Un procedimiento para elaborar material magnético blando comprende:

(i) una primera etapa de tratamiento térmico de calentamiento de partículas de hierro (10) con un diámetro medio de partícula de 5 - 300 μm a una temperatura de 400 °C hasta menos de 900 °C en hidrógeno o un gas inerte;

(ii) una etapa de formación de una pluralidad de partículas magnéticas compuestas (30) en la que las partículas magnéticas de hierro (10) están rodeadas por una película aislante (20); y

(iii) una etapa de formación de un cuerpo moldeado mediante la compactación de las partículas magnéticas compuestas (30) a una presión de 700 - 1.500 MPa.

Proceso para producir material magnético blando, material magnético blando y núcleo de polvo magnético

Campo técnico

La presente invención se refiere a un procedimiento para elaborar material magnético blando. Más específicamente, la presente invención se refiere a un procedimiento para elaborar un material magnético blandousando partículas magnéticas compuestas, formadas a partir de partículas magnéticas metálicas y una cubierta derecubrimiento aislante de las partículas magnéticas metálicas.

Antecedentes de la técnica

Se han realizado esfuerzos en partes eléctricas tales como núcleos de motores y núcleos de transformadorespara aumentar la densidad y para hacer el diseño más compacto. Ha habido una demanda de partes que proporcionenun control más preciso a baja potencia. Como resultado, se ha producido un desarrollo en materiales magnéticosblandos usados en estas partes eléctricas, especialmente en materiales con propiedades magnéticas superiores enintervalos de frecuencias medias y altas.

Por ejemplo, el documento JP-A-2002-246219 presenta un núcleo de polvo y un procedimiento para elaborar elmismo que permite mantener las propiedades magnéticas incluso en entornos a altas temperaturas. En el procedimiento para elaborar un núcleo de polvo descrito en este documento, se mezcla una cantidad predeterminada de sulfuro depolifenileno (resina de PPS) con un polvo de hierro atomizado recubierto con ácido fosfórico, y esto se comprime después. El cuerpo moldeado obtenido se calienta al aire libre durante 1 hora a 320 ºC, y después durante 1 hora a 240ºC. Entonces la estructura se enfría para formar el núcleo de polvo.

El documento JP-A-2003-257723 aspira a proporcionar una lámina magnética compuesta que se obtienemoldeando una mezcla preparada dispersando un polvo de un material magnético blando en una matriz formada por caucho o plástico, es útil como absorbente de ondas electromagnéticas, y tiene una alta permeabilidad y un rendimientosuperior. La lámina magnética compuesta se elabora formando una fina película en la superficie interna de un cilindro rotatorio poniendo la mezcla de polvo plano del material magnético blando con una alta permeabilidad y el caucho o elplástico en el cilindro en estado fluido, como una suspensión en un disolvente orgánico. Después de obtener unapelícula de recubrimiento secando la fina película, la película de recubrimiento se extrae del cilindro. En el transcurso dela elaboración de esta lámina magnética, el estrés aplicado al material magnético blando se reduce al mínimo, y almismo tiempo, el polvo plano del material magnético blando se orienta utilizando la fuerza centrífuga generada cuandorota el cilindro.

El problema abordado en el documento JP-A-2003-109810 se refiere a mejorar la permeabilidad y a reducir lapérdida de un núcleo de polvo proporcionado comprimiendo una aleación en polvo de Fe-Si-Al. Mediante el uso de unequipo de enfriamiento líquido formado por rodillos gemelos, se pulveriza una aleación, y entonces la aleación pulverizada se muele mecánicamente y se clasifica usando un tamiz con una luz de malla de 150 μm, y por tanto se ajusta la proporción de aspecto en el intervalo de 1 - 2. Entonces la aleación en polvo se trata térmicamente a 500 - 900ºC en la atmósfera para formar una película de óxido en la superficie y reducir por tanto la pérdida de corriente inducida, y se moldea a una presión de 9, 8 - 19, 6 MPa para asegurar una densidad de compactación suficiente, y el compacto setrata térmicamente a unas temperaturas de 500 - 1.000 °C para eliminar la distorsión que se haya producido en la etapade moldeado.

El documento US2002 / 0046782A1 desvela un polvo metálico magnético blando con una mayoría departículas, cada una de las cuales, cuando se secciona transversalmente, no tiene más de diez partículas cristalinas demedia, puede ser recubierto en una superficie exterior de cada una de las partículas con un material resistivo con unamayor resistividad que la fase parental subyacente. El polvo metálico magnético blando puede prepararse calentando un polvo metálico magnético blando a una elevada temperatura en una atmósfera a elevada temperatura, reduciendo así elnúmero de partículas cristalinas en cada una de las partículas de polvo metálico magnético blando. Puede prepararse un cuerpo moldeado de metal magnético blando comprimiendo las partículas metálicas magnéticas blandas a una temperatura y presión suficientes.

Descripción de la invención

En este núcleo de polvo hay presente un gran número de distorsiones (dislocaciones, defectos) , estas distorsiones pueden obstruir el desplazamiento de la pared del dominio (el cambio de flujo magnético) , conduciendo a una reducción de la permeabilidad en el núcleo de polvo. Con el núcleo de polvo descrito en el documento JP-A-2002246219, incluso dos tratamientos térmicos realizados en el cuerpo moldeado no eliminan adecuadamente las distorsiones interiores de la estructura. Por lo tanto, aunque hay variaciones dependiendo de la frecuencia y el contenido en resina PPS, la permeabilidad efectiva del núcleo resultante permanece a un valor bajo de no más de 400.

El aumento del tratamiento térmico aplicado al cuerpo moldeado puede ser una forma de reducir adecuadamente las distorsiones dentro del núcleo de polvo. Sin embargo, el compuesto de ácido fosfórico que recubrelas partículas de hierro atomizadas no tiene una alta resistencia térmica, dando lugar a su degradación por eltratamiento térmico a altas temperaturas. Esto da como resultado un aumento en la pérdida de corriente inducida entre las partículas de hierro atomizadas recubiertas con ácido fosfórico, y esto puede conducir a una reducción de la permeabilidad en el núcleo de polvo.

El objeto de la presente invención es superar los problemas descritos anteriormente y proporcionar unprocedimiento para elaborar un material magnético blando con las propiedades magnéticas deseadas.

El presente procedimiento para elaborar un material magnético blando comprende:

( i ) una primera etapa de tratamiento térmico para calentar las partículas de hierro (10) con un diámetromedio de partícula de 5 - 300 μm a una temperatura de 400 °C hasta menos de 900 °C en hidrógeno oun gas inerte;

(ii) una etapa de formación de una pluralidad de partículas magnéticas compuestas (30) en la que laspartículas magnéticas de hierro (10) están rodeadas por una película aislante (20) ; y (iii) una etapa de formación de un cuerpo moldeado compactando las partículas magnéticas compuestas

(30) a una presión de 700 - 1.500 MPa.

Con este procedimiento para elaborar material magnético blando, el primer tratamiento térmico realizado sobrelas partículas magnéticas metálicas reduce previamente las distorsiones (dislocaciones, defectos) en las partículasmagnéticas metálicas. Las ventajas del primer tratamiento térmico se obtienen suficientemente cuando la temperaturadel tratamiento térmico es de al menos 400 °C. Si la temperatura es menor de 900 °C, se evita que los polvos magnéticos metálicos sintericen y solidifiquen. Si los polvos magnéticos metálicos sinterizan, las partículas magnéticas metálicas solidificadas deben romperse mecánicamente, conduciendo posiblemente a nuevas distorsiones en las partículas magnéticas metálicas. Estableciendo la temperatura del tratamiento térmico por debajo de 900 °C, puede evitarse este tipo de problema.

Realizando el primer tratamiento térmico, prácticamente todas las distorsiones presentes en el cuerpomoldeado se transforman en productos de la operación de compactación. Así, las distorsiones pueden reducirse encomparación con cuando no se realiza el primer tratamiento térmico. Como resultado, pueden proporcionarse las propiedades magnéticas deseadas con un aumento en la permeabilidad y una reducción en la coercitividad. También, dado que se reducen las distorsiones de las partículas magnéticas metálicas, las partículas magnéticas compuestas sonmás fácilmente deformables durante la compactación. Como resultado, el cuerpo moldeado puede formarse con las múltiples partículas magnéticas compuestas tamizadas entre sí sin huecos, aumentando así la densidad del cuerpo moldeado.

Sería preferible que la primera etapa de tratamiento térmico incluyera una etapa de tratamiento térmico de laspartículas magnéticas metálicas a una temperatura de al menos 700 °C y menor de 900 °C. Con este procedimiento para elaborar... [Seguir leyendo]

1. Un procedimiento para elaborar material magnético blando comprende:

(i) una primera etapa de tratamiento térmico de calentamiento de partículas de hierro (10) con un

diámetro medio de partícula d.

5. 300 μm a una temperatura de 400 °C hasta menos de 900 °C en hidrógeno o un gas inerte;

(ii) una etapa de formación de una pluralidad de partículas magnéticas compuestas (30) en la que laspartículas magnéticas de hierro (10) están rodeadas por una película aislante (20) ; y (iii) una etapa de formación de un cuerpo moldeado mediante la compactación de las partículas 10 magnéticas compuestas (30) a una presión de 700 - 1.500 MPa.

2. El procedimiento de la reivindicación 1 en el que la etapa (i) incluye el calentamiento a una temperatura de 700 °C hasta menos de 900 °C.

3. El procedimiento de la reivindicación 1 ó 2, que comprende adicionalmente una segunda etapa de tratamiento

térmico de calentamiento del cuerpo moldeado a una temperatura de 200 °C hasta la temperatura de descomposición 15 térmica de la película aislante (20) .

4. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 3, en el que la etapa (iii) incluye la unión de las partículas magnéticas compuestas (30) mediante una sustancia orgánica (40) .

5. El procedimiento de cualquiera de las reivindicaciones 1 - 4, en el que las partículas magnéticas metálicas (10)

tratadas térmicamente en la etapa (i) tienen una distribución del diámetro de partícula que está esencialmente20 únicamente en el intervalo de 38 μm hasta menos de 355 μm.

6. El procedimiento de la reivindicación 5, en el que la distribución del diámetro de partícula está esencialmenteúnicamente en el intervalo de 75 μm hasta menos de 355 μm.