(57)【要約】【課題】簡易な方法で生産することができ、磁気特性が向上した軟磁性体を提供すること。【解決手段】鉄板を裁断して得られる鉄片１０〜５０重量％と、鉄粉とを配合し、加圧成形することにより、軟磁性体を得る。このようにして得られる軟磁性体は、鉄板を裁断して得られる鉄片と鉄粉とを含有しているため、鉄粉の使用量の低減を図ることができるとともに、磁気特性の向上を図ることができる。【選択図】なし【特許請求の範囲】
【請求項１】
鉄板を裁断して得られる鉄片１０〜５０重量％と、鉄粉とを含有し、加圧成形して得られることを特徴とする、軟磁性体。
【請求項２】
前記鉄片のアスペクト比が、１より大きく７０以下であることを特徴とする、請求項１に記載の軟磁性体。
【請求項３】
廃材からなる鉄板を裁断して鉄片を得る工程と、
前記鉄片と鉄粉とを配合し、加圧成形する工程と
を含むことを特徴とする、軟磁性体の製造方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は、軟磁性体およびその製造方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
従来、モータのコアなどには、成形性の高さから、鉄粉を加圧成形した圧粉磁心が用いられている。
このような圧粉磁心は、モータの小型化に伴い、小型化および高性能化を目的とした磁気特性の向上が求められているが、略球形の粒子が集合しているため、成形後であっても、粒子の形状に由来する反磁界が影響し、磁気特性が劣るという不具合がある。
【０００３】
そこで、優れた磁気特性を有する圧粉磁心を得る方法として、例えば、鉄を主成分とする軟磁性粉末を偏平加工してなる形状異方性軟磁性粉末を、成形用型の上面と下面とにそれぞれ同一極性の磁場を発生させた状態で圧粉し、形状異方性軟磁性粉末の長軸方向を、リングの径方向に向けて配向させる高周波用圧粉磁心の製造方法が提案されている（例えば、特許文献１参照。）。
【特許文献１】特開平８−１６７５１８号公報
【発明の開示】
【発明が解決しようとする課題】
【０００４】
しかるに、特許文献１に記載される方法では、軟磁性粉末を偏平加工することにより、反磁界の影響を低減しているが、より一層、磁気特性を向上させるには、軟磁性粉末をさらに扁平加工しなければならないため、生産性が劣る場合がある。
そこで、本発明の目的は、簡易な方法で生産することができ、磁気特性が向上した軟磁性体を提供することにある。
【課題を解決するための手段】
【０００５】
上記目的を達成するために、本発明の軟磁性体は、鉄板を裁断して得られる鉄片１０〜５０重量％と、鉄粉とを含有し、加圧成形して得られることを特徴としている。
また、本発明の軟磁性体は、前記鉄片のアスペクト比が、１より大きく７０以下であることが好適である。
また、本発明の軟磁性体の製造方法は、廃材からなる鉄板を裁断して鉄片を得る工程と、前記鉄片と鉄粉とを配合し、加圧成形する工程とを含むことを特徴としている。
【発明の効果】
【０００６】
本発明の軟磁性体は、鉄板を裁断して得られる鉄片と鉄粉とを含有している。そのため、鉄粉の使用量の低減を図ることができるとともに、磁気特性の向上を図ることができる。
とりわけ、本発明の軟磁性体に含有される鉄片は、鉄板の裁断の仕方によって、容易に、その長手方向の長さをその厚みよりも長く調整することができる。そのため、容易に、軟磁性体の磁気特性の向上を図ることができる。
【０００７】
また、本発明の軟磁性体の製造方法は、廃材からなる鉄板を裁断した鉄片と鉄粉とを配合する。そのため、廃材を再利用して鉄粉の使用量を減らすことができるとともに、磁気特性の向上を図ることができる。
その結果、簡易な方法で、軟磁性体のコストの低減を図るとともに、その磁気特性の向上を図ることができる。
【発明を実施するための最良の形態】
【０００８】
本発明の軟磁性体は、主成分として、鉄片と、鉄粉とを含有している。
鉄片は、鉄板を裁断して、例えば、略矩形の平板形状、円板形状、長尺な棒状などの形状、好ましくは、略矩形の平板形状に形成される。
鉄板としては、例えば、電磁鋼板、普通鋼板、高張力鋼板、およびそれらの廃材などが挙げられる。廃材としては、例えば、モータのコア、自動車のシェルボディや外板などの廃材が挙げられる。また、鉄板は、例えば、純度９０％以上、好ましくは、９７％以上の鉄から形成され、その厚みは、例えば、０．１〜３．２ｍｍ、好ましくは、０．３〜１．２ｍｍである。
【０００９】
そして、鉄片は、シャーリング、ワイヤカッタ、金切りバサミなどで、鉄板を上記した形状に裁断することにより、切り出される。そして、切り出された鉄片を、必要により、アルゴンなどの不活性気体雰囲気で、例えば、５００〜１５００℃、好ましくは、７００〜１３００℃に加熱することにより、焼鈍し、歪みを除去する。
鉄片は、略矩形の平板形状である場合、長手方向長さ、厚みが規定される。鉄片の長手方向長さは、例えば、０．１〜５０ｍｍ、好ましくは、１．０〜３０ｍｍであり、鉄片の厚みは、例えば、０．１〜３．２ｍｍ、好ましくは、０．３〜１．２ｍｍである。
【００１０】
鉄片のアスペクト比は、下記式で示され、例えば、１より大きく７０以下であり、好ましくは、３〜５０である。
アスペクト比＝Ｌ／Ｔ
Ｌ：長手方向長さおよび厚みのうち、最も長い辺の長さ
Ｔ：長手方向長さおよび厚みのうち、最も短い辺の長さ
鉄片のアスペクト比が１であると、磁気特性の向上を図ることができない場合がある。また、鉄片のアスペクト比が７０を超えると、成形性が低下するという不具合や、軟磁性体の相対密度が低下し、磁気特性が低下するという不具合を生じる場合がある。
【００１１】
鉄片は、軟磁性体中に、例えば、１０〜５０重量％、好ましくは、２０〜４０重量％の配合割合で、配合される。
鉄片の配合割合が１０重量％より少ないと、磁気特性の向上を図ることができない。また、鉄片の配合割合が５０重量％より多いと、成形性が低下するという不具合や、相対密度が低下して、磁気特性が低下するという不具合を生じる。
【００１２】
鉄粉は、例えば、純度９７％以上、好ましくは、９９％以上の鉄から、水アトマイズ法により、表面がでこぼこな略球形の粒状に形成される。また、鉄粉の表面には、必要により、リン酸塩などが絶縁被覆される。このような鉄粉としては、例えば、ソマロイシリーズ（ヘガネス社製）などが挙げられる。鉄粉の平均粒子径（ふるい分け試験により測定）は、例えば、１０〜３００μｍ、好ましくは、５０〜１５０μｍである。鉄粉を含有することにより、成形性を維持しながら、磁気特性の向上を図ることができる。
【００１３】
鉄粉は、軟磁性体中に、例えば、５０〜９０重量％、好ましくは、６０〜８０重量％の配合割合で、配合される。
また、本発明の軟磁性体には、その製造時において、必要により、添加剤を加えることができる。添加剤としては、例えば、バインダや潤滑剤などが挙げられる。
バインダとしては、例えば、シリコーン樹脂、アクリル樹脂、エポキシ樹脂、水ガラスなどが挙げられる。バインダは、鉄片の配合割合により、成形が困難である場合に好適に用いられ、成形性の向上を図ることができる。
【００１４】
バインダは、必要により、鉄片および鉄粉の総量１００重量部に対して、例えば、１０重量部以下、好ましくは、３重量部以下の配合割合で、配合される。
潤滑剤としては、例えば、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸リチウムなどが挙げられる。潤滑剤を加えることにより、密度の向上や離型性の向上を図ることができる。
潤滑剤は、必要により、鉄片および鉄粉の総量１００重量部に対して、例えば、３重量部以下、好ましくは、１重量部以下の配合割合で、配合される。
【００１５】
本発明の軟磁性体を製造するには、まず、鉄片および鉄粉、必要により、バインダおよび潤滑剤を、上記した配合割合で、配合する。このとき、好ましくは、鉄片の長手方向が、製造後の軟磁性体における磁束方向に沿うように、配合する。鉄片の長手方向を、製造後の軟磁性体における磁束方向に沿わせるには、各原料を配合し、混合した後、例えば、重力方向に沿って軽く振動を与えてから、または、磁束方向に外部磁場を発生させた状態でプレス成形する。特に、軟磁性体のサイズが大きい場合には、磁束方向に外部磁場を発生させた状態でプレス成形する。
【００１６】
次いで、配合物を、室温大気中において、例えば、５００〜１５００ＭＰａ、好ましくは、６００〜１２００ＭＰａの圧力で加圧成形する。
次いで、加圧成形体を、必要により、大気中、またはアルゴン、窒素などの不活性ガス中において、例えば、３００〜１０００℃、好ましくは、４００〜６００℃で、例えば、１〜９０分間、好ましくは、１５〜６０分間加熱し、その後、炉冷により冷却する。この加熱により、加圧成形体を焼鈍し、加圧成形体の歪みを除去する。このようにして、本発明の軟磁性体を得ることができる。
【００１７】
本発明の軟磁性体によれば、鉄板を裁断して得られる鉄片と鉄粉とを含有しているため、鉄粉の使用量の低減を図ることができるとともに、磁気特性の向上を図ることができる。
とりわけ、本発明の軟磁性体に含有される鉄片は、鉄板の裁断の仕方によって、容易に、その長手方向の長さをその厚みよりも長く調整することができる。そのため、容易に、軟磁性体の磁気特性の向上を図ることができる。
【００１８】
また、本発明の軟磁性体の製造方法によれば、廃材からなる鉄板を裁断して鉄片を配合する。そのため、廃材を再利用して鉄粉の使用量を減らすとともに、磁気特性の向上を図ることができる。
その結果、簡易な方法で、軟磁性体のコストの低減を図るとともに、その磁気特性の向上を図ることができる。
【００１９】
本発明の軟磁性体は、例えば、モータ、トランス、インバータなどの電気機器のコアに用いることができる。
【実施例】
【００２０】
以下に、実施例および比較例を挙げて本発明をさらに具体的に説明するが、本発明は、これら実施例および比較例に何ら限定されるものではない。
（使用原料および使用装置）
以下に、各実施例および各比較例において使用した原料および装置を示す。
・原料
鉄粉（ソマロイ５００、ヘガネス製、表面リン酸塩被覆）
鉄板（厚み：０．１ｍｍまたは０．３ｍｍ、純度：９９．９９％）
バインダ（熱可塑性樹脂、ＬＢ１、ヘガネス製）
潤滑剤（ステアリン酸亜鉛）
・製造装置
プレス成形機（ハンドプレス機、理研精機製）
金型（サイズ：６ｍｍ×８ｍｍ、超硬（炭化タングステン）製））
・磁力測定装置
試料振動型磁力計（ＶＳＭ、玉川製作所製）
（磁性成形体の製造方法）
２）軟磁性体の製造
まず、鉄板を、シャーリングを用いて、表１に示すサイズで、略矩形の平板形状に切断し、切り出した。なお、表１に、鉄片のアスペクト比を併記する。そして、切り出した鉄片を、アルゴン雰囲気中で、８００℃に加熱し、１時間、焼鈍した。
【００２１】
次いで、バインダを、鉄粉１００重量部に対して、０．６重量部、潤滑剤を、鉄粉１００重量部に対して、０．１重量部配合し、さらに鉄片を配合した。なお、表１に、製造後の軟磁性体中における鉄片の含有量を併記する。このとき、各原料を配合し、混合した後、金型に２ｇを投入し、重力方向から軽く振動を与えて、鉄片の長手方向を、製造後の軟磁性体における磁束方向に沿わせた。
【００２２】
次いで、配合物を、大気中において、室温（２５℃）で、８００ＭＰａの圧力で加圧成形した。
次いで、加圧成形体を、大気中において、５００℃で、３０分間加熱し、その後、炉冷により冷却して、軟磁性体を得た。
（磁性成形体の評価方法）
下記の方法で、密度および磁束密度を測定した。結果を表２に示す。
１）相対密度の測定
得られた軟磁性体の各辺をマイクロメータで測定し、質量を電子天秤で測定し、下記式により、純鉄に対する相対密度を計算した。
相対密度（％）＝（軟磁性体の質量／軟磁性体の体積）／純鉄の比重（７．８７）×１００
２）残留磁束密度の測定
得られた軟磁性体の残留磁束密度を、試料振動型磁力計を用いて、１．５９×１０６Ａ／ｍの磁場中において、測定した。
【００２３】
【表１】
2010021438.tif 000002
【００２４】
【表２】
2010021438.tif 000003