專利名稱：一種制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種制造永磁體的方法，尤其涉及制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法
背景技術(shù)：
隨著磁力技術(shù)的廣泛應(yīng)用，為了達到節(jié)能的目的，磁力技術(shù)被應(yīng)用到如磁預(yù)應(yīng)力軸承、全永磁懸浮水平式電機、磁懸浮高速離心機等，需要的永磁材料往往是要求環(huán)形并帶輻射狀磁場的。
公開日為2010年08月04日的中國專利文獻CN101794656A公開了一種組合式的輻射環(huán)磁體，由外護環(huán)形體與數(shù)塊弧狀磁鋼共同形成一體式磁環(huán)結(jié)構(gòu)。此結(jié)構(gòu)的輻射環(huán)磁體有如下缺點1)不是一次成型，需要先單獨制作弧狀磁鋼，然后再裝配成；2)各塊弧狀磁鋼的磁取向不是嚴格的指向圓心；幻難以保證輻射環(huán)整體上磁性能的均勻；4)磁極數(shù)量固定，不能按需要被充磁成2η極的輻射環(huán)。
公開日為2003年5月觀日的中國專利文獻CN1420504A公開了一種整體成型的徑向各向異性燒結(jié)磁體，該磁體沿著以與徑向成30度角或者更大的角度傾抖的方向取向的部分，該部分在磁體中所占的體積比在2%或更大和50%或更小的范圍內(nèi)；以及徑向取向或者沿著以與徑向成小于30度的角度傾斜的方向取向的部分，該部分占磁體總體積的剩余體積。該磁體由如下缺陷不能保證磁體整體上的輻射狀的磁取向，從而導(dǎo)致磁體沿圓周方向的磁性能的均勻性不能保證。公告日為2008年7月30日的中國專利文獻CN100407347C公開了一種輻射取向整體永磁環(huán)的制備方法采用兩個同極的磁場進行排斥，產(chǎn)生輻射狀的磁場，對磁粉進行取向。然而該方法產(chǎn)生的輻射狀磁場在圓環(huán)狀或柱狀磁體的中部最強，在兩端較弱，即采用該方法制造的輻射狀圓環(huán)或柱狀磁體，沿軸向中部取向度較好，而兩端取向度較差，從而使磁體的表場沿軸向分布不均勻。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是，提供一種制造輻射方向的磁取向充分且均勻的環(huán)狀磁體的方法，既能保證磁體沿圓周方向上的磁性能的均勻性，也能保證沿軸向的磁性能的均勻性，并且能根據(jù)需要被充磁，形成2η極的輻射環(huán)。為了評價磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體沿圓周方向上的磁性能的均勻性和沿軸向的磁性能的均勻性，本發(fā)明采用將環(huán)狀磁體進行單極輻射充磁飽和后(內(nèi)S外N或者內(nèi)N 外S)，分別測量沿圓周方向的表場波動和沿軸向的表場波動。圓周方向的表場波動=(圓周方向的表場最大值-圓周方向的表場最小值)/圓周方向的表場最小值。軸向的表場波動=(軸向的表場最大值-軸向的表場最小值)/圓周方向的表場
最小值。
為了實現(xiàn)本發(fā)明的目的，本發(fā)明提供一種制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法，所述環(huán)狀磁體的制備過程包括配料，制粉，取向壓型，燒結(jié)，機加工；其特征在于在取向壓型時，采用垂直于環(huán)形模腔11軸向，且以環(huán)形模腔11橫截面的圓心為中心的平面輻射狀磁場，對環(huán)形模腔11中的磁粉進行取向，所述環(huán)形模腔11中設(shè)置有用于導(dǎo)磁的內(nèi)磁極 12，所述內(nèi)磁極12設(shè)置在輻射狀磁場的中心，所述輻射狀磁場通過提供輻射狀磁場的裝置 10產(chǎn)生，所述提供輻射狀磁場的裝置10由在一個平面內(nèi)設(shè)置的呈輻射狀的環(huán)繞環(huán)形模腔的緊密排布的針狀導(dǎo)磁棒13構(gòu)成，所述針狀導(dǎo)磁棒13用于引導(dǎo)外加磁場形成輻射狀磁場， 取向過程中，輻射狀磁場沿環(huán)形模腔11的軸向往復(fù)運動，從而對環(huán)形模腔11中的磁粉進行取向，并且，對所述磁體進行單極輻射充磁后，在磁體的外圓柱面上，圓周方向的表場波動低于7 %，軸向的表場波動低于7%。圓周方向的表場波動=(圓周方向的表場最大值-圓周方向的表場最小值)/圓周方向的表場最小值，軸向的表場波動=(軸向的表場最大值-軸向的表場最小值)/圓周方向的表場
最小值。上述磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體，進一步優(yōu)選，磁體為釹鐵硼系稀土永磁材料，或釤鈷永磁材料，或粘結(jié)永磁材料。上述磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體，進一步優(yōu)選，沿圓周方向的表場波動低于5%， 沿軸向的表場波動低于5%。進一步優(yōu)選，沿圓周方向的表場波動低于4%，沿軸向的表場波動低于4%。進一步優(yōu)選，沿圓周方向的表場波動低于3%，沿軸向的表場波動低于3%。優(yōu)選地，所述提供輻射狀磁場的裝置沿模腔設(shè)置至少2套。優(yōu)選地，所述外加磁場由纏繞在針狀導(dǎo)磁棒上的通電線圈14提供，或者，所述外加磁場由永磁體或者電磁鐵提供。


圖1 本發(fā)明的設(shè)備沿模腔軸向示意圖；圖2 本發(fā)明中針狀導(dǎo)磁棒示意圖；圖3 本發(fā)明的設(shè)備沿模腔徑向示意圖；附圖標記10 提供輻射狀磁場的裝置；11 環(huán)形模腔；12 內(nèi)磁極；13 針狀導(dǎo)磁棒；14 纏繞在針狀導(dǎo)磁棒上的線圈；15 壓頭；16 運動部件；17 凸輪機構(gòu)。
具體實施例方式下面對本發(fā)明的具體實施方式
做進一步描述。結(jié)合附圖1-3來對本發(fā)明采用的取向壓型設(shè)備進行描述。本發(fā)明采用的取向壓型設(shè)備，包括壓頭15，用于容置磁粉的環(huán)形模腔11，其特征在于還包括環(huán)繞模腔設(shè)置的提供輻射狀磁場的裝置10，及運動部件16，所述運動部件16 帶動所述提供輻射狀磁場的裝置10沿環(huán)形模腔11進行往復(fù)運動，模腔11中設(shè)置有用于導(dǎo)磁的內(nèi)磁極12，所述內(nèi)磁極12設(shè)置在輻射狀磁場的中心。
具體地，所述提供輻射狀磁場的裝置10由在一個平面內(nèi)設(shè)置的呈輻射狀緊密排布的針狀導(dǎo)磁棒13構(gòu)成，所述針狀導(dǎo)磁棒13用于引導(dǎo)外加磁場形成輻射狀磁場。具體地，所述外加磁場由纏繞在針狀導(dǎo)磁棒上的通電線圈14提供，或者，所述外加磁場由永磁體或者電磁鐵提供。具體地，所述提供輻射狀磁場的裝置沿模腔設(shè)置2套或2套以上。優(yōu)選地，所述針狀導(dǎo)磁棒靠近模腔端的直徑小于另一端的直徑。具體地，所述運動部件由曲柄滑塊機構(gòu)或凸輪機構(gòu)。實施例1制造磁取向為輻射狀的釹鐵硼系稀土永磁體的方法。采用的釹鐵硼系稀土永磁體的合金成分為Nd13.Pya5BuAla7Cuaci5Fe余量(原子分數(shù)％)。按合金成分配料，然后進行熔煉得到鑄錠，制粉，得到平均粒徑在3. 5微米的磁粉。將磁粉裝入環(huán)形模腔11，施加輻射狀磁場，使輻射狀磁場沿環(huán)形模腔11的軸向往復(fù)移動，待磁粉取向充分后，壓頭15對磁粉施加壓力，成型后，取出環(huán)狀毛坯，對毛坯進行燒結(jié)、 機加工，得到外徑為33mm、內(nèi)徑為25mm、高度為3. 4mm的磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體10個， 代號分別為1-1至1-10。對磁體單極充磁，內(nèi)S外N(或者內(nèi)N外幻，分別測量磁體沿軸向方向的表場最大值和最小值為，沿圓周方向的表場最大值和最小值。如表1所示表1釹鐵硼磁體表場波動數(shù)據(jù)
沿軸向沿圓周方向最大值 (Gs)最小值 (Gs)表場波動最大值 (Gs)最小值 (Gs)表場波動1-1384836006.9%374135804.5%1-2378236304.2%375136004.2%1-3367735503.6%370634906.2%1-4376936702.7%364235502.6%1-5381235806.5%378536503.7%1-6376236004.5%384836006.9%1-7363634904.2%378236304.2%1-8377035506.2%367735503.6%1-9374436502.6%358434902.7%1-10372235903.7%383436006.5%實施例2制造磁取向為輻射狀的釤鈷永磁體的方法。采用的釤鈷永磁材料的合金成分為Sm (Coa6i^ea2Cuci. ^ratll) 7.2 (原子分數(shù)％ )。按合金成分配料，然后進行熔煉得到鑄錠，制粉，得到平均粒徑在5微米的磁粉。 將磁粉裝入環(huán)形模腔11，施加輻射狀磁場，使輻射狀磁場沿環(huán)形模腔11的軸向往復(fù)移動，待磁粉取向充分后，壓頭15對磁粉施加壓力，成型后，取出環(huán)狀毛坯，對毛坯進行燒結(jié)、機加工，得到外徑為36mm、內(nèi)徑為31mm、高度為5mm的磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體10個，代號分別為2-1至2-10。對磁體單極充磁，內(nèi)S外N(或者內(nèi)N外幻，分別測量磁體沿軸向方向的表場最大值和最小值為，沿圓周方向的表場最大值和最小值。如表2所示表2釤鈷磁體表場波動數(shù)據(jù)
權(quán)利要求
1.一種制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法，所述環(huán)狀磁體的制備過程包括配料， 制粉，取向壓型，燒結(jié)，機加工；其特征在于在取向壓型時，采用垂直于環(huán)形模腔(11)軸向，且以環(huán)形模腔(11)橫截面的圓心為中心的平面輻射狀磁場，對環(huán)形模腔(11)中的磁粉進行取向，所述環(huán)形模腔(11)中設(shè)置有用于導(dǎo)磁的內(nèi)磁極(12)，所述內(nèi)磁極(12)設(shè)置在輻射狀磁場的中心，所述輻射狀磁場通過提供輻射狀磁場的裝置(10)產(chǎn)生，所述提供輻射狀磁場的裝置(10)由在一個平面內(nèi)設(shè)置的呈輻射狀的環(huán)繞環(huán)形模腔的緊密排布的針狀導(dǎo)磁棒(1 構(gòu)成，所述針狀導(dǎo)磁棒(1 用于引導(dǎo)外加磁場形成輻射狀磁場，取向過程中，輻射狀磁場沿環(huán)形模腔(11)的軸向往復(fù)運動，從而對環(huán)形模腔(11)中的磁粉進行取向，并且，對所述磁體進行單極輻射充磁飽和后，在磁體的外圓柱面上，圓周方向的表場波動低于 7 %，軸向的表場波動低于7 %。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法，其特征是所述的磁體為釹鐵硼系永磁材料，或釤鈷永磁材料，或粘結(jié)永磁材料，或干法異性鐵氧體材料。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法，其特征是沿圓周方向的表場波動低于5 %，或沿軸向的表場波動低于5 %。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法，其特征是沿圓周方向的表場波動低于4%，或沿軸向的表場波動低于4%。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法，其特征是沿圓周方向的表場波動低于3 %，或沿軸向的表場波動低于3 %。
6.根據(jù)權(quán)利要求1-5之任一所述的制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法，其特征是所述提供輻射狀磁場的裝置沿模腔設(shè)置2套或2套以上。
7.根據(jù)權(quán)利要求1-5之任一所述的制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法，其特征是所述外加磁場由纏繞在針狀導(dǎo)磁棒上的通電線圈(14)提供，或者，所述外加磁場由永磁體或者電磁鐵提供。
全文摘要
本發(fā)明提供了一種制造磁取向為輻射狀的環(huán)狀磁體的方法，所述環(huán)狀磁體的制備過程包括配料，制粉，取向壓型，燒結(jié)，機加工；其特征在于在取向壓型時，采用垂直于環(huán)形模腔(11)軸向，且以環(huán)形模腔(11)橫截面的圓心為中心的平面輻射狀磁場，對環(huán)形模腔(11)中的磁粉進行取向，所述環(huán)形模腔(11)中設(shè)置有用于導(dǎo)磁的內(nèi)磁極(12)，所述內(nèi)磁極(12)設(shè)置在輻射狀磁場的中心，所述輻射狀磁場通過提供輻射狀磁場的裝置(10)產(chǎn)生，所述提供輻射狀磁場的裝置(10)由在一個平面內(nèi)設(shè)置的呈輻射狀的環(huán)繞環(huán)形模腔的緊密排布的針狀導(dǎo)磁棒(13)構(gòu)成，所述針狀導(dǎo)磁棒(13)用于引導(dǎo)外加磁場形成輻射狀磁場，取向過程中，輻射狀磁場沿環(huán)形模腔(11)的軸向往復(fù)運動，從而對環(huán)形模腔(11)中的磁粉進行取向，并且，對所述磁體進行單極輻射充磁飽和后，在磁體的外圓柱面上，圓周方向的表場波動低于7％，軸向的表場波動低于7％。該方法既能保證磁體沿圓周方向上的磁性能的均勻性，也能保證沿軸向的磁性能的均勻性，并且能根據(jù)需要被充磁，形成2n極的輻射環(huán)。
文檔編號B22F3/16GK102360914SQ20111022785
公開日2012年2月22日 申請日期2011年8月10日 優(yōu)先權(quán)日2011年8月10日
發(fā)明者張淑華 申請人:張淑華