Material magnético blando, núcleo magnético de polvo, procedimiento para la fabricación de un material magnético blando y procedimiento para la fabricación de un núcleo magnético de polvo.

Un material magnético blando que comprende:

una pluralidad de partículas magnéticas metálicas, y

un aditivo compuesto de al menos uno de un jabón metálico y un lubricante inorgánico con una estructura cristalina hexagonal,

en el que una relación del aditivo a la pluralidad de partículas magnéticas metálicas es del 0,001 % en masa o mayor y del 0,2 % en masa o menor,

en el que un coeficiente de variación Cv

(σ/μ), que es una relación de una desviación típica (σ) de un tamaño de partícula de las partículas magnéticas metálicas a un tamaño de partícula promedio (μ) de las mismas, es 0,40 o menor y una circularidad Sf de las partículas magnéticas metálicas es 0,80 o mayor y 1 o menor, en el que la circularidad Sf ≥ 4 π x (área de la partícula magnética metálica)/(cuadrado de la circunferencia de la partícula magnética metálica),

en el que la partícula magnética metálica está fabricada de hierro o aleación de hierro y

en el que el área y la circunferencia se calculan estadísticamente a partir de una imagen de proyección de cada una de las partículas magnéticas metálicas

Tipo: Patente Internacional (Tratado de Cooperación de Patentes). Resumen de patente/invención. Número de Solicitud: PCT/JP2008/065876.

Solicitante: SUMITOMO ELECTRIC INDUSTRIES, LTD..

Nacionalidad solicitante: Japón.

Dirección: 5-33 Kitahama 4-chome Chuo-ku Osaka-shi, Osaka 541-0041 JAPON.

Inventor/es: MAEDA, TORU, SAKAMOTO,TOSHIHIRO, Igarashi,Naoto, ISHIMINE,TOMOYUKI.

Fecha de Publicación: .

Clasificación Internacional de Patentes:

  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > TRABAJO DE POLVOS METALICOS; FABRICACION DE OBJETOS... > Fabricación de piezas a partir de polvos metálicos,... > B22F3/02 (Compactado solamente)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Imanes o cuerpos magnéticos, caracterizados por... > H01F1/24 (estando las partículas aisladas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > TRABAJO DE POLVOS METALICOS; FABRICACION DE OBJETOS... > B22F1/00 (Tratamiento especial de polvos metálicos, p. ej. para facilitar su trabajo, mejorar sus propiedades; Polvos metálicos en sí , p. ej. mezclas de partículas de composiciones diferentes)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > TRABAJO DE POLVOS METALICOS; FABRICACION DE OBJETOS... > B22F3/00 (Fabricación de piezas a partir de polvos metálicos, caracterizada por el modo de compactado o sinterizado; Aparatos especialmente concebidos para esta fabricación)
  • SECCION C — QUIMICA; METALURGIA > METALURGIA; ALEACIONES FERROSAS O NO FERROSAS; TRATAMIENTO... > ALEACIONES (tratamiento de alegaciones C21D, C22F) > C22C38/00 (Aleaciones ferrosas, p. ej. aleaciones del acero (aleaciones de hierro colado C22C 37/00))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Aparatos o procedimientos especialmente adaptados... > H01F41/02 (para la fabricación de núcleos, bobinas o imanes (H01F 41/14 tiene prioridad))
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Imanes o cuerpos magnéticos, caracterizados por... > H01F1/36 (en forma de partículas)
  • SECCION B — TECNICAS INDUSTRIALES DIVERSAS; TRANSPORTES > FUNDICION; METALURGIA DE POLVOS METALICOS > TRABAJO DE POLVOS METALICOS; FABRICACION DE OBJETOS... > Tratamiento especial de polvos metálicos, p. ej.... > B22F1/02 (comprendiendo un revestido de las partículas)
  • SECCION H — ELECTRICIDAD > ELEMENTOS ELECTRICOS BASICOS > IMANES; INDUCTANCIAS; TRANSFORMADORES; EMPLEO DE... > Detalles de transformadores o de inductancias en... > H01F27/255 (fabricados a partir de partículas (H01F 27/26 tiene prioridad))

PDF original: ES-2537805_T3.pdf

 

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Fragmento de la descripción:

Material magnético blando, núcleo magnético de polvo, procedimiento para la fabricación de un material magnético blando y procedimiento para la fabricación de un núcleo magnético de polvo

Campo técnico

La presente invención se refiere a un material magnético blando, a un núcleo de polvo, a un procedimiento para la fabricación del material magnético blando y a un procedimiento para la fabricación del núcleo de polvo. Por ejemplo, la presente invención se refiere a un material magnético blando que no provoca fácilmente la saturación magnética y proporciona excelentes características de polarización de corriente continua (CC) cuando se usa para un núcleo magnético de un invertidor o similar, un núcleo de polvo, un procedimiento para la fabricación del material magnético blando y un procedimiento para la fabricación del núcleo de polvo.

Antecedentes de la técnica Se ha usado una lámina de acero magnética como un material magnético blando utilizado para un núcleo de hierro de un aparato estático, tal como un transformador, una bobina de inducción y un invertidor. Sin embargo, se investiga el núcleo de polvo como un material alternativo para la lámina de acero magnética.

En general, la forma de onda de una corriente aplicada a una bobina de un aparato estático incluye un componente de corriente continua junto con un componente de corriente alterna. Cuando aumenta la corriente CC, la inductancia de la bobina disminuye. Como resultado, la impedancia disminuye, provocando de esta manera un problema en tanto que, por ejemplo, disminuye una salida o la eficacia de conversión de potencia cae. Por lo tanto, se requiere que un material magnético blando usado para un aparato estático tenga características tales como una baja caída de inductancia con un aumento en una corriente CC, es decir, excelentes características de polarización CC y baja pérdida (baja pérdida de hierro) .

Sin embargo, los núcleos de polvo son peores que las láminas de acero magnéticas en términos de características de polarización CC. Esto se debe a que una caída de inductancia con un aumento en una corriente CC está provocado por saturación magnética de los materiales magnéticos blandos. Específicamente, el campo magnético aplicado a los materiales magnéticos blandos se hace mayor con un aumento de la corriente CC. En consecuencia, la saturación magnética disminuye la permeabilidad magnética. Puesto que la inductancia es proporcional a la permeabilidad magnética la inductancia cae.

Para mejorar las características de polarización CC de los núcleos de polvo, se desvela un procedimiento para la fabricación de un núcleo y el núcleo en la Publicación de Solicitud de Patente No Examinada Japonesa Nº 2004319652 (Documento de Patente 1) . El Documento de Patente 1 desvela que se usa un polvo magnético blando irregular que tiene un tamaño de partícula de 5 a 70 µm.

[Documento de Patente 1] Publicación de Solicitud de Patente No Examinada Japonesa Nº 2004-319652.

El documento US 2001/0016977 A1 se refiere a un procedimiento para producir un núcleo de polvo embebido en bobina embebiendo una bobina en polvos magnéticos que comprenden partículas de metal ferromagnético recubiertas con un material aislante. Los polvos de metal ferromagnético, en los que las partículas tienen una circularidad de 0, 5 o menor, suponen el 20 % o menos del número total de partículas. La circularidad se define por la circularidad = 4S/L2, en la que S es un área de una imagen proyectada de una partícula y L es una longitud de un perfil (o periferia) de la imagen proyectada. Los polvos de metal ferromagnético tienen un diámetro de partícula promedio de 1 µm a 50 µm.

Divulgación de la invención Problemas que ha de resolver la invención Sin embargo, en el núcleo desvelado en el Documento de Patente 1 solo se especifica un intervalo de un tamaño de partícula y, por lo tanto, existe variación en el tamaño de partícula del polvo dentro del intervalo descrito anteriormente. Por consiguiente, cuando el polvo se moldea, la uniformidad del interior del núcleo disminuye y aún queda espacio para mejorar en términos de características de polarización CC.

Para resolver el problema descrito anteriormente, un objeto de la presente invención es proporcionar un material magnético blando, un núcleo de polvo, un procedimiento para la fabricación del material magnético blando y un procedimiento para la fabricación del núcleo de polvo que puede mejorar las características de polarización CC.

Medios para resolver los problemas Un material magnético blando de la presente invención incluye una pluralidad de partículas magnéticas metálicas. En el material magnético blando, un coeficiente de variación Cv (/µ) , que es una relación de la desviación típica () de un tamaño de partícula de las partículas magnéticas metálicas a un tamaño de partícula promedio (µ) de las

mismas, es 0, 40 o menor y una circularidad Sf de las partículas magnéticas metálicas es 0, 80 o mayor y 1 o menor.

Un procedimiento para la fabricación de un material magnético blando de la presente invención incluye una etapa de preparación para preparar una pluralidad de partículas magnéticas metálicas. En la etapa de preparación, se preparan partículas magnéticas metálicas cuyo coeficiente de variación Cv (/µ) , que es una relación de una desviación típica () de un tamaño de partícula a un tamaño de partícula promedio (µ) , es 0, 40 o menor y cuya circularidad Sf es 0, 80 o menor y 1 o menos.

En el material magnético blando y el procedimiento de fabricación de material magnético blando de la presente invención, la distribución de tamaño de partícula de las partículas magnéticas metálicas puede uniformizarse controlando el coeficiente de variación Cv de las partículas magnéticas metálicas a 0, 40 o menor. De esta manera, puede mejorarse la uniformidad del interior de una pieza compacta fabricada del material magnético blando por compactación. Esto puede facilitar el movimiento de la pared de dominio en un procedimiento de magnetización y mejorar las características de polarización CC. Adicionalmente, debido a la distorsión que surge en una superficie de cada una de las partículas magnéticas metálicas cuando el material magnético blando se moldea a presión puede reducirse controlando la circularidad Sf de las partículas magnéticas metálicas a 0, 80 o mayor, las características de polarización CC pueden mejorarse. En un caso donde la forma externa de las partículas magnéticas metálicas es completamente esférica, la circularidad Sf de las partículas magnéticas metálicas es 1.

La "desviación típica () de una partícula" mencionada en el presente documento significa un valor calculado a partir del tamaño de partícula de las partículas magnéticas metálicas medido por un procedimiento de análisis de distribución del tamaño de partícula por difracción/dispersión láser. El "tamaño de partícula promedio (µ) de las partículas magnéticas metálicas" mencionadas en el presente documento significa un tamaño de partícula de una partícula en la que la suma acumulada de las masas de partículas empezando desde el tamaño de partícula más pequeño alcanza un 50 % en un histograma de tamaños de partícula de las partículas magnéticas metálicas medido por un procedimiento de análisis de distribución de tamaño de partícula de difracción/dispersión láser, es decir, un tamaño de partícula del 50 %. La "circularidad de las partículas magnéticas metálicas" se especifica mediante la siguiente Ec. 1. En la Ec. 1, el área y circunferencia de las partículas magnéticas metálicas puede determinarse por un procedimiento óptico. Por ejemplo, en el... [Seguir leyendo]

 


Reivindicaciones:

1. Un material magnético blando que comprende:

una pluralidad de partículas magnéticas metálicas, y un aditivo compuesto de al menos uno de un jabón metálico y un lubricante inorgánico con una estructura cristalina hexagonal, en el que una relación del aditivo a la pluralidad de partículas magnéticas metálicas es del 0, 001 % en masa o mayor y del 0, 2 % en masa o menor, en el que un coeficiente de variación Cv (/µ) , que es una relación de una desviación típica () de un tamaño de partícula de las partículas magnéticas metálicas a un tamaño de partícula promedio (µ) de las mismas, es 0, 40 o menor y una circularidad Sf de las partículas magnéticas metálicas es 0, 80 o mayor y 1 o menor, en el que la circularidad Sf = 4 x (área de la partícula magnética metálica) / (cuadrado de la circunferencia de la partícula magnética metálica) , en el que la partícula magnética metálica está fabricada de hierro o aleación de hierro y en el que el área y la circunferencia se calculan estadísticamente a partir de una imagen de proyección de cada una de las partículas magnéticas metálicas.

2. El material magnético blando de acuerdo con la reivindicación 1, en el que las partículas magnéticas metálicas tienen un tamaño de partícula promedio de 1 µm o mayor y de 70 µm o menor.

3. El material magnético blando de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 2, que comprende además una película revestida con aislante que rodea una superficie de cada una de las partículas magnéticas metálicas, en el que la película revestida con aislante está compuesta de al menos un material seleccionado del grupo que consiste en un compuesto de ácido fosfórico, un compuesto de silicio, un compuesto de zirconio y un compuesto de boro.

4. El material magnético blando de acuerdo con la reivindicación 3, en el que la película revestida con aislante comprende una primera película revestida con aislante y una segunda película revestida con aislante;

en el que cada una de las partículas magnéticas metálicas incluye la segunda película revestida con aislante que rodea una superficie de la primera película revestida con aislante; y en el que la segunda película revestida con aislante contiene una resina de silicona termoestable.

5. Un núcleo de polvo que comprende el material magnético blando de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 1 a 4.

6. Un procedimiento para la fabricación de un material magnético blando, que comprende:

una etapa de preparación para preparar una pluralidad de partículas magnéticas metálicas fabricadas de hierro o aleación de hierro atomizando dicho hierro o aleación de hierro, y una etapa de adición para añadir un aditivo compuesto de al menos uno de un jabón metálico y un lubricante inorgánico con una estructura cristalina hexagonal, siendo una relación de aditivo a la pluralidad de partículas magnéticas metálicas del 0, 001 % en masa o mayor y del 0, 2 % en masa o menor, en el que, en la etapa de preparación, se preparan partículas magnéticas metálicas cuyo coeficiente de variación Cv (/µ) , que es una relación de una desviación típica () de un tamaño de partícula a un tamaño de partícula promedio (µ) , es 0, 40 o menor y cuya circularidad Sf es 0, 80 o mayor y 1 o menor.

7. El procedimiento para la fabricación del material magnético blando de acuerdo con la reivindicación 6 en el que, en la etapa de preparación, se preparan partículas magnéticas metálicas que tienen un tamaño de partícula promedio de 1 µm o mayor y 70 µm o menor.

8. El procedimiento para la fabricación del material magnético blando de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 ó 7, que comprende además una etapa de formación de película revestida con aislante para formar una película revestida con aislante sobre una superficie de cada una de las partículas magnéticas metálicas, en el que, en la etapa de formación de la película revestida con aislante, se forma una película revestida con aislante compuesta de al menos un material seleccionado del grupo que consiste en un compuesto de ácido fosfórico, un compuesto de silicio, un compuesto de zirconio y un compuesto de boro.

9. El procedimiento para la fabricación del material magnético blando de acuerdo con la reivindicación 8, en el que la etapa de formación de película revestida con aislante incluye:

una primera etapa de formación de película revestida con aislante para formar la película revestida con aislante como una primera película revestida con aislante; y una segunda etapa de formación de película revestida con aislante para formar una segunda película revestida con aislante que rodea una superficie de la primera película revestida con aislante; y en el que, en la segunda etapa de formación de película revestida con aislante, se forma la segunda película revestida con aislante que contiene una resina de silicona termoestable.

10. Un procedimiento para la fabricación de un núcleo de polvo, que comprende las etapas de:

fabricar un material magnético blando usando el procedimiento para la fabricación del material magnético blando de acuerdo con una cualquiera de las reivindicaciones 6 a 9, y fabricar el núcleo de polvo compactando el material magnético blando.