雾化粉末的制造方法和磁芯的制造方法转让专利

申请号 : CN201880021687.3

文献号 : CN110475636B

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基本信息:

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法律信息:

相似专利:

发明人 : 西村和则野口伸吉冈伸朗

申请人 : 日立金属株式会社

摘要 :

本发明提供一种能够在短时间内从通过雾化法获得的在水性分散介质中含有磁性金属材料粒子的浆料中容易地回收金属粉末的雾化粉末的制造方法以及磁芯的制造方法。一种雾化粉末的制造方法,其中,其包括:雾化工序,通过雾化法由熔液形成磁性合金粒子,获得所述磁性合金粒子在水性分散介质中分散而成的浆料;浆料浓缩工序,通过使用转鼓的根据磁进行的分离机构,从所述浆料中分离磁性合金粒子并制成所述磁性合金粒子大于80质量%的浓缩浆料,所述转鼓具有在至少一部分浸渍在所述浆料中的位置固定配置的磁路部以及在该磁路部的外侧能够旋转的外装套筒;以及干燥工序,通过使用气流干燥机的干燥机构对所述浓缩浆料进行干燥从而制成磁性合金粉末。

权利要求 :

1.一种雾化粉末的制造方法,其中,

其包括:

雾化工序,该工序通过雾化法由熔液形成磁性合金粒子,获得所述磁性合金粒子在水性分散介质中分散而成的浆料;

浆料浓缩工序,该工序通过使用转鼓的根据磁进行的分离机构,从所述浆料中分离磁性合金粒子并制成所述磁性合金粒子大于80质量%的浓缩浆料,所述转鼓具有在至少一部分浸渍在所述浆料中的位置固定配置的磁路部以及在该磁路部的外侧能够旋转的外装套筒;以及干燥工序,该工序通过使用气流干燥机的干燥机构对所述浓缩浆料进行干燥从而制成磁性合金粉末,在所述浆料浓缩工序与所述干燥工序之间设置有浓缩浆料储存工序,对所述浓缩浆料进行搅拌使所述浓缩浆料流动。

2.如权利要求1所述的雾化粉末的制造方法,其中,在所述浓缩浆料储存工序中,使用能够通过鼓泡对浓缩浆料进行搅拌的浆料储存搅拌装置。

3.如权利要求2所述的雾化粉末的制造方法,其中,所述浆料储存搅拌装置具有储存浓缩浆料的容器,所述容器具有包围浓缩浆料且由多孔质体构成的内装体,使气体通过所述多孔质体的细孔而以微细泡的形式向所述浓缩浆料供给。

4.如权利要求1或2所述的雾化粉末的制造方法,其中,在所述雾化工序与浆料浓缩工序之间设置有粗粉去除工序,该粗粉去除工序使所述浆料通过筛来制成去除了磁性合金粒子的粗粉的浆料。

5.如权利要求1或2所述的雾化粉末的制造方法,其中,在所述雾化工序与所述浓缩工序之间的浆料供给路径上具有储存浆料的储存容器,所述储存容器具有搅拌浆料的搅拌机构。

6.如权利要求1或2所述的雾化粉末的制造方法,其中,在所述雾化工序与所述浓缩工序之间的路径上具有压送浆料的泵,通过所述泵向所述浆料浓缩工序定量供给浆料。

7.如权利要求1或2所述的雾化粉末的制造方法,其中,所述根据磁进行的分离机构具有:

磁路部,该磁路部由以圆弧状固定配置的复数个磁铁构成;

磁开放部,该磁开放部未配置所述磁铁;

转鼓,该转鼓包括在所述磁路部的外侧能够旋转的外装套筒;

流路,该流路沿所述外装套筒的外周使浆料在与旋转方向相反的方向上流动;

储存部,该储存部储存向所述流路供给的浆料;以及排出部,该排出部通过设置于所述磁开放部的刮刀刮取在所述磁路部吸附于外装套筒的磁性合金粒子与分散介质,从而获得浓缩浆料。

8.如权利要求7所述的雾化粉末的制造方法,其中,通过搅拌机构对所述储存部内的浆料进行搅拌。

9.如权利要求1或2所述的雾化粉末的制造方法,其中,所述分离机构还具有与所述转鼓抵接并旋转的挤压辊。

10.如权利要求1或2所述的雾化粉末的制造方法,其中,其包括分级工序,该工序将干燥工序后的雾化粉末分级为规定的粒度从而进行粒度调整。

11.如权利要求1或2所述的雾化粉末的制造方法,其中,在所述干燥工序中,通过使用气流干燥机的干燥机构进行干燥,该气流干燥机使所述浓缩浆料装载在气流中进行干燥。

12.如权利要求1或2所述的雾化粉末的制造方法,其中,所述磁性合金以Fe作为主要成分,包括比Fe更容易氧化的元素M,M是Si、Cr以及Al中的至少一种。

13.一种磁芯的制造方法,其中,

其包括成型工序,该工序将通过权利要求1~12中任一项所述的雾化粉末的制造方法制成的磁性合金粒子制成为规定形状的成型体。

14.如权利要求13所述的磁芯的制造方法,其中,其包括热处理工序,该工序在350℃以上的温度条件下对所述成型体进行退火。

15.如权利要求13所述的磁芯的制造方法,其中,其包括热处理工序,该工序在含水蒸汽的环境或含氧的环境下以650℃~900℃对所述成型体进行热处理,使磁性合金粒子氧化,在粒子表面形成氧化层,通过所述氧化层构成结合磁性合金粒子的晶界。

说明书 :

雾化粉末的制造方法和磁芯的制造方法

技术领域

[0001] 本发明涉及一种雾化粉末的制造方法和使用该雾化粉末的磁芯的制造方法。

背景技术

[0002] 通常,在通过粉末冶金制备用于变压器、电感器、电抗器等的磁芯的情况下,作为构成磁芯的软磁性金属材料的粉末,从流动性等观点出发,优选使用以雾化粉末为代表的粒状粉末。特别是,已知气体雾化、水雾化等雾化法适于延性、展性高且难以粉碎的合金粉末的制备,水雾化法在获得比较接近球状且35μm以下的微细金属粉末方面也是适用的。
[0003] 水雾化法是使高频溶解的熔融金属从中间包通过陶瓷制的耐热喷嘴内而流下并对其喷射高压水来进行粉末化的方法。获得的金属粉末作为以所述水为分散介质的浆料被排出。所述浆料中金属粉末的浓度(固体成分浓度)约为1质量%~17质量%左右,通过自然沉降或磁吸附等方法从所述浆料中分离分散介质水与金属粉末(固液分离)。
[0004] 对于自然沉降而言,由于利用粒子的自重将金属粉末与分散介质分离,因此不需要复杂的设备装置,而且金属粉末是磁性还是非磁性都没有关系。然而,通常采用利用沉降槽的间歇式,难以进行连续处理。另外,在具有以中值粒径规定的平均粒径D50为15μm以下的比较微细的粒度的粒子的金属粉末的情况下,粒子的沉降需要时间,很难在短时间内以高回收率分离金属粉末。
[0005] 另外,对于利用磁吸附进行的固液分离而言,通过一部分浸渍在浆料中的磁转鼓吸附金属粉末的粒子,以浓缩浆料的形式分离。通过磁吸附浓缩的浆料具有10质量%~30质量%的水分,因此,需要进一步去除水分。例如,在专利文献1的装置中,如图10所示,公开了将通过磁转鼓819浓缩的浆料808供给至滤布(filter cloth)输送带820上并通过真空排气装置824进行脱水。
[0006] 在专利文献2中,也采用了同样的方法。除此之外,有时也使用离心分离机、压滤机、压带机、真空式过滤机等用于压榨等的机械装置,进行脱水。
[0007] 现有技术文献
[0008] 专利文献
[0009] 专利文献1:日本特开平03-170606号公报。
[0010] 专利文献2:日本特开平08-092608号公报。

发明内容

[0011] 发明所要解决的课题
[0012] 在专利文献1、专利文献2中使用的带式过滤器型真空脱水机、用于压榨的过滤机等通常是复杂且大规模的设备装置,能够预想到微细的金属粉末堵塞滤布会导致金属粉末的回收率降低,需要定期更换滤布等而且保持维护等成本变高。另外,虽然脱水处理后的金属粉末的水分低,但是仍含水,因此需要还设置干燥工序。
[0013] 因此,本发明的目的在于,提供一种能够在短时间内从通过雾化法获得的在水性分散介质中包含磁性金属材料粒子的浆料中容易地回收金属粉末的雾化粉末的制造方法及磁芯的制造方法。
[0014] 用于解决课题的手段
[0015] 第一发明是一种雾化粉末的制造方法,其中,其包括:雾化工序,该工序通过雾化法由熔液制成磁性合金粒子,获得所述磁性合金粒子在水性分散介质中分散而成的浆料;浆料浓缩工序,该工序通过使用转鼓的根据磁进行的分离机构,从所述浆料中分离磁性合金粒子并制成所述磁性合金粒子大于80质量%的浓缩浆料,所述转鼓具有在至少一部分浸渍在所述浆料中的位置固定配置的磁路部以及在该磁路部的外侧能够旋转的外装套筒;以及,干燥工序,该工序通过使用气流干燥机的干燥机构对所述浓缩浆料进行干燥从而制成磁性合金粉末。
[0016] 在本发明中,优选的是,在所述浆料浓缩工序与所述干燥工序之间设置有浓缩浆料储存工序,在所述浓缩浆料储存工序中,使用能够通过鼓泡对浓缩浆料进行搅拌的浆料储存搅拌装置。
[0017] 在本发明中,优选的是,所述浆料储存搅拌装置具有储存浓缩浆料的容器,所述容器具有包围浓缩浆料且由多孔质体构成的内装体,使气体通过所述多孔质体的细孔而以微细泡的形式向所述浓缩浆料供给。
[0018] 在本发明中,优选的是,在雾化工序与浆料浓缩工序之间设置有粗粉去除工序,该粗粉去除工序使所述浆料通过筛来制成去除了磁性合金粒子的粗粉的浆料。
[0019] 在本发明中,优选的是,在所述雾化工序与所述浓缩工序之间的浆料供给路径上具有储存浆料的储存容器,所述储存容器具有对浆料进行搅拌的搅拌机构。
[0020] 在本发明中,优选的是,在所述雾化工序与所述浓缩工序之间的路径上具有压送浆料的泵,通过所述泵向浆料浓缩工序定量供给浆料。
[0021] 另外,在本发明中,优选的是,所述根据磁进行的分离机构具有:磁路部,该磁路部由以圆弧状固定配置的复数个磁铁构成;磁开放部,该磁开放部未配置所述磁铁;转鼓,该转鼓包括在所述磁路部的外侧能够旋转的外装套筒;流路,该流路沿所述外装套筒的外周使浆料在与旋转方向相反的方向上流动;储存部,该储存部储存向所述流路供给的浆料;以及排出部,该排出部使用设置于所述磁开放部的刮刀刮取在所述磁路部吸附于外装套筒的磁性合金粒子与分散介质,从而获得浓缩浆料。
[0022] 另外,在本发明中,优选的是,通过搅拌机构对所述储存部内的浆料进行搅拌。
[0023] 在本发明中,优选的是,所述分离机构还具有与所述转鼓抵接并旋转的挤压辊。
[0024] 另外,在本发明中,优选的是,包括分级工序,该工序将干燥工序后的雾化粉末分级为规定的粒度从而进行粒度调整。
[0025] 另外,在本发明中,优选的是,在所述干燥工序中,通过使用气流干燥机的干燥机构进行干燥,该气流干燥机使所述浓缩浆料装载在气流中进行干燥。
[0026] 另外,在本发明中,优选的是,所述磁性合金以Fe作为主要成分,包括比Fe更容易氧化的元素M(M是Si、Cr以及Al中的至少一种)。
[0027] 第二发明是一种磁芯的制造方法,其中,其包括成型工序,该工序将通过第一发明制成的磁性合金粒子制成为规定形状的成型体。
[0028] 在本发明中,优选的是,包括热处理工序,该工序在350℃以上的温度条件下对所述成型体进行退火。
[0029] 另外,在本发明中,优选的是,包括热处理工序,该工序在含水蒸汽的环境或含氧的环境下以650℃~900℃对所述成型体进行热处理,使磁性合金粒子氧化,在粒子表面形成氧化层,通过所述氧化层构成结合磁性合金粒子的晶界。
[0030] 发明的效果
[0031] 根据本发明,能够提供一种能够在短时间内从通过雾化法获得的含有金属粉末的浆料中容易地回收金属粉末的雾化粉末的制造方法以及磁芯的制造方法。

附图说明

[0032] 图1是用于说明本发明的一个实施方式的雾化粉末的制造方法的工序的流程图。
[0033] 图2是用于说明使用本发明的一个实施方式的雾化粉末的制造方法的雾化粉末制造装置的结构的图。
[0034] 图3是表示作为磁分离机构使用的转鼓型磁分离装置的结构实例的主视图。
[0035] 图4是图3所示的转鼓型磁分离装置的剖视图。
[0036] 图5是用于说明通过图3所示的转鼓型磁分离装置进行的浆料浓缩动作的包括转鼓的主要部分剖视图。
[0037] 图6是用于说明作为干燥机构使用的气流干燥机的动作的图。
[0038] 图7是用于说明本发明的一个实施方式的雾化粉末的制造方法的工序的流程图。
[0039] 图8是在浓缩浆料储存工序中使用的浆料储存搅拌装置的局部剖视图。
[0040] 图9是用于说明本发明的一个实施方式的磁芯的制造方法的工序的流程图。
[0041] 图10是用于说明以往的雾化粉末制造装置的结构的图。

具体实施方式

[0042] 下面,对本发明的一个实施方式的雾化粉末的制造方法以及使用通过该方法获得的雾化粉末的磁芯的制造方法进行具体的说明,但是,本发明并不限定于此,在技术思想的范围内能够适当变更。另外,为了方便理解发明要旨,用于说明的附图主要记载了主要部分,适当省略了细微部分等。
[0043] (第1实施方式)
[0044] 图1是表示本发明的雾化粉末的制造方法的流程图。另外,在图2中示出了用于说明与图1的流程图对应的雾化粉末的制造装置的结构例的图。在雾化粉末的制造设备中,首先,在雾化工序中,通过雾化法利用雾化装置110制备具有所期望的组成的磁性合金粒子。
[0045] 如果采用水雾化法,则通过高频加热炉(未图示)使以成为规定的合金组成的方式称量的原料熔融、或者通过高频加热炉使预先以成为合金组成的方式制备的合金锭熔融,从而制成熔融金属(以下,称为“熔液),使高速且高压喷射的水冲撞经由在中间包(未图示)的底部设置的喷嘴(未图示)流下的熔融金属,进行微粒化并冷却,从而获得磁性合金粒子。对于获得的磁性合金粒子的平均粒径而言,中值粒径D50优选为5~35μm。
[0046] 优选的是,磁性合金例如包含Fe和比Fe更容易氧化的元素M(M是Si、Cr以及Al中的至少一种)。在获得的磁性合金粒子表面,包含元素M的氧化物Al2O3、Cr2O3、SiO2等的自然氧化覆膜以几nm~50nm左右的厚度形成为膜状。自然氧化覆膜变厚时,存在粒子变硬而抑制成型性的情况。另外,自然氧化覆膜变薄时,在后面工序中在粒子表面容易形成赤铁矿(Fe2O3)等,存在成为红锈从而粒子的品质降低的情况。对于用丙烯酸树脂、环氧树脂等有机粘合剂、水玻璃等无机粘合剂粘接磁性合金粒子那样的磁芯,存在红锈使粘合剂变质、或者引起强度劣化的情况。因此,自然氧化覆膜的厚度优选为5nm~40nm。
[0047] 雾化粉末是以Fe、Ni或Co作为主要成分的合金。例如为Fe-Si合金、Fe-Cr合金、Fe-Cr-Si合金、Fe-Al合金、Fe-Al-Si合金、Fe-Al-Cr合金、Fe-Al-Cr-Si合金、Fe-Ni合金、Co基、Fe基的结晶质或非晶质的合金。优选为Si为3~10质量%且剩余部分为Fe的Fe-Si系合金;Cr为3.0~20质量%、Si为5质量%以下且剩余部分为Fe的Fe-Cr-Si系合金;Al为4.5~8.5质量%、Si为9.5质量%以下且剩余部分为Fe的Fe-Al-(Si)系合金;Cr为2.0~10质量%、Al为2.0~10质量%、Si为5质量%以下且剩余部分为Fe的Fe-Al-Cr-Si系合金;Ni为45~80质量%且剩余部分为Fe的Fe-Ni系合金。
[0048] 通过雾化法获得的包含分散在水性分散介质中的磁性合金粒子的浆料从雾化装置110经由阀310流出。水性分散介质是指例如水或水和分散剂的混合介质。如果磁性合金粒子的表面被自然氧化覆膜覆盖,则由此抑制氧进入粒内,防止形成新的氧化物。由此减少作为防锈对策而在作为分散介质的水中加入的防锈剂等或者变得不需要添加,在后述的浆料浓缩工序中分离的排水的处理变得简单,能够降低处理成本。
[0049] 另外,在雾化初期,容易产生几mm左右的粗金属粉末。在浆料中混有粗金属粉末时,存在压送浆料的泵210、215中产生咬合而对叶轮(Impeller)造成损伤的情况。因此,优选的是,在雾化工序与浆料浓缩工序之间设置有粗粉去除工序,该粗粉去除工序使所述浆料通过湿式分级机115从而制成去除了磁性合金粒子的粗粉的浆料。作为湿式分级机115,只要使用振动筛、液体分流器即可。在不使用泵输送浆料的情况下,也可以省略粗粉去除工序。
[0050] 在雾化装置的造粒能力与后面工序的处理能力存在差异等情况下,优选将经过雾化工序的浆料暂时留在储存容器120。能够向后面工序定量供给,而且,如果对储存容器120内的浆料进行搅拌从而使得磁性合金粒子不会在槽内沉淀,则能够将浓度稳定的浆料供给至后面工序。能够稳定地进行后面工序的浆料浓缩工序,减少在经过浆料浓缩工序的排水中残留的粒子,从而能够高效地进行磁性合金粒子的回收。
[0051] 优选的是,浆料浓缩工序采用根据磁进行的分离机构。作为根据磁进行的分离机构,例如能够优选使用转鼓式磁分离装置(以下为分离装置)。将表示分离装置的结构例的一例的主视图示于图3。另外,图4示出了图3的分离装置的剖面,图5示出了转鼓部的放大剖视图。分离装置500具有在至少浸渍于浆料80的位置固定配置的磁路部32以及在磁路部32的外侧能够旋转的外装套筒33。详细地说,分离装置500具有:磁路部32,由以连接成圆弧状的方式固定配置的复数个磁铁35构成;磁开放部34,未配置所述磁铁35;转鼓510,包括在所述磁路部32和磁开放部34的外侧能够旋转的外装套筒;流路72,沿所述外装套筒的外周33使浆料80在与旋转方向相反的方向上流动;储存部70,储存向所述流路72供给的浆料80;以及刮刀550,设置于所述磁开放部34。
[0052] 分离装置500配置为在整体上为箱型的框体中转鼓510横穿该框体且其旋转轴相对于所述框体的底部水平。框体被转鼓510分割成上游侧和下游侧两部分,上游侧构成储存来自雾化工序的浆料80的储存部70,下游侧成为作为被分离的分散介质的排水贮存部75。在转鼓510的下部和框体的底部,连接储存部70与排水贮存部75且供浆料80流动的流路72,是沿着转鼓510的外周以具有规定的间隔的方式形成。
[0053] 经过雾化工序的浆料通过供给路径60被输送至储存部70。储存部70的浆料80被连接储存部70与排水贮存部75的流路72限制了流量,因此,在储存部70中滞留规定的时间。优选对浆料80进行搅拌以防止磁性合金粒子在储存部70的槽内沉淀。搅拌可以通机械搅拌机构、超声波扩散来进行,也可以利用来自供给路径60的浆料的流动。例如,也可以构成为在储存部70的内侧壁设置挡板、凸起92,在储存部70内使水流产生紊流,由此,进行搅拌。
[0054] 转鼓510的外装套筒33由不锈钢等非磁性材料形成,与在外周配置有磁铁35的内装套筒31同心地配置。在图示的例子中,外装套筒33与内装套筒31之间的磁铁35以在内装套筒31的外周的约3/4处连续地排列的方式固定配置,从而构成磁路部32。外装套筒33被配置成为磁路部32浸渍在浆料80中的状态,在与浆料80的流动方向相反的方向上旋转的外装套筒33的外周,在储存部70到排水贮存部75之间磁性合金粒子被吸附。
[0055] 对使用的磁铁35没有特别的限制,只要是SmCo磁铁、NdFeB磁铁等稀土类金属系磁铁,与铁氧体系磁铁相比磁力更强,即使夹着非磁性的外装套筒33也能获得对于吸附/分离磁性合金粒子而言充分的能力,因此优选。
[0056] 在内装套筒31的外周的剩余1/4处形成没有磁铁且也难以受到磁路部32的影响而构成的磁开放部34。磁开放部34处于未浸渍于浆料80的位置,通过外装套筒33的旋转从浆料80提起而到达磁开放部34的磁性合金粒子,成为包含分散介质水但浓缩成浆料浓度大于80质量%的浓缩浆料。
[0057] 在图示的例子中,设置有以与转鼓抵接的方式旋转的挤压辊520,构成为使规定的挤压力作用于外装套筒表面的浓缩浆料从而对分散介质水进行脱水而去除。由此,能够获得浆料浓度进一步提高的浓缩浆料。作为挤压辊520,只要使用弹性橡胶、聚氨酯、聚酯等树脂即可。
[0058] 到达磁开放部34的浓缩浆料50被与外装套筒33的表面抵接的铲子状的刮刀550刮取,在倾斜的回收路径555上利用自重滑落至收纳容器。另外,被分离的分散介质水作为排水从排水贮存部75通过排出路径65被排出至排水容器800。
[0059] 适当使用输送带等输送机构将浓缩浆料输送至下一步的干燥工序进行干燥。只要干燥装置能够供给浆料浓度大于80质量%的浆料,就没有特别的限定,优选为在管腔615内导入热风(气流)从而借助其流动来对粉末进行干燥的气流干燥机。作为这种气流干燥机,例如有株式会社清新企业(株式会社セイシン企業)制的连续瞬间气流干燥机。
[0060] 图6示出了用于本发明的制造方法的一个实施方式的气流干燥机的结构。气流干燥机600具有供给浓缩浆料的供给部601、干燥浓缩浆料的环状管腔615、向管腔615内输送热风的送风部651、以及从管腔615排出干燥粉末的排出部603。
[0061] 向管腔615内供给的空气通过加热器等加热机构成为350℃以上。供给的空气的温度、流速、流量只要根据浓缩浆料的供给量、浆料浓度适当调节即可。供给的空气高达200℃以上,主要以潜热的形式被消耗。
[0062] 投入的浓缩浆料在管腔615内一边与加热空气一起循环一边失去水分而干燥,而且,通过粒子彼此冲撞而成为凝集被解除的磁性合金粒子。在循环路径610上随着干燥的进行,被干燥物的重量减轻,作为磁性合金粒子通过环状管腔615的内周侧而从排出部603与排出空气一起被排出。干燥不充分的被干燥物利用其自重在管腔615内的外周侧上循环并继续干燥。
[0063] 从气流干燥机600回收的磁性合金粒子被输送至料斗并回收在容器中。获得的磁性合金粒子的粒径具有分布,因此,也可以根据需要分级为复数个粒度。作为分级方法,也可以像图示那样在气流干燥机600后配置复数个旋风除尘器700、750,根据磁性合金粒子的粒度进行分级,经由阀312、313而回收在容器410、411中。另外,也可以使用振动筛等进行筛分级。
[0064] 如上所述,根据本发明的雾化粉末的制造方法,即使不使用压榨等机构也能够从通过水雾化法获得的包含磁性金属材料粒子的浆料中容易地回收金属粉末。
[0065] (第二实施方式)
[0066] 在浆料浓缩工序与干燥工序之间设置有浓缩浆料储存工序,也可以像图7所示那样在分离装置500与气流干燥机600之间配置浆料储存搅拌装置900。对于浓缩浆料而言,水性分散介质与磁性合金粒子容易分离,缺乏流动性。因此,优选的是,将浓缩浆料储存在浆料储存搅拌装置900的容器中,通过搅拌维持流动性,并用泵等压送从而供给至气流干燥机600。
[0067] 将浆料储存搅拌装置的结构例示于图8。需要说明的是,在图8中,为了容易理解结构,示出将容器的一部分切断的状态,另外,省略了吸引气体并压缩并送出至容器的压缩机、连接容器与压缩机的管路、或者加强用梁等,用箭头表示气体的流路。
[0068] 浆料储存搅拌装置900具有向下方截面积逐渐缩小的圆锥形状的容器960,将容器960的圆锥形状部分设为内装体910和设置于其外侧的外装体920双层结构,由具有细的开气孔(以下,称为细孔)的多孔质体构成内装体910。支撑腿能够使得容器960以其下部位于比设置面更靠上方的方式直立设置。
[0069] 被容器的内装体910和外装体920包围的空间915成为鼓泡用的空气、非活性气体等被供给至容器中的浓缩浆料50的气体流入的路径。内装体910由多孔质体构成,通过气体向容器内的浓缩浆料50供给微细泡,该气体由压缩机经由设置于容器下部的气体供给口930被送出至空间915。
[0070] 内装体910呈中空有底的碗状,倾斜面905配置为围绕浓缩浆料50。由压缩机供给的气体通过由多孔质体构成的内装体910的大量路径(细孔)被吹入浓缩浆料50。大量微细的气泡从多孔质体分散在浓缩浆料50中,气泡上升使得微细泡从容器中的底部到达上部,强制地搅拌浓缩浆料50从而能够成为流动状态。供给的气体是空气或氮等非活性气体。
[0071] 对于构成内装体910的多孔质体,只要具有至少浓缩浆料50的溶剂不能通过的程度的流体阻力且在储存有浓缩浆料50的状态下能耐受负荷即可。优选的材质是氧化铝、莫来石等陶瓷材料、聚乙烯、聚丙烯等树脂材料、钛、不锈钢等金属材料中的任意一种。如果考虑成型性、加工性,则优选树脂材料、金属材料,从耐磨性、耐腐蚀性的观点出发,优选由不锈钢系等金属材料形成。从耐磨性、耐腐蚀性的观点出发,优选容器的与浆料接触的其他部分等的材质也由不锈钢系等金属材料形成。
[0072] (第三实施方式)
[0073] 接下来,对使用获得的磁性合金粒子的磁芯的制造方法进行说明。图9是用于说明磁芯的制造方法的工序的流程图。
[0074] 在混合工序中,在经过适当分级的磁性合金粒子中加入粘合剂并进行混合。粘合剂在后面的成型工序中使粒子之间粘接,赋予成型体能耐受成型后的研磨加工等、操作的强度。对于粘合剂的种类,能够使用聚乙烯、聚乙烯醇(PVA)、丙烯酸树脂等热塑性的各种有机粘合剂。有机粘合剂通过成型后的热处理而进行热分解,因此,也可以并用在热处理后也固化、残留而粘接粉末之间的硅酮树脂、水玻璃等无机系粘合剂。对于粘合剂的添加量而言,只要设为在软磁性材料粉末之间充分行进能够确保充分的成型体强度的量即可。
[0075] 接下来,在造粒工序中,由混合而得到的混合物获得造粒粉。优选使用喷雾干燥器等喷雾干燥机进行造粒。通过喷雾干燥,能获得粒径分布窄且平均粒径小的造粒粉。通过使用这种造粒粉,后述的成型后的加工性提高。另外,能够获得大致球形的造粒粉,因此,成型时的供粉性(粉的流动性)也升高。造粒粉的平均粒径(中值粒径D50)优选为40~150μm。
[0076] 接下来,在成型工序中,将通过造粒工序获得的造粒粉成型为规定的磁芯形状。造粒粉被填充在成型模具中,加压成型为圆柱形状、长方体形状、环形形状等规定形状。典型地,在0.5GPa以上且2GPa以下的压力条件下能够以几秒左右的保持时间成型。根据所述有机粘合剂的含量、所需要的成型体强度适当设定压力和保持时间。
[0077] 为了获得良好的磁特性,优选的是,设置热处理工序,缓和在成型工序等中施加给磁性合金粒子的应力应变。对于热处理温度,只要在能获得缓和应力的效果的温度条件下进行,优选为350℃以上的温度。热处理的保持时间根据磁芯的大小、处理量、特性偏差的容许范围等适宜地设定,优选为0.5~3小时。
[0078] 另外,也优选在650℃以上的温度且氧化环境中进行热处理。通过该热处理,在磁性合金包含比Fe更容易氧化的元素M(M是Si、Cr以及Al中的至少一种)的情况下,形成包含来自元素M的氧化物的氧化物层。所述氧化物层成为磁性合金粒子之间的晶界相,使粒子之间粘结。来自元素M的氧化物是使磁性合金粒子与氧反应而生长成的物质,并且是通过所述粒子超过自然氧化的氧化反应来形成的。热处理能够在大气中、氧和非活性气体的混合气体中等存在氧的环境中进行。而且,也能够在水蒸气与非活性气体的混合气体中等存在水蒸气的环境中进行热处理。只要热处理温度是粒子之间的烧结不显著产生的温度,就没有限定,优选为900℃以下。更优选为850℃以下。进一步优选为800℃以下。通过该热处理获得的磁芯与用粘合剂粘结粒子而成的磁芯相比强度更强,而且容易获得阻力也大的磁芯。
[0079] 另外,也可以将磁性合金粒子与环氧系树脂、硅酮系树脂以及酚系树脂这样的热固化型树脂混炼而作为复合磁性材料,制成将空芯线圈和金属粉末材料一体成型的所谓的金属复合物型的磁芯。另外,也可以是经过如下工序的磁芯:制备包含磁性合金粒子、有机溶剂以及聚乙烯醇缩丁醛等粘合剂的浆料,通过刮刀法等公知的片成型机构进行片化,使其制成适当的线圈模式并层叠。
[0080] 使用如上所述地获得的磁芯的线圈部件例如用于扼流圈、电感器、电抗器、变压器等。线圈部件适用于例如在电视、空调等家电设备中采用的PFC电路、太阳能发电、混合动力车/电动汽车等电源电路等。
[0081] 附图标记的说明
[0082] 33 外装套筒;32 磁路部;34 磁开放部;35 磁铁;50 浓缩浆料;70 储存部;72 流路;110 雾化装置;500 分离装置;510 转鼓;520 挤压辊;550 刮刀;600 气流干燥机;601 供给部;603 排出部;615 管腔;651 送风部;700、750 旋风除尘器;900 浆料储存搅拌装置;910 内装体;960 容器。