本發(fā)明涉及磁芯、磁芯的制造方法以及線圈部件。

背景技術(shù)：

以往而言，在家電設(shè)備、工業(yè)設(shè)備、車輛等各種各樣的用途中，使用感應(yīng)器、變壓器、扼流圈等線圈部件。線圈部件由磁芯(磁心)和卷繞于該磁芯周圍的線圈構(gòu)成，對于該磁芯而言，廣泛利用磁性特性、形狀自由度、價(jià)格優(yōu)異的鐵氧體磁芯。

近年來，隨著電子設(shè)備等電源裝置向小型化的推進(jìn)，對小型、低高度且大電流下也能夠使用的線圈部件的要求越來越強(qiáng)烈，相比于鐵氧體，更趨向采用使用了飽和磁通密度高的金屬系磁性粉末的磁芯。作為金屬系磁性粉末，例如，使用Fe-Si系、Fe-Ni系等磁性合金粉末。將該磁性合金粉末的成型體進(jìn)行壓密化而得到的磁芯的飽和磁通密度高，另一方面，由于是合金粉末，所以電阻率低,目前使用預(yù)先絕緣包覆的磁性合金粉末。針對此，提出了一種通過在含有鐵、硅和比鐵容易氧化的元素(例如，鉻、鋁)的軟磁性合金粒子的表面形成由該粒子的氧化而得到的氧化層，從而賦予磁芯絕緣性的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)1)。

另外，已知利用Fe-Si-Al系合金粒子的磁芯能夠降低鐵損。由于該Fe-Si-Al系合金粒子硬而缺乏變形性(成型性)，因此，在由該粒子得到的磁芯中，存在粒子間空隙增多、導(dǎo)磁率降低的傾向。于是，提出了一種通過在預(yù)先分別對Fe-Si-Al系合金粒子和高壓縮性的Fe-Ni系合金粒子進(jìn)行絕緣包覆的狀態(tài)下進(jìn)行使用來提高導(dǎo)磁率的技術(shù)(參照專利文獻(xiàn)2)。

現(xiàn)有技術(shù)文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)

專利文獻(xiàn)1：日本特開2011-249836號公報(bào)；

專利文獻(xiàn)2：日本特開2013-98384號公報(bào)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

發(fā)明所要解決的問題

在使用上述兩種軟磁性粒子的技術(shù)中，需要預(yù)先在各軟磁性粒子表面形成以氧化硅為主要成分的絕緣覆膜。接著，需要進(jìn)一步進(jìn)行經(jīng)過將成型用樹脂混合并造粒的步驟后形成成型體，使成型用樹脂氣化的第一熱處理工序，以及為了抑制氧化相的生成，在非氧化性環(huán)境下進(jìn)行的第二熱處理工序。如此地，為了得到使用了以往兩種軟磁性粒子的磁芯，需要繁雜的工序。

本發(fā)明是鑒于上述情況而完成的，其目的在于，提供一種制造性優(yōu)異、能夠發(fā)揮高導(dǎo)磁率的磁芯及其制造方法，以及使用了該磁芯的線圈部件。

解決問題的技術(shù)方案

本發(fā)明的磁芯具有：

Fe系軟磁性合金粉末；以及

夾雜在所述Fe系軟磁性合金粉末的粒子之間的氧化物相，

所述Fe系軟磁性合金粉末包括Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末。

由于作為Fe系軟磁性合金粉末，該磁芯含有Fe-Si-Al系合金粉末以及成型性比該Fe-Si-Al系合金粉末好的Fe-Al-Cr系合金粉末，因此，在加壓成型時(shí)Fe-Al-Cr系合金粉末能夠引起塑性變形，嵌入Fe-Si-Al系合金粉末之間的空隙，能夠提高密度。由此，能夠減少所得到的磁芯中的非磁性空隙，能夠提高導(dǎo)磁率。

優(yōu)選Al在所述氧化物相中比在所述Fe系軟磁性合金粉末中濃化。由于任一Fe系軟磁性合金粉末中均含有Al，所以能夠使含有很多Al的氧化物相夾雜在Fe系軟磁性合金粉末的粒子之間。由此，能夠發(fā)揮良好的絕緣性。另外，也能夠通過上述氧化物相來結(jié)合Fe系軟磁性合金粉末。

該磁芯的密度優(yōu)選為5.4×10³kg/m³以上。通過將密度提高至上述范圍，能夠更加提高磁芯的強(qiáng)度和導(dǎo)磁率。

在該磁芯中，優(yōu)選所述Fe系軟磁性合金粉末的平均粒徑(d50)為20μm以下。通過將Fe系軟磁性合金粉末的平均粒徑設(shè)為上述范圍，能夠減少磁芯的高頻渦流損耗。

本發(fā)明還涉及一種磁芯的制造方法，該磁芯的制造方法包括：

對含有Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末的混合粉末進(jìn)行成型而得到成型體的工序；以及

對所述成型體進(jìn)行熱處理而形成所述氧化物相的工序。

在該制造方法中，由于對含有Fe-Si-Al系合金粉末和成型性比所述Fe-Si-Al系合金粉末好的Fe-Al-Cr系合金粉末的混合粉末進(jìn)行成型，因此，能夠填充合金粉末間的空隙并實(shí)現(xiàn)高密度化。另外，通過熱處理能夠在Fe系軟磁性合金粉末的粒子之間形成含有Al的氧化物相，能夠提高磁芯的絕緣性。

本發(fā)明還包括具有該磁芯和設(shè)置于所述磁芯的線圈的線圈部件。

根據(jù)該磁芯，能夠提高線圈部件的生產(chǎn)效率。另外，得到了高導(dǎo)磁率的線圈部件。

附圖說明

圖1A是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的磁芯的立體示意圖。

圖1B是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的磁芯的主視示意圖。

圖2A是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的線圈部件的俯視示意圖。

圖2B是表示本發(fā)明一實(shí)施方式的線圈部件的仰視示意圖。

圖2C是沿著圖2A中的A-A’線的一部分的剖視圖。

圖3是表示實(shí)施例中制造的環(huán)形磁芯的立體示意圖。

圖4是表示實(shí)施例中的磁芯的密度與Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相關(guān)性的說明圖。

圖5是表示實(shí)施例中的磁芯的徑向抗壓強(qiáng)度與Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相關(guān)性的說明圖。

圖6是表示實(shí)施例中的磁芯的初始導(dǎo)磁率與Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相關(guān)性的說明圖。

圖7是表示實(shí)施例中的磁芯的磁芯損耗與Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相關(guān)性的說明圖。

圖8是表示實(shí)施例中的磁芯的渦流損耗、磁滯損失與Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相關(guān)性的說明圖。

圖9是表示實(shí)施例中的磁芯的電阻率與Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相關(guān)性的說明圖。

圖10A是實(shí)施例的試樣編號3的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖10B是實(shí)施例的試樣編號3的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖10C是實(shí)施例的試樣編號3的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖10D是實(shí)施例的試樣編號3的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖10E是實(shí)施例的試樣編號3的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖10F是實(shí)施例的試樣編號3的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖11A是實(shí)施例的試樣編號5的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖11B是實(shí)施例的試樣編號5的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖11C是實(shí)施例的試樣編號5的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖11D是實(shí)施例的試樣編號5的磁芯的剖面的SEM圖像。

圖11E是實(shí)施例的試樣編號5的磁芯的剖面的SEM圖像。

具體實(shí)施方式

下面，具體地說明本發(fā)明一實(shí)施方式的磁芯及其制造方法，以及線圈部件。但是，本發(fā)明并不限定于此。需要說明的是，在一部分或全部圖中，省略不需要說明的部分，另外，也存在為了便于說明而放大或縮小等進(jìn)行圖示的部分。

<磁芯>

圖1A是表示本實(shí)施方式的磁芯的立體示意圖，圖1B是其主視圖。磁芯1包括用于卷繞線圈的圓柱狀導(dǎo)線卷繞部5，以及分別對置于導(dǎo)線卷繞部5的兩端部的一對凸緣部3a、3b。磁芯1的外觀呈鼓型。導(dǎo)線卷繞部5的剖面形狀不限于圓形，可以采用正方形、矩形、橢圓形等任意形狀。另外，凸緣部可以配置于導(dǎo)線卷繞部5的兩端部，也可以僅配置于一方的端部。

本實(shí)施方式的磁芯具有Fe系軟磁性合金粉末和夾雜在所述Fe系軟磁性合金粉末的粒子之間的氧化物相，所述Fe系軟磁性合金粉末包括Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末。Al在所述氧化物相中比在所述Fe系軟磁性合金粉末中濃化。

(Fe-Al-Cr系合金粉末)

只要含有Fe、Cr和Al作為含有率高的三個(gè)主要元素的Fe-Al-Cr系合金粉末的組成能夠構(gòu)成磁芯即可，沒有特別的限定。Al和Cr是提高耐蝕性等的元素。另外，Al特別有利于表面氧化物的形成。從該觀點(diǎn)出發(fā)，F(xiàn)e-Al-Cr系合金粉末中Al的含量優(yōu)選為2.0質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為3.0質(zhì)量％以上。另一方面，如果Al過多，則飽和磁通密度降低，因此，Al的含量優(yōu)選為10.0質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為8.0質(zhì)量％以下，進(jìn)一步優(yōu)選為7.0質(zhì)量％以下。如上所述，Cr是提高耐蝕性的元素。從該觀點(diǎn)出發(fā)，F(xiàn)e-Al-Cr系合金粉末中Cr的含量優(yōu)選為1.0質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為2.5質(zhì)量％以上。另一方面，如果Cr過多，則飽和磁通密度降低，合金粉末變硬，因此，Cr的含量優(yōu)選為9.0質(zhì)量％以下，更優(yōu)選為7.0質(zhì)量％以下。

從上述耐蝕性等觀點(diǎn)出發(fā)，Cr與Al的總含量優(yōu)選為6.0質(zhì)量％以上。而且，由于在表面的氧化物層中，與Cr相比Al顯著濃化，所以更優(yōu)選使用Al的含量高于Cr的Fe-Al-Cr系合金粉末。

除上述Cr和Al以外的剩余部分主要由Fe構(gòu)成，但在發(fā)揮Fe-Al-Cr系合金粉末所具有的成型性等優(yōu)點(diǎn)的范圍內(nèi)，也可以包含其他元素。但是，由于非磁性元素降低飽和磁通密度等，因此，上述其他元素的含量優(yōu)選為1.0質(zhì)量％以下。需要說明的是，如果含有很多Si，則Fe-Al-Cr系合金粒子變成硬質(zhì)，因此，在本實(shí)施方式中，優(yōu)選設(shè)為經(jīng)過Fe-Al-Cr系合金粉末的常規(guī)制造工藝而引入的不可避免的雜質(zhì)水平(優(yōu)選為0.5質(zhì)量％以下)。進(jìn)一步優(yōu)選的是，除了不可避免的雜質(zhì)之外，F(xiàn)e-Al-Cr系合金粉末由Fe、Cr和Al構(gòu)成。

(Fe-Si-Al系合金粉末)

只要含有Fe、Si和Al作為含有率高的三個(gè)主要元素的Fe-Si-Al系合金粉末的組成能夠構(gòu)成磁芯即可，沒有特別的限定。作為Fe-Si-Al系合金粉末的代表例，可舉出Fe-9.5Si-5.5Al。在所得到的磁芯損耗小而導(dǎo)磁率高的Fe-Si-Al合金中，Si的含量優(yōu)選為5質(zhì)量％～11質(zhì)量％左右，Al的含量優(yōu)選為3質(zhì)量％～8質(zhì)量％左右。該組成的Fe-Si-Al合金粒子為硬質(zhì)，在壓縮成型時(shí)的壓力下難以變形，然而在本實(shí)施方式中，通過將成型性優(yōu)異的Fe-Al-Cr系合金粉末混合，能夠容易地進(jìn)行高密度化，能夠高效地對高導(dǎo)磁率的磁芯進(jìn)行成型。

(合金粉末的配合比例)

雖然Fe-Si-Al系合金是高導(dǎo)磁率的磁性體，但是，其硬度導(dǎo)致使用它的磁芯含有很多空隙。由于所述空隙在磁路中作為磁隙而起作用，因此，導(dǎo)磁率根據(jù)空隙的多少而變化。相對于此，在本實(shí)施方式的磁芯中，由于Fe-Al-Cr系合金粉末的含量越多，空隙越減少，磁芯的導(dǎo)磁率越升高，因此，對于Fe-Al-Cr系合金粉末與Fe-Si-Al系合金粉末的配合比例而言，只要將Fe-Al-Cr系合金粉末的配合比例提高至能夠得到目標(biāo)特性的程度即可。作為Fe-Al-Cr系合金粉末相對于Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末的總量的配合比，優(yōu)選為20質(zhì)量％以上，更優(yōu)選為25質(zhì)量％以上，進(jìn)一步優(yōu)選為50質(zhì)量％以上。另外，F(xiàn)e-Al-Cr系合金粉末的配合比例越高，磁芯的強(qiáng)度越提高?？梢匀我庠O(shè)定Fe-Al-Cr系合金粉末的配合比例的上限，可以為99.5質(zhì)量％，可以為99質(zhì)量％，也可以為95質(zhì)量％。另一方面，從抑制磁芯損耗增加的觀點(diǎn)出發(fā)，作為Fe-Al-Cr系合金粉末相對于Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末的總量的配合比，進(jìn)一步優(yōu)選為90質(zhì)量％以下。

(合金粉末的平均粒徑)

對Fe系軟磁性合金粉末的平均粒徑(此處，使用累積粒徑分布中的中值粒徑d50)沒有特別的限定，但是，由于通過減小平均粒徑可改善磁芯的強(qiáng)度、高頻特性，因此，例如，在要求高頻特性的用途中，可以適當(dāng)?shù)厥褂闷骄綖?0μm以下的Fe系軟磁性合金粉末。中值粒徑d50更優(yōu)選為18μm以下，進(jìn)一步優(yōu)選為16μm以下。另一方面，當(dāng)平均粒徑小時(shí)，導(dǎo)磁率降低，因此，中值粒徑d50更優(yōu)選為5μm以上。另外，更優(yōu)選采用篩等從軟磁性合金粉末中除去粗粒子。在這種情況下，優(yōu)選使用至少32μm以下的(即，通過篩孔32μm的篩的)軟磁性合金粉末。

為了實(shí)現(xiàn)致密填充，F(xiàn)e系軟磁性合金粉末的平均粒徑可以根據(jù)Fe-Si-Al系合金粉末和Fe-Al-Cr系合金粉末的配合比例等而不同。

(氧化物相)

在本實(shí)施方式的磁芯中，氧化物相夾雜在Fe系軟磁性合金粉末的粒子之間，Al在該氧化物相中比在Fe系軟磁性合金粉末區(qū)域中更濃化。對成型體進(jìn)行熱處理后，使用掃描電子顯微鏡(SEM/EDX：Scanning Electron Microscope/energy dispersive X-ray spectroscopy)觀察磁芯的剖面，并檢測各構(gòu)成元素的分布，觀察到在Fe系軟磁性合金粒子的粒子之間形成的氧化物相中，Al濃化。氧化物相主要以Al氧化物作為主體，并包含含有Fe、Cr、Si的相。但是，除此之外，也可以存在以Fe氧化物、Cr氧化物、Si氧化物作為主體的相。

通過下文所述的熱處理來氧化Fe系軟磁性合金粉末，從而在Fe系軟磁性合金粉末的表面形成氧化物相。此時(shí)，F(xiàn)e-Si-Al合金粉末和Fe-Al-Cr系合金粉末中的Al在表層濃化，在所述氧化物相中Al的比率比各合金粉末內(nèi)部的合金相都高。通過形成該氧化物，提高軟磁性合金粉末的絕緣性和耐蝕性。另外，由于該氧化物相是在構(gòu)成成型體后形成的，因此，還能夠有助于夾雜該氧化物相的軟磁性合金粉末之間的結(jié)合。軟磁性合金粉末之間通過所述氧化物相而結(jié)合，從而得到高強(qiáng)度的磁芯。通過SEM圖像能夠觀察元素分布。

(磁芯的性狀)

本實(shí)施方式的磁芯的成型性優(yōu)異，在實(shí)現(xiàn)高磁芯強(qiáng)度和導(dǎo)磁率方面是優(yōu)選的。另外，通過其氧化物相確保了絕緣性，作為磁芯，實(shí)現(xiàn)了充分的磁芯損耗特性。

從提高強(qiáng)度和導(dǎo)磁率的觀點(diǎn)出發(fā)，磁芯的密度越高越優(yōu)選。在經(jīng)過熱處理的狀態(tài)下，密度優(yōu)選為5.4×10³kg/m³以上，更優(yōu)選為5.5×10³kg/m³以上，進(jìn)一步優(yōu)選為5.8×10³kg/m³以上。在本實(shí)施方式的磁芯中，由于在比較硬質(zhì)的Fe-Si-Al系合金粉末中配合了成型性好的Fe-Al-Cr系合金粉末，因此，能夠提高成型體中的填充率，能夠?qū)崿F(xiàn)磁芯的高密度化。

<磁芯的制造方法>

本實(shí)施方式的磁芯的制造方法包括對含有Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末的混合粉末進(jìn)行成型而得到成型體的工序(成型體形成工序)，以及對所述成型體進(jìn)行熱處理而形成所述氧化物相的工序(熱處理工序)。使用的Fe系軟磁性合金粉末為Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末，通過熱處理工序，在Fe系軟磁性合金粉末的粒子表面形成含有以質(zhì)量比計(jì)比內(nèi)部合金相更多的Al的氧化物相。

(成型體形成工序)

含有Cr和Al的Fe-Al-Cr系合金粉末比Fe-Si-Al系合金粉末容易塑性變形。因此，對于Fe-Al-Cr系合金粉末而言，即使在低成型壓力下也能夠得到具有高密度和強(qiáng)度的磁芯。因此，能夠避免成型機(jī)的大型化、復(fù)雜化。另外，由于在低壓下能夠成型，因此，抑制了模具破損，提高了生產(chǎn)效率。

進(jìn)一步地，如下文所述，通過使用Fe-Al-Cr系合金粉末作為軟磁性合金粉末，從而能夠通過成型后的熱處理在軟磁性合金粉末的表面形成絕緣性的氧化物。因此，由于能夠省略在成型前形成絕緣性氧化物的工序，并簡化了絕緣性包覆的形成方法，所以在這方面上也提高了生產(chǎn)效率。

對Fe系軟磁性合金粉末的形態(tài)沒有特別的限定，從流動性等觀點(diǎn)出發(fā)，優(yōu)選使用以霧化粉末為代表的粒狀粉末。氣體霧化、水霧化等霧化法適用于延展性高、難以粉碎的合金粉末的制造。另外，霧化法在制得大致球狀的軟磁性合金粉末方面也是適用的。

在本實(shí)施方式中，為了在加壓成型時(shí)使Fe系軟磁性合金粉末的混合粉末的粒子之間粘接，并對成型體賦予可耐受成型后的操作(handling)的強(qiáng)度，優(yōu)選添加粘合劑。對粘合劑的種類沒有特別的限定，例如，可以使用聚乙烯、聚乙烯醇、丙烯酸樹脂等各種有機(jī)粘合劑。通過成型后的熱處理對有機(jī)粘合劑進(jìn)行熱分解。因此，在熱處理后也可以并用固化、殘留而粘接粉末的硅樹脂等無機(jī)類粘合劑，但是，在本實(shí)施方式的磁芯的制造方法中，由于熱處理工序中形成的氧化物相發(fā)揮粘接Fe系軟磁性合金粉末的粒子之間的作用，所以優(yōu)選省略上述無機(jī)類粘合劑的使用而使工序簡化。

對于粘合劑的添加量而言，只要設(shè)為在Fe系軟磁性合金粉末間進(jìn)行充分粘合并能夠確保充分的成型體強(qiáng)度的量即可。另一方面，如果粘合劑過多，則導(dǎo)致密度、強(qiáng)度降低。從該觀點(diǎn)出發(fā)，例如，粘合劑的添加量相對于100重量份Fe系軟磁性合金粉末，優(yōu)選設(shè)為0.5～3.0重量份。

作為Fe系軟磁性合金粉末，準(zhǔn)備Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末，將二者以上述配合比例混合成混合粉末。根據(jù)需要，在混合粉末中添加粘合劑。在本工序中，對Fe系軟磁性合金粉末和粘合劑的混合方法沒有特別的限定，可以使用以往公知的混合方法、混合機(jī)。在混合有粘合劑的狀態(tài)下，通過其粘接作用，混合粉末形成具有寬粒徑分布的凝集粉末。使用例如振動篩等使該混合粉末通過篩，從而能夠得到適于成型的所期望的二次粒徑的造粒粉末。另外，為了減少加壓成型時(shí)的粉末與模具的摩擦，優(yōu)選添加硬脂酸、硬脂酸鹽等潤滑劑。潤滑劑的添加量相對于100重量份Fe系軟磁性合金粉末優(yōu)選設(shè)為0.1～2.0重量份。潤滑劑也可以涂布于模具。

然后，對所得到的混合粉末進(jìn)行加壓成型而得到成型體。優(yōu)選如上所述地對上述步驟中得到的混合粉末進(jìn)行造粒后，提供于加壓成型工序。使用成型模具將已造粒的混合粉末加壓成型為環(huán)形(toroidal)、長方體形狀等規(guī)定形狀。加壓成型可以是室溫成型，也可以是加熱至粘合劑不消失的程度而進(jìn)行的溫成型。加壓成型時(shí)的成型壓力優(yōu)選為1.0GPa以下。通過在低壓下進(jìn)行成型，能夠在抑制模具破損等的同時(shí)，實(shí)現(xiàn)具有高磁性特性和高強(qiáng)度的磁芯。需要說明的是，混合粉末的制造方法和成型方法并不限定于上述方法。

(熱處理工序)

接下來，說明對經(jīng)過所述成型體形成工序而得到的成型體進(jìn)行熱處理的熱處理工序。為了緩和通過成型等導(dǎo)入的應(yīng)力應(yīng)變而得到良好的磁性特性，對成型體實(shí)施熱處理。通過該熱處理，進(jìn)一步在Fe系軟磁性合金粉末的表面形成Al濃化的氧化物相。該氧化物相通過熱處理，使Fe系軟磁性合金粉末與氧反應(yīng)而生長，并且通過超過Fe系軟磁性合金粉末的自然氧化的氧化反應(yīng)而形成。該熱處理能夠在大氣中、氧和非活性氣體的混合氣體中等存在氧的環(huán)境中進(jìn)行。而且，也能夠在水蒸氣與非活性氣體的混合氣體中等存在水蒸氣的環(huán)境中進(jìn)行熱處理。其中，大氣中的熱處理簡便而優(yōu)選。

本工序的熱處理可以在形成上述氧化物相的溫度下進(jìn)行。通過該熱處理得到強(qiáng)度優(yōu)異的磁芯。進(jìn)一步地，本工序的熱處理優(yōu)選在Fe系軟磁性合金粉末未顯著燒結(jié)的溫度下進(jìn)行。如果Fe系軟磁性合金粉末顯著燒結(jié)，則由于合金之間的頸縮(necking)，一部分Al濃化(Al的比率高)的氧化物相被合金相包圍而孤立為島狀。因此，作為隔開軟磁性合金粉末的母體合金相的氧化物相的功能降低，磁芯損耗也增加。具體的熱處理溫度優(yōu)選為600～900℃的范圍，更優(yōu)選為700～800℃的范圍，進(jìn)一步優(yōu)選為750～800℃的范圍。在上述溫度范圍內(nèi)的保持時(shí)間根據(jù)磁芯的大小、處理量、特性偏差的容許范圍等適宜地設(shè)定，例如，設(shè)定為0.5～3小時(shí)。

(其他工序)

在本實(shí)施方式的制造方法中，也可以增加除成型體形成工序、熱處理工序以外的工序。例如，也可以在成型體形成工序前，附加通過熱處理、溶膠-凝膠法等在Fe系軟磁性合金粉末上形成絕緣覆膜的準(zhǔn)備工序。但是，在本實(shí)施方式的磁芯的制造方法中，由于可以通過熱處理工序在Fe系軟磁性合金粉末的表面形成氧化物相，因此，更優(yōu)選省略如上所述的準(zhǔn)備工序來簡化制造工序。另外，由于氧化物相自身難以塑性變形，因此，通過在加壓成型后采用形成上述富有Al的氧化相的工藝，能夠有效地利用加壓成型時(shí)Fe-Al-Cr系合金粉末具有的高成型性。

<線圈部件>

圖2A是表示本實(shí)施方式的線圈部件的俯視示意圖，圖2B是其仰視圖，圖2C是沿著圖2A中的A-A’線的一部分的剖視圖。線圈部件10具有磁芯1和卷繞于磁芯1的導(dǎo)線卷繞部5的線圈20。在磁芯1的凸緣部3b的安裝面上，在隔著其重心處于目標(biāo)位置的邊緣部設(shè)有金屬端子50a、50b。從安裝面突出的金屬端子50a、50b的一個(gè)自由端部分別在磁芯1的高度方向上直立為直角。通過將這些金屬端子50a、50b中每個(gè)直立的自由端部分別與線圈的端部25a、25b接合，實(shí)現(xiàn)二者的電連接。將具有上述磁芯和線圈的線圈部件用作例如扼流圈、感應(yīng)器、電抗器、變壓器等。

磁芯可以如上所述在僅對混合有粘合劑等的軟磁性合金粉末進(jìn)行加壓成型的磁芯單體的形態(tài)下制造，也可以在內(nèi)部配置有線圈的形態(tài)下制造。對后者的構(gòu)成沒有特別的限定，例如，可以在使用對軟磁性合金粉末和線圈進(jìn)行一體加壓成型的方法、或板層疊法、印刷法這樣的層疊工藝的線圈封入結(jié)構(gòu)的磁芯的形態(tài)下制造。

實(shí)施例

下面，示例性地詳細(xì)說明本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施例。但是，除非存在對該實(shí)施例所述的材料、配合量等特別限定的記載，并不意在將本發(fā)明的范圍僅限定于下述實(shí)施例。

＜磁芯的制造＞

如下所述制造磁芯。作為Fe系軟磁性合金粉末，使用Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末(愛普生艾特米克斯制造的“合金粉末PF18”)。對于采用激光衍射散射式粒度分布測定裝置(堀場制作所制造的LA-920)測定的軟磁性合金粉末的平均粒徑(中值粒徑d50)而言，F(xiàn)e-Al-Cr系合金粉末為16.8μm，F(xiàn)e-Si-Al系合金粉末為9μm。Fe-Al-Cr系合金粉末為粒狀的霧化粉末，其組成以質(zhì)量百分率計(jì)為Fe-5.0％Al-4.0％Cr。另外，F(xiàn)e-Si-Al系合金粉末為粒狀的霧化粉末，其組成以質(zhì)量百分率計(jì)為Fe-9.8％Si-6.0％Al。

將Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末以規(guī)定的配合比例混合，相對于100重量份所述混合粉末，以2.5質(zhì)量份的比例將乳液型丙烯酸樹脂類粘合劑(昭和高分子株式會社制造的Polysol(ポリゾール)AP-604；固體成分40％)進(jìn)行混合。在120℃的條件下將該混合粉末干燥10小時(shí)，使干燥后的混合粉末通過篩而得到造粒粉末。相對于100重量份軟磁性合金粉末，以0.4重量份的比例將硬脂酸鋅添加至該造粒粉末中，混合，得到用于成型的混合物。

在室溫下，使用壓制機(jī)在0.91GPa的成型壓力下對所得到的混合粉末進(jìn)行加壓成型，得到圖3所示的環(huán)形成型體。在大氣中，在750℃的熱處理溫度下對所述成型體實(shí)施一小時(shí)的熱處理，得到磁芯(試樣編號1～編號4)。磁芯的外形尺寸為，外徑φ13.4mm、內(nèi)徑φ7.74mm、高度4.3mm。

為了進(jìn)行比較，作為軟磁性合金粉末，在未配合Fe-Al-Cr系合金粉末而僅使用Fe-Si-Al系合金粉末的情況下，在同樣的條件下進(jìn)行混合、加壓成型、熱處理，得到形狀相同且尺寸相同的磁芯(試樣編號5)。

＜評價(jià)＞

對通過以上工序制造的各磁芯進(jìn)行以下評價(jià)。將評價(jià)結(jié)果示于表1、圖4～9、10A～10F以及11A～11E。圖4～9是表示實(shí)施例中的各評價(jià)項(xiàng)目與Fe-Al-Cr系合金粉末含量的相關(guān)性的說明圖。圖10A～10F是實(shí)施例的試樣編號3的磁芯的剖面的SEM圖像。圖11A～11E是實(shí)施例的試樣編號5的磁芯的剖面的SEM圖像。

(密度的測定)

根據(jù)各磁芯的尺寸和質(zhì)量算出其密度(kg/m³)。

(徑向抗壓強(qiáng)度的測定)

由環(huán)形磁芯的外周側(cè)面在直徑方向上施加負(fù)荷，測定破壞時(shí)的最大加重P(N)，并根據(jù)下述式求出徑向抗壓強(qiáng)度σr(MPa)。

σr＝P(D-d)/(Id²)

[其中，D：磁芯的外徑(mm)，d：磁芯的厚度(mm)，I：磁芯的高度(mm)]

(導(dǎo)磁率(初始導(dǎo)磁率μi)的測定)

將導(dǎo)線在環(huán)形的磁芯上卷繞30圈(turn)，形成線圈部件，采用日本惠普(ヒューレット·パッカード)公司制造的4285A，以頻率100kHz測定電感L，通過下式求出初始導(dǎo)磁率μi。

初始導(dǎo)磁率μi＝(le×L)/(μ₀×Ae×N²)

[le：磁路長度(m)，L：試樣的電感(H)，μ₀：真空的導(dǎo)磁率＝4π×10^-7(H/m)，Ae：磁芯的剖面面積(m²)，N：線圈的圈數(shù)]

(磁芯損耗(core loss)的測定)

在環(huán)形磁芯上分別在初級側(cè)和次級側(cè)卷繞15圈繞線，形成線圈部件，通過巖通計(jì)測株式會社制造的B-H Analyzer SY-8232，在最大磁通密度30mT、頻率300kHz的條件下測定。

(電阻率的測定)

制造圓板狀(外徑φ13.5mm，厚度4mm)的磁芯，作為被測定物，在所述磁芯相對的兩平面上涂布導(dǎo)電性粘合劑，干燥固化后在電極之間設(shè)置被測定物。使用電阻測定裝置(ADC株式會社制造的8340A)施加50V的直流電壓，測定電阻值R(Ω)。測定被測定物的平面面積A(m²)和厚度t(m)，通過下式算出電阻率ρ(Ωm)。

電阻率ρ(Ωm)＝R×(A/t)

(組織觀察、組成分布)

將環(huán)形磁芯切斷，通過掃描電子顯微鏡(SEM/EDX)觀察切剖面(倍率：2000倍)。

[表1]

如表1和圖4～6所示，與單獨(dú)使用Fe-Si-Al系合金粉末的編號5的磁芯相比，使用Fe-Al-Cr系合金粉末和Fe-Si-Al系合金粉末制造的編號1～編號4的磁芯的徑向抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)磁率大幅地升高?？芍鲜鰧?shí)施例的構(gòu)成在得到優(yōu)異的徑向抗壓強(qiáng)度和導(dǎo)磁率方面極其有利。即，根據(jù)上述實(shí)施例的構(gòu)成，通過簡易的加壓成型能夠提高具有高強(qiáng)度和高導(dǎo)磁率的磁芯。另外，根據(jù)圖4～6也確認(rèn)了Fe-Al-Cr系合金粉末的配合比例與徑向抗壓強(qiáng)度以及導(dǎo)磁率的相關(guān)性，因此，能夠僅通過調(diào)整Fe-Al-Cr系合金粉末的配合比例，來有效地制造具有目標(biāo)特性的磁芯。

需要說明的是，雖然隨著Fe-Al-Cr系合金粉末的配合比例的增加，磁芯損耗(特別是磁滯損失)也增加，但均為500kW/m³以下，實(shí)用上不存在問題，為可利用水平。而且，雖然隨著Fe-Al-Cr系合金粉末的配合比例的增加，電阻率降低，但均為5kΩm以上，實(shí)用上不存在問題，為可利用水平。

將使用掃描電子顯微鏡(SEM/EDX)觀察編號3的磁芯剖面的評價(jià)結(jié)果示于圖10A，將各構(gòu)成元素分布的評價(jià)結(jié)果示于圖10B～10F。如圖10A所示，可知由于含有Fe-Al-Cr系合金粉末，所以可見到很多合金粉末發(fā)生塑性變形的區(qū)域，由此減少了合金粉末之間的空隙，提高了合金粉末之間的粘附性。

圖10B～10F是分別表示Fe(鐵)、Al(鋁)、O(氧)、Si(硅)、Cr(鉻)的分布的繪圖。色調(diào)越明亮，表示目標(biāo)元素越多。因此，在觀察元素分布的圖像中，基于氧化物相所占的區(qū)域中Al的亮度是否比合金粉末所占的區(qū)域中Al的亮度高，能夠簡單地對本實(shí)施例中Al的濃化進(jìn)行目視判斷。另外，在定量評價(jià)Al濃化的有無、程度的情況下，通過延長采用SEM/EDX的測定時(shí)間等，對合金粉末內(nèi)和氧化物相內(nèi)的必要部位進(jìn)行詳細(xì)分析，也能夠了解Al組成。根據(jù)圖10D，可知在Fe系軟磁性合金粉末的表面有很多氧，形成有氧化物，以及各Fe系軟磁性合金粉末之間通過該氧化物結(jié)合的狀態(tài)。另外，根據(jù)圖10C，Al在軟磁性合金粉末表面的濃度顯著升高。由此，確認(rèn)了在軟磁性合金粉末的表面形成有Al比率高于內(nèi)部合金相的氧化物相。

相對于此，將使用掃描電子顯微鏡(SEM/EDX)觀察編號5的磁芯剖面的評價(jià)結(jié)果示于圖11A，由于僅使用了硬質(zhì)而缺乏成型性的Fe-Si-Al系合金粉末，因此，可見合金粉末之間有很多空隙，可知合金粉末之間的粘附性低。

附圖標(biāo)記的說明

1 磁芯

3a、3b 凸緣部

5 導(dǎo)線卷繞部

10 線圈部件

20 線圈

25a、25b 線圈的端部

50a、50b 金屬端子