專利名稱：壓坯及其制造方法、以及電抗器用磁芯的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及用作電抗器等用磁芯材料的壓 (green compact)、SJS的制造方法、以及包括壓坯的電抗器用磁芯。特別地，本發(fā)明涉及能獲得低損耗磁芯的壓坯、以及該壓坯的制造方法。
現(xiàn)有技術(shù)磁性部件已在多種領(lǐng)域使用，這些磁性部件各自包括由軟磁材料(諸如鐵或鐵合金)制成的磁芯以及配置于磁芯周圍的線圈。壓坯制成的壓粉磁芯是上述磁芯的示例(參見專利文獻I)。壓坯通常這樣制造用原料粉填充壓制空間，該壓制空間由具有通孔的壓模以及布置成覆蓋壓模通孔一個開口部的下凸模(punch)限定；利用下凸模和上凸模對原料粉加壓；然后從壓模取出壓坯。通常，對壓坯進行熱處理，經(jīng)熱處理所得到的材料用作磁芯。在交流磁場中使用磁性部件的情況下，期望磁芯具有較低鐵芯損耗(約為磁滯損 耗和渦流損耗的總和)。特別地，由于在諸如大于或等于數(shù)kHz的高頻情況下使用的磁芯中出現(xiàn)較高渦流損耗，期望具有降低渦流損耗的磁芯。如專利文獻I中所描述的，通過用絕緣包覆膜(絕緣層)包覆由軟磁材料制成的金屬顆粒諸如鐵顆粒的外周，得到各包覆顆粒，如果采用由包覆顆粒構(gòu)成的包覆軟磁粉作為原料粉，金屬顆粒間彼此絕緣會增大壓坯的電阻。因此，如果采用這種壓坯作為磁芯，可得到有效降低渦流損耗的低損耗磁芯。引用列表專利文獻專利文獻I :日本未經(jīng)審查的專利申請公開No. 2005-24827
發(fā)明內(nèi)容
技術(shù)問題期望能進一步降低壓粉磁芯中的損耗。由于近來磁性部件的操作頻率不斷提高，期望進一步降低損耗，特別是降低渦流損耗。如上所述，利用包覆軟磁粉，可一定程度降低渦流損耗。然而，當(dāng)從壓模取出壓坯(壓制本體)時，由于克服壓模作用力(壓模擠壓壓坯的作用力)的反作用力，壓坯中與壓模接觸的區(qū)域中的金屬顆粒容易因與壓?；瑒幽Σ炼苄宰冃?，并且因絕緣層不能充分跟隨該變形而損壞。如果因壓?；瑒幽Σ潦菇^緣層損壞，造成露出的一些金屬顆粒變形而成為碎片形式，以及，如果金屬顆粒由于變形而互相接觸并導(dǎo)電，則渦流通過導(dǎo)電部分流動，因此渦流損耗增大。為了防止絕緣層損壞，如專利文獻I中所述，考慮給壓?；蛳峦鼓Ｊ┘訚櫥RU，或者向原料粉添加作為潤滑劑的有機化合物。使用足夠量的潤滑劑應(yīng)當(dāng)能完全防止絕緣層損壞。然而，使用大量潤滑劑會導(dǎo)致壓坯中磁性成分比例的降低。另一方面，考慮用濃鹽酸等對壓坯表面進行表面處理，以除去導(dǎo)電部分。然而，在這種情況下，需要單獨的表面處理步驟，這導(dǎo)致壓坯生產(chǎn)率降低。
考慮到上述情況，本發(fā)明的目的是提供一種能得到低損耗磁芯的壓坯以及一種電抗器用磁芯。本發(fā)明的另一目的是提供一種壓坯制造方法，用這種壓坯能制造低損耗磁芯。解決問題的手段發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，當(dāng)從壓模取出壓坯時，如果壓坯(壓制本體)的一部分不與壓模接觸，則該部分不與壓模滑動摩擦，因此，可避免絕緣層損壞，并且可得到具有包括完整絕緣層的區(qū)域(下文稱為完整區(qū)域)的壓坯。在測試所得到壓坯的外表面的表面特性時，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，不是用壓模成型的完整區(qū)域所具有的粗糙度不同于壓模成型區(qū)域的粗糙度，并且，與壓模成型區(qū)域相比，其具有更大的凹凸程度。這可能是因為，在壓模成型區(qū)域中，當(dāng)從壓模取出時，通過與壓?；瑒幽Σ潦箻?gòu)成上述包覆軟磁粉的包覆顆粒(軟磁顆粒)塑性變形而變得相對平滑，而在完整區(qū)域中，軟磁顆粒保持未經(jīng)過度塑性變形并具有與其尺寸對應(yīng)的凹凸程度。此外，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，如果壓坯外周面于其一部分中特別是在外周面于周向延伸的一部分中具有完整區(qū)域，使得該完整區(qū)域于周向橫斷外周面，在此情況下，可減小渦流損 耗。這可能是因為，由于完整區(qū)域是絕緣區(qū)域，其中由完整絕緣層使軟磁顆粒彼此絕緣，完整區(qū)域可阻斷在壓坯外周面上出現(xiàn)的渦流?；谏鲜霭l(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人提出了一種壓坯，其在壓坯外周面上具有表面特性不同的多個區(qū)域，作為能得到低損耗磁芯的壓坯。此外，基于上述發(fā)現(xiàn)，本發(fā)明人提出壓制空間的特定結(jié)構(gòu)以及取出壓坯的特定方法，用于制造壓坯。根據(jù)本發(fā)明的壓坯是通過對包括絕緣層的包覆軟磁粉加壓所得到的壓坯。設(shè)定壓坯的一面為基準面、以選自該基準面的一個區(qū)域為基準區(qū)域、并且以基準區(qū)域中的表面特性值為R1，該壓坯滿足條件(I)或條件(2)。條件(I)是，基準面中包括同面區(qū)域，如果基準面中選自該基準區(qū)域以外的區(qū)域定義為同面區(qū)域、并且該同面區(qū)域中的表面特性值定義為表面特性值R2，其中，表面特性值R2與表面特性值Rl之比滿足R2/R1 ^ 2。條件(2)是，如果將選自與基準面不同的面的區(qū)域定義為異面區(qū)域、并且將該異面區(qū)域的表面特性值定義為表面特性值R3，各包括異面區(qū)域的三面或更多個面與該基準面鄰接，其中，表面特性值R3與表面特性值Rl之比滿足R3/R1 ^ 2。表面特性值是算術(shù)平均粗糙度Ra、最大高度Rz、以及粗糙度曲線的最大谷深度Rv中的全部或任一種。根據(jù)本發(fā)明的壓坯可通過例如下述制造方法制造。一種壓坯的制造方法，通過用包括絕緣層的包覆軟磁粉填充壓制空間，然后對包覆軟磁粉加壓，以制造壓坯。本方法的特征之一是由多個模件限定壓制空間的一部分，該部分與所要形成的壓坯的外周面的一部分對應(yīng)。本方法的另一特征是，通過其他模件沒有相對于所形成壓坯移動時使模件中的至少一個相對于所形成壓坯移動，從壓制空間取出加壓包覆軟磁粉之后所得到的壓坯。根據(jù)本發(fā)明的壓坯具有的外表面包括較粗糙區(qū)域(其在滿足條件(I)時是同面區(qū)域，或者在滿足條件(2)時是包括異面區(qū)域的整面)以及低粗糙區(qū)域(其在滿足條件(I)時是基準面的一部分，或者在滿足條件(2)時是基準面)，較粗糙區(qū)域和低粗糙區(qū)域互相鄰接。較粗糙區(qū)域可視為絕緣層處于完整狀態(tài)的完整區(qū)域即絕緣區(qū)域，而低粗糙區(qū)域可視為因構(gòu)成包覆軟磁粉的包覆顆粒(軟磁顆粒)變形而使凹凸尺寸減小的平滑區(qū)域。當(dāng)根據(jù)本發(fā)明的包括完整區(qū)域的壓坯用作磁芯時，即使平滑區(qū)域中的一些軟磁顆粒已經(jīng)導(dǎo)電，完整區(qū)域能阻斷渦流，因而可使渦流損耗降低。因此，由根據(jù)本發(fā)明的壓坯能形成低損耗磁芯。
在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，特別地，當(dāng)制造具有柱狀外形或其他外形且沒有通孔的實心壓坯時，也就是，當(dāng)制造具有由一個連續(xù)線繪制的輪廓線的壓坯時，使用多個模件以形成壓坯的外周面(于周向延伸的至少一面)，而不是如現(xiàn)有技術(shù)中那樣采用單個模件。采用這種結(jié)構(gòu)，當(dāng)從壓制空間取出壓坯時，模件中的至少一個可相對于壓坯(壓制本體)保持靜止。當(dāng)使壓坯與該至少一個模件彼此完全分開時，由于壓坯外周面的其余部分已經(jīng)自其它模件釋放，可在壓坯外周面的一部分沒有與該至少一個模件滑動摩擦的狀態(tài)下，使壓坯與該模件分開。因此，在由根據(jù)本發(fā)明的制造方法所得到壓坯的外周面(其由在周向延伸的至少一面構(gòu)成)上，至少一個模件成型區(qū)域中的絕緣層沒有因與模件滑動摩擦而導(dǎo)致實質(zhì)性損壞，并因此處于完整狀態(tài)。簡而言之，壓坯至少在其一部分包括具有完整絕緣層(其于壓坯周向延伸)的區(qū)域(該區(qū)域是完整區(qū)域，其為絕緣區(qū)域)。完整區(qū)域中的面比其他模件成型區(qū)域中的更粗糙，而其他模件成型區(qū)域則由于該區(qū)域中的軟磁顆粒已經(jīng)如上所述變形而相對平滑。當(dāng)由這種壓坯形成磁芯時，即使在絕緣區(qū)域位置以外的位置處，因損壞絕緣層而形成的導(dǎo)電部分在壓坯周向位于壓坯的外周面上，絕緣區(qū)域能阻斷渦流，并因此可降低渦流損耗。因此，由本壓坯可形成低損耗磁芯。所以，采用根據(jù)本發(fā)明的制造方法，可制造出獲得低損耗磁芯的壓坯。
根據(jù)本發(fā)明壓坯的一種形式采用根據(jù)本發(fā)明的制造方法制造。采用根據(jù)本發(fā)明制造方法制造的根據(jù)本發(fā)明壓坯的示例形式具有外周面，該外周面包括完整絕緣層位于外周面一部分處的絕緣區(qū)域，以及，在外周面其他部分處從絕緣層露出軟磁顆粒而導(dǎo)電的區(qū)域。由于采用根據(jù)本發(fā)明的制造方法可得到低損耗磁芯，在該壓坯外表面的一部分中允許存在導(dǎo)電部分。所以，根據(jù)本發(fā)明的制造方法無需包括除去導(dǎo)電部分的步驟，因此，可以較高生產(chǎn)率制造可獲得低損耗磁芯的壓坯。多個模件之中，以具有通孔以填充原料粉的壓模，作為在從壓制空間取出壓坯時相對于壓還(壓制本體)移動的模件的不例。該模件可由一個或多個分模構(gòu)成。具體而言，該壓?？梢杂啥鄠€分模形成。以插入并布置在壓模通孔中的桿狀芯棒作為相對于壓坯靜止的模件的示例?？梢允褂脝蝹€或多個芯棒。在以使用一個壓模和一個芯棒的形式作為多個模件的情況下，使移動機構(gòu)構(gòu)成簡化，并因此可容易地操作。這里，“相對于壓坯(壓制本體)靜止的模件”指，不會以與壓坯滑動摩擦而損壞絕緣層的方式移動的模件，所以，允許該模件在不會導(dǎo)致絕緣層損壞的范圍內(nèi)移動。作為根據(jù)本發(fā)明的壓坯的形式，例示了這樣一種形式，其中，設(shè)定基準區(qū)域中、同面區(qū)域中、以及異面區(qū)域中的線型負荷曲線的峰值高度Rpk為Rpkl、Rpk2、Rpk3，峰值高度Rpk2與峰值高度Rpkl之比滿足Rpk2/Rpkl ( 5，或者，峰值高度Rpk3與峰值高度Rpkl之比滿足 Rpk3/Rpkl ( 5。在測試時，本發(fā)明人發(fā)現(xiàn)，在所具有面或區(qū)域中有關(guān)線型負荷曲線峰值高度Rpk的比值滿足落入特定范圍條件的壓坯形成之后，壓坯包括上述絕緣區(qū)域而無需經(jīng)過除去導(dǎo)電部分的后續(xù)步驟，并因此由該壓坯可得到低損耗磁芯。因此，采用上述形式，可提高低損耗磁芯的生產(chǎn)率。作為根據(jù)本發(fā)明制造方法的一種形式，例示了包括下列填充步驟、加壓步驟、以及取出步驟的形式。在填充步驟中，用包覆軟磁粉填充壓制空間，該壓制空間由具有通孔并用以成型壓坯外周面一部分的壓模、用以成型壓坯外周面其他部分的芯棒、以及布置成覆蓋通孔一個開口部的第一凸模限定，芯棒插進并布置在通孔的空間中。在加壓步驟中，使用第一凸模以及與第一凸模對向布置的第二凸模，對壓制空間中的包覆軟磁粉加壓。在取出步驟中，通過在芯棒沒有相對于所形成壓坯移動的狀態(tài)下使壓模相對于所形成壓坯移動，從壓制空間取出加壓包覆軟磁粉之后所得到的壓坯。在本方法的上述形式中，當(dāng)從壓模取出壓坯時，可使芯棒相對于壓坯(壓制本體)保持靜止。因此，在所取出壓坯的外周面上，與芯棒接觸的絕緣層部分保持處于完整狀態(tài)。所以，如果使用以上述形式形成的壓坯作為磁芯，可以由包括完整絕緣層的完整區(qū)域即絕緣區(qū)域阻斷渦流。因此，以上述形式可制造出能獲得低損耗磁芯的壓坯。作為包括壓模和芯棒的形式，例示了一種形式，其中，在加壓步驟中，通過在固定第一凸模的狀態(tài)下移動第二凸模，對包覆軟磁粉加壓，以及，隨第二凸模的移動使壓模以及芯棒一起移動。
在使用第一凸模作為固定凸模的狀態(tài)下，僅使第二凸模朝第一凸模移動，可加壓并壓縮原料粉(包覆軟磁粉)。然而，在這種情況下，位于第二凸模附近的部分原料粉移動較長距離，因此，構(gòu)成該部分原料粉的軟磁顆粒移動時會互相滑動摩擦并因此損壞絕緣層。此夕卜，位于第二凸模附近的部分原料粉比位于第一凸模附近的部分原料粉更容易受壓，因此，難以使送入壓制空間的所有原料粉均勻受壓。在隨著第二凸模移動使壓模和芯棒一起移動的本方法上述形式中，位于第二凸模附近的部分原料粉移動較短距離。因此，可抑制由于移動使絕緣層收到的損壞，并且，可以容易地使送入壓制空間中的原料粉均勻地受壓。此外，由于在上述形式中將第一凸模設(shè)定為固定凸模，可使移動機構(gòu)成簡單，并因此可容易地操作。作為根據(jù)本發(fā)明制造方法的形式，例示了一種形式，其中，通過由多個模件限定可形成多個壓坯的多個壓制空間，同時制造多個壓坯。采用壓坯的常規(guī)制造方法，利用一個壓模和一個下凸模制造一個壓坯。采用根據(jù)本發(fā)明的制造方法，雖然可以僅制造一個壓坯，但由于采用本方法的上述形式，通過調(diào)整給定模件(例如壓模)相對于其他模件(例如芯棒)的布置位置，一行程可制造多個壓坯。例如，在使用上述壓模和芯棒的形式中，如果通孔的內(nèi)周面以及芯棒的外周面具有這樣的形狀，使得芯棒插入并布置在壓模通孔內(nèi)部空間的中央部，并且由壓模通孔的內(nèi)周面和芯棒的外周面限定多個中空空間，則可同時形成多個壓坯。由于采用本方法的這種形式，一個行程能制造多個壓坯，上述形式的壓坯生產(chǎn)率高。特別地，在將多個分割磁芯組裝成一個磁芯的情況下，采用上述形式得到的多個壓坯可用作分割磁芯。因此，上述形式的磁芯生產(chǎn)率也會提聞。作為根據(jù)本發(fā)明的電抗器用磁芯，提出了包括根據(jù)本發(fā)明壓坯的電抗器磁芯。在將根據(jù)本發(fā)明的壓坯用作電抗器用磁芯的情況下，包括本磁芯的電抗器具有低渦流損耗，因此，保持較低損耗。根據(jù)本發(fā)明的壓坯可用作電抗器用磁芯的一部分或整體。如果由根據(jù)本發(fā)明的壓坯構(gòu)成電抗器用磁芯(其周圍配置有線圈)的至少一部分，可有效地降低渦流損耗。作為根據(jù)本發(fā)明的電抗器用磁芯的一種形式，例示了使磁芯與線圈組合以形成電抗器的形式，該磁芯具有磁通平行面，該磁通平行面布置成與線圈受到激勵時的磁通方向相平行，并且該磁通平行面在其一部分中包括同面區(qū)域或異面區(qū)域。可選擇地，例示了一種形式，其中，用取出壓坯時模件中相對于該壓坯保持靜止的至少一個模件，成型磁通平行面的一部分。如上所述，相對粗糙的同面區(qū)域和異面區(qū)域是完整區(qū)域即絕緣區(qū)域。另外，在通過根據(jù)本發(fā)明的制造方法得到的壓坯的外周面上，用取出壓坯時相對于該壓坯保持靜止的至少一個模件所成型的區(qū)域也成為包括完整絕緣層的完整區(qū)域，即絕緣區(qū)域。由于上述的磁芯形式包括磁通平行面，該磁通平行面在其一部分中包括絕緣區(qū)域，如果在電抗器中使用該磁芯并激勵線圈，絕緣區(qū)域可阻斷渦流，并因此能降低渦流損耗。發(fā)明的有益效果在根據(jù)本發(fā)明的電抗器用磁芯中，保持較低損耗。由根據(jù)本發(fā)明的壓坯可得到低損耗磁芯。根據(jù)本發(fā)明的壓坯制造方法可制造出這種壓坯。



圖I包括圖示根據(jù)本發(fā)明壓坯實施例的示意性軸測圖，其中，(A)部分圖示一面在其一部分中包括粗糙區(qū)域的示例，(B)部分圖示多面在其一部分中各自包括粗糙區(qū)域的示例，而(C)部分圖示一面的整面是粗糙面的示例；圖2圖示根據(jù)本發(fā)明壓坯的制造方法的示例過程的步驟；圖3包括適合在根據(jù)本發(fā)明壓坯的制造方法中使用的壓模以及芯棒的俯視圖；圖4 (A)是作為測試樣本制造的No. I壓坯中壓模成型區(qū)域的輪廓曲線圖，而圖4(B)是該區(qū)域的粗糙度曲線圖；圖5 (A)是作為測試樣本制造的No. I壓坯中芯棒成型區(qū)域的輪廓曲線圖，而圖5(B)是該區(qū)域的粗糙度曲線圖；以及圖6 (A)是作為測試樣本制造的No. I壓坯中凸模成型區(qū)域的輪廓曲線圖，而圖6(B)是該區(qū)域的粗糙度曲線圖。
具體實施例方式下面說明根據(jù)本發(fā)明的實施方式。首先，參照圖I說明根據(jù)本發(fā)明的壓坯。< 壓坯 >根據(jù)本發(fā)明的壓坯是通過對包覆顆粒構(gòu)成的包覆軟磁粉進行壓制而得到的壓坯，該包覆顆粒通過用絕緣層對軟磁顆粒(軟磁材料制成)的表面進行包覆而得到。壓坯主要由軟磁顆粒以及置于軟磁顆粒之間的絕緣體構(gòu)成。示例性絕緣體由絕緣層構(gòu)成。可以包括在壓制成形操作之后通過熱處理而形成的其他絕緣體。下文說明軟磁材料及絕緣層的材料、尺寸以及其他條件。根據(jù)本發(fā)明的壓坯的代表性形狀是長方體，如圖I所示。也可以采用多種其他柱狀體，諸如n=3或者n > 5的多棱柱、圓柱、以及橢圓柱。在n > 3的多棱柱的情況下，多棱柱包括其中至少一個角部倒圓的形式。根據(jù)本發(fā)明壓坯的最為區(qū)別性的特征在于壓坯具有表面特性不同的多個部分。具體而言，由根據(jù)本發(fā)明壓坯的至少一個面構(gòu)成周向延伸外周面的一部分，該部分是較粗糙區(qū)域(具有較大凹凸程度的區(qū)域)，其于周向橫斷該外周面。當(dāng)外周面由周向連續(xù)的n個面(圖I的情況下為4個面)構(gòu)成時，上述“外周面的一部分”的意思包括下列形式[I]至[5]:形式[I]，該部分位于一面的一部分上(例如，圖I (A)所示的形式);形式[2]，該部分位于鄰接兩面之一的一部分上以及位于鄰接兩面之另一的一部分上(例如，圖I (B)中所示的形式)；形式[3]，該部分位于一個或多個但不超過n-1個面的整面上(例如，圖I (C)所示的形式);形式[4]，該部分位于一個或多個但不超過n-1個面的整面上以及位于另一面的一部分上；以及形式[5]，該部分位于一個或多個但不超過n-2個面的整面上以及位于其余兩面的一部分上(例如，圖3 (C-I)或(D-I)中所示的形式，下文說明)。在外周面由一個無接縫面(joint-less surface)構(gòu)成的形式(諸如圓柱或橢圓柱)的情況下，該部分存在于外周面的一部分。圖I (A)所示的長方體狀壓坯IA中，在一面(圖I (A)中的左面)的一部分處具有相對粗糙區(qū)域102，而在該一面的其他部分具有相對平滑區(qū)域101。這里，所有平滑區(qū)域101和粗糙區(qū)域102都是矩形，并且粗糙區(qū)域102被兩個平滑區(qū)域101夾在中間。當(dāng)測量平滑區(qū)域101以及粗糙區(qū)域102的表面特性值(這里，選自算術(shù)平均粗糙度Ra、最大高度Rz、以及粗糙度曲線的最大谷深度Rv中的任一種)，并且以平滑區(qū)域101 (基準區(qū)域)的表面特性值作為Rl，而以粗糙區(qū)域102的表面特性值作為R2，表面特性值R2與表面特性值Rl之比滿足R2/R1 >2。具體而言，在壓坯IA中，至少一種表面特性值的比值滿足大于或等于2的 條件，也就是，關(guān)于算術(shù)平均粗糙度Ra的比值Ra2/Ral、關(guān)于最大高度Rz的比值Rz2/Rzl、以及關(guān)于粗糙度曲線的最大谷深度Rv的比值中的至少一種，滿足大于或等于2的條件。表面特性值之比R2/R1滿足R2/R1彡2的粗糙區(qū)域102是頂面有完整絕緣層的完整區(qū)域，即絕緣區(qū)域。平滑區(qū)域101是軟磁顆粒變形或變形軟磁顆?；ハ嘟佑|的區(qū)域。如上所述，壓坯IA在外表面之一上具有平滑區(qū)域101和粗糙區(qū)域102 二者。所以，當(dāng)使用壓坯IA作為電抗器或其它裝置用的磁芯時，壓坯IA在有粗糙區(qū)域102的情況下可阻斷渦流。因此，壓坯IA有助于形成低損耗磁性部件，諸如低損耗電抗器。壓坯IA的示例形式是這樣的一種，外表面中除了具有平滑區(qū)域101和粗糙區(qū)域102 二者的一面(基準面)以外的五面之中，面對基準面的一面、以及與該一面周向連續(xù)的另兩面，也就是共計三面(周向連續(xù)的三面)整面更為平滑，而彼此面對的其余兩面整面更為粗糙。獲得周向連續(xù)三面各自的上述表面特性值Ra、Rz、Rv中的至少一個，此時，所得到的表面特性值大致等于平滑區(qū)域101的表面特性值R1。也就是，連續(xù)三面的各面成型有平滑面104。對于彼此面對的其余兩面，獲得上述表面特性值Ra、Rz、Rv中的至少一個，并且獲得關(guān)于所得到表面特性值R (2)的表面特性值之比R (2) /Rl，此時，表面特性值之比R (2) /Rl滿足R(2)/R1 ^ 2?？傊?，壓坯IA具有一面(基準面)，其包括上述表面特性值之比滿足大于或等于2的條件的粗糙區(qū)域102 (同面區(qū)域)；以及兩個粗糙面105，其中上述表面特性值之比滿足大于或等于2的條件。這兩個互相面對的粗糙面105也是完整區(qū)域即絕緣區(qū)域，其上如粗糙區(qū)域102中那樣整面存在有完整絕緣層。然而，應(yīng)當(dāng)注意到，粗糙面105的表面特性值R(2)的絕對值無需與粗糙區(qū)域102的表面特性值R2的絕對值一致。壓坯IA可利用例如壓制模組100制造，壓制模組100包括壓模IOA和芯棒13A，如圖2所示。制造方法將在下文中進行說明。在具有粗糙區(qū)域102的面中，可適當(dāng)選擇粗糙區(qū)域102的尺寸。然而，粗糙區(qū)域102必須布置為于周向橫斷壓坯IA的外周面(這里，外周面由具有粗糙區(qū)域102的面和三個平滑面104構(gòu)成)。具體而言，粗糙區(qū)域102橫跨互相面對的兩個粗糙面105。粗糙區(qū)域102的周向尺寸(下文稱為寬度)取決于壓坯的尺寸，但是，例如，寬度可以是接近于5mm或2mm。上述表面特性值之比或表面特性值的絕對值會基于包覆軟磁粉(其構(gòu)成壓坯1A)尺寸或壓制條件而改變。當(dāng)上述表面特性值之比大于或等于2時，可獲得如下文所述試驗例中說明的低損耗磁芯。另一示例形式是長方體狀壓坯1B，例如，如圖I (B)所示。壓坯IB在鄰接兩面(圖I (B)中的左面及右面)各面的一部分處具有相對粗糙區(qū)域102，以及在該兩面的其余部分處具有相對平滑區(qū)域101 (基準區(qū)域)。這里，所有平滑區(qū)域101以及粗糙區(qū)域102都是矩形，并且各面上平滑區(qū)域101與粗糙區(qū)域102彼此鄰接。兩個粗糙區(qū)域102都是完整區(qū)域也就是絕緣區(qū)域，其中關(guān)于表面特性值Ra、Rz或Rv的比值R2/R1滿足R2/R1彡2。換而言之，壓坯IB與壓坯IA的不同在于，壓坯IB具有各自包括粗糙區(qū)域102 (同面區(qū)域)的多個面(基準面)，粗糙區(qū)域102中表面特性值之比R2/R1滿足R2/R1 ^ 2。除這一不同點之外的結(jié)構(gòu)或效果都與壓坯IA的相同，因此，與壓坯IA共同點不再說明。壓坯IB的外表面包括兩個面(基準面)，各自具有粗糙區(qū)域102 ;兩個平滑面，各平滑面中獲得與表面特性值Rl大致相等的值；以及兩個粗糙面105，其中上述表面特性值之比滿足大于或等于2的條件。
壓坯IB可利用例如壓制模組(參見圖2)制造，該壓制模組包括壓模IOB以及芯棒13B，如圖3 (B-I)所示。制造方法將在下文中進行說明。另一示例形式是長方體狀壓坯1C，例如，如圖I (C)所示。在壓坯IC中，一個矩形面(圖I (C)中左面)整面是相對粗糙面103，而與一個粗糙面103相對的另一面、以及與該另一面周向連續(xù)的兩面也就是總共三面(周向連續(xù)的三面)是整面相對平滑面104。其余的對向兩面是粗糙面105。獲得粗糙面103和平滑面104各面的上述表面特性值Ra、Rz、Rv中的至少一個，以及，以平滑面104 (基準面)的表面特性值作為R1，并且以粗糙面103的表面特性值(選自粗糙面103的區(qū)域(異面區(qū)域)的表面特性值)作為R3，此時，表面特性值R3與表面特性值Rl之比R3/R1 ^ 2。如上所述，獲得粗糙面105中(選自粗糙面105的區(qū)域(異面區(qū)域))的表面特性值之比1 (2)/1 1時，比值1 (2)/1 1滿足1 (2)/1 1彡2。也就是，壓坯IC與壓坯IA的不同在于，壓坯IC具有與一個平滑面104 (基準面)鄰接的三個粗糙面(這些面各自具有上述表面特性值之比滿足大于或等于2的條件的異面區(qū)域)。除此不同點之外的結(jié)構(gòu)或效果與壓坯IA的相同，因此，不再說明與壓坯IA的共同點。壓坯IC可利用例如壓制模組(參見圖2)制造，壓制模組包括壓模IOE以及芯棒13E，如圖3 (E-I)所示。制造方法將在下文進行說明?！磯号鞯闹圃旆椒ā惮F(xiàn)在，說明根據(jù)本發(fā)明的壓坯的制造方法。首先，說明在本制造方法中使用的壓制模組。[壓制模組]在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，典型地，使用壓制模組，其包括具有通孔的筒狀壓模；以及一對柱狀第一凸模和第二凸模，其從壓模通孔的對應(yīng)開口部插進并且布置成在通孔中彼此面對。特別地，根據(jù)本發(fā)明的制造方法涉及使用包括至少一個桿狀芯棒的壓制模組，芯棒插入并布置在壓模通孔的內(nèi)部空間中。在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，底部封閉的筒狀形式的壓制空間由凸模之一的一面(面對另一凸模的面)、壓模內(nèi)周面的一部分、以及芯棒外周面的一部分限定。利用兩個凸模對送入壓制空間的原料粉進行加壓并使其壓縮，以制造壓坯(壓制本體)。壓坯的端面由兩個凸模的對向面成型，而壓坯的外周面由壓模內(nèi)周面的一部分以及芯棒外周面的一部分成型。簡而言之，采用根據(jù)本發(fā)明的制造方法，一個壓坯的外周面用包括壓模以及芯棒的多個模件成型。圖2中所示具體示例的壓制模組100包括筒狀壓模10A,其具有通孔10hA ;—對柱狀的上凸模11和下凸模12，其插進通孔10hA并從中拔出；以及桿狀芯棒13A，其插進并布置在通孔10hA的內(nèi)部空間中。圖2示出壓模10A、下凸模12、以及芯棒13A的豎向截面。(壓模以及芯棒)壓模中通孔的內(nèi)周面和芯棒的外周面可以具有多種不同形狀。應(yīng)當(dāng)適當(dāng)?shù)貙⑿景舨迦氩⒉贾迷趬耗Ｍ字锌尚纬傻男螤钸M行選擇，使得可形成具有期望外周面的壓坯。與圖3中(么-1)和(4_2)所示的壓模IOA類似，例示一種形式，其中，通孔10hA具有多個連續(xù)矩形的輪廓形狀(多角形狀(這里為字母H形狀))，芯棒13A具有橫截面為矩形(這里為正方形)的棱柱形狀，并且將芯棒13A插入并布置在通孔10hA中，此時，限定了兩個矩形空間21A、22A。按這種形式，用空間21A、22A和下凸模12 (圖2)可形成兩個壓制空間31、32 (圖2 (A))，因此一個行程可形成兩個長方體狀壓坯。構(gòu)成所得到壓坯41、42圖2 (E)) 各自外周面的四個面中，一部分由芯棒13A的外周面成型，而該四面的其他部分由壓模IOA的通孔10hA的內(nèi)周面成型。這里,雖然圖不了四面(構(gòu)成各壓還41、42的外周面)之一的一部分用芯棒13A的外周面成型的形式(參見圖I (A)中圖示的壓坯1A)，但用芯棒13A成型區(qū)域的尺寸可適當(dāng)?shù)剡M行選擇。在芯棒如本示例中那樣是棱柱的情況下，芯棒中一面的寬度可以適當(dāng)?shù)馗淖?。例如，壓模通孔和芯棒可以?gòu)造成，使得各壓坯外周面中的一面整面由芯棒成型。在這種情況下，得到圖I (C)中所示的壓坯1C。可選擇地，壓模通孔和芯棒可以構(gòu)造成，使得構(gòu)成各壓坯外周面的兩個鄰接面之中，一面的整面或部分以及另一面的整面或部分可用芯棒成型。在這種情況下，芯棒應(yīng)當(dāng)是具有L形橫截面的構(gòu)成部件。另外，在這種情況下，得到圖I (B)所示的壓還1B。取而代之的是，類似圖3中(D-I)和(D-2)所示的壓模IOD及芯棒13D，各壓坯外周面中，整個一面、以及與該一面鄰接的兩面各自的一部分可以用芯棒13D成型。壓模IOD具有多角形(這里為十字狀)通孔10hD，而芯棒13D是具有H狀端面或橫截面的棱柱。壓模通孔和芯棒可以構(gòu)造成，使得一面的整面以及與該一面鄰接的兩面的整面用芯棒成型。當(dāng)所得到的壓坯用作磁芯時，如果用芯棒成型區(qū)域可阻斷渦流，則該區(qū)域的尺寸足夠大。取決于壓坯的尺寸，用芯棒成型的區(qū)域可以是細帶狀區(qū)域，其具有的寬度細如約5_乃至2_。隨著用芯棒成型區(qū)域增大，壓坯具有更大的維持完整絕緣層的絕緣區(qū)域。當(dāng)這種壓坯用作磁芯時，能更可靠地阻斷渦流。此外，由于芯棒加寬，容易增強芯棒自身的強度。應(yīng)當(dāng)選擇芯棒的形狀、寬度或其他條件，使得用芯棒成型區(qū)域具有期望尺寸。可選擇地，如圖3中(B-I)和(B-2)所示的壓模10B，例示了一種形式，其中，通孔10hB具有多個連續(xù)矩形的輪廓(多角形狀)，芯棒13B具有十字狀橫截面的棱柱形狀，并且將芯棒13B插入并布置在通孔10hB中，此時，限定了四個矩形空間21B 24B。按這種形式，用空間21B 24B以及下凸模可形成四個壓制空間，并因此能在一個行程形成四個長方體狀壓坯。在構(gòu)成所形成壓坯各外周面的四面之中，用芯棒13B的外周面成型跨越鄰接兩面的部分(L形區(qū)域)(其形成一個角部)，并且用通孔10hB的內(nèi)周面成型四面的其余部分(參見圖I (B)中所示的壓坯1B)。此外，按這種形式，壓模通孔和芯棒可以構(gòu)造成，例如，使得用芯棒成型鄰接兩面的整面、或鄰接兩面之一的整面和另一面中的一部分。可選擇地，如圖3中(C-I)和(C-2)所示的壓模IOC中的情況，例示一種形式，其中，通孔IOhc具有通過組合直線和曲線構(gòu)成的異形輪廓形狀(這里為齒輪狀)，芯棒13C具有齒輪狀的棱柱形，并且將芯棒13C插入并布置在通孔IOhc中，此時，限定了六個矩形空間21C 26C。按這種形式，用空間21C 26C以及下凸?？尚纬闪鶄€壓制空間，并因此能一個行程形成六個長方體狀壓坯。在構(gòu)成所形成壓坯各外周面的四面之中，用芯棒13C的外周面成型由一面以及與該一面鄰接的兩面各自一部分所構(gòu)成的角狀C形區(qū)域，并用通孔IOhe的內(nèi)周面成型四面的其余部分。此外，按這種形式，壓模通孔和芯棒可以構(gòu)造成，例如，使得用芯棒成型上述三面的整面，或成型一面的整面、鄰接兩面之一的整面、以及該兩面之另一的一部分。可選擇地，如圖3中(E-I)和(E-2)所示的壓模IOE的情況，例示了一種形式，其中，通孔10hE和芯棒13E 二者都具有矩形橫截面、并且將芯棒13E插入且布置在通孔10hE中，此時，限定了一個矩形空間21E。這里，在構(gòu)成所得到壓坯外周面的四面之中，四面之一 的整面用芯棒13E的外周面成型，而其余部分(四面的其余三面)用通孔10hE的內(nèi)周面成型(參見圖I (C)中所示的壓坯1C)。同樣，在這種形式中，芯棒可以適當(dāng)?shù)刈兏?，例如，成為長方體狀、L形狀、角狀C形、或成為其他形狀，使得用芯棒僅成型上述一面中的一部分，或者成型該一面的一部分或整面以及與該一面鄰接的另一面的一部分或整面，或者成型該一面的整面以及與該一面鄰接的兩面各自的一部分或整面。壓模的內(nèi)周面形狀應(yīng)適當(dāng)改變。如上所述，籍由組合壓模和芯棒，通過在一個壓模中形成一個或多個空間，可制造一個或多個壓坯。通過增加一個壓模中所限定的空間數(shù)量，一個行程能制造更多數(shù)量的壓坯，因此能改進壓坯的生產(chǎn)率。這里，當(dāng)對填充壓制空間的原料粉進行壓制時，出現(xiàn)壓坯壓迫芯棒的作用力。如圖3(A-1)所示的情形，在一個壓模中所形成的空間數(shù)量是兩個的情況下，壓模的中心與芯棒的中心對準，并且空間布置成相對于壓模中心線彼此軸對稱。據(jù)此，一個壓坯壓迫芯棒的作用力與另一壓坯壓迫芯棒的作用力相平衡。所以，避免芯棒實質(zhì)性壓迫壓模，因而，能減小壓模和芯棒之間的摩擦，并且，能防止由于彼此的過度滑動摩擦而卡住壓?；蛐景簟Ｔ趫D3中，通孔10hA 10hE具有有角形狀，但可以具有角部適當(dāng)?shù)箞A的形狀。通過倒圓角部，可容易地取下壓坯，并因此可改善壓制效率。此外，圖3圖示的形式中通孔以及芯棒二者的輪廓都由直線構(gòu)成，但也可以采用輪廓由曲線構(gòu)成的形式、以及輪廓由曲線和直線組合構(gòu)成的形式。例如，可改變通孔以及芯棒的形狀，使得可制造具有非棱柱狀諸如圓柱狀或橢圓柱狀的壓坯。(上凸模和下凸模)上凸模11和下凸模12是各自具有通孔以允許芯棒13A穿過的筒狀體，并且，芯棒13A插進下凸模12的通孔，以相對于下凸模12可移動。當(dāng)芯棒13A插進上凸模11的通孔時，該通孔作為移動上凸模11的引導(dǎo)件，并且在壓制操作時作為芯棒13A的保持部。上凸模11中面對下凸模12的表面(壓迫面Ild)以及下凸模12中面對上凸模11的表面(壓迫面12u) 二者具有這樣的形狀，以配合由壓模IOA與芯棒13A (這里是具有兩個矩形面的形式)所限定的空間21A、22A。應(yīng)當(dāng)注意到，雖然上凸模11和下凸模12描述為各自為一體式部件，但上凸模和下凸模中至少一方可以由多個組成部分構(gòu)成，這些組成部分彼此可獨立地移動。壓制模組100由例如當(dāng)前形成壓坯(主要由金屬粉構(gòu)成)所用的適當(dāng)高強度材料(諸如高速鋼)制成。(移動機構(gòu))壓模和一對凸模中的至少一方可相對于彼此移動。在圖2所不的壓制模組100中，下凸模12通過固定于本體裝置(未示出)而不可移動，而壓模IOA和上凸模11通過移動機構(gòu)(未示出)可豎向移動。其他可采用的結(jié)構(gòu)包括一種結(jié)構(gòu)為，凸模11、12 二者可移動而壓模IOA固定；以及一種結(jié)構(gòu)為，壓模10和凸模11、12都可移動。通過固定凸模之一(這里是下凸模12)，避免使移動機構(gòu)復(fù)雜化，因此，容易控制移動操作。如果下凸模和芯棒構(gòu)造成相對于彼此可移動，當(dāng)按照下述方式一行程制造多個壓 坯時，一個行程能收集多個壓坯。這里，芯棒13A構(gòu)造成可通過液壓或氣壓移動機構(gòu)14而豎向移動。下凸模和芯棒可構(gòu)造成相對彼此不可移動，例如，下凸模和芯棒可形成為一體。在這種形式中，如果一行程制造多個壓坯，則壓坯應(yīng)當(dāng)逐個收集?？蛇x擇地，可采取將成型壓坯外周面所用的模件布置于上凸模的形式。例如，可以采用凸起的上凸模(其中，在上凸模中一體式形成有與芯棒13A對應(yīng)的凸部)，或者，可以采用上凸模中包括與芯棒13A對應(yīng)的可移動桿的形式。在這種形式中，在填充粉末時，布置芯棒13A以限定期望空間，并且隨上凸模移動使凸部或可移動桿與芯棒13A接觸，以及，在加壓或壓縮操作時，由凸部或可移動桿向下壓迫芯棒13A，因而取代芯棒13A用凸部或可移動桿成型壓坯外周面的一部分。如下文所述，在加壓以及壓縮操作之后，應(yīng)當(dāng)移動壓模10A，以釋放壓坯，然后，應(yīng)使上凸模和凸部或可移動桿與壓坯分離。(其它信息) 在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，可以向壓制模組(特別是壓模的內(nèi)周面或芯棒的外周面)施加潤滑劑。潤滑劑的可用示例包括固體潤滑劑和液體潤滑劑，固體潤滑劑的示例包括金屬皂諸如硬脂酸鋰、脂肪酰胺諸如硬脂酰胺、以及高級脂肪酸酰胺諸如亞乙基雙硬脂酰胺，而液體潤滑劑的示例包括通過將固體潤滑劑分散到液態(tài)介質(zhì)如水中所得到的分散液?，F(xiàn)在，說明根據(jù)本發(fā)明的壓坯制造方法中所使用的原料粉。[包覆軟磁粉]在根據(jù)本發(fā)明的制造方法中，采用包覆軟磁粉作為原料粉，包覆軟磁粉包括由軟磁材料制成的軟磁顆粒和配置于軟磁顆粒表面的絕緣層。關(guān)于構(gòu)成根據(jù)本發(fā)明制造方法所制造壓坯的軟磁顆粒，其組成實質(zhì)上維持原料粉的組成。(軟磁顆粒)金屬尤其含鐵大于或等于50重量％的金屬適宜作為軟磁材料。例如，可采用純鐵(Fe)或選自下述的鐵合金鐵(Fe)-硅(Si)基合金、鐵(Fe)-鋁(Al)基合金、鐵(Fe)-氮(N)基合金、鐵(Fe)-鎳(Ni)基合金、鐵(Fe)-碳(C)基合金、鐵(Fe)-硼(B)基合金、鐵(Fe)-鈷(Co)基合金、鐵(Fe)-磷(P)基合金、鐵(Fe)-鎳(Ni)-鈷(Co)基合金、以及鐵(Fe)-鋁(Al)-硅(Si)基合金。特別地，由含鐵大于或等于99重量％的純鐵制成的壓坯，得到具有高磁導(dǎo)率和高磁通密度的磁芯，以及，鐵合金制成的壓坯可容易地減小渦流損耗，并因此可以由該壓坯形成保持低損耗的磁芯。適宜的是，軟磁顆粒的平均粒徑大于或等于I U m但小于或等于70 U m。平均粒徑大于或等于I U m的軟磁顆粒具有優(yōu)良的流動性。關(guān)于構(gòu)成壓縮操作之后所得壓坯的軟磁顆粒，其尺寸取決于原料粉的大小。所以，利用平均粒徑大于或等于Ium的原料粉由本發(fā)明的方法制造壓坯，將此壓坯用作磁芯時，壓坯可以抑制磁滯損耗的增大。當(dāng)用平均粒徑不大于70 y m的原料粉制造的壓坯用作在大于或等于IKHz的高頻下使用的磁芯時，能有效地減小渦流損耗。特別地，當(dāng)平均粒徑大于或等于50 y m時，能容易地得到磁滯損耗降低的效果，并且可容易地對粉末進行加工處理。原料粉的平均粒徑是通過下述方式得到的粒徑在粒徑直方圖中從具有較小直徑的顆粒開始按次序排列顆粒直徑，直至被測顆粒的質(zhì)量和達到總質(zhì)量的50%，并且確定該點處的粒徑；也就是，平均粒徑是50%質(zhì)量粒徑。(絕緣層)絕緣性優(yōu)良的適當(dāng)絕緣材料可用作絕緣層。例如，選自鐵(Fe)、鋁(Al)、鈣(Ca)、 錳(Mn)、鋅(Zn)、鎂(Mg)、釩(V)、鉻(Cr)、釔(Y)、鋇(Ba)、鍶(Sr)、以及稀土元素(Y除外)的一種或多種金屬元素的氧化物、氮化物、或碳化物，諸如含有上述任意金屬元素的金屬氧化物、金屬氮化物、或者金屬碳化物，可采用作為絕緣材料。可選擇地，除金屬氧化物、金屬氮化物、以及金屬碳化物以外的其他化合物，諸如選自磷化合物、硅化合物、鋯化合物、以及鋁化合物的一種或多種化合物，也可以采用作為絕緣材料。絕緣材料的其他示例包括金屬鹽化合物，諸如磷酸金屬鹽化合物(典型地，磷酸鐵、磷酸錳、磷酸鋅、磷酸鈣等)、硼酸金屬鹽化合物、硅酸金屬鹽化合物、或者鈦酸金屬鹽化合物。由于磷酸金屬鹽化合物具有優(yōu)良的可變形性，如果采用磷酸金屬鹽化合物制成的絕緣層，在形成壓坯時該絕緣層易于變形以跟隨軟磁性金屬顆粒的變形，因此，絕緣層變形的損傷可忽略，并且更容易得到絕緣層保持處于完整狀態(tài)的壓坯。此外，磷酸金屬鹽化合物制成的絕緣層具有絕緣層緊密附著于含鐵材料(ferrous material)所制成軟磁顆粒的特性，因此,很難使其自顆粒表面脫落。絕緣材料的其他示例包括樹脂,諸如熱塑性樹脂或非熱塑性樹脂、或者高級脂肪酸鹽。特別地，有機娃化合物(silicone-based organic compound)諸如娃樹脂耐熱性優(yōu)良，因此，所得到的壓坯(壓制本體)在經(jīng)受熱處理時很難分解。可采用化學(xué)轉(zhuǎn)化處理諸如磷酸鹽轉(zhuǎn)化處理來形成絕緣層?？蛇x擇地，絕緣層的形成可以采用溶膠-凝膠轉(zhuǎn)換操作，其中噴灑溶劑并使用前體。當(dāng)絕緣層由有機硅化合物制成時，可以采用使用有機溶劑濕式涂覆操作或使用混合機直接涂覆操作。各軟磁顆粒中所含絕緣層的厚度在例如IOnm至I ii m的范圍。當(dāng)厚度大于或等于IOnm時，可保證軟磁顆粒之間的絕緣，而厚度不大于I U m時，絕緣層的存在可抑制壓坯中磁性成分比例的降低。簡而言之，當(dāng)由此壓坯制成磁芯時，可防止磁通密度出現(xiàn)明顯降低。絕緣層的厚度是以下述方式獲得的平均值考慮由成分分析(利用透射電鏡-能量分散X射線分光儀(TEM-EDX))得到的膜組成、以及通過電感耦合等離子體-質(zhì)譜(ICP-MS)得到的元素含量，導(dǎo)出與絕緣層厚度對應(yīng)的值，然后，通過TEM影像直接觀察絕緣層，確認并且確定預(yù)先導(dǎo)出作為適當(dāng)值的厚度對應(yīng)值等級?？梢韵蛟戏厶砑訚櫥瑒櫥瑒┑氖纠ü腆w潤滑劑以及無機物，諸如氮化砸或石墨等?，F(xiàn)在，參照圖2，具體說明根據(jù)本發(fā)明的制造方法。這里，以使用包括圖3中(A-I)和(A-2)所示的壓模IOA和棱柱狀芯棒13A的壓制模組100的情況為例進行說明。[壓制過程](填充步驟)如圖2 (A)所示，將上凸模11移動至壓模IOA上方的預(yù)定待機位置。另外，使壓模IOA和芯棒13A向上移動至預(yù)定位置。這里，由移動機構(gòu)14移動芯棒13A，使得芯棒13A的端面(頂面13u)與壓模IOA的頂面IOu齊平，并且使得芯棒13A插進壓模IOA通孔10hA的內(nèi)部空間。因此，由下凸模12的壓迫面12u阻塞壓模IOA的通孔10hA的一個開口部，因此，可由下凸模12的壓迫面12u、壓模IOA的通孔10hA、以及芯棒13A限定兩個底部封閉的筒狀壓制空間31、32。準備包覆軟磁粉作為原料粉。如圖2 (B)所示，由送粉裝置(未示出)將準備的原料粉P送入兩個壓制空間31、32。 (加壓步驟)如圖2 (C)所示，使上凸模11向下移動并插進壓模IOA的通孔10hA，因而，由兩個凸模11、12加壓并且壓縮原料粉P。隨著上凸模11移動，芯棒13A的上部自動插進上凸模11的通孔并由其保持。壓制壓力在例如390MPa至1，500MPa的范圍。當(dāng)壓制壓力大于或等于390MPa時，可充分壓縮原料粉P，并且可提高壓坯的相對密度。當(dāng)壓制壓力小于或等于1，500MPa時，可抑制由于構(gòu)成原料粉P的包覆軟磁顆粒之間接觸而導(dǎo)致絕緣層損壞。更適宜的是，壓制壓力在500MPa至1，300MPa的范圍。只有上凸模11可以朝被固定的下凸模12移動，以加壓并且壓縮原料粉P，但是，這里，使壓模IOA和芯棒13A與上凸模11 一起移動。具體而言，在上凸模11與原料粉P接觸之后，使壓模IOA和芯棒13A如上凸模11那樣向下移動。這里，通過減小移動機構(gòu)14的壓力使芯棒13A向下移動。在使壓模IOA和芯棒13A與上凸模11 一起移動的形式中，壓制空間31、32中與上凸模11接觸并靠近上凸模11的原料粉P朝下凸模12移動較短距離，因此，能防止由于超負荷移動而導(dǎo)致絕緣層損壞。此外，在這種形式中，兩個凸模11、12可對壓制空間31、32中的原料粉P均勻地施加壓力?？蛇m當(dāng)選擇壓模10A、芯棒13A、以及上凸模11的移動速度。(取出步驟)在執(zhí)行預(yù)定加壓步驟之后，在芯棒13A沒有相對于壓坯41、42移動的狀態(tài)下，使壓模IOA相對于兩個壓坯41、42移動，如圖2 (D)所示。這里，沒有移動芯棒13A和壓坯41、42，而只是使壓模IOA向下移動。此時，由于抵抗壓模IOA壓迫力的反作用力，各壓坯41或42外周面中與壓模IOA接觸的部分與壓模IOA的通孔10hA滑動摩擦。從壓模IOA的通孔10匕露出的兩個壓坯41、42自壓模IOA釋放，并且處于與芯棒13A接觸但不向芯棒13A施加負荷的狀態(tài)。壓模IOA向下移動至這樣的位置，使得壓模IOA的頂面IOu與下凸模12的壓迫面12u平齊，或者這樣的位置，使得下凸模12的壓迫面12u位于壓模IOA的頂面IOu上方。當(dāng)兩個壓坯41、42完全從壓模IOA露出時，使上凸模11向上移動，如圖2 (E)所示。這里，在壓坯41、42被上凸模11的壓迫面Ild和下凸模12的壓迫面12u夾住時移動壓模10A，并在后續(xù)步驟中移動上凸模11。然而，可以在移動壓模IOA的同時使上凸模11向上移動，或者，可以使上凸模11早于壓模IOA移動。在移動上凸模11之后，允許收集壓坯41、42。因此，可利用例如機械手個別地收集壓坯41、42。這里，通過芯棒13A向下移動至芯棒13A的頂面13u與壓模IOA的頂面IOu平齊的位置，使得壓坯41、42可同時收集。當(dāng)芯棒13A向下移動時，如上所述，由于芯棒13A與壓坯41、42在未向彼此施加負荷的狀態(tài)下互相接觸，壓坯41、42與芯棒13A不會實質(zhì)性互相滑動摩擦。所以，在用芯棒13A成型的區(qū)域中，實質(zhì)上避免壓坯41、42的絕緣層因芯棒13A的移動而損壞。在連續(xù)執(zhí)行壓制操作的情況下，在從壓制模組I收集并且取出壓坯41、42之后，按照上述次序，從形成壓制空間的步驟，到用原料粉填充壓制空間的步驟，再到加壓步驟，以及最終到取出步驟，重復(fù)執(zhí)行形成后續(xù)壓坯的一系列步驟。在所得到的壓坯41、42中，當(dāng)例如從壓模IOA通孔10hA成型的區(qū)域以及芯棒13A成型的區(qū)域中各自適當(dāng)選擇測量區(qū)域時，在各位置測量上述表面特性值Ra、Rz、Rv中的至少一種，并且將該表面特性值定義為Ricia和R13A，則表面特性值之比R13A/R1M滿足Rm/ R1oa彡2。在壓坯41、42中，當(dāng)從上凸模11壓迫面Ild成型的區(qū)域或者下凸模12壓迫面12u成型的區(qū)域中適當(dāng)選擇測量區(qū)域，在該位置測量與表面特性值Ricia相同類型的表面特性值，并且將該表面特性值定義為Rllsai2，則表面特性值之比R11 BS12^icia滿足R11 mVRg彡2。此夕卜，在壓坯41、42中，當(dāng)從壓模IOA通孔10hA成型的區(qū)域以及芯棒13A成型的區(qū)域中各自適當(dāng)選擇測量區(qū)域，確定在該位置的線型負荷曲線的峰值高度，并且將該峰值高度定義為Rpk10A 和 RPk13A，則峰值高度之比 Rpk13A/Rpk10A 滿足 Rpk13A/Rpk10A ( 5。[效果]采用根據(jù)本發(fā)明的制造方法，當(dāng)從壓制空間取出壓坯(壓制本體)時，壓坯外周面的一部分不會與限定該壓制空間的模件(本實施例中為芯棒)發(fā)生實質(zhì)性滑動摩擦。所以，與模件接觸的粉末難以塑性變形，因此，絕緣層不容易因塑性變形而損壞或完全不會損壞。因此，采用本發(fā)明的制造方法，可制造在外周面的一部分處具有完整絕緣區(qū)域的壓坯(例如，上述壓坯1A、1B或1C)。如果由這種壓坯制造磁芯，所得到的磁芯可因絕緣區(qū)域的存在而阻斷渦流并降低渦流損耗。據(jù)此，采用根據(jù)本發(fā)明的制造方法，可提供能獲得低損耗磁芯的壓坯。在用根據(jù)本發(fā)明的方法獲得的壓坯(根據(jù)本發(fā)明的壓坯)形成磁芯的情況下，如果壓坯(壓制本體)經(jīng)過熱處理以除去在壓制操作時所導(dǎo)致的扭曲，可使磁芯中的磁滯損耗降低，并因此可進一步降低磁芯中的損耗。隨著熱處理時所設(shè)定的溫度越高，可進一步降低磁滯損耗。然而，如果溫度過高，會使絕緣層的構(gòu)成材料熱分解。因此，該溫度應(yīng)當(dāng)選自落在構(gòu)成材料熱分解溫度之下的范圍。典型地，加熱溫度從大約300°C至大約700°C的范圍，并且保持時間為30分鐘至60分鐘。在絕緣層由無定形磷酸鹽諸如磷酸鐵或磷酸鋅制成的情況下，適宜的是加熱溫度高達500°C的程度。在絕緣層由高耐熱性絕緣材料諸如金屬氧化物或硅樹脂制成的情況下，加熱溫度可提高至大于或等于550°C，大于或等于60(TC，乃至大于或等于650°C。可根據(jù)絕緣層的構(gòu)成材料，適當(dāng)?shù)剡x擇加熱溫度以及保持時間。在熱處理前后，上述表面特性不會較大程度變化，因此，熱處理之后所得到的表面特性與熱處理之前所得到的表面特性大致相同。〈壓坯的應(yīng)用〉
根據(jù)本發(fā)明的壓坯可適宜采用作為磁芯，諸如周圍配置線圈的電抗器。根據(jù)本發(fā)明的壓坯可適宜采用作為在電抗器中所包括的磁芯，其中磁芯包括一對線圈元件、周圍配置線圈元件的一對柱狀內(nèi)芯單元(中芯單元)、以及周圍沒有配置線圈元件的外芯單元(側(cè)芯單元)，線圈元件并排布置，使得線圈元件的軸線互相平行，而外芯單元通過與內(nèi)芯單元連接而構(gòu)成閉合磁路。特別地，在內(nèi)芯單元各自通過組合多個分割磁芯形成的情況下，根據(jù)本發(fā)明的壓坯可采用作為至少一個分割磁芯，或優(yōu)選地，作為所有分割磁芯。這里，適宜的是，布置分割磁芯，使得包括上述粗糙區(qū)域102的面或粗糙面103，典型地，包括芯棒成型區(qū)域的面或者芯棒成型面，成為平行于電抗器線圈受到激勵時的磁通方向。也就是，布置分割磁芯，使得作為絕緣區(qū)域的上述粗糙區(qū)域102或粗糙面103面對線圈的內(nèi)周面。采用這種布置，當(dāng)線圈受到激勵時，包括內(nèi)芯單元的電抗器可阻斷在內(nèi)芯單元中可能出現(xiàn)的渦流，并因此可因絕緣區(qū)域的存在而降低渦流損耗。此外，在通過組合多個分割磁芯形成外芯單元的情況下，可采用根據(jù)本發(fā)明的壓坯作為至少一個分割磁芯?！丛囼灷敌纬蓧号鞑⒗盟纬傻膲号餍纬蓧悍鄞判尽Π▔悍鄞判镜拇判圆考械膿p 耗進行檢驗。[樣本No. I]作為樣本No. 1，采用根據(jù)本發(fā)明的制造方法，利用圖2所示的壓制模組100 (包括壓模10A)形成多個壓 (30mmX40mmX厚度15mm的長方體狀)。壓制壓力設(shè)定為700MPa。芯棒成型區(qū)域的寬度設(shè)定為20mm。在此試驗中，準備作為包覆軟磁粉的是這樣一種材料通過水霧化方法制造純鐵粉(平均粒徑50 y m)，通過化學(xué)轉(zhuǎn)化處理在純鐵粉上形成由磷酸金屬鹽化合物構(gòu)成的絕緣層(厚度不大于約20nm)。[樣本No. 100]作為樣本No. 100，利用具有一個30mmX40mm矩形通孔的壓模、以及各自具有30mmX 40mm矩形端面(壓迫面)的上凸模和下凸模，由和樣本No. I相同的包覆軟磁粉，形成與樣本No. I具有相同尺寸的多個壓JS(30mmX40mmX厚度15mm的長方體形狀)。壓制壓力與測試樣本No. I同樣設(shè)定。用壓模通孔的內(nèi)周面成型樣本No. 100各壓坯的全部外周面(30mmX 15mm的兩面以及40mmX 15mm的兩面，也就是,合計四面)。各樣本類型的壓坯(壓制本體)經(jīng)過熱處理(在氮氣氣氛中，于400°C下維持30分鐘)，并因此得到經(jīng)熱處理的構(gòu)成部件。以環(huán)狀方式將這樣得到的各樣本類型的多個經(jīng)熱處理構(gòu)成部件裝配成為試驗磁芯，并將金屬絲制成的線圈置于各試驗磁芯周圍(對于兩種樣本類型使用具有相同規(guī)格的線圈)，以形成測量對象(對應(yīng)于磁性部件)。在樣本No. I中，測量對象形成為，使得具有芯棒13A成型區(qū)域的面平行于磁通方向。在各測量對象中，在IkG激勵磁通密度Bm以及5kHz測量頻率下，使用交流(AC) B-H波形記錄器測量渦流損耗We(W)。測量結(jié)果示于表I中。[表I]
權(quán)利要求
1.一種壓坯，通過對包括絕緣層的包覆軟磁粉加壓而制得，所述壓坯的一面設(shè)定為基準面、以選自所述基準面的一個區(qū)域為基準區(qū)域、并且以所述基準區(qū)域中的表面特性值為Rl，所述壓坯滿足條件(I)或條件(2 )， 所述條件(I)是，所述基準面中包括同面區(qū)域，如果將所述基準面中選自所述基準區(qū)域以外的區(qū)域定義為該同面區(qū)域、并且將該同面區(qū)域中的表面特性值定義為表面特性值R2，則其中表面特性值R2與表面特性值Rl之比滿足R2/R1 ^ 2，以及 所述條件(2)是，三個或更多個各包括異面區(qū)域的面與所述基準面鄰接，如果將選自與所述基準面不同的面的區(qū)域定義為異面區(qū)域、并且所述異面區(qū)域的表面特性值定義為表面特性值R3，則其中表面特性值R3與表面特性值Rl之比滿足R3/R1 ^ 2， 其中，所述表面特性值是算術(shù)平均粗糙度Ra、最大高度Rz、以及粗糙度曲線的最大谷深度Rv中的全部或任一種。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的壓坯，其中，如果將所述基準區(qū)域中、在所述同面區(qū)域中、以及在所述異面區(qū)域中的線型負荷曲線的峰值高度Rpk設(shè)為Rpkl、Rpk2、Rpk3，則峰值高度Rpk2與峰值高度Rpkl之比滿足Rpk2/Rpkl ( 5，或者，峰值高度Rpk3與峰值高度Rpkl之比滿足 Rpk3/Rpkl ( 5。
3.—種壓坯制造方法，該方法中，用包括絕緣層的包覆軟磁粉填充壓制空間、然后對所述包覆軟磁粉進行加壓而制造壓坯，所述方法包括 用多個模件限定所述壓制空間的一部分，該部分與所要形成壓坯的外周面的一部分對應(yīng)，以及 使所述模件中的至少一個模件，在其他模件沒有相對于所形成壓坯移動的狀態(tài)下相對于所形成壓坯移動，由此，從所述壓制空間中取出經(jīng)加壓所述包覆軟磁粉之后得到的壓坯。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的壓坯制造方法，進一步包括 填充步驟，用所述包覆軟磁粉填充所述壓制空間，所述壓制空間由具有通孔并用以成型所述壓坯外周面的一部分的壓模、用以成型所述壓坯外周面的其他部分的芯棒、以及布置成覆蓋所述通孔中一個開口部的第一凸模限定，所述芯棒插進并布置在所述通孔的空間中， 加壓步驟，使用所述第一凸模和與所述第一凸模對向布置的第二凸模，對所述壓制空間中的所述包覆軟磁粉加壓，以及 取出步驟，通過在所述芯棒沒有相對于所形成壓坯移動的狀態(tài)下使所述壓模相對于所形成壓坯移動，從所述壓制空間取出經(jīng)加壓所述包覆軟磁粉之后得到的壓坯。
5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的壓坯制造方法，其中，在所述加壓步驟中，通過在固定所述第一凸模的狀態(tài)下移動所述第二凸模，對所述包覆軟磁粉加壓，以及，隨所述第二凸模的移動使所述壓模以及所述芯棒一起移動。
6.根據(jù)權(quán)利要求3至權(quán)利要求5中任一項權(quán)利要求所述的壓坯制造方法，其中，通過由多個模件限定可形成多個壓坯的多個壓制空間，同時制造多個壓坯。
7.一種壓坯，其中，所述壓坯用權(quán)利要求3至權(quán)利要求6中任一項權(quán)利要求所述的壓坯制造方法制造。
8.一種電抗器用磁芯，包括根據(jù)權(quán)利要求I、權(quán)利要求2以及權(quán)利要求7中任一項權(quán)利要求所述的壓坯。
9.一種電抗器用磁芯，包括根據(jù)權(quán)利要求I或權(quán)利要求2所述的壓坯， 其中，所述電抗器用磁芯具有磁通平行面，線圈與所述磁芯組合以形成所述電抗器，所述磁通平行面布置成與該線圈受到激勵時的磁通方向相平行，以及 其中，所述磁通平行面在其一部分中包括所述同面區(qū)域或者所述異面區(qū)域。
全文摘要
本發(fā)明提供了形成低損耗磁芯的壓坯及其制造方法，以及采用該壓坯的電抗器用磁芯。壓坯(41、42)外周面的一部分由壓模(10A)通孔(10hA)的內(nèi)周面成型，其他部分由插入并布置在通孔(10hA)中的芯棒(13A)的外周面成型。將包覆軟磁粉構(gòu)成的原料粉P送入壓制空間(31、32)，并利用下凸模(12)(第一凸模)及上凸模(11)(第二凸模)加壓。然后，在芯棒(13A)沒有相對于壓坯(41、42)移動的狀態(tài)下使壓模(10A)相對于壓坯(41、42)移動，從壓制空間(31、32)取出壓坯(41、42)。位于各壓坯(41、42)外周面上并且用芯棒(13A)成型的區(qū)域沒有與芯棒(13A)滑動摩擦，因此，其中維持完整絕緣層。所以，使用該壓坯(41或42)的磁芯可減少渦流損耗。
文檔編號B22F3/00GK102792402SQ201280000853
公開日2012年11月21日 申請日期2012年2月16日 優(yōu)先權(quán)日2011年3月9日
發(fā)明者佐藤淳, 草別和嗣, 魚住真人 申請人:住友電工燒結(jié)合金株式會社, 住友電氣工業(yè)株式會社