WO2012124032A1 - 圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末およびその圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の製造方法並びに圧粉磁心 - Google Patents

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大脇　武史
北条　啓文
西田　智
祐司 谷口
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株式会社神戸製鋼所
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Definitions

  • the present invention relates to an iron-based soft magnetic powder for a dust core, a method for producing the iron-based soft magnetic powder for the dust core, and a dust core produced using the iron-based soft magnetic powder for the dust core. .
  • iron-based soft magnetic powder for dust cores Conventionally, magnetic cores made of laminated electromagnetic steel plates and electric iron plates have been used for the magnetic cores of electromagnetic parts such as motors and transformers used in alternating current.
  • the degree of freedom and magnetic properties of the three-dimensional shape is higher than that of magnetic cores with magnetic steel sheets and electric iron plates laminated, so compacted powder such as pure iron powder and soft magnetic iron-based alloy powder whose surface is insulated.
  • a dust core obtained by compression-molding iron-based soft magnetic powder for a magnetic core has been used.
  • the pure iron powder and the soft magnetic iron-based alloy powder are collectively referred to as an iron-based soft magnetic powder for dust cores hereinafter.
  • Iron-based soft magnetic powder for dust cores such as pure iron powder and soft magnetic iron-based alloy powder whose surface is insulated, or a dust core produced by compression molding iron-based soft magnetic powder for dust cores
  • Patent Document 1 proposes to coat the surface of an iron-based soft magnetic powder with a glassy insulating layer obtained from phosphoric acid or the like, and has been known for a long time. Further, in order to improve the adhesion between the iron-based soft magnetic powder and the glassy insulating layer, a technique for forming an oxide film on the surface of the iron-based soft magnetic powder by oxidizing the surface in the air is disclosed in Patent Document 2. Has been proposed. However, these inorganic insulating coatings such as glass-like insulating layers should be excellent in thermal stability, but there is a problem that the insulating properties are lowered when heat treatment (annealing) is performed at a high temperature.
  • Patent Document 6 a phosphoric acid-based chemical conversion coating and a silicone resin coating are formed on the surface of the iron-based soft magnetic powder in order from the inside, and the phosphoric acid-based chemical conversion coating is formed from the group consisting of Co, Na, S, Si and W.
  • the present invention relates to an iron-based soft magnetic powder for a dust core containing one or more selected elements.
  • the inventors have succeeded in forming an electrical insulating film having higher heat resistance by combining the phosphoric acid-based chemical conversion film having such a component composition and the silicone resin film.
  • Co, W, and the like are rare metals that are difficult to obtain and have a problem of high cost. Therefore, it has been awaited to develop a general-purpose technology that can obtain the same effect as this technology without increasing the cost by using easily available raw materials.
  • the present invention has been made in order to solve the above-described conventional problems, and can maintain the electrical insulation between the iron powder particles without using a rare metal and by performing a heat treatment at a high temperature.
  • An object of the present invention is to provide an iron-based soft magnetic powder for a dust core excellent in properties and mechanical strength.
  • a further object of the present invention is to provide a method for producing the iron-based soft magnetic powder for dust core and a dust core produced using the iron-based soft magnetic powder for dust core.
  • the iron-based soft magnetic powder for a dust core has a phosphoric acid-based chemical coating formed on the surface of the iron-based soft magnetic powder, and a silicone resin coating formed on the surface of the phosphoric acid-based chemical coating,
  • the phosphoric acid-based chemical conversion film contains P, B, Mg and Al.
  • the iron-based soft magnetic powder for a dust core is P: 0.010 to 0.100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the iron-based soft magnetic powder on which the phosphoric acid-based chemical conversion film is formed.
  • B It is preferable to contain 0.001 to 0.010 parts by mass, Mg: 0.001 to 0.020 parts by mass, and Al: 0.005 to 0.050 parts by mass, respectively.
  • the method for producing an iron-based soft magnetic powder for a dust core is obtained by mixing a phosphoric acid-based chemical conversion treatment solution containing B, Mg and Al with an iron-based soft magnetic powder, and then adding water and / or an organic solvent.
  • the dust core of the present invention is characterized by being produced by compression molding the iron-based soft magnetic powder for a dust core.
  • the present invention it is possible to improve the heat resistance of a phosphoric acid-based chemical conversion film by adding only common elements such as B, Mg, and Al without using rare metals that are difficult to obtain and expensive. Can do. Further, by combining the phosphoric acid-based chemical conversion film and the silicone resin film, an electrical insulating layer having higher heat resistance can be formed.
  • the powder magnetic core manufactured using the iron-based soft magnetic powder for powder magnetic core of the present invention has the required characteristics of the magnetic core of electromagnetic parts such as motors and transformers used in alternating current, that is, high magnetic flux density, low iron High performance that satisfies all of the damage and high mechanical strength.
  • the inventors of the present invention have compacted a powder of an iron-based soft magnetic powder base material on which a film made only of phosphoric acid or a film made of a glassy insulating layer obtained from phosphoric acid described in Patent Document 1 is formed. It shape
  • the present inventors have found that phosphoric acid-derived oxygen atoms contained in the phosphoric acid-based coating diffuse during heat treatment at high temperature and bind to Fe to form a semiconductor. It was presumed that the specific resistance was reduced due to the formation of an oxide of Fe that functions as The present inventors considered that the thermal stability of the phosphoric acid-based coating can be improved by inhibiting the formation of an oxide functioning as a semiconductor by some method. Invented.
  • a phosphoric acid-based chemical film and a silicone resin film are formed as an insulating film on the surface of the iron-based soft magnetic powder in order from the inside.
  • the inner phosphoric acid-based chemical conversion coating is formed to ensure electrical insulation.
  • the silicone resin film on the outermost surface is formed in order to improve the thermal stability of electrical insulation and to develop mechanical strength.
  • This iron-based soft magnetic powder for dust cores is compression molded after blending the lubricant described below as needed, and is mainly used as the magnetic core of electromagnetic parts such as motors and transformers used in alternating current. .
  • the iron-based soft magnetic powder is a ferromagnetic metal powder, and specific examples include pure iron powder, iron-based alloy powder (Fe—Al alloy, Fe—Si alloy, Sendust, Permalloy, etc.), and amorphous powder.
  • Such an iron-based soft magnetic powder can be produced by, for example, reducing the fine particles by the atomizing method, then reducing the fine particles, and then pulverizing them. According to such a production method, an iron-based soft magnetic powder having a particle size distribution evaluated by a sieving method and a particle size of about 20 to 250 ⁇ m with a cumulative particle size distribution of 50% can be obtained.
  • a phosphoric acid-based chemical conversion film is formed on the surface of the iron-based soft magnetic powder.
  • This phosphoric acid-based chemical conversion film is a glassy film produced by a chemical conversion treatment such as orthophosphoric acid: H 3 PO 4 (also simply referred to as phosphoric acid).
  • H 3 PO 4 also simply referred to as phosphoric acid.
  • group chemical conversion film must contain P, B, Mg, and Al. The reason is that in order to suppress the decrease in the specific resistance during the heat treatment, oxygen atoms in the phosphoric acid-based chemical conversion coating are inhibited in combination with Fe during the heat treatment at a high temperature. This is because it has been found that inclusion is particularly effective.
  • P 0.010 to 100 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the iron-based soft magnetic powder on which the phosphoric acid-based chemical conversion film is formed. 0.100 parts by mass, B: 0.001 to 0.010 parts by mass, Mg: 0.001 to 0.020 parts by mass, and Al: 0.005 to 0.050 parts by mass are preferably contained. .
  • P forms a chemical bond with the surface of the iron-based soft magnetic powder through oxygen. Therefore, if the content of P is too small, the amount of chemical bonding becomes insufficient, and there is a possibility that a strong film cannot be formed. On the other hand, when there is too much content of P, there exists a possibility that P which does not participate in a chemical bond may remain unreacted in a film, and on the contrary, may reduce bond strength. Therefore, the P content is determined to be 0.010 to 0.100 parts by mass so that there is no problem in forming a strong film.
  • B, Mg and Al have an action of suppressing a decrease in specific resistance by inhibiting the binding of Fe and oxygen during high temperature heat treatment (during high temperature annealing).
  • the effect appears remarkably. Therefore, B, Mg and Al must be added together with P without fail.
  • the effect which suppresses the fall of a specific resistance will no longer be acquired.
  • the content of these elements is too large, the relative balance cannot be maintained at the time of composite addition, and there is a risk that chemical bonding between oxygen and the surface of the iron-based soft magnetic powder via oxygen may be hindered.
  • the B content is determined to be 0.001 to 0.010 parts by mass
  • the Mg content is 0.001 to 0.020 parts by mass
  • the Al content is determined to be 0.005 to 0.050 parts by mass.
  • the film thickness of this phosphoric acid-based chemical conversion film is preferably 1 to 250 nm. If the thickness of the phosphoric acid-based chemical coating film is thinner than 1 nm, the insulating effect is hardly exhibited. If the thickness of the phosphoric acid-based chemical conversion film exceeds 250 nm, the insulating effect is saturated, and the density of the molded dust core is hindered. Further, the adhesion amount is preferably about 0.01 to 0.8 part by mass.
  • a phosphoric acid-based chemical conversion treatment solution obtained by dissolving a compound containing P, B, Mg, and Al (elements alone) or the like in an aqueous solvent is mixed with iron-based soft magnetic powder and dried. By doing so, a phosphoric acid-based chemical conversion film can be formed. Specifically, first, orthophosphoric acid (H 3 PO 4 ) or the like is dissolved in an aqueous solvent to obtain a treatment liquid having a solid content of about 0.1 to 10 parts by mass. Then, this treatment liquid: 1 to 10 parts by mass is added to 100 parts by mass of the iron-based soft magnetic powder, and the mixture is mixed with a mixer, ball mill, kneader, V-type mixer, granulator, etc. A phosphoric acid-based chemical conversion film can be formed by drying at 150 to 250 ° C. under reduced pressure or under vacuum.
  • orthophosphoric acid H 3 PO 4
  • boric acid H 3 BO 3
  • magnesium oxide MgO
  • the source include Al (H 2 PO 4 ) 3 .
  • B, Mg and Al may be added as they are, not as compounds.
  • the aqueous solvent include water, hydrophilic organic solvents such as alcohol and ketone, and mixtures thereof. Further, a surfactant may be added to this aqueous solvent.
  • a silicone resin film is formed on the phosphoric acid-based chemical conversion film. Since the silicone resin constituting the silicone resin coating is firmly bonded to each other at the end of the crosslinking / curing reaction (when the dust core is molded), the mechanical strength of the molded dust core is increased. . In addition, since an Si—O bond having excellent heat resistance is formed, an insulating film having excellent thermal stability can be obtained.
  • This silicone resin is more trifunctional than the bifunctional D unit (R 2 SiX 2 : X is a hydrolyzable group), where the powder becomes sticky when curing is delayed and the handling property after film formation becomes poor. It is preferable that many T units (RSiX 3 : X is a hydrolyzable group) are contained. When many tetrafunctional Q units (SiX 4 : X is a hydrolyzable group) are contained, the powders are strongly bound during pre-curing described later, and subsequent molding cannot be performed. This is not preferable. Therefore, it is recommended that a T-unit silicone resin film is contained in an amount of 60 mol% or more, preferably 80 mol% or more, and most preferably all of the T-unit silicone resin film is formed.
  • a methylphenyl silicone resin having a methyl group of 50 mol% or more as the silicone resin. Further, it is more preferable to use a methylphenyl silicone resin having a methyl group of 70 mol% or more, and it is most preferable to use a methylphenyl silicone resin having no phenyl group.
  • the methylphenyl silicone resin having a methyl group of 50 mol% or more include KR255 and KR311 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • Examples of the methylphenyl silicone resin having a methyl group of 70 mol% or more include KR300 manufactured by Shin-Etsu Chemical Co., Ltd.
  • methylphenyl silicone resin having no phenyl group examples include KR251, KR400, KR220L, KR242A, KR240, KR500, KC89 manufactured by Shin-Etsu Chemical, and SR2400 manufactured by Toray Dow Corning.
  • the ratio and functionality of the methyl group and phenyl group of the silicone resin can be analyzed by FT-IR or the like.
  • the film thickness of the silicone resin film is preferably 1 to 300 nm. This film thickness is more preferably 10 to 200 nm. Further, when the total of the iron-based soft magnetic powder having the phosphoric acid-based chemical conversion coating formed on the surface and the silicone resin coating is 100 parts by mass, the adhesion amount of the silicone resin coating is preferably 0.01 to 0.5 mass. Part. When the adhesion amount of the silicone resin coating is less than 0.01 parts by mass, the insulating property is deteriorated and the electric resistance is lowered. Moreover, when there are more adhesion amounts of a silicone resin film than 0.5 mass part, it will become difficult to make high density of a powder magnetic core.
  • the total thickness of the silicone resin coating and the phosphoric acid-based chemical coating is preferably 500 nm or less. When the total thickness exceeds 500 nm, the decrease in magnetic flux density may increase.
  • a silicone resin coating on the surface of the phosphoric acid-based chemical conversion coating a silicone resin dissolved in a petroleum-based organic solvent such as alcohols, toluene, xylene and the like is mixed with an iron-based soft magnetic powder, and then an organic solvent. Should be volatilized.
  • the formation conditions of the silicone resin coating are not particularly limited, but the silicone prepared to a solid content of 2 to 10 parts by mass with respect to 100 parts by mass of the iron-based soft magnetic powder having the phosphoric acid-based chemical conversion film formed on the surface thereof.
  • Resin solution It is preferably formed by adding 0.5 to 10 parts by mass, mixing and drying.
  • the addition amount of the silicone resin solution When the addition amount of the silicone resin solution is less than 0.5 parts by mass, it may take too much time for mixing, or the formed film may be nonuniform. On the other hand, when the addition amount of the silicone resin solution exceeds 10 parts by mass, drying may take too much time or drying may be insufficient.
  • the silicone resin solution may be appropriately heated. Moreover, a mixer, a ball mill, a kneader, a V-type mixer, a granulator, etc. can be used for these mixing.
  • the organic solvent used to form the silicone resin film is heated to a temperature at which the organic solvent volatilizes and is lower than the curing temperature of the silicone resin to sufficiently evaporate the organic solvent. It is preferable to volatilize.
  • the specific drying temperature is preferably about 60 to 80 ° C. when the organic solvent is an alcohol or a petroleum organic solvent.
  • an iron-based soft magnetic powder iron-based soft magnetic powder for a dust core
  • an opening of about 300 to 500 ⁇ m to remove the agglomerated portion. It is preferable to pass through a sieve.
  • the pre-curing process means a process of ending the softening process at the time of curing the silicone resin film while the iron-based soft magnetic powder for dust core is in a powder state.
  • the flowability of the iron-based soft magnetic powder for dust core can be ensured even during warm forming at about 100 to 250 ° C.
  • a method of heating the iron-based soft magnetic powder for dust core for a short time near the curing temperature of the silicone resin used is simple, but a method using a curing agent should also be adopted. Can do.
  • the iron-based soft magnetic powder for dust core is not completely bonded and solidified, and can be easily crushed.
  • the silicone resin is cured and the iron-based soft magnetic powders for dust cores are bonded and solidified.
  • the strength of the compact of the dust core is improved.
  • the silicone resin coating After pre-curing the silicone resin coating, it is pulverized to obtain an iron-based soft magnetic powder for a dust core excellent in fluidity. Thereby, in the subsequent compression molding process, the iron-based soft magnetic powder for dust core in a sandy state can be smoothly put into the mold.
  • the iron-based soft magnetic powder for the dust core may adhere to the molding die during warm molding and cannot be smoothly put into the mold.
  • the specific resistance of the finally obtained dust core is greatly improved by performing the preliminary curing treatment. The reason for this is not clear, but it is considered that the adhesion between the silicone resin coating and the iron-based soft magnetic powder for the dust core increases during curing.
  • the pre-cured iron-based soft magnetic powder for a dust core is preferably passed through a sieve having an opening of about 300 to 500 ⁇ m.
  • the iron-based soft magnetic powder for dust core of the present invention may further contain a lubricant. Due to the action of this lubricant, the friction resistance between the iron-based soft magnetic powders for dust cores and the iron-based soft magnetic powder for dust cores, which is generated when the iron-based soft magnetic powder for dust cores is compression molded, The frictional resistance between the inner wall of the mold can be reduced. Thereby, generation
  • the lubricant content is preferably at most 0.8 parts by mass.
  • die lubrication molding Die Wall Lubrication Process
  • the molding is performed after applying the lubricant to the inner wall surface of the molding die as the compression molding, even if the content of the lubricant is less than 0.2 parts by mass I do not care.
  • lubricant examples include metal salt powders of stearic acid such as zinc stearate and calcium stearate, paraffin, wax, natural resin derivatives, synthetic resin derivatives, and the like.
  • iron-based soft magnetic powder for dust cores is put into a molding die and compression molded. To do.
  • this compression molding method is not particularly limited, a conventionally known compression molding method can be employed. Next, an example of the compression molding method will be described.
  • suitable conditions for the molding surface pressure are 490 to 1960 MPa, more preferably 790 to 1180 MPa.
  • compression molding is performed at a molding surface pressure of 980 MPa or more, it becomes easy to obtain a compression core having a density of about 7.50 g / cm 3 , and a compression core having high density and excellent magnetic properties (magnetic flux density) can be obtained.
  • This is preferable because it becomes possible.
  • Either room temperature molding or warm molding (100 to 250 ° C.) may be used, but it is preferable to perform warm molding by mold lubrication molding because a higher-strength compression magnetic core can be obtained.
  • heat treatment is performed at a high temperature in order to reduce the hysteresis loss of the compression core.
  • the heat treatment temperature at this time is preferably a high temperature of 400 ° C. or higher, and if the specific resistance is not deteriorated, the heat treatment is preferably performed at a higher temperature.
  • the heat treatment atmosphere is not particularly limited as long as it does not contain oxygen, but an inert atmosphere such as nitrogen is preferable.
  • the heat treatment time is not particularly limited as long as the specific resistance is not deteriorated, but is preferably 20 minutes or more, more preferably 30 minutes or more, and further preferably 1 hour or more.
  • iron-based soft magnetic powder pure iron powder (manufactured by Kobe Steel, “Atmel (registered trademark) 300NH”, average particle diameter of 80 to 100 ⁇ m) was used in each example.
  • the stock solution used in Comparative Example 1 has 1000 parts by weight of water and 193 parts by weight of H 3 PO 4 .
  • the stock solution used in Comparative Example 2 has 1000 parts by weight of water, 193 parts by weight of H 3 PO 4 , 31 parts by weight of MgO, and 30 parts by weight of H 3 BO 3 .
  • the stock solutions used in Comparative Example 3 and Comparative Example 4 were water: 1000 parts by mass, NaHPO 4 : 88.5 parts by mass, H 3 PO 4 : 181 parts by mass, H 2 SO 4 : 61 parts by mass, Co 3 (PO 4 ) 2 : 30 parts by mass.
  • the stock solutions used in Invention Example 5 and Invention Example 6 were water: 1000 parts by mass, H 3 PO 4 : 193 parts by mass, MgO: 31 parts by mass, H 3 BO 3 : 30 parts by mass, Al (H 2 PO 4 ). 3 : It has 323 mass parts. With respect to 100 parts by mass of the pure iron powder, 5 parts by mass of a treatment liquid obtained by diluting each of the above-mentioned stock solutions 10 times is added. After the addition, each was mixed for 30 minutes or more using a V-type mixer, then dried in an atmosphere of 200 ° C. for 30 minutes, and passed through a sieve having an opening of 300 ⁇ m.
  • a resin solution having a solid content concentration of 5% by mass (Comparative Examples 1 to 3, Invention Example 5), or a solid content concentration of 10% by mass.
  • Resin solutions (Comparative Example 4, Invention Example 6) are obtained.
  • the resin solid content is 0.1 mass% (Comparative Examples 1 to 3, Invention Example 5) or 0.2 mass% (Comparative Example 4 and Invention Example 6).
  • Added to pure iron powder were mixed and dried in air at 200 ° C. for 30 minutes, and then pre-cured at 150 ° C. for 30 minutes.
  • the prepared powder was heated to 130 ° C., and then a mold heated to 130 ° C. was used, and zinc stearate dispersed in alcohol was applied as a lubricant to the surface of the mold and compression molded at a surface pressure of 1176 MPa. (Mold lubrication molding) was performed.
  • the size of the molded body is 31.75 mm ⁇ 12.7 mm ⁇ about 5 mm. Thereafter, all the comparative examples and invention examples were heated for 30 minutes in a nitrogen atmosphere under two conditions of 550 ° C. and 600 ° C.
  • Comparative Example 1 a phosphoric acid-based chemical conversion film containing P is formed on the surface of the iron-based soft magnetic powder
  • Comparative Example 2 a phosphoric acid-based chemical conversion film containing P, B, and Mg is iron-based soft film. It is formed on the surface of the magnetic powder.
  • Comparative Example 3 and Comparative Example 4 a phosphoric acid-based chemical conversion film containing P, Na, S, and Co is formed on the surface of the iron-based soft magnetic powder.
  • these comparative examples 3 and 4 are excellent in compact density, bending strength, and specific resistance, it is necessary to use Co, which is a rare metal that is difficult to obtain, as an additive element.
  • Invention Examples 5 and 6 are formed by forming a phosphoric acid-based chemical conversion film containing P, B, Mg, and Al on the surface of the iron-based soft magnetic powder, and adding only easily available general elements. Used as an element.
  • Invention Example 5 and Invention Example 6 in which the phosphoric acid-based chemical conversion film containing P, B, Mg, and Al is formed on the surface of the iron-based soft magnetic powder are the same as Comparative Example 3 and Comparative Example 4 described above.
  • the molded body density, the bending strength, and the specific resistance are similarly excellent, and the balance thereof is also excellent.
  • the heat treatment temperature is 550 ° C.
  • Invention Example 5 and Invention Example 6 are more excellent in specific resistance than Comparative Example 3 and Comparative Example 4.
  • the heat treatment temperature is 600 ° C.
  • Invention Example 5 and Invention Example 6 are superior to Comparative Example 3 and Comparative Example 4 in bending strength.

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Abstract

　本発明は、希少金属を用いることなく、また高温での熱処理を行っても鉄粉粒子間の電気絶縁性を維持できる、熱的安定性と機械的強度に優れた圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を提供することを課題とする。また、本発明は、上記圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の製造方法並びに圧粉磁心を提供することを課題とする。本発明の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末においては、鉄基軟磁性粉末の表面にリン酸系化成被膜が形成され、上記リン酸系化成被膜の表面にシリコーン樹脂被膜が形成されている。上記リン酸系化成被膜は、Ｐ、Ｂ、ＭｇおよびＡｌを含有する。

Description

圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末およびその圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の製造方法並びに圧粉磁心
　本発明は、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末と、その圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の製造方法、並びにその圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を用いて作製された圧粉磁心に関する。
　交流で使用されるモータ、トランスなどの電磁気部品の磁心には、従来、電磁鋼板や電気鉄板が積層された磁心が用いられていた。しかしながら、近年、電磁鋼板や電気鉄板が積層された磁心に比べて三次元形状の自由度や磁気特性が高いため、表面が絶縁処理された純鉄粉や軟磁性鉄基合金粉末等の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を圧縮成形した圧粉磁心が用いられるようになってきた。尚、純鉄粉と軟磁性鉄基合金粉末等をまとめて、以下、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末ともいう。
　表面が絶縁処理された純鉄粉や軟磁性鉄基合金粉末等の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末、またはその圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を圧縮成形して作製された圧粉磁心としては、鉄基軟磁性粉末の表面をリン酸等から得られるガラス状絶縁層で被覆することが特許文献１に提案され、古くから知られている。また、鉄基軟磁性粉末とガラス状絶縁層の密着性を向上させるために、鉄基軟磁性粉末の表面を大気中で酸化することによりその表面に酸化被膜を形成する技術が、特許文献２に提案されている。しかしながら、これらガラス状絶縁層等の無機系絶縁被膜は、熱的安定性に優れているはずであるが、高温で熱処理（焼鈍）を行うと絶縁性が低下してしまうという問題があった。
　このような観点から、耐熱性の高いシリコーン樹脂を絶縁被膜として採用する技術が開発されている。特許文献３に記載された技術では、特定のメチル－フェニルシリコーン樹脂が絶縁材料として用いられている。しかし、この技術では、熱的安定性を確保するために、鉄粉に対して１質量％以上の樹脂が用いられており、高密度成形という観点からはまだ改善の余地がある。また、特許文献４や特許文献５では、耐熱性を確保するために、シリコーン樹脂にガラス粉末や顔料を加える提案もなされている。しかし、これらの技術においては、ガラス粉末や顔料を添加することにより高密度化が阻害されてしまうという問題があった。
　そこで、本発明者らは、特許文献６に記載の技術を提案した。この技術は、鉄基軟磁性粉末の表面に、内側から順に、リン酸系化成被膜、シリコーン樹脂被膜を形成し、リン酸系化成被膜に、Ｃｏ、Ｎａ、Ｓ、ＳｉおよびＷよりなる群から選択される１種以上の元素を含ませた圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末等に関する。本発明者らは、このような成分組成のリン酸系化成被膜と、シリコーン樹脂被膜と、を複合させることで、より高度な耐熱性を有する電気絶縁膜を形成することに成功した。しかしながら、リン酸系化成被膜に含有させる元素のうち、ＣｏやＷなどは入手困難な希少金属であって、コストが高いという問題があった。そのため、容易に入手できる原料を用いて、コストの上昇なしに、この技術と同等の効果が得られる汎用技術が開発されることが待ち望まれていた。
日本国特開平６－２６０３１９号公報 日本国特開平８－１６７５１９号公報 日本国特開２００２－８３７０９号公報 日本国特開２００３－３０３７１１号公報 日本国特開２００４－１４３５５４号公報 日本国特許第４０４４５９１号公報
　本発明は、上記従来の問題を解決するためになされたものであり、希少金属を用いることなく、また高温での熱処理を行っても鉄粉粒子間の電気絶縁性を維持できる、熱的安定性と機械的強度に優れた圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を提供することを目的とする。さらに本発明は、その圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の製造方法と、その圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を用いて作製した圧粉磁心と、を提供することを目的とする。
　本発明の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末は、鉄基軟磁性粉末の表面にリン酸系化成被膜が形成され、前記リン酸系化成被膜の表面にシリコーン樹脂被膜が形成されており、前記リン酸系化成被膜が、Ｐ、Ｂ、ＭｇおよびＡｌを含有することを特徴とする。
　上記圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末は、前記リン酸系化成被膜が表面に形成された鉄基軟磁性粉末１００質量部に対して、Ｐ：０．０１０～０．１００質量部、Ｂ：０．００１～０．０１０質量部、Ｍｇ：０．００１～０．０２０質量部、Ａｌ：０．００５～０．０５０質量部をそれぞれ含有することが好ましい。
　上記圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の製造方法は、Ｂ、ＭｇおよびＡｌを含有するリン酸系化成処理溶液と、鉄基軟磁性粉末と、を混合した後、水および／または有機溶媒を蒸発させることにより、前記鉄基軟磁性粉末の表面にリン酸系化成被膜を形成する工程と、有機溶媒にシリコーン樹脂を溶解して得られたシリコーン樹脂溶液と、前記リン酸系化成被膜が表面に形成された鉄基軟磁性粉末と、を混合した後、前記有機溶媒を蒸発させて前記リン酸系化成被膜の上にシリコーン樹脂被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする。
　本発明の圧粉磁心は、上記圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を圧縮成形して作製されたことを特徴とする。
　本発明によれば、入手困難で且つ高価な希少金属を用いることなくても、Ｂ、ＭｇおよびＡｌというごく一般的な元素を添加するだけで、リン酸系化成被膜の耐熱性を改善することができる。また、そのリン酸系化成被膜とシリコーン樹脂被膜とを複合させることで、より高度な耐熱性を有する電気絶縁層を形成することができる。
　また、Ｐ、Ｂ、ＭｇおよびＡｌを含有するリン酸系化成被膜を鉄基軟磁性粉末素材の表面に形成することにより、高い耐熱性、電気絶縁性を確保することができる。更には、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を用いて作製される圧粉磁心の高密度化を図ることもできる。
　よって、本発明の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を用いて製造された圧粉磁心は、交流で使用されるモータ、トランスなどの電磁気部品の磁心の要求特性、すなわち高磁束密度、低鉄損、高機械的強度の全てを満足する高性能なものとなる。
　本発明者らは、リン酸のみからなる被膜や、特許文献１記載のリン酸等から得られるガラス状絶縁層からなる被膜が表面に形成された鉄基軟磁性粉末基材の粉末を圧粉成形し、圧粉成形体（圧粉磁心）を得た。そして、本発明者らは、温度を変化させることにより、圧粉成形体の比抵抗（μΩ・ｍ）を測定した。その結果、いずれの例においても、４５０℃（窒素雰囲気下で１時間）での処理により、圧粉成形体の比抵抗が１０μΩ・ｍ程度にまで低下してしまことが確認された。
　本発明者らが、この比抵抗の低下原因を検討した結果、リン酸系の被膜中に含有されるリン酸由来の酸素原子が、高温での熱処理中に拡散してＦｅと結合して半導体として機能するようなＦｅの酸化物を形成し、これにより比抵抗が低下していることが推測された。本発明者らは、半導体として機能する酸化物の形成を何らかの方法で阻害することによって、リン酸系被膜の熱的安定性が改善可能であると考え、検討した結果、特許文献６に記載の発明に至った。
　しかしながら、特許文献６に記載の発明では、リン酸系化成被膜に含有される元素のうち、ＣｏやＷなどが入手困難な希少金属であるため、コストが高くなるという問題がある。そこで、本発明者らは、これら希少金属に代えて一般的な元素を添加した場合に同等の効果を得ることができないかと考え、更に検討を進めた。その結果、本発明者らは、これら希少金属に代えてＰ、Ｂ、ＭｇおよびＡｌが含有されるリン酸系化成被膜によっても同等の効果が得られることを見出し、本発明の完成に至った。
　以下、本発明を一実施形態に基づいて更に詳細に説明する。
　本発明の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末は、鉄基軟磁性粉末の表面に、内側から順に、リン酸系化成被膜、シリコーン樹脂被膜が、絶縁被膜として形成される。これら絶縁被膜のうち、内側のリン酸系化成被膜は、電気絶縁性を確保するために形成される。また、最も表面のシリコーン樹脂被膜は、電気絶縁性の熱的安定性を向上させるためと機械的強度を発現させるために形成される。この圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末は、後述する潤滑剤が必要に応じて配合された後に圧縮成形され、主に交流で使用されるモータ、トランスなどの電磁気部品の磁心等として使用される。
　鉄基軟磁性粉末は強磁性体の金属粉末であり、具体例としては、純鉄粉、鉄基合金粉末（Ｆｅ－Ａｌ合金、Ｆｅ－Ｓｉ合金、センダスト、パーマロイ等）、アモルファス粉末である。このような鉄基軟磁性粉末は、例えば、アトマイズ法によって微粒子とした後に還元し、その後、粉砕すること等によって製造することができる。このような製造法によれば、ふるい分け法で評価される粒度分布で、累積粒度分布が５０％になる粒径が２０～２５０μｍ程度の鉄基軟磁性粉末が得られる。しかしながら、本発明においては、平均粒径が５０～１５０μｍ程度の鉄基軟磁性粉末を用いることが好ましい。
　本発明の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を製造するには、まず、鉄基軟磁性粉末の表面にリン酸系化成被膜を形成する。このリン酸系化成被膜は、オルトリン酸：Ｈ３ＰＯ４（単にリン酸ともいう）などの化成処理によって生成されるガラス状の被膜である。但し、本発明では、このリン酸系化成被膜が、Ｐ、Ｂ、ＭｇおよびＡｌを含有するものでなくてはならない。その理由は、熱処理中の比抵抗の低下を抑制するために、リン酸系化成被膜中の酸素原子が高温での熱処理中にＦｅと結合するのを阻害するには、これらの元素を併せて含有させることが特に有効であることが見出されたからである。
　これらの元素の添加によって高温熱処理中の比抵抗の低下を抑制するためには、リン酸系化成被膜が表面に形成された鉄基軟磁性粉末１００質量部に対して、Ｐ：０．０１０～０．１００質量部、Ｂ：０．００１～０．０１０質量部、Ｍｇ：０．００１～０．０２０質量部、およびＡｌ：０．００５～０．０５０質量部が含有されていることが好ましい。
　これらの元素のうち、Ｐは、酸素を介して鉄基軟磁性粉末の表面と化学結合を形成する。従って、Ｐの含有量が少なすぎると、化学結合量が不十分となり、強固な被膜を形成できなくなるおそれがある。一方、Ｐの含有量が多すぎると、化学結合に関与しないＰが未反応のまま被膜に残留し、却って結合強度を低下させるおそれがある。従って、Ｐの含有量は、強固な被膜を形成する上で問題のないように、０．０１０～０．１００質量部と定められる。
　また、Ｂ、ＭｇおよびＡｌは、高温熱処理中（高温焼鈍中）にＦｅと酸素が結合するのを阻害することにより、比抵抗が低下するのを抑制する作用を有する。特にこれらの元素を複合添加するとその作用が顕著に現れるため、Ｂ、ＭｇおよびＡｌはＰと併せて必ず複合添加する必要がある。これらの元素の含有量が少なすぎると、比抵抗の低下を抑制する作用が得られなくなる。一方、これらの元素の含有量が多すぎると、複合添加時に相対的なバランスを維持できなくなり、また、酸素を介したＰと鉄基軟磁性粉末の表面との化学結合を阻害するおそれがある。従って、Ｂの含有量は０．００１～０．０１０質量部、Ｍｇの含有量は０．００１～０．０２０質量部、Ａｌの含有量は０．００５～０．０５０質量部と定められる。
　このリン酸系化成被膜の膜厚は、好ましくは１～２５０ｎｍである。リン酸系化成被膜の膜厚が１ｎｍより薄いと、絶縁効果が発現し難い。リン酸系化成被膜の膜厚が２５０ｎｍを超えると、絶縁効果が飽和することに加え、成形される圧粉磁心の高密度化が阻害される。また、その付着量は、好ましくは０．０１～０．８質量部程度である。
　Ｐ、Ｂ、ＭｇおよびＡｌを含有する化合物（元素単体でも可）等を水性溶媒に溶解させて得られたリン酸系化成処理溶液（処理液）を、鉄基軟磁性粉末と混合し、乾燥させることにより、リン酸系化成被膜が形成できる。具体的には、まず、オルトリン酸（Ｈ３ＰＯ４）などを水性溶媒に溶解して、固形分：０．１～１０質量部程度の処理液を得る。そして、この処理液：１～１０質量部を、鉄基軟磁性粉末：１００質量部に対して添加し、ミキサー、ボールミル、ニーダー、Ｖ型混合機、造粒機等で混合し、大気中、減圧下、または真空下で、１５０～２５０℃で乾燥することによりリン酸系化成被膜が形成できる。
　Ｐ、Ｂ、ＭｇおよびＡｌを含有する化合物としては、Ｐ源としてオルトリン酸（Ｈ３ＰＯ４）、Ｂ源としてホウ酸（Ｈ３ＢＯ３）、Ｍｇ源として酸化マグネシウム（ＭｇＯ）、ＰおよびＡｌ源としてＡｌ（Ｈ２ＰＯ４）３等を挙げることができる。尚、Ｂ、ＭｇおよびＡｌは、化合物としてではなく、そのまま添加しても良い。また、水性溶媒としては、水、アルコールやケトン等の親水性有機溶媒、またはこれらの混合物等を挙げることができる。また、この水性溶媒中に界面活性剤を添加しても良い。
　次に、リン酸系化成被膜の上にシリコーン樹脂被膜を形成する。このシリコーン樹脂被膜を構成するシリコーン樹脂は、その架橋・硬化反応終了時（圧粉磁心の成形時）に、粉末同士が強固に結合するので、成形される圧粉磁心の機械的強度が増大する。また、耐熱性に優れたＳｉ－Ｏ結合が形成されるので、熱的安定性に優れた絶縁被膜が得られる。
　このシリコーン樹脂としては、硬化が遅くなると粉末がべとついて被膜形成後のハンドリング性が悪くなる二官能性のＤ単位（Ｒ２ＳｉＸ２：Ｘは加水分解性基）よりも、三官能性のＴ単位（ＲＳｉＸ３：Ｘは加水分解性基）が多く含有されると好ましい。四官能性のＱ単位（ＳｉＸ４：Ｘは加水分解性基）が多く含まれていると、後述する予備硬化の際に粉末同士が強固に結着してしまい、後の成形が行えなくなることがあるので好ましくない。したがって、Ｔ単位のシリコーン樹脂被膜が６０モル％以上、好ましくは８０モル％以上含まれ、最も好ましくは全てがＴ単位のシリコーン樹脂被膜が形成されていることが推奨される。
　よって、本発明では、シリコーン樹脂として、メチル基が５０モル％以上であるメチルフェニルシリコーン樹脂が用いられることが好ましい。また、メチル基が７０モル％以上であるメチルフェニルシリコーン樹脂が用いられることがより好ましく、フェニル基が全く存在しないメチルフェニルシリコーン樹脂を用いられることが最も好ましい。メチル基が５０モル％以上であるメチルフェニルシリコーン樹脂としては、信越化学工業製のＫＲ２５５、ＫＲ３１１が例示可能である。メチル基が７０モル％以上のメチルフェニルシリコーン樹脂としては、信越化学工業製のＫＲ３００が例示可能である。フェニル基が全く存在しないメチルフェニルシリコーン樹脂としては、信越化学工業製のＫＲ２５１、ＫＲ４００、ＫＲ２２０Ｌ、ＫＲ２４２Ａ、ＫＲ２４０、ＫＲ５００、ＫＣ８９や、東レダウコーニング社製のＳＲ２４００が例示可能である。尚、シリコーン樹脂のメチル基とフェニル基の比率や官能性は、ＦＴ－ＩＲ等で分析することができる。
　シリコーン樹脂被膜の膜厚は、好ましくは１～３００ｎｍである。この膜厚は、より好ましくは１０～２００ｎｍである。また、リン酸系化成被膜が表面に形成された鉄基軟磁性粉末とシリコーン樹脂被膜との合計を１００質量部としたとき、シリコーン樹脂被膜の付着量は好ましくは０．０１～０．５質量部である。シリコーン樹脂被膜の付着量が０．０１質量部より少ない場合には、絶縁性が劣化し、電気抵抗が低くなる。また、シリコーン樹脂被膜の付着量が０．５質量部より多い場合には、圧粉磁心の高密度化ができにくくなる。
　また、シリコーン樹脂被膜とリン酸系化成被膜の厚みの合計は、好ましくは５００ｎｍ以下である。厚みの合計が５００ｎｍを超えると、磁束密度の低下が大きくなる場合がある。
　リン酸系化成被膜の表面にシリコーン樹脂被膜を形成するには、アルコール類やトルエン、キシレン等の石油系有機溶剤などに溶解させたシリコーン樹脂と鉄基軟磁性粉末とを混合した後、有機溶媒を揮発させれば良い。このシリコーン樹脂被膜の形成条件は特に限定されないが、リン酸系化成被膜が表面に形成された鉄基軟磁性粉末：１００質量部に対して、固形分：２～１０質量部に調製されたシリコーン樹脂溶液：０．５～１０質量部を添加し、混合して乾燥することにより形成されることが好ましい。シリコーン樹脂溶液の添加量が０．５質量部より少ないと、混合に時間がかかりすぎたり、形成される被膜が不均一になったりするおそれがある。一方、シリコーン樹脂溶液の添加量が１０質量部を超えると、乾燥に時間がかかりすぎたり、乾燥が不十分になったりするおそれがある。尚、シリコーン樹脂溶液は適宜加熱しておいても構わない。また、これらの混合には、ミキサー、ボールミル、ニーダー、Ｖ型混合機、造粒機等が使用可能である。
　このシリコーン樹脂被膜形成における最後の乾燥工程においては、シリコーン樹脂被膜の形成に用いた有機溶剤が揮発する温度で、且つ、シリコーン樹脂の硬化温度未満の温度に加熱して、有機溶剤を十分に蒸発揮散させることが好ましい。具体的な乾燥温度としては、有機溶剤がアルコール類や石油系有機溶剤である場合は、６０～８０℃程度が好適である。また、その乾燥後には、凝集した部分を除くために、シリコーン樹脂被膜が最表面に形成された鉄基軟磁性粉末（圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末）を、目開き３００～５００μｍ程度のふるいを通過させておくことが好ましい。
　乾燥後には、シリコーン樹脂被膜を予備硬化させることが推奨される。ここで、予備硬化処理は、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末は粉末状態のまま、シリコーン樹脂被膜の硬化時における軟化過程を終了させる処理を意味する。この予備硬化処理によって、１００～２５０℃程度での温間成形時においても、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の流れ性を確保することができる。予備硬化処理の具体的な手法としては、用いられるシリコーン樹脂の硬化温度近傍で圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を短時間加熱する方法が簡便であるが、硬化剤を用いる手法も採用することができる。尚、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末同士が完全に接着固化することなく、容易に解砕することが可能である予備硬化処理に対し、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の成形後に行われる高温加熱硬化処理（完全硬化処理）では、シリコーン樹脂が硬化して圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末同士が接着固化する。この完全硬化処理によって、圧粉磁心の成形体の強度が向上する。
　以上のように、シリコーン樹脂被膜を予備硬化させた後、解砕することで、流動性に優れた圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を得ることができる。これにより、続く圧縮成形工程の際に、砂のような状態の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を、スムーズに成形型へ投入することができる。予備硬化処理を行わない場合は、温間成形時等に圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末が付着してスムーズに成形型へ投入することができなくなることがある。また、予備硬化処理を行うことにより、最終的に得られる圧粉磁心の比抵抗が非常に向上する。その理由は、明確ではないが、硬化の際にシリコーン樹脂被膜と圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末との密着性が上がるためではないかと考えられる。
　短時間加熱法によって予備硬化を行う場合、１００～２００℃における５～１００分の加熱処理が良い。また、１３０～１７０℃における１０～３０分の加熱処理がより好ましい。予備硬化後の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末も、目開き３００～５００μｍ程度のふるいを通過させておくことが好ましい。
　本発明の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末は、更に潤滑剤を含有していても良い。この潤滑剤の作用により、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を圧縮成形する際に発生する、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末間の摩擦抵抗や、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末と成形型の内壁との間の摩擦抵抗を低減することができる。これにより、成形体の型かじりの発生や成形時の発熱を抑制することができる。このような効果を有効に発揮させるためには、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末全量中、０．２質量部以上の潤滑剤が含有されていることが好ましい。しかし、潤滑剤の含有量が多くなりすぎると圧粉磁心の高密度化に影響を及ぼすため、潤滑剤の含有量は多くとも０．８質量部であることが好ましい。尚、圧縮成形として、成形型の内壁面に潤滑剤を塗布した後に成形する型潤滑成形（Die Wall Lubrication Process）を実施する場合、潤滑剤の含有量は０．２質量部未満であっても構わない。
　尚、この潤滑剤としては、ステアリン酸亜鉛、ステアリン酸カルシウムなどのステアリン酸の金属塩粉末、パラフィン、ワックス、天然樹脂誘導体、合成樹脂誘導体等を挙げることができる。
　この圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を用いて圧粉磁心を作製するためには、先に説明したように、まず、圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を成形型に投入し、圧縮成形する。この圧縮成形法は特に限定されないが、従来から公知の圧縮成形法を採用することが可能である。次に、その圧縮成形法の一例を説明する。
　圧縮成形において、成形面圧の好適な条件は４９０～１９６０ＭＰａ、より好ましくは７９０～１１８０ＭＰａである。特に９８０ＭＰａ以上の成形面圧で圧縮成形を行うと、７．５０ｇ／ｃｍ３程度の密度を有する圧縮磁心を得やすくなり、高密度で磁気特性（磁束密度）に優れた圧縮磁心を得ることが可能になるため好ましい。また、室温成形、温間成形（１００～２５０℃）のいずれであっても構わないが、型潤滑成形で温間成形を行う方が、より高強度の圧縮磁心を得ることができるため好ましい。
　圧縮成形後は、圧縮磁心のヒステリシス損を低減するため、高温で熱処理（焼鈍）を行う。このときの熱処理温度は４００℃以上の高温であることが好ましく、比抵抗の劣化がなければ、更に高温で熱処理することが好ましい。熱処理雰囲気は、酸素を含まない限りは特に限定されないが、窒素等の不活性雰囲気が好ましい。また、熱処理時間は、比抵抗の劣化がなければ特に限定されないが、好ましくは２０分以上、より好ましくは３０分以上、更に好ましくは１時間以上である。
　以下、実施例を挙げて本発明をより具体的に説明する。しかしながら、本発明は下記実施例によって制限されず、本発明の趣旨に適合し得る範囲で適宜変更を加えて実施することも可能であり、それらは何れも本発明の技術的範囲に含まれる。
　鉄基軟磁性粉末としては、各例とも、純鉄粉（神戸製鋼所製、「アトメル（登録商標）３００ＮＨ」、平均粒径８０～１００μｍ）を用いた。比較例１で用いられる原液は、水：１０００質量部、Ｈ３ＰＯ４：１９３質量部を有する。比較例２で用いられる原液は、水：１０００質量部、Ｈ３ＰＯ４：１９３質量部、ＭｇＯ：３１質量部、Ｈ３ＢＯ３：３０質量部を有する。比較例３および比較例４で用いられる原液は、水：１０００質量部、ＮａＨＰＯ４：８８．５質量部、Ｈ３ＰＯ４：１８１質量部、Ｈ２ＳＯ４：６１質量部、Ｃｏ３（ＰＯ４）２：３０質量部を有する。発明例５および発明例６で用いられる原液は、水：１０００質量部、Ｈ３ＰＯ４：１９３質量部、ＭｇＯ：３１質量部、Ｈ３ＢＯ３：３０質量部、Ａｌ（Ｈ２ＰＯ４）３：３２３質量部を有する。前記純鉄粉１００質量部に対して、前記したそれぞれの原液を１０倍に希釈した処理液が５質量部添加される。添加後、Ｖ型混合機を用いてそれぞれ３０分以上混合した後、２００℃の大気中で３０分乾燥し、目開き３００μｍのふるいを通過させた。
　次に、フェニル基が存在しないメチルフェニルシリコーン樹脂をトルエンに溶解させることにより、固形分濃度が５質量％の樹脂溶液（比較例１～３、発明例５）、または固形分濃度が１０質量％の樹脂溶液（比較例４、発明例６）が得られる。これらの樹脂溶液を、樹脂固形分が０．１質量％（比較例１～３、発明例５）となるように、または０．２質量％（比較例４、発明例６）となるように純鉄粉に対して添加した。これらを混合して、２００℃の大気中で３０分乾燥した後、１５０℃で３０分の予備硬化処理を行った。
　作製された粉末を１３０℃に加熱した後、同じく１３０℃に加熱した金型を用い、その金型の表面にアルコールに分散させたステアリン酸亜鉛を潤滑剤として塗布し、面圧１１７６ＭＰａで圧縮成形（型潤滑成形）を行った。成形体の寸法は、３１．７５ｍｍ×１２．７ｍｍ×約５ｍｍである。その後、全ての比較例、発明例について、５５０℃と６００℃の２種類の条件で、窒素雰囲気下で３０分の加熱を行った。
　得られた成形体のそれぞれについて、密度、抗折強度（３点曲げ試験：日本粉末冶金工業会のＪＰＭＡ Ｍ ０９－１９９２に準拠）、並びに比抵抗を測定した。その測定結果および前記成形体の製造条件の詳細は、表１に示される。
Figure JPOXMLDOC01-appb-T000001
　比較例１では、Ｐを含有するリン酸系化成被膜が鉄基軟磁性粉末の表面に形成されており、比較例２では、Ｐ、Ｂ、Ｍｇを含有するリン酸系化成被膜が鉄基軟磁性粉末の表面に形成されている。また、比較例３および比較例４では、Ｐ、Ｎａ、Ｓ、Ｃｏを含有するリン酸系化成被膜が鉄基軟磁性粉末の表面に形成されている。これら比較例３および比較例４は、成形体密度、抗折強度、比抵抗に優れているが、入手困難な希少金属であるＣｏを添加元素として用いる必要がある。一方、発明例５および６は、Ｐ、Ｂ、Ｍｇ、Ａｌを含有するリン酸系化成被膜を鉄基軟磁性粉末の表面に形成したものであり、容易に入手できる一般的な元素のみを添加元素として用いている。
　表１から、鉄基軟磁性粉末の表面にＰ、Ｂ、Ｍｇ、Ａｌを含有するリン酸系化成被膜が形成された発明例５および発明例６は、上記した比較例３および比較例４と比べて、成形体密度、抗折強度、比抵抗に同様に優れ、これらのバランスにも優れていることが分かる。熱処理温度が５５０℃である場合、発明例５および発明例６は、比較例３および比較例４よりも比抵抗に優れている。また、熱処理温度が６００℃である場合、発明例５および発明例６は、比較例３および比較例４よりも抗折強度に優れている。
　尚、鉄基軟磁性粉末の表面にＰ、Ｂ、Ｍｇを含有するリン酸系化成被膜を形成した場合、すなわち、添加元素としてＡｌが用いられなかった比較例２では、比較例１と比べても優れた測定結果を得ることができなかった。
　以上、本発明の実施形態および実施例について説明したが、本発明は上述の実施の形態に限られるものではなく、特許請求の範囲に記載した限りにおいて様々に変更して実施することが可能なものである。

Claims (4)

  1. 　鉄基軟磁性粉末の表面にリン酸系化成被膜が形成され、前記リン酸系化成被膜の表面にシリコーン樹脂被膜が形成されており、
    　前記リン酸系化成被膜が、Ｐ、Ｂ、ＭｇおよびＡｌを含有することを特徴とする圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末。
  2. 　前記リン酸系化成被膜が表面に形成された鉄基軟磁性粉末１００質量部に対して、Ｐ：０．０１０～０．１００質量部、Ｂ：０．００１～０．０１０質量部、Ｍｇ：０．００１～０．０２０質量部、Ａｌ：０．００５～０．０５０質量部をそれぞれ含有することを特徴とする請求項１記載の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末。
  3. 　請求項１または２記載の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の製造方法であって、
    　Ｂ、ＭｇおよびＡｌを含有するリン酸系化成処理溶液と、鉄基軟磁性粉末と、を混合した後、水および／または有機溶媒を蒸発させることにより、前記鉄基軟磁性粉末の表面にリン酸系化成被膜を形成する工程と、
    　有機溶媒にシリコーン樹脂を溶解して得られたシリコーン樹脂溶液と、前記リン酸系化成被膜が表面に形成された鉄基軟磁性粉末と、を混合した後、前記有機溶媒を蒸発させて前記リン酸系化成被膜の上にシリコーン樹脂被膜を形成する工程と、を含むことを特徴とする圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末の製造方法。
  4. 　請求項１または２に記載の圧粉磁心用鉄基軟磁性粉末を圧縮成形して作製されたことを特徴とする圧粉磁心。
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