專利名稱：燒結(jié)可動鐵心及其制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種用于借助電磁吸引力的操作而往復(fù)運(yùn)動的電磁致動器的可動鐵心，特別是涉及通過提高可動鐵心整體的磁吸引力并確保耐磨耗性和強(qiáng)度而提高了響應(yīng)性的燒結(jié)可動鐵心及其制造技術(shù)。
背景技術(shù)：
本發(fā)明是以電磁致動器為對象的發(fā)明，在此，作為電磁致動器的一個例子，以電磁閥為例進(jìn)行說明。電磁閥包括備有與閥座鄰接的閥體的可動鐵心、與可動鐵心對置地配置并卷繞有電磁線圈的固定鐵心。利用電磁閥的這種結(jié)構(gòu)，通過在電磁線圈中流過電流，在產(chǎn)生于固定鐵心和可動鐵心之間的磁力的作用下，可動鐵心在其長度方向上進(jìn)退，從而進(jìn)行閥的開閉。這樣，作為電磁閥的構(gòu)成部件的可動鐵心，要求有較高的磁通密度。而且，可動鐵心的軸部件在沿軸向往復(fù)移動時，相對于用來穩(wěn)定該軸向軌道的軸支承部滑動，并且在軸部件向固定鐵心的相反側(cè)移動時反復(fù)進(jìn)行與其他部件的碰撞(與將可動鐵心與閥體一體化了的電磁閥中的閥座之間的碰撞等)。因此，軸部件要求有優(yōu)良的耐磨耗性以及耐反復(fù)沖擊的優(yōu)良的疲勞強(qiáng)度。因此，近年來，制造了由具有優(yōu)良的機(jī)械特性的軸部件、和外周部件這樣的獨(dú)立的部件構(gòu)成的可動鐵心，其中所述外周部件由具有高磁特性的軟磁性材料構(gòu)成。
圖1(A)及圖1(B)是表示電磁閥的代表性結(jié)構(gòu)的側(cè)視圖，所述電磁閥備有上述那樣的由獨(dú)立的部件構(gòu)成的可動鐵心。如這些圖所示，電磁閥為下述結(jié)構(gòu)可動鐵心3，在一端備有與閥座(未圖示)接觸·離開的閥體1a的軸部件1的另一端側(cè)，備有通常為圓筒狀的外周部件2，在沿軸部件1的徑向(圖1(A))或長度方向(圖1(B))與可動鐵心3對置的位置上配置有固定鐵心4，在該固定鐵心4上卷繞有電磁線圈5。在圖1(A)的電磁閥中，通過使流過卷繞在固定鐵心4上的電磁線圈5的電流的方向變化，或者通過借助未圖示的彈簧的復(fù)原力而使其復(fù)位，來進(jìn)行可動鐵心3的進(jìn)退。在圖2(B)的電磁閥中，通過在卷繞于固定鐵心4的電磁線圈5中流過電流，可動鐵心3被磁力吸引到固定鐵心4一側(cè)，從而閥打開，并且，通過切斷在卷繞于固定鐵心4的電磁線圈5中流過的電流，借助未圖示的彈簧的復(fù)原力使可動鐵心3復(fù)位到原來的位置，從而閥關(guān)閉。
這樣的閥的開閉，依賴于基于流過電磁線圈5的電流的變化而產(chǎn)生于可動鐵心3和固定鐵心4之間的磁場。在圖1(A)、(B)中，用虛線表示在電磁線圈5中流過電流時產(chǎn)生的磁力線的方向。為了提高這樣產(chǎn)生的磁通密度，有效地利用磁場，以往認(rèn)為，使用非磁性的鋼材作為可動鐵心3的軸部件1，對于抑制磁通的泄漏來說較好。作為具體的軸部件1，一般使用非磁性的不銹鋼SUS304等。
這樣，在使用非磁性的鋼材作為軸部件1的結(jié)構(gòu)的情況下，圖1(A)的電磁閥，以往一般為下述結(jié)構(gòu)非磁性的軸部件1以及外周部件2均用鋼材構(gòu)成，通過壓入、密接等塑性加工方法而一體化。但是，由于可動鐵心3的材質(zhì)限于能塑性變形的材料，而且內(nèi)徑的精加工需要高的尺寸精度從而成本增加，并且需要有實施塑性加工的程度的加工余量從而在小型輕量化方面存在限制，所以在可動鐵心的材質(zhì)、形狀、制造工序等方面存在種種制約。
為了消除這些制約，作為圖1(A)所示結(jié)構(gòu)的電磁閥，提出了以下燒結(jié)可動鐵心的方案，其用燒結(jié)材料構(gòu)成外周部件2，并且在構(gòu)成外周部件2的壓粉體的內(nèi)孔中嵌入非磁性的鋼制成的軸部件1后，進(jìn)行燒結(jié)，通過燒結(jié)接合來將它們一體化，所述燒結(jié)接合是指通過一個工序進(jìn)行外周部件2的燒結(jié)、及外周部件2與軸部件1間的擴(kuò)散接合(參照專利文獻(xiàn)1)。另外，作為將具有由鋼材形成的軸部的部件、和通過對鐵系的合金粉末或者混合粉末進(jìn)行壓縮成型而得到的具有孔部的壓粉體，以各自的軸部和孔部嵌合的狀態(tài)燒結(jié)成一體的技術(shù)，提出有專利文獻(xiàn)2的方案。
專利文獻(xiàn)1日本特開2000-87117號公報專利文獻(xiàn)2日本特開2000-87114號公報發(fā)明內(nèi)容但是，近年來，特別是對于汽車的燃料噴射裝置等中使用的電磁閥等電磁致動器，要求有更高的響應(yīng)性。為了提高響應(yīng)速度，考慮采用與以往相比更強(qiáng)的彈簧來提高包含于可動鐵心的閥體向閥座復(fù)位的速度的方法。但是，為了實現(xiàn)這種方法，需要在電磁閥等電磁致動器上，設(shè)置能夠克服上述彈簧力而向固定鐵心側(cè)吸引的磁特性良好的可動鐵心。進(jìn)而，由于閥體以高速反復(fù)與閥座碰撞，所以可動鐵心需要具有高的耐磨耗性和高的疲勞強(qiáng)度。
本發(fā)明是鑒于上述狀況作出的，其目的在于提供一種可動鐵心及其制造方法，可實現(xiàn)近年來所要求的電磁閥等電磁致動器的高響應(yīng)性，具有即使在使用強(qiáng)的彈簧的情況下也能夠充分向固定鐵心側(cè)吸引的良好的磁特性，并且耐磨耗性以及強(qiáng)度高。
本發(fā)明人對具備下述這樣的可動鐵心的電磁閥進(jìn)行了銳意研究，所述可動鐵心具有上述那樣的良好的磁特性，且具有能夠耐受與閥座的反復(fù)碰撞的高耐磨耗性以及高疲勞強(qiáng)度。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，如果用強(qiáng)磁性的鋼材構(gòu)成以往認(rèn)為使用非磁性的鋼材較好的軸部件1，則能夠得到具有即使在使用強(qiáng)的彈簧的情況下也能夠充分地向固定鐵心4一側(cè)磁力吸引的良好的磁特性的可動鐵心3，可以制造出近年來要求的高響應(yīng)性的電磁閥。此時的磁力線如圖2(A)、(B)所示?？芍獔D2(A)、(B)的電磁閥能夠通過更多的磁通。本發(fā)明是基于這樣的發(fā)現(xiàn)而作出的。
即，本發(fā)明是一種燒結(jié)可動鐵心，所述可動鐵心用于電磁閥等電磁致動器，通過將軸部件的一端嵌合在形成有內(nèi)孔并且由軟磁性材料構(gòu)成的外周部件中而一體化，其特征在于，前述軸部件由強(qiáng)磁性的鋼材構(gòu)成，并且，前述外周部件由燒結(jié)部件構(gòu)成，前述軸部件和前述外周部件通過燒結(jié)接合而一體化。另外，在這樣的燒結(jié)可動鐵心中，優(yōu)選地，前述強(qiáng)磁性的鋼材，在磁場為10kA/m時的磁通密度為0.3T以上，而且硬度為Hv600以上。作為這樣的鋼材，有工具鋼、軸承鋼以及馬氏體系不銹鋼。在這些鋼材之中，工具鋼較為理想，特別是高速工具鋼更為理想。在高速工具鋼中，在JIS標(biāo)準(zhǔn)中作為SKH51材規(guī)定的鋼種較為理想。其中，SKH51材相當(dāng)于SAE標(biāo)準(zhǔn)中作為M2材、ISO標(biāo)準(zhǔn)中作為HS6-5-2材、GB標(biāo)準(zhǔn)中作為W6Mo5Cr4V2規(guī)定的鋼種。
另外，優(yōu)選地，在軸部件和外周部件之間，形成將這些部件擴(kuò)散接合的接合擴(kuò)散層，該接合擴(kuò)散層的軸部件側(cè)由硬度為Hv300以下的鐵素體相構(gòu)成，而且寬度為500μm以下。接合擴(kuò)散層6的軸部件1側(cè)的寬度，是指以擴(kuò)散接合前的軸部件1的外周面為原點(diǎn)而沿軸部件1的徑向的長度。在圖2(A)、(B)中，附圖標(biāo)記6表示接合擴(kuò)散層，接合擴(kuò)散層6相當(dāng)于軸部件1和外周部件3的邊界線部分。
另外，作為軟磁性材料，有純鐵、Fe-P系合金、Fe-Si系合金、Fe-Si-P系合金、坡莫合金系合金、珀明德鐵鈷系高磁導(dǎo)率合金系合金、以及電磁不銹鋼材料。在這種情況下，優(yōu)選地，軟磁性材料的氣孔率為15％以下。
進(jìn)而，本發(fā)明的燒結(jié)可動鐵心的制造方法，如上所述是理想地制造用于電磁致動器、且通過將軸部件的一端嵌合在形成有內(nèi)孔并且由軟磁性材料構(gòu)成的外周部件中而一體化了的可動鐵心的方法，其特征在于，將具有軟磁特性的原料粉末壓粉成型為具有內(nèi)孔的形狀，在得到的壓粉體的內(nèi)孔中嵌合由強(qiáng)磁性的鋼材構(gòu)成的軸部件后，在除滲碳?xì)夥罩獾姆茄趸詺夥罩?，?000℃以上(優(yōu)選1100℃以上)1300℃以下(優(yōu)選1200℃以下)的溫度下，通過燒結(jié)擴(kuò)散接合將前述軸部件和前述壓粉體一體化，其后，實施淬火、回火處理而得到燒結(jié)可動鐵心。另外，在這樣的燒結(jié)可動鐵心的制造方法中，希望前述壓粉體與前述軸部件的嵌合，是嵌合尺寸差為間隙50μm以下的間隙配合、或者過盈量20μm以下的過盈配合。
本發(fā)明的燒結(jié)可動鐵心是通過將由燒結(jié)軟磁性材料構(gòu)成的外周部件燒結(jié)接合在由強(qiáng)磁性的鋼材構(gòu)成的軸部件的一端側(cè)而一體化了的可動鐵心。因此，根據(jù)本發(fā)明，能夠得到作為可動鐵心整體來說良好的磁特性，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的磁吸引力以及耐磨耗性、疲勞強(qiáng)度，可以制造近年來要求的高響應(yīng)性的電磁致動器。


圖1是表示電磁致動器中的可動鐵心與固定鐵心的配置關(guān)系、并表示產(chǎn)生的磁力線的方向的示意圖，(A)是表示在沿軸部件1的徑向與可動鐵心3對置的位置上配置有固定鐵心4的例子，(B)是表示在沿軸部件1的長度方向與可動鐵心3對置的位置上配置有固定鐵心4的例子。
圖2是表示采用了本發(fā)明的燒結(jié)可動鐵心的電磁致動器中的燒結(jié)可動鐵心與固定鐵心的配置關(guān)系、并且表示產(chǎn)生的磁力線的方向的示意圖，(A)是表示在沿軸部件1的徑向與可動鐵心3對置的位置上配置有固定鐵心4的例子，(B)是表示在沿軸部件1的長度方向與可動鐵心3對置的位置上配置有固定鐵心4的例子。
附圖標(biāo)記說明1 軸部件1a 閥體2 外周部件3 可動鐵心(燒結(jié)可動鐵心)4 固定鐵心5 電磁線圈6 接合擴(kuò)散層具體實施方式
以下，對本發(fā)明的優(yōu)選實施方式進(jìn)行詳細(xì)說明。
以往，鑒于圖1(A)、(B)的虛線表示的磁力線方向，認(rèn)為為了提高磁通密度而增大可動鐵心整體的磁吸引力，用非磁性的鋼材構(gòu)成軸部件來抑制磁通的泄漏是有效的。但是，下述情況已得到確認(rèn)通過用強(qiáng)磁性的鋼材構(gòu)成軸部件，產(chǎn)生圖2(A)、(B)的虛線所示的磁力線，能夠提高燒結(jié)可動鐵心整體的導(dǎo)磁率，能夠進(jìn)一步提高磁吸引力。
而且，對于軸部件，考慮到與閥座的碰撞，需要具有優(yōu)良的耐磨耗性以及耐受反復(fù)沖擊的優(yōu)良的疲勞強(qiáng)度，這些機(jī)械特性可以通過提高硬度來得到加強(qiáng)。但是，軸部件與由軟磁性材料構(gòu)成的壓粉體嵌合后被燒結(jié)接合，所以在高溫?zé)Y(jié)時會產(chǎn)生晶粒粗大化等較大的組織變化，從而有耐磨耗性和強(qiáng)度降低的危險。另外，軸部件的硬度只要是應(yīng)用的電磁致動器所需的硬度就足夠了。
基于以上觀點(diǎn)，作為構(gòu)成軸部件的鋼材，是磁通密度高的強(qiáng)磁性的鋼材，硬度高的鋼種較為適合。磁通密度越高則越能發(fā)揮強(qiáng)磁性從而磁吸引力提高，如果在磁場為10kA/m時，磁通密度為0.3T以上則可以看到該效果，更加優(yōu)選地若為1.0T以上，則顯示出顯著提高的效果。另外，硬度由電磁致動器的規(guī)格決定，如果是Hv600以上則顯現(xiàn)出優(yōu)良的耐磨耗性和疲勞強(qiáng)度提高的效果。作為滿足這些特性的鋼種，列舉有高速工具鋼、軸承鋼或馬氏體系不銹鋼等，其中高速工具鋼顯現(xiàn)出最優(yōu)良的特性。具體來說是JIS標(biāo)準(zhǔn)中作為SKH材規(guī)定的鋼種。
其中，一般來說，壓粉體強(qiáng)度較低，所以在厚度較薄的情況下，在燒結(jié)接合時會有破壞的危險，但是如果用上述鋼材構(gòu)成軸部件，則可以解決這樣的問題。即，上述鋼材，在燒結(jié)接合前為bcc結(jié)構(gòu)，在燒結(jié)接合時的升溫過程中的800℃前后，由于從bcc結(jié)構(gòu)向fcc結(jié)構(gòu)的相變而產(chǎn)生尺寸收縮，暫時在其與壓粉體之間產(chǎn)生間隙。另一方面，壓粉體從800℃附近開始產(chǎn)生元素擴(kuò)散，由此形成頸縮從而強(qiáng)度增加，在由于燒結(jié)收縮而接觸到軸部件時，壓粉體強(qiáng)度增大，所以即使在厚度較薄的情況下也不易破壞。
其次，在燒結(jié)時，有促進(jìn)軟磁性壓粉體的粉末間的擴(kuò)散接合、實現(xiàn)由致密化引起的強(qiáng)度提高以及磁特性提高的作用，以及實現(xiàn)壓粉體與軸部件間的擴(kuò)散接合的作用。在燒結(jié)溫度小于1000℃的情況下，上述致密化進(jìn)行得不充分，外周部件的強(qiáng)度以及磁特性不夠，并且壓粉體與軸部件的擴(kuò)散接合不充分。因此，關(guān)于燒結(jié)溫度，將1000℃設(shè)為下限值。該燒結(jié)溫度的下限值如果設(shè)為1100℃以上則更理想。另一方面，燒結(jié)溫度越高，則軸部件和軟磁性材料間的擴(kuò)散進(jìn)行得越充分，結(jié)果越能得到牢固的結(jié)合。但是，在燒結(jié)溫度高于1300℃的情況下，即使使用高速工具鋼作為軸部件，也難以借助熱處理實現(xiàn)硬度恢復(fù)。因此，燒結(jié)溫度的上限值，在重視接合強(qiáng)度的情況下設(shè)為1300℃。另外，在燒結(jié)溫度為1200℃以下的情況下，通過在借助燒結(jié)進(jìn)行的一體化之后，實施淬火和回火的熱處理，硬度恢復(fù)，能得到軸部件所要求的高耐磨耗性和耐受反復(fù)沖擊的高疲勞強(qiáng)度，所以作為優(yōu)選條件，設(shè)燒結(jié)溫度的上限為1200℃。
另外，關(guān)于燒結(jié)時使用的環(huán)境氣體，如果設(shè)為氧化性的氣氛，則外周部件的Fe成分由于氧化而減少，從而磁特性降低，所以需要設(shè)成非氧化性的氣氛。但是，即使是非氧化性的氣氛，滲碳性的環(huán)境氣體也會使得氣氛中的C擴(kuò)散到外周部件的Fe中從而使磁特性降低，并且由于上述C的擴(kuò)散，外周部件在燒結(jié)時顯現(xiàn)出膨脹的傾向從而與軸部件的接合不充分。因此，需要使燒結(jié)氣氛為除滲碳?xì)夥罩獾姆茄趸詺夥铡?br> 而且，使軸部件和外周部件嵌合時的嵌合尺寸差(壓粉體的孔的內(nèi)徑尺寸和軸部件的外徑尺寸之差)也很重要。優(yōu)選地，將軸部件的外徑尺寸設(shè)定得較大(過盈配合)而壓入到壓粉體的孔中，過盈量越大，則軸部件與外周部件的緊貼度越高。但是，為了避免由強(qiáng)度低的壓粉體構(gòu)成的外周部件因拉伸應(yīng)力而導(dǎo)致破損，需要將過盈量控制在20μm以內(nèi)，優(yōu)選地控制在10μm以內(nèi)。另外，即使在選擇松配合(通り嵌め)的情況下，也是間隙越小越好，所以應(yīng)該控制在50μm以下。
實施例實施例1通過在鐵粉末中混合規(guī)定量的P量為20質(zhì)量％的Fe-P粉末和Si粉末，得到組成為P占0.6質(zhì)量％，Si占2.0質(zhì)量％，其余為Fe和不可避免的雜質(zhì)的軟磁性粉末。通過以700MPa的成型壓力將該軟磁性粉末壓粉成型為φ18×φ6×t3的圓環(huán)形狀，制作軟磁性壓粉體。
在該軟磁性壓粉體中，分別嵌合由φ6×15的SKH51材、SUJ2材、SUS440C材(強(qiáng)磁性的鋼材)和SUS304材(非磁性的鋼材)構(gòu)成的鋼軸，在真空氣氛中，在1200℃的溫度下燒結(jié)，將軟磁性壓粉體A和鋼軸一體化。然后，SKH51材在1160℃下淬火，SUJ2材在800℃下淬火，SUS440C材在100℃下淬火，之后，SKH51材在550℃下，SUJ2材在170℃下，SUS440C材在170℃下回火。非淬火鋼的SUS304不進(jìn)行淬火回火處理。這樣得到表1所示的燒結(jié)可動鐵心A～D。
關(guān)于這些燒結(jié)可動鐵心A～D，將使用的鋼軸的磁場為10kA/m時的磁通密度記載于表1中，并且，測定所制作的燒結(jié)可動鐵心的軸硬度、與3質(zhì)量％硅鋼制φ18的壺形固定鐵心的組合的磁吸引力、以及鋼軸的結(jié)晶粒徑，將測定結(jié)果一并記于表1中。
表1


從表1可知，使用磁通密度為0.3T的強(qiáng)磁性的鋼材即SKH51材和SUJ2材以及SUS440C材作為鋼軸的可動鐵心A、B及C，與使用非磁性鋼材的燒結(jié)可動鐵心D相比，磁吸引力大，在磁通密度超過1.0T的燒結(jié)可動鐵心A和B的情況下顯現(xiàn)出尤為顯著的磁吸引力。下面看硬度，由SKH51材、SUJ2材、SUS440C材構(gòu)成的鋼軸的熱處理硬度比SUS304材構(gòu)成的鋼軸的硬度高。其中，SKH51材和SUJ2材的硬度無離散，均勻，耐磨耗性更優(yōu)。進(jìn)而，其中SKH51材，即使在燒結(jié)工序中晶粒在一定程度上成長，也可以在其后的熱處理中使晶粒微細(xì)化，所以可以得到優(yōu)良的疲勞強(qiáng)度。
實施例2使用實施例1的軟磁性壓粉體A和SKH51材的鋼軸，除使燒結(jié)溫度在900～1300℃的范圍變化以外，以與實施例1相同的條件制作燒結(jié)可可動鐵心E～I(xiàn)，測定所制作的燒結(jié)可動鐵心的軸硬度、與3質(zhì)量％硅鋼制φ18的壺形固定鐵心的組合的磁吸引力，并且測定將外周部固定并對軸部施加壓力而使軸部脫落時的脫出壓力，將測定結(jié)果示于表2。
表2


從表2可知，燒結(jié)溫度為900℃的燒結(jié)可動鐵心E，由外周部件的燒結(jié)引起的致密化不充分，磁吸引力為較低的值。另外，外周部件與軸部件的擴(kuò)散接合也不充分，脫出壓力也為較低的值。與此相對，對于燒結(jié)可動鐵心F～I(xiàn)，隨著燒結(jié)溫度從1000℃上升而進(jìn)行致密化，磁吸引力變高，脫出壓力也上升，在燒結(jié)溫度為1300℃時脫出壓力達(dá)到最高。另外，在燒結(jié)溫度為1100℃以上時顯現(xiàn)出良好的磁吸引力，并且，拔出壓力也為較高的值。但是，如果燒結(jié)溫度超過1200℃，則磁吸引力上升的效果不明顯。另一方面，鋼軸的硬度在1200℃以前為大致相同程度的硬度和離散，但是若超過1200℃，則離散的下限值降低?？紤]這是因為，在燒結(jié)溫度1200℃以前，碳化物粒子的成長不怎么進(jìn)行，并且晶粒雖然在某種程度上成長但也是能夠通過后面的熱處理而微細(xì)化的程度，而如果超過1200℃，則晶粒和碳化物粒子急速成長，粗大化到即使通過后面的熱處理晶粒也不能微細(xì)化的程度?；谝陨侠碛桑瑹Y(jié)溫度的下限優(yōu)選地為1000℃以上，1100℃以上則更為優(yōu)選，燒結(jié)溫度的上限，優(yōu)選地在重視接合強(qiáng)度的情況下為1300℃，在重視硬度的情況下為1200℃以下。
實施例3使用實施例1的軟磁性壓粉體A和SKH51材的鋼軸，除了使壓入量在+100μm的間隙配合～-50μm的過盈配合間變化以外，在與實施例1同樣的條件下制作燒結(jié)可動鐵心J～S，測定將制作的燒結(jié)可動鐵心的外周部固定并對軸部施加壓力而使得軸部脫落時的脫出壓力，將結(jié)果示于表3。
表3


從表3可知，在間隙超過50μm的燒結(jié)可動鐵心J的情況下，由于間隙過大，所以脫出壓力為極低的值，但是根據(jù)間隙為50μm以下的間隙配合，則能夠得到實用上足夠的接合強(qiáng)度。另外，隨著間隙的變小，脫出壓力變大，接合性提高，但是在間隙小于-20μm(過盈量為20μm)的過盈配合的情況下，在壓粉體與鋼軸嵌合時，會在壓粉體上產(chǎn)生裂紋?；谏鲜隼碛纱_認(rèn)，在進(jìn)行壓粉體和鋼軸的嵌合時，如果是間隙為50μm以下的間隙配合，或者是過盈量為20μm以下的過盈配合，則能夠得到足夠的接合性。
工業(yè)實用性本發(fā)明的燒結(jié)可動鐵心，與以往相比，即是在使用強(qiáng)的彈簧的情況下，也可以通過提高可動鐵心的磁吸引力，并且提高軸部件的強(qiáng)度和耐磨耗性，而穩(wěn)定地提高響應(yīng)性。由此，作為利用本發(fā)明的燒結(jié)可動鐵心的例子，可以舉出在近年來要求高響應(yīng)性的電磁致動器，所述電磁致動器用于液壓泵、汽車發(fā)動機(jī)的燃料噴射裝置及其他流體控制裝置等由借助電磁線圈工作的行程控制裝置等中，借助電磁吸引力的操作而往復(fù)。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)可動鐵心，所述可動鐵心用于電磁致動器，通過將軸部件的一端嵌合在形成有內(nèi)孔并且由軟磁性材料構(gòu)成的外周部件中而一體化，其特征在于，前述軸部件由強(qiáng)磁性的鋼材構(gòu)成，并且，前述外周部件由燒結(jié)部件構(gòu)成，前述軸部件和前述外周部件通過燒結(jié)接合而一體化。
2.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)可動鐵心，其特征在于，前述強(qiáng)磁性的鋼材，在磁場為10kA/m時的磁通密度為0.3T以上，而且硬度為Hv600以上。
3.如權(quán)利要求2所述的燒結(jié)可動鐵心，其特征在于，前述強(qiáng)磁性的鋼材是工具鋼、軸承鋼以及馬氏體系不銹鋼中的任一種。
4.如權(quán)利要求3所述的燒結(jié)可動鐵心，其特征在于，前述工具鋼是高速工具鋼。
5.如權(quán)利要求3所述的燒結(jié)可動鐵心，其特征在于，在前述軸部件和前述外周部件之間，形成將前述軸部件和前述外周部件擴(kuò)散接合的接合擴(kuò)散層，該接合擴(kuò)散層的軸部件側(cè)由硬度為Hv300以下的鐵素體相構(gòu)成，而且寬度為500μm以下。
6.如權(quán)利要求1所述的燒結(jié)可動鐵心，其特征在于，前述軟磁性材料是純鐵、Fe-P系合金、Fe-Si系合金、Fe-Si-P系合金、坡莫合金系合金、珀明德鐵鈷系高磁導(dǎo)率合金系合金、以及電磁不銹鋼材料中的任一種。
7.如權(quán)利要求6所述的燒結(jié)可動鐵心，其特征在于，前述軟磁性材料的氣孔率為15％以下。
8.一種燒結(jié)可動鐵心的制造方法，是制造用于電磁致動器、且通過將軸部件的一端嵌合在形成有內(nèi)孔并且由軟磁性材料構(gòu)成的外周部件中而一體化了的可動鐵心的方法，其特征在于，將具有軟磁特性的原料粉末壓粉成型為具有內(nèi)孔的形狀，在得到的壓粉體的內(nèi)孔中嵌合由強(qiáng)磁性的鋼材構(gòu)成的軸部件后，在除滲碳?xì)夥罩獾姆茄趸詺夥罩?，?000℃以上1300℃以下的溫度下，通過燒結(jié)擴(kuò)散接合將前述軸部件和前述壓粉體一體化，其后，實施淬火、回火處理而得到可動鐵心。
9.如權(quán)利要求8所述的燒結(jié)可動鐵心的制造方法，其特征在于，前述壓粉體與前述軸部件的嵌合，是嵌合尺寸差為間隙50μm以下的間隙配合、或者過盈量20μm以下的過盈配合。
全文摘要
在用于電磁致動器的、通過將軸部件的一端嵌合在形成有內(nèi)孔并且由軟磁性材料構(gòu)成的外周部件中而一體化了的可動鐵心中，前述軸部件由強(qiáng)磁性的鋼材構(gòu)成，并且前述外周部件由燒結(jié)部件構(gòu)成，通過燒結(jié)接合將前述軸部件和前述外周部件一體化。因此，可以得到作為可動鐵心整體來說良好的磁特性，能夠?qū)崿F(xiàn)優(yōu)良的磁吸引力以及耐磨耗性、疲勞強(qiáng)度，能夠制造近年來要求的響應(yīng)性高的電磁致動器。
文檔編號F16K31/06GK1853244SQ20048002693
公開日2006年10月25日 申請日期2004年9月15日 優(yōu)先權(quán)日2003年9月17日
發(fā)明者淺香一夫, 赤尾剛, 濱野禮 申請人:日立粉末冶金株式會社, 株式會社電裝