软磁性金属粉末、以及使用了该粉末的软磁性金属压粉磁芯的制作方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及用于压粉磁芯等的软磁性金属粉末、软磁性金属压粉磁芯。
【背景技术】
[0002] 作为在施加大电流的用途中所使用的电抗器（reactor)或电感器（inductor)用 的磁芯材料，可以使用铁氧体磁芯、叠层电磁钢板、软磁性金属压粉磁芯（由模具成型、注 射成型（injection molding)以及薄片成型（sheet molding)等制作的磁芯）等。叠层电 磁钢板虽然饱和磁通密度高，但是存在如果电源电路的驱动频率超过数十kHz就会铁损变 大并且招致效率降低的问题。另一方面，铁氧体磁芯虽然是高频损耗小的磁芯材料，但是由 于饱和磁通密度低所以存在形状大型化的问题。
[0003] 软磁性金属压粉磁芯因为其高频的铁损小于叠层电磁钢板并且其饱和磁通密度 大于铁氧体磁芯，所以正变得被广泛使用。但是，虽然其损耗优于叠层电磁钢板，但是也说 不上像铁氧体那样低损耗，人们期望损耗的降低。
[0004] 已知为了降低软磁性金属压粉磁芯的损耗而降低构成磁芯的软磁性金属粉末的 矫顽力。磁芯的损耗分为磁滞损耗（hysteresis loss)和祸流损耗，由于磁滞损耗依存于 矫顽力，所以如果降低矫顽力就能够降低磁芯的损耗。软磁性金属粉末的晶体粒径越大则 软磁性金属粉末的矫顽力变得越低。为了增大软磁性金属粉末的晶体粒径，即，为了使晶粒 生长而需要以晶粒生长那样的高温来对软磁性金属粉末实施热处理。但是，如果以这样的 高温进行热处理，则存在软磁性金属粉末颗粒彼此烧结并且软磁性金属粉末发生粘着的问 题。
[0005] 因此，在专利文献1中，公开有将用于防烧结的无机物粉末混合于铁粉中从而以 高温进行热处理的技术。在专利文献2中，公开有对软磁性合金粉末混合无机绝缘物来抑 制粉末的粘着并用高温进行热处理的技术。
[0006] 现有技术文献
[0007] 专利文献
[0008] 专利文献1 :日本专利特开平9-260126号公报
[0009] 专利文献2 :日本专利特开2002-57020号公报
【发明内容】
[0010] 发明想要解决的技术问题
[0011] 在专利文献1或专利文献2的技术中，为了防止软磁性金属粉末中发生烧结而混 合大量无机物粉末来以高温进行热处理，但是由于不可能均匀且无空隙地以无机物粉末覆 盖软磁性金属颗粒的表面，所以如果以l〇〇〇°C以上的温度进行热处理，则金属粉末发生粘 着不可避免。对粘着了的金属粉末需要进行粉碎处理，从而引入应变，因此最终获得的软磁 性金属粉末的矫顽力不是足够小。为了使软磁性金属粉末不粘着，在热处理中950Γ是界 限，在该热处理温度下晶粒的生长不充分。即，在现有的技术中，对晶粒生长的效果不充分， 因此，不能说所获得的软磁性金属粉末的矫顽力充分降低，并且存在使用该软磁性金属粉 末制作的软磁性金属压粉磁芯的损耗也增大的问题。
[0012] 本发明就是为了解决上述问题而研究出的结果，其目的在于改善软磁性金属粉末 的矫顽力并且改善使用了该软磁性金属粉末的软磁性金属压粉磁芯的损耗。
[0013] 解决技术问题的手段
[0014] 为了解决上述技术问题，本发明的软磁性金属粉末特征在于：含有B，以Fe和Ni 作为主要成分，在上述软磁性金属粉末中Ni的含量为30~80质量％以上，Fe和Ni的含 量的合计为90质量％以上，上述软磁性金属粉末的金属颗粒内的B的含量为10~150ppm， 在上述金属粉末颗粒表面具有氮化硼膜。
[0015] 通过做成上述构成的软磁性金属粉末，能够降低矫顽力。
[0016] 本发明的软磁性金属粉末特征在于：进一步优选构成上述软磁性金属粉末的金属 颗粒中，90%以上的金属颗粒的截面的圆度（roundness)为0.80以上。
[0017] 通过做成上述构成的软磁性金属粉末，从而能够进一步降低矫顽力。
[0018] 本发明的软磁性金属粉末特征在于：进一步优选构成上述软磁性金属粉末的金属 颗粒的90%以上由一个晶粒构成。
[0019] 通过做成上述构成的软磁性金属粉末，从而能够进一步降低矫顽力。
[0020] 本发明的软磁性金属粉末特征在于：进一步优选包含于上述软磁性金属粉末中的 氧量为500ppm以下。
[0021] 通过做成上述构成的软磁性金属粉末，从而能够进一步降低矫顽力。
[0022] 本发明的软磁性金属压粉磁芯是一种使用本发明的软磁性金属粉末制作的软磁 性金属压粉磁芯。
[0023] 使用本发明的软磁性金属粉末制作的软磁性金属压粉磁芯的磁芯损耗极小。
[0024] 本发明的软磁性金属压粉磁芯特征在于：是一种使用本发明的软磁性金属粉末 制作的软磁性金属压粉磁芯，上述软磁性金属压粉磁芯中的上述氮化硼的含量为50~ 4900ppm〇
[0025] 使用本发明的软磁性金属粉末制作的软磁性金属压粉磁芯的磁芯损耗极小而且 磁芯的磁导率高。
[0026] 发明效果
[0027] 根据本发明就能够获得具有低矫顽力的软磁性金属粉末，并且通过使用该软磁性 金属粉末能够改善软磁性金属压粉磁芯的损耗。
【附图说明】
[0028] 图1是本发明的原料粉末颗粒的截面的示意图。
[0029] 图2是本发明的软磁性金属粉末的截面的示意图。
[0030] 符号说明
[0031] 1......原料粉末颗粒
[0032] 2......Fe2B 相
[0033] 3......母相中的B
[0034] 4......晶界
[0035] 5……软磁性金属粉末颗粒
[0036] 6……氮化硼的膜
【具体实施方式】
[0037] 本发明的软磁性金属粉末特征在于在软磁性金属粉末颗粒表面具有氮化硼膜，上 述软磁性金属粉末的金属颗粒内的B的含量为10~150ppm，并且发现通过具有这些特征， 从而成为低矫顽力。本发明的软磁性金属粉末通过使用在颗粒中添加了 B的原料粉末，从 而可以得到本发明的结构的软磁性金属粉末。
[0038] 在以铁为主成分的软磁性金属材料中，已知B作为非晶质形成元素，为了制作非 晶金属材料而相对于含铁的软磁性金属材料添加2质量％以上的大量的B。另外，为了制作 纳米结晶组织的软磁性金属材料而在制法上有必要一次做成非晶组织，所以要添加大量的 B。但是，对于不是非晶金属材料或纳米结晶组织的软磁性金属材料的、一般的结晶质的含 铁软磁性金属材料，会形成Fe2B以及FeB等磁晶各向异性大的异相从而会增大矫顽力，所 以不考虑添加 B。然而，本发明中发现通过对结晶质的含铁软磁性金属材料添加 B，能够获 得低矫顽力的软磁性金属粉末。
[0039] 针对本发明的软磁性金属粉末成为低矫顽力的机理进行说明。本发明中低矫顽力 的主要原因有2点，一是具有形成于软磁性金属粉末颗粒表面的氮化硼膜，二是软磁性金 属粉末的金属颗粒中含有10~150ppm的极微量的B。首先，针对氮化硼膜的效果进行说 明。
[0040] 在现有的技术中，因为用于防止高温热处理时的烧结而混合的氧化物、氮化物 的微粒不能够完全覆盖金属颗粒表面而不均匀地分布或者在高温下不稳定，所以存在在 1000°C以上的高温的热处理中金属颗粒彼此粘着从而得不到粉末的问题。因此，为了改善 该问题而探讨了将高熔点且即使在高温下与金属的反应性也极低的氮化硼膜覆盖于软磁 性金属粉末颗粒的表面整体的技术，并完成了本发明。
[0041] 现有技术的根本问题在于，是对软磁性金属粉末在其外构成防烧结用的部分材料 (粉末或膜）的物质，不可避免在该方法中防烧结用材料在金属颗粒表面的的分布会变得 不均匀。因此，认为通过使含有于金属颗粒内部的成分扩散并析出于表面，使其在金属颗粒 表面与氛围气体成分反应，从而能够形成均匀且稳定的防烧结层。因此，在本发明中，准备 含有B并以Fe和Ni作为主要成分的原料粉末，并对该原料粉末在含