本發(fā)明專利技術提供了一種制備多極取向圓環(huán)狀磁體的方法，該方法包括：將磁粉填充在模具的模芯和陰模之間凹槽，并在模套外設置兩個導磁裝置，兩個導磁裝置之間的夾角等于多極取向圓環(huán)狀磁體中一對磁極的角度；采用外磁極-外磁極式取向磁場對磁粉進行磁化和取向；通過步進電機控制該取向磁場或者裝有磁粉的模具轉動角度θ，角度θ等于多極取向圓環(huán)狀磁體中一對磁極的角度，然后采用該取向磁場對磁粉進行磁化和取向；繼續(xù)按照上述方式轉動該取向磁場或者模具，并采用該取向磁場對磁粉進行磁化和取向，直至完成360度的磁化和取向；壓制成型。本發(fā)明專利技術還提供了實施該制備方法的裝置。本發(fā)明專利技術的制備方法效率高、成本低。
【技術實現(xiàn)步驟摘要】
本專利技術涉及一種制備多極取向圓環(huán)狀磁體的方法，本專利技術還涉及用于采用該制備方法的旋轉場制備多極取向環(huán)的結構。
技術介紹
燒結多極充磁環(huán)在電機領域具有廣泛的應用前景。目前制備燒結多極充磁環(huán)主要有以下兩種方法。一種是通過對頂磁場取向法制備沿徑向輻射取向的圓環(huán)狀磁體，然后通過內外徑多極充磁來得到多極充磁環(huán)(如圖1所示)，磁環(huán)內部磁化強度沿半徑方向排列。 通過這種方式得到的多極充磁環(huán)的表磁相對較低。而且使用這種方法制備磁環(huán)內徑較小的輻射取向環(huán)時，取向磁場強度大大降低，從而導致磁粉取向不完全，并且當磁環(huán)高度較高時不但取向磁場的強度減弱，而且均勻性變差，從而導致多極充磁環(huán)的磁性能和一致性變壞。另一種方法是通過一個取向線圈和一個充磁線圈來制備多級充磁環(huán)。根據(jù)磁環(huán)內 /外徑使用和極數(shù)的差別，取向線圈將磁環(huán)內的磁粉按照設計好的磁力線方向排列，從而可以達到最佳的磁特性，然后用類似磁力線排列的充磁線圈充磁得到多極充磁環(huán)(如圖2所示)。多極取向磁環(huán)相對于輻射取向磁環(huán)而言，其表磁普遍要高30% -50%，360度方向的波形分布也更為均勻。因此多極取向磁環(huán)的發(fā)展和應用也將更加廣闊。不過這種制備方法在取向和充磁時需要線圈配套對應使用。即使在制備相同尺寸的多極充磁環(huán)的情況下，不同極數(shù)的要求也需要有不同的取向和充磁線圈。這樣就導致了效率低下、成本增加。申請?zhí)栁?00710106670. 1的申請?zhí)峁┝艘环N沿徑向輻射取向環(huán)的制備方法。由于其取向場或模具均是連續(xù)轉動的，因此不可能制備出多極取向磁環(huán)
技術實現(xiàn)思路
本專利技術的一個目的在于提供一種制備多極取向圓環(huán)狀磁體的方法，所述方法包括如下步驟(1)將磁粉填充在模具的模芯和陰模之間凹槽，并在模套外設置兩個導磁裝置，所述兩個導磁裝置之間的夾角等于所述多極取向圓環(huán)狀磁體中一對磁極的角度；(2)采用由所述兩個導磁裝置產生的外磁極-外磁極式取向磁場對所述磁粉進行取向；(3)通過步進電機控制所述外磁極-外磁極式取向磁場或者裝有所述磁粉的模具轉動角度θ，所述角度θ等于所述多極取向圓環(huán)狀磁體中一對磁極的角度，然后采用所述外磁極-外磁極式取向磁場對所述磁粉進行取向；(4)繼續(xù)按照步驟C3)的方式轉動所述外磁極-外磁極式取向磁場或者所述模具， 并采用所述外磁極-外磁極式取向磁場對所述磁粉進行取向，直至完成360度的取向。所述方法還包括完成對所述磁粉的磁化和取向后，對所述磁粉進行壓制，得到多極取向圓環(huán)狀磁體。優(yōu)選地，所述模芯由導磁材料制備而成；所述陰模和模套由非導磁材料制備而成。優(yōu)選地，所述外磁極-外磁極式取向磁場為恒定磁場或者規(guī)則變化的脈沖磁場。優(yōu)選地，所述多極取向圓環(huán)狀磁體包括4極、8極、16極、M極取向圓環(huán)狀磁體。優(yōu)選地，所述多極取向圓環(huán)狀磁體為8極取向圓環(huán)狀磁體，所述兩個導磁裝置之間的夾角為45度。本專利技術的另一個目的在于提供一種采用上述制備方法的旋轉場制備多極取向環(huán)的裝置，所述裝置包括模具、兩個導磁裝置和步進電機，其中所述模具包括模芯、陰模和模套，所述陰模套裝設置在所述模芯外，以形成放置磁粉的凹槽，所述模套套裝設置在所述陰模外，且所述模套與所述陰模緊密配合；所述兩個導磁裝置設置在所述模套外，且所述兩個導磁裝置之間的夾角等于多極取向圓環(huán)狀磁體中一對磁極的角度，所述步進電機與所述兩個導磁裝置或所述模具相連接。優(yōu)選地，所述模芯由導磁材料制備而成；所述陰模和模套由非導磁材料制備而成。 所述模芯、陰模和模套為同心設置。此外，所述裝置還包括卡盤，所述卡盤固定在所述模套的外徑處。使用本專利技術的制備方法可以制備4極、8極、16極、M極等等多種多極取向圓環(huán)狀磁體。在本專利技術的制備方法中，兩個導磁裝置之間的夾角、以及取向磁場或者模具的轉動次數(shù)根據(jù)多極取向圓環(huán)狀磁體的極數(shù)來確定。例如，對于極數(shù)為八極的多極取向圓環(huán)狀磁體來說，兩個導磁裝置之間的夾角為45度，只需要由步進電機控制取向磁場或者模具轉動七次、每次轉動45度，即可完成磁粉的取向過程。最后對磁粉進行壓制(例如雙向壓制)，得到多極取向圓環(huán)狀磁體。在本專利技術的采用上述制備方法的旋轉場制備多極取向環(huán)的結構中，模芯由導磁材料制備而成，該導磁材料可以是純鐵、鐵鈷合金等任意一種導磁材料；陰模和模套由非導磁材料制備而成，該非導磁材料可以是硬質合金、無磁鋼(例如lCrl8Ni9Ti、9Mn9)等任意一種非導磁材料。本專利技術所提供的制備多極取向圓環(huán)狀磁體的方法使用的取向磁場的角度為該多極取向圓環(huán)狀磁體中一對磁極的角度，因此只占該多極取向圓環(huán)狀磁體360度的很小部分。在模具確定的情況下，可以根據(jù)兩個導磁裝置的夾角以及通過步進電機控制轉動次數(shù)， 來調節(jié)多極取向圓環(huán)狀磁體的極數(shù)，而不需要重新制作取向充磁線圈。因此本專利技術提供的方法既可以將生產效率提高，又節(jié)約了生產成本。與現(xiàn)有的多極取向圓環(huán)狀磁體的制備方法相比，本專利技術的方法只需要將卡盤上的讀數(shù)一一對應，就可以完成取向和充磁過程中的磁極一一對應，而不需要在磁環(huán)上做標記、 極其繁瑣地去對應取向和充磁過程中的磁極。同時，由于本專利技術的方法始終使用同一磁場作為取向磁場，因此有效地保證了多極取向圓環(huán)狀磁體的不同磁極、不同角度的取向度的一致性。因此，本專利技術的方法很好地解決了目前在多極取向圓環(huán)狀磁體的制備過程中普遍存在的磁場分布不均勻、磁粉取向不一致的問題，從而克服了多極取向圓環(huán)狀磁體在燒結過程中易于開裂、磁性能一致性較差的缺陷。而且，與現(xiàn)有技術相比，通過使用本專利技術所提供的制備方法，可以將多極取向圓環(huán)狀磁體的表磁提高10 15%。附圖說明圖1是現(xiàn)有技術輻射取向環(huán)的充磁示意圖；圖2是現(xiàn)有技術多極取向環(huán)的充磁示意圖；圖3是本專利技術的旋轉場制備多極取向環(huán)結構示意圖。附圖標記說明如下導磁裝置1、模套2、陰模3、磁粉4、模芯5。具體實施例方式為了能夠進一步了解本專利技術的結構、特征及其他目的，現(xiàn)結合所附較佳實施例詳細說明如下，所說明的較佳實施例僅用于說明本專利技術的技術方案，并非限定本專利技術為了便于比較，本專利技術的各個實施例均使用完全相同的磁粉(磁粉的成分為(重量百分比):27. 5Nd-2. 5Dy-0. 25Cu_l. OB-O. 9Co_Fe余)來制備多極取向圓環(huán)狀磁體，但是本專利技術的制備多極取向圓環(huán)狀磁體的方法及實施該方法的裝置不受磁粉成分的限制。實施例1制備極數(shù)為8極的多極取向圓環(huán)狀磁體將磁粉4填充在模具的模芯5和陰模3 之間凹槽，并在模套2外設置兩個導磁裝置1，這兩個導磁裝置1之間的夾角為45度，采用外磁極-外磁極式取向磁場(該外磁極-外磁極式取向磁場是由所述的這兩個導磁裝置1 產生的，以下實施例與此相同)對磁粉4進行取向。然后通過步進電機控制外磁極-外磁極式取向磁場或者模具轉動45度，再采用外磁極-外磁極式取向磁場對所述磁粉4進行取向。按照上述的方式繼續(xù)轉動外磁極-外磁極式取向磁場或者模具，并采用該外磁極-外磁極式取向磁場對磁粉4進行取向，直至完成360度的取向，然后壓制成型。所得到的多極取向圓環(huán)狀磁體的外徑為130mm，高度為40mm。使用RMT-303型表磁測量儀分別測量該實施例和傳統(tǒng)方法制備的多極取向圓環(huán)狀磁體的圓周方向和軸向上的表磁分布。其中，圓周方向的表磁均勻性的計算方法如下圓周方向的表磁均勻性=(N極或S極峰值最大值-N極或S極峰值最小值)/N極或S極峰值平均值。本文檔來自技高網(wǎng)...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
【專利技術屬性】
技術研發(fā)人員：陳國安，侯德柱，饒曉雷，胡伯平，
申請(專利權)人：北京中科三環(huán)高技術股份有限公司，
類型：發(fā)明
國別省市：
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