合金粉末、Fe基纳米结晶合金粉末和磁芯制造技术

本发明专利技术提供一种具有合金组成：Fe

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】合金粉末、Fe基纳米结晶合金粉末和磁芯
本专利技术涉及合金粉末、Fe基纳米结晶合金粉末和磁芯。
技术介绍
FeCuNbSiB系合金为代表的Fe基纳米结晶合金由于具有低损失且高导磁率这样优异的磁特性，所以特别是作为在高频区域的磁性部件被使用。上述Fe基纳米结晶合金是将合金熔液利用单辊法等急速冷却凝固得到非晶态合金薄带后，成型为磁芯等的形状，利用包括磁场中的热处理使纳米结晶粒析出，由此能够得到上述优异的磁特性(例如，参照日本特公平4－4393号)。由于通过上述单辊法得到的合金的形态为薄带，所以能够制作的磁芯的形状的自由度受到限制。也就是说，将合金薄带切成相当于所期望的磁芯的高度的宽度，将合金薄带卷绕成型为所期望的内径和外径，因此其形状被限定在环状形状、赛道形状等。另一方面，一直以来都有对于各种磁芯形状的需求。因此，只要能够将合金以粉末状态生产，通过利用压制、挤出等成型方法，能够比较容易地成型、制作各种形状的磁芯。使用粉末状的磁性材料时，能够得到各种形状的磁芯，因此将含有上述FeCuNbSiB系的Fe基纳米结晶合金用Fe基合金熔液急冷凝固而得到非结晶合金粉末的探讨正在进行。例如，作为将上述Fe基纳米结晶合金用的合金熔液急冷凝固而得到粉末的方法，已知有高速旋转水流雾化法(参照日本特开2017－95773号)和水雾化法。另外，在日本特开2014－136807号中公开了向熔融金属喷出火焰喷射的方法(以下又称喷射雾化法。)。
技术实现思路
专利技术所要解决的课题然而，在将熔液利用高速旋转水流雾化法等急冷凝固而得到非结晶合金粉末时，与通过单辊法得到合金薄带的情况相比，存在以下这样的课题。(a)在通过单辊法得到的合金薄带中，合金熔液与冷却的铜合金直接接触而被急冷凝固，与此相对，在水雾化法等中，合金熔液的颗粒因与水接触时产生的水蒸气覆膜，阻碍了从合金向水的热传导，限制了冷却速度。作为减少上述阻碍原因的方法，可以列举供给高速水流而抑制水蒸气覆膜的形成的高速旋转水流雾化法。然而，即使使用高速旋转水流雾化法等的抑制水蒸气覆膜的形成的方法，也不能够从原理上避免水蒸气覆膜的产生，因此，与单辊法相比，依然存在冷却速度受到限制的倾向。(b)在通过单辊法得到的合金薄带中，通过将合金薄带的厚度控制在20μm左右，容易再现性良好地将冷却速度维持为一定，与此相对，在高速旋转水流雾化法等中，在合金熔液的颗粒制作工序中难以进行粒径的控制，颗粒的大小发生波动，因此存在小的颗粒的冷却速度快、大的颗粒(特别是其内部)的冷却速度变慢的倾向。也就是说，小的颗粒中容易得到急冷凝固后非晶相、或者非晶相与微细结晶相((Fe－Si)bcc相)的混合相，但在大的颗粒中有在急冷凝固后使磁特性劣化的Fe2B的结晶容易析出的倾向。在含有较多在急冷凝固后使磁特性劣化的Fe2B的结晶的合金粉末中，即使在热处理后也存在Fe2B的结晶，得不到作为优异磁特性之一的低铁损。而且，关于磁性合金粉末，还可以举出以下的课题。(c)在用于高频用途时，高频的磁通仅在磁性合金粉末的表面附近流动的现象(表皮效应)，在频率越高越显著，因此磁性合金粉末的表面附近达到磁饱和时，上述表面附近的作为磁性材料的功能会消失，存在磁性合金粉末的磁特性劣化的担忧。(d)在利用Fe基纳米结晶合金粉末制作磁芯的情况下，磁芯的初始导磁率μi低，在磁场强度H大的区域中的导磁率与初始导磁率μi相比降低时，存在得不到良好的直流重叠特性的担忧。如上所述，在Fe基纳米结晶合金粉末中，(1)要求在纳米结晶化前的急冷凝固后的合金粉末为非晶相或非晶相与微细结晶相((Fe－Si)bcc相)的混合相。另外，要求Fe2B的结晶的生成得到抑制。该微细结晶相是指，通过热处理也不发生粗大化(成长)的微细结晶相。(2)要求即使是高频用途，也能够抑制磁饱和的具备高的饱和磁通密度Bs的合金组成。(3)要求在使用经过热处理的Fe基纳米结晶合金粉末制作的磁芯中，具有高的初始导磁率μi和优异的直流重叠特性。因此，本专利技术的课题之一在于，在进行急冷凝固制成合金粉末时，能够稳定地具有非晶相或者非晶相与微细结晶相((Fe－Si)bcc相)的混合相，是Fe2B的结晶的生成得到抑制的合金粉末。另外，本专利技术的其它课题在于：获得一种通过对上述合金粉末进行热处理而得到的Fe基纳米结晶合金粉末、即具备优异磁特性的Fe基纳米结晶合金粉末；以及使用该Fe基纳米结晶合金粉末得到具备优异磁特性的磁芯。用于解决课题的技术方案鉴于上述目的，经过深入研究，结果本专利技术人等发现，通过以下的合金粉末、Fe基纳米结晶合金粉末和磁芯能够解决上述课题，以至于得到本专利技术。即，本专利技术的合金粉末具有合金组成：Fe100－a－b－c－d－e－fCuaSibBcCrdSneCf(其中，a、b、c、d、e和f以原子％计，满足0.80≤a≤1.80、2.00≤b≤10.00、11.00≤c≤17.00、0.10≤d≤2.00、0.01≤e≤1.50和0.10≤f≤0.40。)。本专利技术的Fe基纳米结晶合金粉末，具有合金组成：Fe100－a－b－c－d－e－fCuaSibBcCrdSneCf(其中，a、b、c、d、e和f以原子％计，满足0.80≤a≤1.80、2.00≤b≤10.00、11.00≤c≤17.00、0.10≤d≤2.00、0.01≤e≤1.50和0.10≤f≤0.40。)，在合金组织中具有20体积％以上的平均结晶粒径为10～50nm的纳米结晶组织。上述Fe基纳米结晶合金粉末中，优选饱和磁通密度Bs为1.50T以上。上述Fe基纳米结晶合金粉末中，优选在上述合金组织中，具有在伸长方向长度为20nm以上、在短向方向宽度为10nm～30nm的大致矩形组织。上述Fe基纳米结晶合金粉末中，优选在粒径大于20μm的Fe基纳米结晶合金粉末中观察到上述大致矩形组织。上述Fe基纳米结晶合金粉末中，优选粒径大于40μm的粉末为粉末整体的10质量％以下，粒径大于20μm且为40μm以下的粉末为粉末整体的30质量％以上90质量％以下，粒径为20μm以下的粉末为粉末整体的5质量％以上60质量％以下。本专利技术的磁芯是使用上述Fe基纳米结晶合金粉末制作的。上述磁芯优选为磁场强度H＝10kA/m时的导磁率μ10k除以初始导磁率μi得到的数值：μ10k/μi为0.90以上的磁芯。另外，优选初始导磁率μi为15.0以上的磁芯。专利技术效果本专利技术的合金粉末中，在纳米结晶化前的急冷凝固后的状态，具有非晶相或者非晶相与微细结晶相的混合相，是Fe2B的结晶的生成得到抑制的合金粉末，因此通过将该合金粉末热处理后进行纳米结晶化，能够提供具有优异磁特性的Fe基纳米结晶合金粉末。通过使用该本专利技术的Fe基纳米结晶合金粉末，能够提供具有优异磁特性的磁芯。附图说明图1(a)是示出实施例1的合金A粉末的急冷凝固后的Fe基非晶相与微细结晶相的混合本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种合金粉末，其特征在于：/n具有合金组成：Fe

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】20180427 JP 2018-086307;20180508 JP 2018-089826;201.一种合金粉末，其特征在于：
具有合金组成：Fe100－a－b－c－d－e－fCuaSibBcCrdSneCf，
其中，a、b、c、d、e和f以原子％计，满足0.80≤a≤1.80、2.00≤b≤10.00、11.00≤c≤17.00、0.10≤d≤2.00、0.01≤e≤1.50和0.10≤f≤0.40。


2.一种Fe基纳米结晶合金粉末，其特征在于：
具有合金组成：Fe100－a－b－c－d－e－fCuaSibBcCrdSneCf，
其中，a、b、c、d、e和f以原子％计，满足0.80≤a≤1.80、2.00≤b≤10.00、11.00≤c≤17.00、0.10≤d≤2.00、0.01≤e≤1.50和0.10≤f≤0.40，
在合金组织中具有20体积％以上的平均结晶粒径为10～50nm的纳米结晶组织。


3.如权利要求2所述的Fe基纳米结晶合...

【专利技术属性】
技术研发人员：太田元基，千绵伸彦，加藤哲朗，
申请(专利权)人：日立金属株式会社，
类型：发明
国别省市：日本;JP