接著，利用添加劑結著複數個金屬磁性粒子1 〇(步驟 S30)。於該步驟S30將複數個金屬磁性粒子1〇與包含結著 劑20及潤滑劑30之添加劑的溶液或分散液混合，並乾燥除 去溶劑或分散液。另，根據需要進而添加樹脂或其他添加 劑亦可。藉此’複數個金屬磁性粒子丨〇藉由結.著劑2 〇被結 著，而獲得於被結著之金屬磁性粒子1〇的集合體内含有潤 滑劑3 0之軟磁性材料。 藉由實施以上之步驟S10〜S3〇，可製造圖j或圖2所示的 軟磁性材料。 (實施形態2) 圖4係模式性顯不本實施形態之軟磁性材料之圖。如圖* 所不，本實施形態之軟磁性材料雖具備有基本上與實施形 態1之軟磁性材料相同之構成，但進一步具有絕緣被膜70 此點有所不同。 149429.doc -12· 201117240 具體而言’本實施形態之磁性粒子包含有金屬磁性粒子 1 〇與包圍金屬磁性粒子1 〇的周圍之絕緣被膜70。絕緣被膜 7 0係作為金屬磁性粒子10間的絕緣層而發揮功能。藉由以 絕緣被膜70被覆金屬磁性粒子1 〇，可將加壓成形該軟磁性 材料而獲得的壓粉磁心之電阻率P增大。藉此，可抑制〉、尚 流在金屬磁性粒子1 0間流動，而使壓粉磁心的渦流損失降 低。 絕緣被膜70的平均膜厚以在1 〇 nm以上1 μηι以下為佳 藉由令絕緣被膜70的平均膜厚為10 nm以上，可有效抑制 渦流損失。藉由令絕緣被膜70的平均膜厚為i μηι以下，可 防止絕緣被膜70在加壓成形時剪切破壞。又，因絕緣被膜 70在軟磁性材料中所占的比例未過大，故可防止加壓成形 軟磁性材料所獲得的壓粉磁心的磁通密度顯著下降。 另所明平均膜厚」係為鑑於利用組成分析（ΤΕΜ-EDX: transmission electron microscope energy dispersive hy spectr_py，透射型電子顯微鏡能量分散x光線光 譜分析）而獲得的膜組成，與利用電感輕合電漿質量分析 (ICP-MS: inductively coupled plasma-mass spectrometry -電感麵合錢質量光譜分析）而獲得的元素量，導出適當 =度’進而’ II由簡照片直接觀察被膜，確認早先被導 的相當厚度之大小係適當之值而被決定者。 又’絕緣被膜70宜包含選自由鱗酸化合物、魏合物、 欽化合物、錯化合物及硼化合物所組成之群中至少一種物 質。因該等物質絕緣性良好，故可有 J百效抑制流動於金屬磁 149429.doc 201117240 性粒子1 〇間之渦流。具體而言’宜包含氧化矽、氧化鈦或 氧化锆等。特別是藉由於絕緣被膜70中使用包含磷酸鹽之 金屬氧化物，可進一步薄化被覆金屬磁性粒子的表面之被 覆層。藉此’可增大磁性粒子的磁通密度，因而磁性特性 得到提高。 又，絕緣被膜70可包含作為金屬之Fe、Al、Ca(飼）、 Μη、Zn(鋅）、Mg(鎂）、V(釩）、Cr、Y(釔）、Ba(鋇）及 Sr(鋰），或使用稀土類元素之金屬氧化物、金屬氮化物、 金屬氧化物、磷酸金屬鹽化合物及硼酸金屬鹽化合物，或 矽酸金屬鹽化合物等。 又’絶緣被膜70可包含選自由A卜Si、Mg、γ、Ca、 Zr(鍅）及Fe所組成之群中至少1種物質的磷酸鹽之非晶質化 合物及該物質的硼酸鹽之非晶質化合物。 再者，絕緣被膜70可包含選自由Si、Mg，、Y、（^及以所 組成之群中至少1種物質的氧化物之非晶質化合物。 另’雖於上述就構成軟磁性材料之磁性粒子由1層絕緣 被膜構成之情形予以顯示，但構成軟磁性材料之磁性粒子 由複數層絕緣被膜構成亦可。 因其他構成與實施形態丨之軟磁性材料大致相同，故不 重複其說明。 參照圖4及圖5，說明本實施形態之軟磁性材料之製造方 法。圖5係顯示本實施形態之軟磁性材料之製造方法的流 程圖。 如圖5所示，本實施形態之軟磁性材料之製造方法雖具 149429.doc 201117240 備有基本上與實施形態1之軟磁性材料之製造方法相同的 構成，但更具備形成絕緣被膜70之步驟S 11，此點有所不 同。 具體而言’在準備金屬磁性粒子1〇之步驟S11之後，形 成包圍金屬磁性粒子10的表面之絕緣被膜70(步驟s丨2)。 於該步驟S12形成如上述材料的絕緣被膜70〇特別是宜形 成包含選自由磷化合物、矽化合物、鈦化合物、銼化合 物、硼化合物、矽酮樹脂、熱塑性樹脂、非熱塑性樹脂及 高級脂肪酸所組成之群中的至少一種物質之絕緣被膜7〇 β 絕緣被膜7 0可藉由將例如金屬磁性粒子1 〇進行碌酸鹽化 學合成處理而形成。又’作為由磷酸鹽所構成之絕緣被膜 的形成方法，除了磷酸鹽化學合成處理之外，亦可利用溶 劑吹附或使用前驅物之凝膠處理。又，形成由石夕系有機化 合物所構成之絕緣被膜70亦可。該絕緣被膜的形成可利用 使用有機溶劑之濕式被覆處理，或利用混合器之直接被覆 處理等。藉此’於金屬磁性粒子1 0的各自表面上可形成絕 緣被膜70，獲得複數個磁性粒子。 雖於上述就構成軟磁性材料之磁性粒子由1層絕緣被膜 70構成之情形予以顯示，但構成軟磁性材料之磁性粒子如 上述由複數層絕緣被膜70構成亦可。 在製造具備複數層絕緣被膜70之軟磁性材料之情形下， 可形成一層絕緣被膜與包圍一層絕緣被膜的表面之其他絕 緣被膜’一層絕緣被膜包含選自由磷化合物、石夕化合物、 鈦化合物、锆化合物及硼化合物所組成之群中至少一種物 149429.doc •15· 201117240 質’而其他絕緣被膜包含選自由矽酮樹脂、矽化合物、熱 塑性樹脂、非熱塑性樹脂及高級脂肪酸鹽所組成之群中至 少一種物質。 因其他步驟（S20〜S30)與實施形態1之軟磁性材料之製造 方法大致相同，故不重複其說明。 (實施形態3) 圖6係模式性顯示本實施形態之壓粉磁心之圖。圖6所示 之壓粉磁心係使用實施形態1的軟磁性材料而製造者。 具體而言，本實施形態之壓粉磁心具有金屬磁性粒子1〇 與絕緣物6 0。 接著’參照圖6及圖7 ’茲就本實施形態之壓粉磁心之製 造方法進行說明。圖7係顯示本實施形態之壓粉磁心之製 造方法的流程圖。 如圖7所示，首先，與實施形態丨相同製造軟磁性材料 (步驟S10〜S30)。 接者，加壓成形軟磁性材料，而形成成形體（步驟 S40)。將於該步驟S4〇將所獲得之軟磁性材料裝入模具 中，並以自例如39〇 MPa至1500 MPa之範圍的壓力加壓成 形。藉此’形成加壓成形軟磁性材料而成之成形體。 該步驟S40中，在將軟磁性材料填充於模具中時，因軟 磁性材料的流動性高，故填充性高。這是因為構成軟磁性 材料之複數個金屬磁性粒子係由結著劑2〇結著，故在表觀 上粒徑會增大之緣故。 又，步驟S40中，在加壓成形時，潤滑劑3〇被液化，並 149429.doc -16· 201117240 被壓出於模具面，即，成形體與模具的界面。為促進潤滑 劑的液化，於該步驟S40中係以潤滑劑的熔點以上之溫$ 加壓成形為佳。將成形體自模具取出時，可降低取出壓 力。從而，因可抑制在成形體上產生條紋、龜裂、缺損等 之成形不良，故可提高成形性。 又’因在金屬磁性粒子1 〇的集合體内部不僅有結著劑 20 ’而且存有加壓成形時液化的潤滑劑3〇，故在利用模具 加壓成形軟磁性材料時，存在於結著劑2〇内部的潤滑劑％ 會促進結著劑2 0的凝聚破壊，而使結著力下降。騎此，可 容易將結著的複數個金屬磁性粒子1〇解散，而促進金屬磁 性粒子10的再排列。從而，可提高加壓成形軟磁性材料而 成之成形體的密度。 接著，將成形體熱處理（步驟S50P於該步驟S5〇以例如 400°C以上90(TC以下的温度進行熱處理。因於經加壓成形 之成形體的内部產生許多缺陷，故可藉由熱處理除掉該等 缺陷。 在進行熱處理之步驟S50之後，根據需要，藉由對成形 體施予押出加工或切削加工等適當的加工，而完成圖6所 示之壓粉磁心。 (實施形態4) 圖8係模式性顯示本實施形態之壓粉磁心之圖。圖8所示 之壓粉磁心係使用實施形態2的軟磁性材料而製造者。 本貫施形態之壓粉磁心雖具備基本上與實施形態3之壓 粉磁心相同之構成，但更具有包圍金屬磁性粒子10的表面 149429.doc •17- 201117240 之絶緣被膜7 0，此點有所不同。 接著，茲參照圖8及圖9 ,就本實施形態之壓粉磁心之製 造方法進行說明。圖9係顯示本實施形態之壓粉磁心之製 造方法的流程圖。 本實施形態之壓粉磁心之製造方法雖具有基本上與實施 形態3相同之構成，但進一步具有形成絶緣被膜之步驟 sii，此點及熱處理之步驟S5〇中的熱處理温度上有所不 同0 具體而言，如圖9所示，首先，與實施形態2相同，製造 軟磁性材料（步驟S10〜S30)。接著，與實施形態3相同，加 壓成形軟磁性材料，而形成成形體（步驟S4〇)。因該等步 驟S10〜S40與實施形態2的軟磁性材料之製造方法及實施形 態3的步驟S40大致相同，故不重複其說明。 接著，進行成形體之熱處理（步驟S5〇) ^於該步驟85〇， 以例如40(TC以上絕緣被膜7〇熱分解温度以下之温度進行 熱處理。若以未達絕緣被膜70熱分解温度之温度進行熱處 理，則藉由實施熱處理，可抑制絕緣被膜7〇的劣化。 藉由以上步驟S1〇〜S50,可製造圖8所示的壓粉磁心。 接著，餘就本發明之電磁零件進行説明。本發明的電磁 零件具備上述之壓粉磁心與線圈。壓粉磁心的形狀可例舉 的有環狀、棒狀等、E型及！型芯等。另—方面，線圈係由 對導線捲繞設有絕緣被覆之繞線而構成。繞線之剖面形狀 可利用圓形或矩形等各種形狀。可例舉例如螺旋狀地捲繞 圓線而形成圓筒狀的線圈’或螺旋狀地沿端緣捲繞平角線 149429.doc •18- 201117240 而形成角筒狀的線圈等。 該電磁零件亦可於壓粉磁心的外周捲繞繞線而構成，或 預先將螺旋狀形成的空芯線圈嵌入壓粉磁心的外周而構成 亦可。 作為該電磁零件的具體例，可例舉高週波扼流線圈、高 週波調諧用線圈、棒狀天線線圈、電源用扼流線圈、電源 變壓器、切換電源用變壓器及電抗器等。 實施例 本實施例中，就具備内含於複數個磁性粒子内，並具有 100°c以下的熔點之潤滑劑之效果進行了調查。 (本發明例1) 本發明例1之壓粉磁心係根據本發明實施形態3之壓粉磁 心之製造方法（S10〜S20)而製造者。 具體而5 ’於準備金屬磁性粒子之步驟S10中，將鐵粉 藉由水霧化法準備為含有鐵99.6重量％以上，及其餘部分 之0‘3重量％以下的0(氧）及(^重量％以下的c、N、piMn 等不可避免的雜質之金屬磁性粒子。該金屬磁性粒子的平 均粒徑設為10 μιη。 接著，於混合結著劑與潤滑劑之步驟S2〇進行如下之動 作。首先，作為結著劑，準備結著性的二甲基矽酮樹脂， 作為潤滑劑，準備熔點為75t的油酸醯胺。將相對於其後 混合之金屬磁性粒子為^質量％濃度之量的結著劑溶解於 二甲苯溶劑。於該溶劑中添加相對於其後混合之金屬磁性 粒子為0_5質量。/。濃度之量的油酸醯胺，&進行混合。藉 149429.doc 19 201117240 此’形成包含結著劑與潤滑劑之添加劑。 接著於結著金屬磁性粒子之步驟s3〇中混合金屬磁性 粒子制、添加劑。其後，乾燥除去溶劑。藉&，如圖1所 丁衣蛻具有100 C以下的熔點之潤滑劑内含於結著之磁 性粒子的集合體内之軟磁性材料。 接著於形成成形體之步驟S40中，將軟磁性材料填充 於模具2 中’並施加 2 t〇n/cm2、4 t〇n/cm2、6 t〇n/cm2、8 ton/em 、10 t〇n/cm2及12 ί〇η^2的壓力，製造6種成形 體。 接著，於進行熱處理之步驟S5〇中，以75〇。〇在氮氛圍中 將成形體分別熱處理i小時。藉此，製成本發明你"之壓粉 磁心。 (本發明例2) 本發明例2雖具有基本上與本發明例丨相同之構成，但作 為潤滑劑係使用熔點為6〇°C的硬脂酸酯，僅此點有所不 同。另，在形成成形體之時，施加2 t〇n/cm2、4 t〇n/em2、 6 ton/cm 、8 ton/cm 、10 ton/cm2及 12 ton/cm2之壓力，萝 造6種成形體。 (比較例1) 比較例1的壓粉磁心之製造方法雖具有基本上與本發明 例1的壓粉磁心之製造方法相同之構成，但未具備混合結 著劑與潤滑劑之步驟S20，此點有所不同。 具體而言’實施與本發明例1相同之準備金屬磁性粒子 之步驟S10。 M9429.doc •20· 201117240 接著，使用與本發明例丨相同之結著劑，結著金屬磁性 粒子。而後，添加潤滑劑。藉此，製造圖ίο所示之比較例 的軟磁丨生材料。另，圖1 0係模式性顯示比較例1的軟磁性 材料之圖。如圖1 〇所示’比較例1的軟磁性材料中，潤滑 劑30幾乎未内含於結著之金屬磁性粒子ίο的集合體内，多 量潤滑劑30存在於結著之金屬磁性粒子1〇的集合體外部。 接著，與本發明例丨相同’實施加壓成形之步驟S4〇及進 灯熱處理之步驟85〇。藉此’製造比較例1之壓粉磁心。 (比較例2) 比較例2雖具有基本上與本發明例1相同之構成，但作為 满滑劑使用熔點為14(Tc的乙二硬脂醯胺，僅此點有所不 同另’在形成成形體之時，施加2 ton/cm2、4 ton/cm2、 ό ton/cm2及8 ton/cm2之壓力，製造4種成形體。 (比較例3) 比較例3雖具有基本上與比較例1相同之構成，但作為潤 滑劑使用乙二硬脂醯胺，僅此點有所不同。即，如圖1〇所 示，作為潤滑劑的乙二硬脂醯胺幾乎未内含於結著之金屬 磁性粒子的集合體内。另’在形成成形體之時，施加2 ton/cm2、4 ton/cm2、6 ton/cm2及 8 ton/cm2、1〇 ton/cm2及 12 t〇n/cm2之壓力，製造6種成形體。 (比較例4) 比較例4雖具有基本上與本發明例1相同之構成，但未添 加潤滑劑，僅此點及結著劑的添加量上有所不同。具體而 言’比較例4的軟磁性材料係對複數個金屬磁性粒子僅混 149429.doc 21 201117240 ο 〇·6質$ %的結著劑，而未添加潤滑劑。另，在形成成形 體之時’把加 2 ton/cm2、4 ton/cm2、6 ton/cm2 及 8 ton/cm 、l〇 ton/cm2及12 ton/cm2之壓力，製造6種成形 (比較例5) 比較例5雖具有基本上與比較例4相同之構成但 ，使用 1.2質量％的結著劑，僅此點有所不同。即，比較例5的軟 磁性材料對複數個金屬磁性粒子僅混合1 ·2質量％的結著 劑，而未添加潤滑劑，另，在形成成形體之時，施加2 ton/cm2 > 4 ton/cm2 ^ 6 ton/cm2^ 8 ton/cm2A10 ton/cm2^ 壓力，製造5種成形體。 (比較例6) 比較例6雖具有基本上與本發明例1相同之構成，但，未 添加潤滑劑’僅此點有所不同。具體而言，比較例6的軟 磁性材料對複數個金屬磁性粒子僅混合丨.8質量％的結著 劑’而未添加潤滑劑。另，在形成成形體之時，施加2 ton/cm2、4 ton/cm2、6 t〇n/cm2 及 8 ton/cmj1〇 t〇n/cm2 之 壓力，製造5種成形體。 (測定方法） 藉由阿基米德法測定本發明例1、2及比較例1〜3之壓粉 磁心的密度◊於圖11顯示其結果。圖11係顯示進行實施例 之加壓成形時施加之壓力與成形體（壓粉磁心）的密度之關 係之圖。圖11中’横轴係表示進行加壓成形時施加之壓力 (單位：ton/cm2)，縱轴係表示成形體的密度（單位： 149429.doc -22- 201117240 g/cm3)。 又’就本發明例1、2及比較例1〜6之壓粉磁心，將自模 具將成形體取出時施加之壓力作為取出壓力進行測定。於 圖12顯示其結果。圖1 2係顯示進行實施例之加壓成形時施 加之壓力與取出壓力之關係之圖。圖12中，横轴係表示加 壓成形時施加之壓力（單位：t〇n/cm2)，縱軸係表示取出壓 力（單位：MPa)。 (測定結果） 如圖11所示，使用具有内含於結著之金屬磁性粒子的集 合體内之油酸醯胺之軟磁性材料而製造的本發明例1，及 使用具有内含於結著之金屬磁性粒子的集合體内之硬脂酸 醋之軟磁性材料而製造的本發明例2的壓粉磁心，具有較 加壓成形時施加之壓力相同之比較例1〜3的壓粉磁心之密 度更高，而為4.8 g/cm3〜5.6 g/cm3之高的密度。即，可知 本發明例1及2即使加壓成形時的壓力低，仍可提高密度。 再者’如圖12所示’本發明例1及2的壓粉磁心可實現具 有較加壓成形時施加之壓力相同之比較例i〜6的取出壓力 更低之取出壓力’且在成形體上不會產生條紋、龜裂及缺 損’成形性良好。即’可知本發明例1及2中即使於加壓成 形時施加之壓力增高，亦可維持良好的成形性。 另一方面’潤滑劑3 〇幾乎未内含於結著之金屬磁性粒子 的集合體内’而多量存在於結著之複數個金屬磁性粒子i 〇 的集合體的外部之比較例1的壓粉磁心之密度，在加壓成 形時的壓力與本發明例1相同之情形下，相較於本發明例1 149429.doc -23. 201117240 為低。另’雖取出壓力較本發明例1更高，但在加壓成形 時施加之壓力為12 ton/cm2之情形下，取出壓力停留於17 MPa ’可維持良好的的成形性。 又’作為潤滑劑使用具有超過100°C之熔點之乙二硬脂 酸醯胺之比較例2，及幾乎未内含於金屬磁性粒子内且作 為潤滑劑使用乙二硬脂酸醯胺之比較例3中，在加壓成形 時之壓力與本發明例1及2相同之情形下，相較於本發明例 1及2，社、度低，且取出壓力亦焉。比較例2中在加壓成形 時施加之壓力超過8 ton/cm2之情形下，比較例3中在加壓 成形時施加之壓力超過10 ton/cm2之情形下，取出壓力超 過20 MPa ’並於成形體上產生有條紋、龜裂及缺損。 又，相較於内含有乙二硬脂酸醯胺之比較例2，未内含 之比較例3在加壓成形時的壓力相同之情形下，取出壓力 更低。由此可知，内含於金屬磁性粒子的集合體内之潤滑 劑為如脂肪酸單醯胺或脂肪酸單酯等在炼點並非為1 〇〇°C 以下之情形下’即使具有内含於金屬磁性粒子的集合體内 之潤滑劑，亦無有提高密度並提高成形性之效果。 又’未使用潤滑劑之比較例4〜6取出壓力非常高。即使 比較例4中加壓成形時施加之壓力係8 ton/cm2以上，比較 例5及6中加壓成形時施加之壓力係6 ton/cm2以上，取出壓 力亦會超過20 MPa，而於成形體上產生條紋、龜裂及缺 損。 由以上可確認根據本實施例，藉由具備内含於結著之金 屬磁性粒子的集合體之具有100°C以下的熔點之潤滑劑， 149429.doc -24- 201117240 可降低取出壓力，藉此可提高成形性，且提高密度。 應可思及的是’此處所揭示之實施形態及實施例係就所 有點例示’並非是限定者。本發明的範圍並非是上述的實 施形態而是根據申請專利範圍表示，其意欲包含在與申請 專利範圍均等的意義及範圍内之所有變更。 產業上之可利用性 使用本發明之軟磁性材料所製造的壓粉磁心、可利用於例 如高週波扼流線圈、高週波調諧用線圈、棒狀天線線圈、 電源用扼流線圈、電源變壓器、切換電源用變壓器及電抗 器等。 【圖式簡單說明】 圖1係模式性顯示本發明實施形態丨之軟磁性材料之圖。 圖2係模式性顯示本發明實施形態1的變形例之軟磁性材 料之圖。 圖3係顯示本發明實施形態1之軟磁性材料之製造方法的 流程圖。 圖4係模式性顯示本發明實施形態2之軟磁性材料之圖。 圖5係顯示本發明實施形態2之軟磁性材料之製造方法的 流程圖。 圖6係拉式性顯示本發明實施形態3之壓粉磁心之圖。 ® 7# - » 不本發明實施形態3之壓粉磁心之製造方法的流 程圓。 圖8係模式性顯示本發明實施形態4之壓粉磁心之圖。 圖9係 不本發明實施形態4之壓粉磁心之製造方法的流 149429.doc -25· 201117240 程圖。 圖1 〇係模式性顯示比較例1的軟磁性材料之圖。 圖11係顯示實施例之加壓成形時施加之壓力與成形體的 密度之關係之圖。 圖12係顯示實施例之加壓成形時施加之壓力與取出壓力 之關係之圖。 【主要元件符號說明】 10 金屬磁性粒子 20 結著劑 30 潤滑劑 40 添加劑 60 絕緣物 70 絶緣被膜 149429.doc -26-

Claims (1)

1. 201117240 七、申請專利範圍： 1. 一種軟磁性材料，其具有： 複數個磁性粒子（1〇); 結著前述複數個磁性粒子（1 0)之結著劑（2〇);及 内含於被結著之前述磁性粒子（丨〇)的集合體内，且具 有100°c以下的熔點之潤滑劑（3〇)。 2_如请求項1之軟磁性材料，其中前述潤滑劑（3〇)包含脂肪 酸單醯胺或脂肪酸單酯。 3 ·如请求項2之軟磁性材料，其中前述潤滑劑（30)包含不飽 和脂肪酸單醯胺或不飽和脂肪酸單酯。 4. 一種成形體’其係將如請求項1之軟磁性材料加壓成形 而製造者。 5. —種壓粉磁心，其係將如請求項4之成形體進行熱處理 而製造者。 6· —種電磁零件，其具有： 如請求項5之壓粉磁心；及 捲、-堯於則述壓粉磁心上之之線圈。 7· 一種軟磁性材料之製造方法，纟具備有： 將、纟°著劑（20)與具有loot以下的熔點之潤滑劑（30)混 &而形成添加劑之步驟；及 利用則述添加劑結著複數個磁性粒子（10)之步驟。 月长項7之軟磁性材料之製造方法，其中於形成前述 添加劑之击_ A ^鄉中，係使用包含脂肪酸單醯胺或脂肪酸單 酷之前述潤滑劑(30)。 149429.doc 201117240 9. 如 請求項8之軟磁 性材料之製造方法，其中於形成前述 10. 添加劑之步驟令 。。 尔便用包含不飽和脂肪酸單醢胺或不 單自曰之别述濁滑劑（30)。 -種麼粉磁心之製造方法，二： 、據士吻求項7之軟磁性材料之製造方法，製造軟磁 性材料之步驟； 飽和脂肪酸 加壓成形前述軟磁性材料，而形成成形體之步驟；及 將則述成形體熱處理之步驟。 11. 如請求項10之壓粉磁心之製造方法’其中於形成前述成 形體之步驟，係以前述潤滑劑（30)的熔點以上進行加壓 成形。 149429.doc