JP2002343618A

JP2002343618A - 軟質磁性材料およびその製造方法

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Publication number: JP2002343618A
Application number: JP2001255580A
Authority: JP
Inventors: Takaaki Yasumura; 隆明安村; Motomichi Oto; 基道大戸; Ryuichi Oguro; 龍一小黒; Mitsuaki Ikeda; 満昭池田
Original assignee: Yaskawa Electric Corp
Current assignee: Yaskawa Electric Corp
Priority date: 2001-03-12
Filing date: 2001-08-27
Publication date: 2002-11-29
Anticipated expiration: 2021-08-27
Also published as: JP4683178B2

Abstract

(57)【要約】【課題】製造再現性に優れた高抵抗軟質磁性材料を得
る。【解決手段】本発明の軟質磁性材料は、珪素、アルミニ
ウムの少なくとも１つの元素を含む鉄合金からなり平均
粒径が10〜400 μｍの金属粒子21とこの金属粒子の周囲
を覆う鉄より酸化しやすい珪素、アルミニウムのいずれ
かを主成分とした厚さ0.2 〜10μｍの絶縁酸化膜22とか
らなる磁性粒子２と、磁性粒子同志を結合させる結合金
属３とを有し、かつ金属粒子の体積が全体の80％以上で
ある成形体からなり、結合金属を、鉄より酸化しやすい
酸化銅、りん、アルミニウム、亜鉛、珪素の少なくとも
一つを1 〜5wt%含有した銅合金としたものである。ま
た、金属粒子は、厚さをｔ、幅をｗとした場合、アスペ
クト比（ｗ／ｔ）が１０〜１００、幅（ｗ）が１０〜４
０００μｍの板状としている。

Description

【発明の詳細な説明】

【０００１】

【発明の属する技術分野】本発明は、モータ、リアクト
ル、トランス、磁気ヘッド用ヨークなどの電気機器に適
用する材料に関し、とくに、低渦電流損失、高飽和磁束
密度および高周波において高透磁率を有する軟質磁性材
料とその製造法に関する。

【０００２】

【従来の技術】モータをはじめとする電気機器は近年高
周波領域で使用される事が多くなった。このような機器
に使用される磁性材料は優れた磁気特性を有する軟質磁
性材料が選定され使用される。ところが、交流使用では
鉄損( ヒステリシス損失と渦電流損失の和) が大きくて
エネルギーロスとなる。渦電流損失は周波数の2 乗に比
例して増加するために、交流損失を少なくする目的で、
例えば珪素鋼板を積層して使用する。それでも商用周波
数領域で鉄損の20% を渦電流損失が占める。また、1 kH
z 以上に成るとヒステリシス損失より渦電流損失が大き
くなると共にヒステリシス損失も大きくなる。従って、
高周波領域で使用される磁性材料は透磁率の低下で本来
の材料自身が持っている飽和磁束密度よりはるかに低い
磁束密度でしか使用する事ができなくなる。また、地球
環境問題からもエネルギーの節約が叫ばれており、モー
タでは効率の向上が不可欠となっている。このような問
題に対して、軟質磁性材料にアモルファスを適用する事
が検討されたが、渦電流損失の低減効果は有るものの製
品成形時の少しの応力で磁気特性が低下するために用途
がきわめて限定される。また、特公平6-82577 で見られ
るように酸化皮膜で覆われた鉄を圧縮成形して作製した
圧粉磁心、また、特開平9-102409に開示されている樹脂
を鉄粉表面に被覆した樹脂成形体などが検討された。圧
粉磁心は、粉体同志の結合剤が弱いために、製品成形体
が取り扱い時に欠けたり割れたりするために用途が限定
される事や、電気抵抗が低くならない範囲で磁気特性を
向上させる高温熱処理を長時間できないために磁気特性
も不十分であった。樹脂成形体は、樹脂を結合材として
使用している関係で、成形時に応力で劣化した鉄の磁気
特性を改善させるための熱処理を700 ℃以上でできない
ために、電気抵抗だけは大きいが、磁気特性は非常に低
かった。700 ℃以上で熱処理すれば樹脂皮膜が消失し電
気抵抗値が低下する。以上の問題点を解決するため、材
料と製造方法についての提案がされた（特開平11-23861
4 ）。図５は、この方法により形成された軟質磁性材料
の断面の模式図である。図において、１は成形体、２は
磁性粒子、３は結合金属である。成形体１は、磁性粒子
２とこれらを結合する結合金属３からなる。磁性粒子２
は、平均粒径10〜400μｍの鉄合金からなる金属粒子２
１と、その周囲を覆う鉄より酸化しやすい金属の酸化
膜、すなわち、絶縁酸化膜２２( アルミナ等) からな
る。結合金属３は、絶縁酸化膜２２を構成する元素と同
じ金属又はその合金であり、ここではアルミニウムであ
る。成形体１の製造工程の一例を図６に示す。すなわ
ち、つぎのとおりである。 (1) 金属粒子２１（鉄合金粒子）の表面を酸化させる。 (2) 表面が酸化した金属粒子２１を型に入れ成形する。 (3) 結合金属３であるアルミニウムを含浸する。成形体
を加熱した状態で鉄より酸化しやすい溶融アルミニウム
を成形体の空隙部に含浸する。 (4) 成形体を加熱処理する。金属粒子２１の表面に生成
している鉄酸化物が、溶融アルミニウムとの接触反応に
よりアルミナに変わる。これにより、軟質磁性材料の成
形体が完成する。この絶縁酸化膜２２( アルミナ)は、
薄くて電気絶縁性に優れており、700 ℃以上に加熱され
てもその特性が低下しないために、高抵抗軟質磁性材と
しては優れた材料となる。なお、結合金属３はアルミニ
ウムの他、マグネシウムでもよい。形成されたアルミナ
またはマグネシアで電気絶縁をとる事に特徴を持たして
いる。

【０００３】

【発明が解決しようとする課題】ところが、上述の特開
平11-238614 では、鉄酸化物と溶融アルミニウムまたは
溶融マグネシウムとの接触反応は極めて速く起こるため
に、その制御が難しい。鉄酸化物と溶融アルミニウムと
の反応はテルミット反応としても知られ、爆発的に反応
することでも知られている。反応の制御が難しいため
に、溶融金属の充填状態によって製造時の再現性に難が
有り、特性の優れた材料が安定して得られないという問
題が有った。また、鉄合金粒子は、粒子形状による反磁
界が大きくて初透磁率が小さいため、このような材料を
機器に使用した場合、小型化を達成するには不十分であ
った。そこで、本発明は製造再現性に優れ、初透磁率の
高い高抵抗軟質磁性材料とその製造方法を提供すること
を目的とする。

【０００４】

【課題を解決するための手段】上記課題を解決するため
に、請求項１記載の軟質磁性材料は、珪素、アルミニウ
ムの少なくとも１つの元素を含む鉄合金からなり平均粒
径が10〜400 μｍの金属粒子とこの金属粒子の周囲を覆
う鉄より酸化しやすい珪素、アルミニウムのいずれかを
主成分とした厚さ0.2 〜10μｍの絶縁酸化膜とからなる
磁性粒子と、前記磁性粒子同志を結合させる結合金属と
を有し、かつ前記金属粒子の体積が全体の80％以上であ
る成形体からなるもので、前記結合金属を、鉄より酸化
しやすい酸化銅、りん、アルミニウム、亜鉛、珪素の少
なくとも一つを1 〜5wt%含有した銅合金としたものであ
る。請求項２記載の軟質磁性材料は、前記金属粒子を、
厚さｔ、幅ｗとした場合、アスペクト比（ｗ／ｔ）１０
〜１００、幅（ｗ）１０〜４０００μｍの板状としたも
のである。請求項１、２記載の軟質磁性材料によれば、
高温アニールによっても電気絶縁皮膜が破壊しないので
渦電流を生じにくく、しかも、鉄合金粒子の歪が小さい
ので高透磁率材料が得られる。請求項３記載の軟質磁性
材料の製造方法は、珪素、アルミニウムの少なくとも１
つの元素を含む鉄合金からなり平均粒径が10〜400 μｍ
の金属粒子とこの金属粒子の周囲を覆う鉄を主成分とす
る鉄酸化膜とからなる磁性粒子を成形して成形体とし、
前記成形体を加熱した状態で前記磁性粒子同志を結合さ
せる結合金属である溶融した銅合金を前記成形体の空隙
部に含浸し、引き続き加熱処理し、前記金属粒子中の珪
素、アルミニウムにより前記鉄酸化膜の酸素を還元し、
珪素またはアルミニウムを主成分とする絶縁酸化膜に変
えるようにしたものである。請求項４記載の軟質磁性材
料の製造方法は、珪素、アルミニウムの少なくとも１つ
の元素を含む鉄合金からなり平均粒径が10〜400 μｍの
金属粒子を成形して成形体とし、前記成形体を300 ℃以
上に加熱して前記金属粒子の表面を酸化させ、鉄を主成
分とする鉄酸化膜を形成し、その後、前記成形体を加熱
した状態で前記磁性粒子同志を結合させる結合金属であ
る溶融した銅合金を前記成形体の空隙部に含浸し、引き
続き加熱処理し、前記金属粒子中の珪素、アルミニウム
の少なくとも１つにより前記鉄酸化膜の酸素を還元し、
珪素またはアルミニウムを主成分とする絶縁酸化膜に変
えるようにしたものである。請求項５記載の軟質磁性材
料の製造方法は、珪素、アルミニウムの少なくとも１つ
の元素を含む鉄合金からなり平均粒径が10〜400 μｍの
金属粒子とこの金属粒子の周囲を覆う鉄を主成分とする
鉄酸化膜とからなる磁性粒子と、前記磁性粒子同志を結
合させる結合金属である銅合金の粒子とを配合して成形
体を形成し、前記成形体を加熱処理し、前記金属粒子中
の珪素、アルミニウム少なくとも１つにより前記鉄酸化
膜の酸素を還元し、珪素またはアルミニウムを主成分と
する絶縁酸化膜に変えるようにしたものである。請求項
６記載の軟質磁性材料の製造方法は、前記銅合金を、鉄
より酸化しやすい酸化銅、りん、アルミニウム、亜鉛、
珪素、マグネシウムのうち少なくとも一つを1 〜5wt%含
有するようにしたものである。請求項７記載の軟質磁性
材料の製造方法は、前記鉄合金からなる金属粒子を、厚
さをｔ、幅をｗとした場合、アスペクト比（ｗ／ｔ）を
１０〜１００、幅（ｗ）を１０〜４０００μｍの板状と
したものである。請求項３〜７記載の軟質磁性材料の製
造方法によれば、絶縁酸化膜を徐々に形成できるので製
造安定性に優れ再現性が高い軟質磁性材料が得られる。

【０００５】

【発明の実施の形態】本発明は、製造時の反応速度をい
かに安定に制御性するかについて材料とその製造法を検
討した。その結果、反応速度の制御は、アルミニウムな
ど反応の速い結合金属を用いるのではなく、鉄合金の金
属粒子の中に鉄より酸化しやすい金属元素、アルミニウ
ムあるいは珪素などを予め添加してしておき、加熱処理
により徐々に鉄粒子の表面に拡散させて鉄酸化物と反応
させアルミニウムや珪素などの絶縁酸化膜に変える方法
を見出した。また、結合金属として、鉄酸化物と反応し
密着性のよい元素を添加した銅合金を用いている。本発
明の具体的特徴は、つぎのとおりである。（１）結合金属表面が酸化された鉄―アルミニウム合金粒子の成型体に
融けた銅合金を圧入し加熱保持すると、鉄の酸化物の酸
素が還元されてアルミニウム主体の酸化物に変わる。す
なわち、主にアルミナで覆われた鉄合金の磁性粒子と磁
性粒子間に結合金属としての銅合金が存在する磁性材料
が作製される。結合金属としての銅合金とアルミナの境
界も部分的に反応しているので結合力を強くしている。
銅に添加する合金成分は鉄の酸化物と濡れ性の良い元素
が望ましい。対象として酸化銅、りん、アルミニウム、
亜鉛、シリコン、マグネシウムがあげられる。しかし、
含有量が1%に満たないと反応し難いし、また、5%を超え
ると反応が速すぎて製造安定性が無くなる。（２）絶縁酸化膜の膜厚絶縁酸化膜の厚さは、固有抵抗値と飽和磁束密度から限
定される。絶縁酸化膜が薄すぎると絶縁性が保たれな
い。酸化膜の固有抵抗値として１００μΩc ｍ以上が望
ましい。固有抵抗値が１００μΩcｍということは、珪
素鋼板（20μΩcｍ）の5 倍の値であり、これにより損
失を5 分の1 にすることができる。絶縁酸化膜が厚すぎ
ると、材料全体として非磁性相の存在が多くなり飽和磁
束密度の低下につながる。磁性粒子の粒径が10μｍの時
で膜厚が0.2 μｍ以下、粒径が４００μｍの時で膜厚が
１０μｍ以下の場合には、飽和磁束密度が15，000G以下
と悪くなる。（３）磁性粒子の平均粒径、材質、製法磁性粒子の平均粒径は、10μｍ未満では透磁率が低下す
る。また、４００μｍより大きいと粒子内で発生する渦
電流で損失が大きくなる。鉄の酸化物では電気絶縁性が
不十分であるため、鉄より酸化しやすい金属でしかも電
気絶縁性に優れた絶縁酸化膜としては、鉄より酸化物生
成エネルギーの大きな金属元素がよく、この対象とし
て、アルミニウム、珪素などがある。従って、金属粒子
としての鉄合金の酸化物形成用の合金成分がアルミニウ
ム、珪素となる。一方、鉄合金粒子の体積を80％以上と
したのは、磁性材料の部分が少なくなると飽和磁束密度
が15，000G未満に成るためである。現在使用されている
磁性鋼、Fe-Si 、Fe-Al 、センダスト、Fe-25Co 、Fe-5
0Co 等の合金は、15，000Gである。Fe-25Co 、Fe-50Co
を鉄合金の金属粒子とした場合は、これらの合金に絶縁
酸化膜形成用の合金成分を更に添加した。金属粒子の製
造法は、種々の方法を適用できるが、プラズマ法の中で
水プラズマ法がコスト的に有利である。理由は粒子製造
と同時に表面が酸化されているので、酸化処理の工程が
省略できるからである。（４）結合金属の含浸と加熱処理結合金属を含浸する際は、溶けた金属を圧入した方が金
属が粒子間に入りやすいし、減圧した方がより好まし
い。また、粉末同士を圧縮して成形体を作製する場合、
強度を高めるうえで焼結が望ましい。加熱処理の目的
は、二つある。一つは、鉄酸化膜の還元と同時に新しい
絶縁酸化膜を形成することである。例えば、300 ℃以上
で鉄―アルミニウム合金中のアルミニウムと鉄酸化物と
を接触させると鉄酸化物が還元されアルミニウム酸化物
ができる。他の一つは、結合金属である銅合金中の合金
成分と鉄酸化物との反応である。いずれの反応も300 ℃
未満の低い温度でも良いが時間がかかるのでコスト的に
不利になる。真空雰囲気で実施した方が絶縁酸化膜は生
じ易い。鉄酸化物は、Fe2O3 、Fe3O4 、FeO 、およびこ
れらの複合物質であり、これらの鉄酸化物を還元するた
めに、還元条件によっては鉄酸化物が残る事もあるが、
特性的に影響無い程度なら問題ない。（５）アスペクト比初透磁率向上を検討した結果、磁性粒子（鉄合金）の形
状を選定すること、すなわち粒子の厚さに対する幅の比
を大きくとることにより、反磁界を小さくでき初透磁率
を向上させることがわかった。本発明の鉄合金粒子は、
アトマイズ法、カーボニル法、電解法、急冷法、打ち抜
き法などにより製造される。このうち、遠心アトマイズ
法による鉄合金粒子の製造方法を、図４に示す。添加元
素による鉄合金溶湯の粘性、雰囲気ガス、供給する鉄ま
たは鉄合金の量を調整することにより溶湯の粒子形状の
変化させることができる。溶湯の粒子形状により板状の
金属粒子（鉄合金）が作製される。また、粒状の粒子を
圧延でつぶすことでも目的の形状を得ることができる。
最も簡単な方法は、急冷法などで得られた板を打ち抜く
ことにより目的の形状を得る。作製される板状の鉄合金
粒子の長さ、厚さは発生する初透磁率、渦電流損失、飽
和磁化により限定される。板状の粒子のアスペクト比
（ｗ／ｔ）が１０より小さいと、初透磁率が小さくな
る。一方、幅が４０００μｍより大きいと粒子内で発生
する渦電流で損失が大きくなる。幅１０μｍ未満でも透
磁率が低下する。

【０００６】

【実施例】（第１実施例）本発明の第１実施例である軟
質磁性材料の断面の模式図を図１に示す。外観は従来例
と同じであり、成形体１は、磁性粒子２とこれらの粒子
を結合する結合金属３とからなっており、磁性粒子２
は、平均粒径10〜400 μｍの金属粒子２１（鉄合金）
と、その周囲を覆う鉄より酸化しやすい金属の酸化膜、
すなわち、絶縁酸化膜２２からなる。金属粒子２１は、
Fe-3%Si、Fe-7%Si、Fe-5%Al、Fe-25Co-3Al、Fe-50Co-5S
i、Fe-5Si-1Alを用いた。絶縁酸化膜２２は、ＳｉＯ2
およびＡｌ2Ｏ3 で、膜厚は概ね１μｍとした。結合金
属３は、Cu-3.5P、Cu-1.5Cu2O、Cu-5Al、Cu-3Si、Cu-3P
およびCu-3Znの銅合金である。金属粒子２１と結合金属
３の配合は、金属粒子２１の体積が80 % 以上含有する
ように、金属粒子２１の量と結合金属３の量とを調整し
て行った。金属粒子２１の酸化処理は、空気中で350 ℃
で8 時間加熱とした。成形体１は図２に示す三種類の方
法を用いて、縦5mm横10mm長さ60mmの直方体に成形圧力7
ton/cm2でプレス成形した。結合金属３の含浸は、加熱
後、図示しない圧入装置により溶融金属を圧入した。含
浸後の加熱処理は、含浸時の溶融温度および溶融温度よ
り低い温度の二つで行った。試料の種類と製造条件を表
１に示す。

【０００７】

【表１】

【０００８】図２(a)の方法は、金属粒子２１（鉄合
金）を表面酸化した後、成形、結合金属の含浸、加熱処
理の工程とするもので、表１の試料No は、１、７、８
である。図２(b) は、成形後、表面酸化、結合金属の含
浸、加熱処理の工程とするもので、表１の試料Noは、２
〜６である。図２(c)は、鉄合金粒子２１の表面にＦｅ
2Ｏ3 皮膜を形成した磁性粒子２と結合金属３の銅合金
粒子とを混合してプレスにより成形後、加熱処理して絶
縁酸化膜２２へ変える処理をしたものである。加熱処理
は、温度750 ℃で真空中加熱した（試料No９）。なお、
比較例として、磁性粒子２にFe-5Alを用い、成形後酸化
処理を行い、結合金属３としてAlを含浸したものを加え
た。作製した成形体の絶縁皮膜の厚さと材質は、電子顕
微鏡とX 線マイクロアナライザで測定した。絶縁皮膜の
中には鉄酸化物が残っているものも有った。つぎに、作
製した試料の固有抵抗値と飽和磁束密度を測定し特性を
評価した。抵抗値の測定結果および評価を同じく表１の
右端欄に示す。本発明の試料（No1〜９）の抵抗値のば
らつきは、±７０以下で極めて安定した特性が得られて
いる。これに対して比較例として用いた従来の試料は、
特性のばらつきが±２００と大きく極めて不安定であっ
た。また、飽和磁束密度をBHトレーサで測定した結果で
は、本発明の試料は、全て15，000Gaussを超えており、
良好な特性が得られた。これに対して比較例では15，00
0Gauss以下と低い値であった。さらに、成形体に曲げを
加えて絶縁酸化膜と結合金属との密着性を調べたとこ
ろ、本発明の試料は比較例に比べ極めて優れていること
が分かった。このように、安定した特性が得られるため
に、損失の少ない電気機器を量産できる。

【０００９】（第２実施例）本発明の第２実施例である
軟質磁性材料の断面の模式図を図３に示す。本実施例
は、初透磁率を向上させるため、板状の金属粒子（鉄合
金粒子）２１を用いたものである。鉄合金粒子のアスペ
クト比（幅ｗ／厚さｔ）を１０〜１００とし、且つ幅ｗ
が１０〜４０００μｍとしたものである。鉄合金粒子の
表面には、第１実施例と同様に絶縁酸化膜２２が生成さ
れ、結合金属３の銅合金で結合されている。鉄合金粒子
は、Fe-3Si、Fe-7Si、Fe-5Alを用い、板厚ｔを０．５〜
１００μｍの範囲、幅ｗを１０〜４５００μｍの範囲と
した。絶縁酸化膜２２は、ＳｉＯ2 およびＡｌ2Ｏ3 を
用い、膜厚は概ね１μｍとした。結合金属３は、Cu-3.5
P、Cu-1.5Cu2O、Cu-3Al、Cu-3MgおよびCu- Al-11Siの
銅合金とした。製造方法は、第１実施例と同様に図２の
３種類の方法でおこなった。なお、比較例として、鉄合
金粒子のアスペクト比の小さいものおよび幅の大きいも
のも加えた。本発明に用いた試料を表２に示す。

【００１０】

【表２】

【００１１】板状の金属粒子（鉄合金粒子）２１は、図
４に示す遠心アトマイズ装置により作製した。ルツボ４
に鉄合金５を入れ、ヒータ６により１５００℃付近まで
加熱し、鉄合金５を溶解する。溶解した鉄合金５をノズ
ル７から噴出させ、回転させたデイスク８に衝突させ
る。鉄合金粒子のアスペクト比は、デイスク８の回転速
度と鉄合金溶湯の粘度を調整して行った。この溶湯の粘
度は、溶融金属の温度、組成および雰囲気の酸素濃度に
より変化するが、本実施例では、容器９中の酸度濃度を
アルゴンおよび窒素で雰囲気調整して行った。軟磁性材
料の製造工程は第１実施例と同じく図２に示す三種類で
ある。図２(a)の方法は、表２の試料No１、図２(b) は
試料No２〜１２である。図２(c) の方法は、No１３で
ある。絶縁酸化膜の厚さは電子顕微鏡とX線マイクロア
ナライザで測定した。つぎに、作製した試料の初透磁率
を測定した結果を、同じく表２の右端欄に示す。本発明
の実施例として用いた試料１〜１３は、初透磁率が500
以上で良好な特性を示している。なお、飽和磁束密度も
15，000Ｇ以上と良好である。これに対して比較例とし
て用いた試料のうち、アスペクト比が小さいものは、初
透磁率が500以下と小さく、アスペクト比が大きいが、
幅が大きいものは、初透磁率は500以上であるが、粉末の
製造性が困難であった。

【００１２】

【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、周
囲が鉄より酸化しやすい厚さ0.2 〜10μｍの絶縁酸化膜
２で覆われた平均粒径10〜400 μｍの鉄合金粒子１であ
って、絶縁酸化膜を構成する金属元素は鉄合金を構成す
る合金元素の中の少なくとも一つからなり、絶縁酸化膜
で被覆された粒子同士が銅を主成分とする合金で結合さ
れている成形体で、かつ、鉄合金が成形体の80体積％以
上を占めた構成にしたので、抵抗値や飽和磁束密度の特
性のばらつきが少ない軟質磁性材料を得る効果がある。
また、鉄合金粒子を板状に、アスペクト比を特定したの
で、初透磁率高い軟質磁性材料が得られ、損失の少ない
電気機器が得られる。

【図面の簡単な説明】

【図１】本発明の第１実施例である軟質磁性材料成形体
の断面を示す模式図である。

【図２】本発明の軟質磁性材料の製造工程を示すブロッ
ク図である。

【図３】本発明の第２実施例である軟質磁性材料成形体
の断面を示す模式図である。

【図４】本発明の第２実施例に用いた鉄合金粒子を作製
する装置を示す模式図である。

【図５】従来の軟質磁性材料成形体の断面を示す模式図
である。

【図６】従来の軟質磁性材料の製造工程を示すブロック
図である。

【符号の説明】

１成形体２磁性粒子２１金属粒子（鉄合金粒子）２２絶縁酸化膜３結合金属４ルツボ５鉄合金６ヒータ７ノズル８デイスク９容器

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (51)Int.Cl.⁷ 識別記号ＦＩテーマコート゛(参考）Ｃ２２Ｃ 38/00 ３０３Ｃ２２Ｃ 38/16 38/16 Ｈ０１Ｆ 1/14 Ａ (72)発明者池田満昭福岡県北九州市八幡西区黒崎城石２番１号株式会社安川電機内Ｆターム(参考） 4K018 AA10 AA25 AA26 AA29 BA15 BA16 BB01 BB04 BC18 CA11 FA08 FA36 KA43 KA44 5E041 AA04 CA02 CA04 CA05 NN01

Claims

【特許請求の範囲】

【請求項１】珪素、アルミニウムの少なくとも１つの元
素を含む鉄合金からなり平均粒径が10〜400 μｍの金属
粒子とこの金属粒子の周囲を覆う鉄より酸化しやすい珪
素、アルミニウムのいずれかを主成分とした厚さ0.2 〜
10μｍの絶縁酸化膜とからなる磁性粒子と、前記磁性粒
子同志を結合させる結合金属とを有し、かつ前記金属粒
子の体積が全体の80％以上である成形体からなる軟質磁
性材料において、前記結合金属は、鉄より酸化しやすい酸化銅、りん、ア
ルミニウム、亜鉛、珪素の少なくとも一つを1 〜5wt%含
有した銅合金であることを特徴とする軟質磁性材料。
【請求項２】前記金属粒子は、厚さをｔ、幅をｗとした
場合、アスペクト比（ｗ／ｔ）が１０〜１００、幅
（ｗ）が１０〜４０００μｍの板状であることを特徴と
する請求項１記載の軟質磁性材料。
【請求項３】珪素、アルミニウムの少なくとも１つの元
素を含む鉄合金からなり平均粒径が10〜400 μｍの金属
粒子を300 ℃以上に加熱して前記金属粒子の表面を酸化
させ、鉄を主成分とする鉄酸化膜を形成して磁性粒子と
し、その後、前記磁性粒子を成形して成形体とし、前記
成形体を加熱した状態で前記磁性粒子同志を結合させる
結合金属である溶融した銅合金を前記成形体の空隙部に
含浸し、引き続き加熱処理し、前記金属粒子中の珪素、
アルミニウムにより前記鉄酸化膜の酸素を還元し、珪素
またはアルミニウムを主成分とする絶縁酸化膜に変える
ことを特徴とする軟質磁性材料の製造方法。
【請求項４】珪素、アルミニウムの少なくとも１つの元
素を含む鉄合金からなり平均粒径が10〜400 μｍの金属
粒子を成形して成形体とし、前記成形体を300 ℃以上に
加熱して前記金属粒子の表面を酸化させ、鉄を主成分と
する鉄酸化膜を形成して磁性粒子とし、その後、前記成
形体を加熱した状態で前記磁性粒子同志を結合させる結
合金属である溶融した銅合金を前記成形体の空隙部に含
浸し、引き続き加熱処理し、前記金属粒子中の珪素、ア
ルミニウム少なくとも１つにより前記鉄酸化膜の酸素を
還元し、珪素またはアルミニウムを主成分とする絶縁酸
化膜に変えることを特徴とする軟質磁性材料の製造方
法。
【請求項５】珪素、アルミニウムの少なくとも１つの元
素を含む鉄合金からなり平均粒径が10〜400 μｍの金属
粒子とこの金属粒子の周囲を覆う鉄を主成分とする鉄酸
化膜とからなる磁性粒子と、前記磁性粒子同志を結合さ
せる結合金属である銅合金の粒子とを配合してプレスで
成形して成形体とし、前記成形体を加熱処理し、前記金
属粒子中の珪素、アルミニウム少なくとも１つにより前
記鉄酸化膜の酸素を還元し、珪素またはアルミニウムを
主成分とする絶縁酸化膜に変えることを特徴とする軟質
磁性材料の製造方法。
【請求項６】前記銅合金は、鉄より酸化しやすい酸化
銅、りん、アルミニウム、亜鉛、珪素、マグネシウムの
うち少なくとも一つを1 〜5wt%含有したことを特徴とす
る請求項３から５のいずれか１項に記載の軟質磁性材料
の製造方法。
【請求項７】前記鉄合金からなる金属粒子は、厚さを
ｔ、幅をｗとした場合、アスペクト比（ｗ／ｔ）を１０
〜１００、幅（ｗ）を１０〜４０００μｍの板状とした
ことを特徴とする請求項３から６のいずれか１項に記載
の軟質磁性材料の製造方法。