【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】
本专利技术涉及软磁性材料的技术，特别涉及具有比电磁纯铁板高的饱和磁通密度的软磁性铁合金板、使用了该软磁性铁合金板的铁芯以及旋转电机。
技术介绍
1、作为旋转电机、变压器的铁芯，广泛利用将多片电磁纯铁板、电磁钢板(例如，厚度0.01～1mm)等软磁性材料层叠成型而成的层叠铁芯。对铁芯而言，重要的是电能与磁能的转换效率高，高的磁通密度和低的铁损就变得重要。
2、另一方面，在利用铁芯的机械装置中，软磁性材料的成本降低当然是重要的课题之一，从以往开始一直在活跃地开发用于在满足所要求的特性的同时廉价地稳定地制造的技术。
3、例如，在专利文献1(日本特开2005-264315)中公开了一种电磁钢板，其特征在于，以质量％计含有c：0.0400％以下、si：0.2～4.0％、mn：0.05～5.0％、p：0.30％以下、s：0.020％以下、al：8.0％以下、n：0.0400％以下，剩余部分由fe和不可避免的杂质构成，在组织方面，以体积率计满足铁素体相：50％以上、马氏体相：50％以下的范围内主要由铁素体相构成，并且在钢材内部含有直径0.050μm以下的金属间化合物。另外，上述电磁钢板中，可以含有fe：70质量％以上及10.0质量％以下的ni、mo、ti、nb、co、w中的1种或2种以上的各元素，可以含有10.0质量％以下的zr、cr、b、cu、zn、mg、sn中的1种或2种以上的各元素，可以含有5.0质量％以下的ag、pt、ga、ge、in、v、pd、ir、rh、cd、ta中的1种或2种以上的各元素。
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5、专利文献2(wo 2007/069776 a1)中公开了一种高强度无方向性电磁钢板，其特征在于，具有如下的成分组成：以质量％计，含有c：0.010％以下、n：0.010％以下且抑制为“c+n≤0.010％”，含有si：1.5％以上且5.0％以下、mn：3.0％以下、al：3.0％以下、p：0.2％以下、s：0.01％以下，进而，含有ti、v中的任一种或两种以满足合计0.01％以上且0.8％以下且“(ti+v)/(c+n)≥16”的范围，剩余部分为fe及不可避免的杂质；并且，钢板中的未再结晶回复组织的存在比率以面积率计为50％以上。另外，上述高强度无方向性电磁钢板也可以以质量％计还含有选自由ni：0.1～5.0％、sb：0.002～0.1％、sn：0.002～0.1％、b：0.001～0.01％、ca：0.001～0.01％、rem：0.001～0.01％和co：0.2～5.0％组成的组中的至少1种。
6、根据专利文献2，能够提供一种高强度且板形状和磁特性也优异的无方向性电磁钢板及其制造方法，其实质上不对通常的无方向性电磁钢板的制造施加钢板制造上的制约、新工序。
7、在专利文献3(日本特开2020-132894)中公开了一种软磁性材料，其为具有高饱和磁通密度的板状或箔状，包含铁、碳和氮，包含含有碳和氮的马氏体和γ-fe，在所述γ-fe中形成有含有氮的相。
8、根据专利文献3，能够以低成本制造具有超过纯铁的饱和磁通密度且具有热稳定性的软磁性材料，使用其提高电动机等磁路的特性，实现电动机等的小型化、高转矩化等。
9、现有技术文献
10、专利文献
11、专利文献1：日本特开2005-264315号公报
12、专利文献2：国际公开第2007/69776号
13、专利文献3：日本特开2020-132894号公报
技术实现思路
1、专利技术所要解决的课题
2、在旋转电机中，为了高输出化/高转矩化，提高软磁性材料的饱和磁通密度bs是重要的，为了实现高效率化，重要的是抑制软磁性材料的损失(铁损pi)。pi是磁滞损耗与涡流损耗之和，磁滞损耗的降低中，优选矫顽力hc小，涡流损耗的降低中，高电阻化、薄板化是有效的。
3、市售的电磁纯铁板的磁特性据悉bs≈2.1t。使用了电磁纯铁板的铁芯具有高bs和低材料成本的优点，但由于hc比较高，因此存在pi容易变大的弱点。专利文献1～2的电磁钢板具有机械强度高且pi小的优点，但由于bs比电磁纯铁板小，因此存在铁芯整体的bs也不超过电磁纯铁的铁芯这样的弱点。另外，认为专利文献3的软磁性材料具有bs比电磁纯铁板高的优点，但存在hc比电磁纯铁板高这样的弱点。
4、作为具有比电磁纯铁板高的bs的铁系材料，已知有fe-co系材料、fe-n系马氏体材料。
5、在fe-co系材料中，坡明德合金(49fe-49co-2v质量％＝50fe-48co-2v原子％)是当前商用的软磁性材料中显示最高的bs(约2.4t)的材料。但是，co的材料成本虽然有由市场情况引起的变动，但由于为fe的材料成本的100～200倍高，因此坡明德合金具有材料成本高的弱点。另外，坡明德合金在加工性方面稍有难点，也存在加工成本容易变高的弱点。若降低co含有率，则相应地能够降低材料成本，加工性也得到改善，但存在作为最大长处的bs也降低这样的遗憾。
6、另一方面，fe-n系马氏体材料(例如，fe8n相(α’相)、fe16n2相(α”相))是材料成本远远低于坡明德且显示与坡明德合金相当的高bs的有吸引力的材料。然而，存在由于n原子侵入所致的晶格的应变的增加、n原子的局部浓度差所致的晶格间的应变差而导致hc及pi容易增加的弱点。
7、近年来，旋转电机、变压器中对高转矩化/高输出化设计的要求非常强，强烈要求软磁性材料的bs提高。换言之，软磁性材料的bs提高更优先，bs的提高程度越大，则有允许某种程度的pi增加的倾向。例如，如果能够实现超过2.20t的bs，则在设计旋转电机方面能够允许至pi＝60w/kg。
8、因此，本专利技术的目的在于提供一种软磁性铁合金板、使用了该软磁性铁合金板的铁芯以及旋转电机，该软磁性铁合金板能够在显示比电磁纯铁板高的bs的同时抑制pi的过度增加，并且能够使成本比坡明德低。
9、用于解决课题的方法
10、(i)本专利技术的一个方式提供一种软磁性铁合金板，其特征在于，具有如下的化学组成：含有1原子％以上且30原子％以下的co(钴)，含有0.2原子％以上且10原子％以下的n(氮)，含有0.5原子％以上且5原子％以下的能够形成mn型氮化物的m成分，剩余部分由fe(铁)和杂质构成；观察上述软磁性铁合金板的截面时，上述m成分的氮化物粒子以平均粒径0.5μm以下且数密度50个/100μm2以下析出。
11、需要说明的是，在本专利技术中，氮化物粒子的平均粒径是指通过微细组织观察(例如，扫描型电子显微镜观察)观察到的氮化物粒子的等价面积圆的直径的平均。所谓数密度，是指通过微细组织观察而观察到的氮化物粒子的每规定面积的析出个数。
<本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种软磁性铁合金板，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的软磁性铁合金板，其特征在于，所述M成分为V、Cr、Ti、Al、Nb和Mo中的一种以上。
3.根据权利要求1或2所述的软磁性铁合金板，其特征在于，观察所述软磁性铁合金板的截面时，所述M成分的氮化物粒子的占有率为10面积％以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的软磁性铁合金板，其特征在于，饱和磁通密度超过2.20T，铁损为60W/kg以下。
5.根据权利要求1至4中任一项所述的软磁性铁合金板，其特征在于，维氏硬度为200以上。
6.一种铁芯，其特征在于，由软磁性铁合金板的层叠体构成，所述软磁性铁合金板为权利要求1至5中任一项所述的软磁性铁合金板。
7.一种旋转电机，其特征在于，具备铁芯，所述铁芯是权利要求6所述的铁芯。
【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】
1.一种软磁性铁合金板，其特征在于，
2.根据权利要求1所述的软磁性铁合金板，其特征在于，所述m成分为v、cr、ti、al、nb和mo中的一种以上。
3.根据权利要求1或2所述的软磁性铁合金板，其特征在于，观察所述软磁性铁合金板的截面时，所述m成分的氮化物粒子的占有率为10面积％以下。
4.根据权利要求1至3中任一项所述的软磁性铁合金板，其特...
【专利技术属性】
技术研发人员：田畑智弘，小室又洋，浅利裕介，寺田尚平，
申请(专利权)人：株式会社日立制作所，
类型：发明
国别省市：
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