CN101401278A - 轭一体粘结磁体以及使用其的用于电机的磁体转子 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种软磁轭一体粘结磁体，在所述软磁轭一体粘结磁体中在包括粘结材料的磁体粉末和包括粘结材料的软磁粉末相互接触的连接面上使这两种粉末相互连接的同时，将这两种粉末一体压缩模制。软磁轭部件和粘结磁体部件构造使得当将软磁轭部件和粘结磁体部件分别压缩模制时，一旦释放压缩力，所述软磁轭部件和所述粘结磁体部件的弹簧回复量相等。

Description

轭一体粘结磁体以及使用其的用于电机的磁体转子
技术领域
本发明涉及轭一体粘结磁体和用于电机的软磁轭一体粘结磁体转子，以便使用永磁铁提高电机、电机等的效率和减少电机的重量。
背景技术
已经为电机的磁体转子设计了各种各样的结构。所述转子大致地分类成两组：一组就是所谓的表面型永磁(SPM)转子，如图3A至3C和3F中所图示的那样，其中永磁体布置在磁极的表面上；另一组就是内藏型永磁(IPM)转子，如图3D和3E中所图示的那样，其中永磁体布置在转子内部。构造前者SPM转子使得布置在转子表面上的永磁体与定子相对并在转子与定子之间存在气隙(air gap)，和具有SPM转子比后者IPM转子更容易设计和生产的优点。另一方面，后者IPM转子在结构可靠性上占优势，并且具有容易获得高磁阻转矩的优点。图3F中图示的外永磁转子通常具有SPM结构因为磁体不易被分散。
在图3A至3F中所图示的永磁体转子中，通常使用粘合剂将永磁体粘结到一个表面上或软磁轭内部，所述软磁轭由浇铸的或锻造的硅钢片绝缘层压板形成。
装入所述电机内的磁体转子的旋转当电机旋转时产生离心力，还产生在磁体转子与定子之间的磁引力以及斥力。另外，在电机旋转的情况下，也产生振动等。磁体与软磁轭之间的不充分的粘结强度(bondingstrength)使磁体分离和破坏。因为离心力与旋转速率的平方大致成比例，旋转速率越高，所述问题变得越严重。这种现象显著地出现在当使用3A至3F中图示的弓形磁体，特别是内SPM转子的情况下，如图3A至3C所示，在所述内SPM转子中磁体布置在转子的外表面上。即使当使用在其中通过单个磁体可以形成多个磁极的环形磁体时，增加了粘附层的间隙，从而通常使用更软的粘合剂以便防止由于在所述转子的温度改变时所述磁体与软磁轭的线性膨胀系数的差别而导致的磁体破坏。粘附层的间隙导致增加了粘附强度(adhesion strength)的分散(dipersion)，增加了粘附位置的移动等。总之，对于磁体转子来说，软粘合剂具有与所述磁体的形状无关的很多技术问题。
如图4中所示，考虑到上述粘附强度，由无磁不锈钢、增强塑料纤维等形成的增强结构的保护环3围绕磁体101的外周缠绕以便增加内SPM转子的强度。然而，在上述情况下，延伸有效的气隙使得磁通量从磁体到达转子上变得困难，从而导致降低电机的输出。此外，由不锈钢等形成的金属保护环产生涡流损失(eddy current loss)从而降低了电机的效率。虽然专利文献1和2披露了其中磁体和软磁轭一体形成的比较示例，显而易见的是，所述示例在磁体与软磁轭之间不具有充分的粘结强度，因为其假定使用增强结构的框架或保护环。清晰可见，在专利文献3和4中，不能在磁体与软磁轭之间获得充分的粘结强度，且仅仅使用环形磁体的内压保持软磁轭，专利文献3披露了使用肉眼可见外形的磁体将制成楔形的环形磁体塞入(wedge into)轭中从而防止环形磁体从软磁轭中分离，专利文献4披露了磁体限于环形的磁体及其环形磁体的制造方法。专利文献5披露了执行预压缩和压缩步骤从而模制环形的磁体。然而，通过在粘结强度和可靠性方面都不充分的粘合剂将环形磁体连接到软磁轭上。
专利文献6披露了不使用粘合剂将粘结磁体粉末和软磁体粉末压铸模为一个整体，从而获得转子的充分机械强度。特别地，在防止由于粘结磁体粉末与软磁体粉末之间的弹性回复的差别产生的残余应力(residualstress)而导致的裂纹的同时，一体地模制IPM转子使其在专利文献6中所述的形状范围内。然而，在其中所述转子脱离专利文献6中所限定的形状或其中软磁轭部分的径向厚度小于磁体部分的径向厚度的情况下，在软磁轭中通常出现明显的裂纹。所述裂纹明显地降低了压缩的机械强度，且对于电机的转子不是优选的。为了提高电机的效率和为了降低电机的重量，磁体转子倾向于在结构上更加复杂和降低厚度。由此，需要一种形状，除非降低在连接面的附近产生的残余应力和降低在粘结磁体粉末与软磁体粉末之间的颗粒本身的弹性回复的差别，很难一体模制成所述形状。
专利文献1：JP-A-2001-95185
专利文献2：JP-A-2003-32931
专利文献3：JP-A-05-326232
专利文献4：JP-A-07-169633
专利文献5：JP-A-2001-052921
专利文献6：JP-A-2005-20991
发明内容
根据上述问题，提出了本发明，和本发明的目的是减少由于在不同材料(即使粘结磁体部件和软磁轭部件具有复杂的形状或较小的厚度)之间的粉粒本身的弹性回复量的差别而导致的在连接面的附近产生的残余应力，从而避免裂缝，和提供表面永磁磁体类型或内磁体类型的轭一体粘结磁体和软磁轭一体粘结磁体转子，所述表面永磁磁体类型或内磁体类型在强度上具有用于要求高速操作应用的高安全性。
本发明提供一种软磁轭一体粘结磁体，所述软磁轭一体粘结磁体包括粘结磁体部件和软磁轭部件。在包括粘结材料的磁体粉末和包括粘结材料的软磁体粉末相互接触的连接面上使这两种粉末相互连接的同时，将这两种粉末一体压缩模制。软磁轭部件和粘结磁体部件构造使得当将软磁轭部件和粘结磁体部件分别压缩模制的情况下，在释放压缩力之后，所述软磁轭部件与所述粘结磁体部件之间的弹性回复量相等。
根据本发明，可以降低一体压缩模制的软磁轭一体粘结磁体的软磁轭部件与粘结磁体部件的残余应力。特别地，可以降低所述软磁轭部件的拉伸应力。因此，可以防止裂缝。由此，转子与粘结磁体粉末和包括例如树脂粘合剂的粘结材料的软磁体粉末一体模制，并且将所述转子设置成在粘结磁体部件与软磁轭部件之间具有高粘合强度的和具有用于要求高速操作应用的结构可靠性的磁体转子。因为可以减少由于在粘结磁体粉末与软磁轭粉末的粉粒的弹性回复量的差别而导致的在连接面的附近产生的残余应力，即使粘结磁体部件和软磁轭部件具有复杂的形状和较小的厚度，仍可以提供一种无裂缝且刚性的磁体转子。
附图说明
图1A是图示根据本发明的一个示例、一体模制粘结磁体和铁轭的制造方法的示意图，此图还从左到右图示了预压缩组装、一体模制和减压的顶视图(上面的图)和侧视图(下面的图)；
图1B是图示一体模制传统的粘结磁体和铁轭的制造方法的示意图，此图还从左到右图示了预压缩组装、一体模制和减压的顶视图(上面的图)和侧视图(下面的图)；
图2A是图示作为比较示例的、分别模制粘结磁体和铁轭的制造方法的示意图，此图还从左到右图示了在压缩之前、压缩期间和压缩之后的侧视图；
图2B是图示假设传统的粘结磁体没有与传统的铁轭连接的制造方法的示意图，作为比较示例，此图还从左到右图示了在压缩之前、压缩期间和压缩之后的侧视图；
图2C是图示假设通过一体模制没有将传统的粘结磁体与传统的铁轭连接起来的制造方法的示意图，作为比较示例，此图还从左到右图示了在压缩之前、压缩期间和压缩之后的侧视图；
图3A是描述传统的表面永磁转子系统的示例的横截面示意图，其中附图标记1表示粘结的磁体部件；附图标记2表示软磁部件；附图标记3表示轴(电机旋转轴)；
图3B是描述传统的表面永磁转子系统的示例的横截面示意图；
图3C是描述传统的表面永磁转子系统的示例的横截面示意图；
图3D是描述传统的内部永磁转子系统的示例的横截面示意图；
图3E是描述传统的内部永磁转子系统的示例的横截面示意图；
图3F是描述传统的表面永磁转子系统的示例的横截面示意图；
图4是比较示例的表面永磁永磁转子的横截面示意图，其中附图标记3表示保护环；附图标记101表示弓形磁体(segment magnet)；附图标记102表示软磁轭；附图标记17表示气隙；和附图标记13表示轴；
图5是图示根据本发明的另一个示例的、一体模制各向异性的粘结磁体和铁轭的制造方法的示意图，此图还按照箭头指示的顺序图示了磁体的预压缩、预压缩组装、一体模制、减压、热固和磁化的顶视图(上面的图)和侧视图(下面的图)；
图6A是图示根据本发明的各向同性粘结磁体的预压缩压力(横坐标)和在各向同性粘结磁体与软磁轭一体模制之后的所述各向同性粘结磁体与软磁轭之间的连接面上的剪切强度(纵坐标)的图；
图6B是图示根据本发明的各向同性粘结磁体的预压缩压力(横坐标)和在各向异性粘结磁体与软磁体粉末一体模制之后的剪切强度的图，其中空心圆指示在各向异性粘结磁体与软磁轭之间的连接面上的剪切强度(左边的纵坐标)，和实心方块指示各向异性粘结磁体的剩余磁通量密度Br(右边的纵坐标)；
图7显示了根据本发明的、使用不同的预压缩压力将磁体与软磁体粉末一体模制之后的它们之间的连接面的照片，其中箭头指示连接面；
图8显示了放大的图6中的照片；
图9显示了描述在连接面上的不规则量的清晰度(definition)的照片，和粗线箭头指示连接面；
图10A是图示根据本发明的各向同性粘结磁体的预压缩压力(横坐标)、在各向同性粘结磁体与软磁体粉末之间的连接面上的剪切强度(纵坐标)和不规则量(纵坐标)的图表，其中空心圆指示在各向同性粘结磁体与软磁轭之间的连接面上的剪切强度，而实心三角形指示在所述连接面上的不规则量；
图10B是图示根据本发明的各向异性粘结磁体的预压缩压力(横坐标)、将各向异性粘结磁体与软磁体粉末一体模制之后的各向异性粘结磁体与软磁体粉末之间的连接面上的剪切强度(纵坐标)和不规则量(纵坐标)的图表，其中空心圆指示在所述连接面上的剪切强度，而实心三角形指示在所述连接面上的不规则量；
图11A是根据本发明的另一个示例的永磁磁体转子的横截面示意图，其中浅色区域指示粘结磁体的横截面(X)，暗色区域指示软磁轭部件的横截面(Y)，并且X＝Y；
图11B是根据本发明的又一个示例的永磁磁体转子的横截面示意图，其中浅色区域指示粘结磁体的横截面(X)，暗色区域指示软磁轭部件的横截面(Y)，并且X＝Y；
图11C是根据本发明的再一个示例的永磁磁体转子的横截面示意图，其中浅色区域指示粘结磁体的横截面(X)，暗色区域指示软磁轭部件的横截面(Y)，并且X＝Y；
图11D是根据本发明的另一个示例的永磁磁体转子的横截面示意图，其中浅色区域指示粘结磁体的横截面(X)，暗色区域指示软磁轭部件的横截面(Y)，并且X＝Y；
图11E是根据本发明的又一个示例的永磁磁体转子的横截面示意图，其中浅色区域指示粘结磁体的横截面(X)，暗色区域指示软磁轭部件的横截面(Y)，并且X＝Y；
图11F是根据本发明的再一个示例的永磁磁体转子的横截面示意图，其中浅色区域指示粘结磁体的横截面(X)，暗色区域指示软磁轭部件的横截面(Y)，并且X＝Y；
图12是图示根据本发明的铁轭部件与磁体部件的横截面比(横坐标)与所述铁轭部分的最佳粉末供应比(纵坐标)之间的相关性的图；
图13是图示根据本发明的在热固处理之后的压块的杨氏弹性模数(横坐标)、热固处理之后的压块的弹性回复量(左边的纵坐标)、和铁基非晶质合金粉末的添加比(右边的纵坐标)之间的相关性的图；和
图14是图示根据本发明的在热固处理之后的铁基非晶质合金粉末的添加比(横坐标)和压块的弹性回复量(纵坐标)之间的相关性的图。
具体实施方式
本发明提供一种软磁轭一体粘结磁体，所述软磁轭一体粘结磁体包括粘结磁体部件和软磁轭部件。目的是为了减少由于在连接面附近的粉粒之间的弹性回复的差别引起的残余应力，在所述连接面上粘结磁体部件和软磁轭部件彼此接触。
本发明的第一实施例提供了一种软磁轭一体粘结的磁体，其中，在包括粘结材料的磁体粉末和包括粘结材料的软磁体粉末相互接触的连接面上使这两种粉末相互连接的情况下，将这两种粉末一体压缩模制，其中软磁轭的重量比参考值大1％至20％，限定所述参考值使得在将具有所述参考值的软磁轭部件和粘结磁体部件分别压缩模制的情况下，在按压方向上所述软磁轭部件和所述粘结磁体部件的厚度相同。
可以使用细铁粉末作为软磁体粉末。在那种情况下，可以获得铁轭一体粘结磁体，其中所述软磁轭部件是铁轭部件。
可以将各向同性和/或各向异性粘结磁体用于所述磁体部件。与各向同性或各向异性无关，磁性极好且包括适量的粘结材料的R-Fe-B粘结磁体粉末本身的弹性回复量大约为压缩体(compact body)尺寸的0.3％至0.4％，将所述模制压力施加在所述压缩体上。术语“弹性回复”被定义为从压缩压力释放的压缩体在与铸模的模尺寸相关的所有方向上膨胀的现象。膨胀量被认为是弹性回复量。另一方面，细铁粉末比其他软磁体粉末的价格相对低些且在容易获得，包括适量粘结材料的的细铁粉末的化合物的弹性回复量为0.1％至0.2％。为此，当将粘结磁体粉末和细铁粉末的化合物一起压缩时，在具有相对小的弹性回复的铁轭侧面连接面上的附近引起拉伸应力。根据粘结磁体与铁轭的相对形状和体积比改变应力的分布和绝对值。当残余应力超过参考容许应力时，产生裂缝。总之，因为压缩体具有强压缩应力和弱拉伸应力，所以在具有相对小的弹性回复的铁轭的侧面上容易产生由于由弹性回复量的差别引起的裂缝。
以下将参照图1B和2A至2C中的对比示例详细描述一体模制，其中粉末不用于调整(in which powder is not supplied to adjust)。图1B是在其中粘结磁体和铁轭两个都是环形的情况下一体模制的示意图。图2A至2C是在一体模制的时候连接面的示意图。所述粘结磁体和所述铁轭的参考值被定义为在其中粘结磁体和铁轭在所述压缩体的压力方向上具有相同的厚度H0的情况下每单位面积施加的粉末量，如图2A中的比较示例，所述厚度H0包括当在500MPa至1000Mpa的相同压力下分别压缩粘结磁体和铁轭然后解压的时候由于弹性回复的膨胀量。上面的压缩模制压力呈现出等于以后提及的压缩压力。术语“解压(decompress)”意味着释放压缩体的压力。
如上所述，粘结磁体粉末的弹性回复量大于细铁粉末的弹性回复量，从而在压力下粘结磁体的厚度H1小于铁轭的厚度H2(H1<H2)。另一方面，如图2B和2C中的比较示例所图示的那样，当将施加到其上的粉末量等于参考值的粘结磁体的预压缩体20与施加到其上的粉末量等于参考值的铁轭的预压缩体21一体化压缩，在压力下的厚度H3大体上等于H1和H2的平均值，从而以下关系成立(H1<H3<H2)。换言之，当粘结磁体和铁轭一体压缩，且所述粘结磁体和铁轭具有独立的参考值时，压缩力偏离铁轭的侧面，且将所述铁轭过度地按压。然而，从弹性回复量的差别可以清晰可见，粘结磁体比铁轭具有更大的弹性模数。在当在具有更大弹性模数的粘结磁体的侧面施加压缩时，所述铁轭被过度按压。由此，当在连接面上产生压力时，充分的压力传递到所述粘结磁体上。然而，由此，在压缩的时候，将所述压力不同地传递到所述粘结磁体部件和铁轭部件。如图2B中的比较示例所图示的那样，如果假设所述粘结磁体没有连接到所述铁轭上，例如，相对于目标厚度H0，所述粘结磁体延伸，所述铁轭收缩。
为此，如图2C中的比较示例中所图示的那样，一体模制的粘结磁体和铁轭具有各自的参考值，从而引起在铁轭上的拉伸应力。与上述相似，参照图1B中的比较示例，详细地描述一体模制的环形磁体转子。采取200MPa至400Mpa的低压力作为预压缩压力，采取500Mpa至1000Mpa的高压力作为压缩压力。单独地制造且在模具5内布置粘结磁体的压缩体20和铁轭的压缩体21。压缩冲床4具有与预压缩体20和21的组合相同的横截面。将上冲床和下冲床4、4向前移动以便将与压缩体20和21一起压缩并使其一体化。此时的压力使用前述的压缩压力。因为施加到两个预压缩体20和21上的粉末量都等于独立的参考值，所以两个预压缩体之间的连接面维持圆柱几何体。当所述压缩体达到预定的尺寸时，将所述压缩体解压。由于弹性回复现象，解压引起所述压缩体不仅在径向上稍微延伸，而且在所述压缩方面上稍微延伸。因为粘结磁体的压缩体20的延伸大于铁轭的压缩体21的延伸，所以压缩力保持在压缩体20内从而抑制压缩体20在所述压缩方向上延伸，且拉伸应力保持在压缩体21内作为内应力。如上所述，因为压缩体在拉伸应力上较弱，所以在所述铁轭的中心附近的圆周方向上，特别是在所述铁轭的内径的侧面上，和在密度最难以增加的按压方向上容易产生模制裂缝18。
为了防止裂缝，要求充分(mainly)降低所述铁轭上的拉伸残余应力。因此，如图1A中的示例中所图示的那样，设计使得相对地增加施加的细铁粉末的量。即，相对于参考值，仅仅增加形成铁轭部件所施加的细铁粉末的量。图1A图示了示例，在所述示例中通过同时压缩将施加到其上的粉末量等于参考值的粘结磁体的压缩体20和施加到其上的粉末量在质量上大于所述参考值1％至20％的铁轭的压缩体21一体结合。采取200MPa至400Mpa的压力作为预压缩压力，采取500Mpa至1000Mpa的压力作为压缩压力。粘结磁体的压缩冲床4A的移动与铁轭的形成冲床4B无关，从而可以彼此独立地控制压缩冲床4A和形成冲床4B。预先前进冲床4A和4A以便阻塞在所述粘结磁体的侧面上的模腔，从而在压缩铁轭预压缩体21的时候，没有压扁所述压缩体，所述铁轭预压缩体21在其两端的突出度大于粘结磁体预压缩体20在其两端的突出度。在此状态下，引起上冲床和下冲床4B和4B向前移动压缩铁轭预压缩体21。当将所述铁轭预压缩体21压缩成一种程度使得铁轭预压缩体21在高度上大体上等于粘结磁体预压缩体20，一体控制冲床4A和4B以便将压缩压力施加到所述压缩体上以便进一步压缩它们。因为铁轭预压缩体21包括大于参考值的细铁粉末，所以当同时将所述铁轭预压缩体21和包括在数量上等于参考值的磁体粉末的粘结磁体预压缩体20彼此接触地压缩时，在两个压缩体之间的连接面朝向预压缩体20突出。当所述压缩体达到预定的尺寸时，给压缩体解压。在解压之后，缩回冲床4A和4B，和将所述压缩体从模具5取出。由于弹性回复现象，解压引起所述压缩体在所有的方向上膨胀，解压消除了在所述连接面上的突起。由此，一体模制没有引起在所述压缩体上的裂缝。
以下将描述为什么在所述压缩体内不产生裂缝的原因。在图1A中的示例中，因为施加到所述铁轭上的粉末量大于参考值，在一体模制的时候所述铁轭在垂直于压缩的方向上膨胀从而按压所述粘结磁体。由此能够分散压缩力，换句话说，由于所施加的粉末量的不同，将所述铁轭偏离到粘结磁体的侧面从而使粘结磁体的压缩力与铁轭的压缩力相等。在上下冲床与压缩体之间的接触表面上产生大的摩擦力，由此避免所述粘结磁体和所述铁轭变形。为此，在压缩状态下，所述铁轭的中心在压力方向上轻微突出。在此情况下，当引起上冲床和下冲床解压和将所述压缩体从模具5取出时，在连接面上的突起被移除从而消减在所述粘结磁体与所述铁轭之间的弹性回复的差别。由此，降低了在粘结磁体与铁轭之间的连接面的附近的残余应力，并且所述压缩体几乎不会发生裂缝。优选地，在质量上，在有关参考值的1％至20％的范围内增加有待施加的细铁粉末的量。优选地，根据垂直于压力方向上的所述粘结磁体与所述铁轭的横截面比调整有待施加的细铁粉末的量。当细铁粉末在质量上增加小于有关参考值的1％的时候，不能获得抑制裂缝的明显效果。当细铁粉末在质量上增加大于有关参考值的20％的时候，压缩力过度地偏离铁轭从而损坏所述压缩体、使所述压缩体变形或降低粘结磁体的密度。
本发明的第二实施例提供了一种减少所述连接面的附近产生残余应力从而控制杨氏弹性模数使得软磁(铁)轭部件的弹性回复量等于粘结磁体部件的弹性回复量的方法，替代在第一实施例中采用的相对于参考值增加有待施加的软磁体粉末(或，细铁粉末)量的方法。压缩体的弹性回复量与所述材料粉末的硬度具有密切的关系。所述材料粉末越硬，所述压缩体的弹性回复量就越大。实际上，通过迅速淬火，例如熔体纺丝(meltspinning)或薄带连铸(strip casting)以便生产具有提高的磁性的硬合金粉末，然后研磨和热处理所述合金从而获得粘结磁体粉末。在压缩模制之前的所述粉末的维氏硬度Hv(JIS-B7725)大约为200，而细铁粉末的Hv大约为100、前者的一半。按照上述的比例，粘结磁体的压缩体内的弹性回复量至少是细铁粉末内的弹性回复量的两倍大。因为粘结磁体粉末的平均颗粒直径大约小至100μm，而铁粉末的平均颗粒直径大约小至30μm，在试验负荷为10克的情况下使用微型维氏硬度计测量所述粉末的维氏硬度。由此，可以测量所述粉末的硬度。然而，确定在压缩模制之后的压缩体的材料粉末的硬度极度困难。此外，因为术语“弹性回复”指示相对于所述模具的冲模尺寸的压缩体的膨胀量，如果所述冲模尺寸不清晰的话，不能确定弹性回复量。已知杨氏弹性模数作为一种表现材料的硬度的参数。杨氏弹性模数对应于应力对应变在线性区域的斜率。所述值(杨氏弹性模数)越高，所述材料越硬。使用应变仪，根据施加到压缩体上的负荷与其位移之间的相关性可以相对容易地测量在热固处理之后的压缩体的杨氏弹性模数。因此，可以使用所述压缩体的杨氏弹性模数确定本发明的第二实施例。
本发明的第二实施例提供了软磁轭一体粘结磁体。在包括粘结材料的磁体粉末和包括粘结材料的软磁体粉末相互接触的连接面上使这两种粉末相互连接的情况下，将这两种粉末一体压缩模制。经受过热固处理的软磁轭部件的杨氏弹性模数是粘结磁体部件的杨氏弹性模数的100％至120％。优选地，在此实施例中，在质量上软磁轭的质量也大于参考值，但是不比参考值多出10％，确定所述参考值使得在分别模制软磁轭与粘结磁体的情况下，在按压方向上软磁轭部件的厚度和粘结磁体部件的厚度相等。所述“软磁轭”意味着可以包括除了纯铁之外的任何合金成分或除了在细铁粉末中的粘结材料的任何添加剂。
以下将描述为什么经受过热固处理的软磁轭部件的杨氏弹性模数限制为粘结磁体部件的100％至120％。在磁性极好且包括适量的粘结材料的R-Fe-B粘结磁体粉末的情况下，粘结磁体压缩体在热固处理之后的杨氏弹性模数为大约500MPa。另一方面，在铁轭压缩体由包括适量粘结材料的细铁粉末组成的情况下，铁轭压缩体在热固处理之后的杨氏弹性模数大约为800Mpa，大约为粘结磁体的杨氏弹性模数的160％。压缩模制的铁轭压缩体的杨氏弹性模数大于粘结磁体压缩体的杨氏弹性模数，而细铁粉末的硬度低于粘结磁体粉末的硬度。这是因为在压缩模制的时候细铁粉末发生塑性变形，因为细铁粉末比较柔软以便能够减少孔，并且所述压缩体的密度比粘结磁体的密度增加大约10％。所述压缩体的密度增加也依靠所述材料粉末的颗粒形状和颗粒大小的分布。所述压缩体在热固处理之后的杨氏弹性模数受到各种因素影响，所以很难使得在一体模制期间由不同材料粉末形成的压缩体的杨氏弹性模数完全地彼此一致。为此，优选地，弹性回复差别的公差建立在其中在所述压缩体内不引起裂缝的范围内。特别地，当在压缩模制和热固处理之后的细铁粉末与粘结磁体粉末之间的杨氏弹性模数的差别从所述差别的60％(所述差别是普遍差别且在此差别情况下容易产生裂缝)减少至所述差别的1/3时，残余应力不超过允许应力并且不会产生裂缝。因此，热固处理后的软磁轭部件优选地限制为所述粘结磁体轭部件的100％至120％。
以下描述为什么限制软磁体粉末在质量上的增加不大于参考值的10％的原因。如果引起所述粘结磁体粉末和软磁体粉末的弹性回复量彼此一致，那么就不需要调整粉末的供给。然而，如上所述，各种因素影响弹性回复量，粉末的供给调整影响所述压缩体的磁性和机械强度。即使使用具有已经调整的弹性回复的材料粉末，考虑到电机的磁体转子的各种特性，对于软磁体粉末的增加优选地设置为质量上不大于10％的调整余地。在质量上调整余地的上限定为10％的原因是因为经受过热固处理的软磁轭部件的杨氏弹性模数被限制为所述粘结磁体部件的杨氏弹性模数的100％至120％，从而不可避免地增加了所述软磁体粉末的硬度，因此可以将调整余地降低到在使用传统的细铁粉末的情况下的调整余地的一半。以下将描述为什么将调整余地降至一半的原因。如上所述，细铁粉末的维氏硬度大约为所述粘结磁体粉末的维氏硬度的一半，所述粘结磁体粉末具有相对较大的压缩体的弹性回复。另一方面，当除了纯铁的任何添加剂混合或与所述细铁粉末反应时，充分使得所述软磁体粉末的整体或平均硬度加倍，明显地降低了粉末的压缩性，从而急剧地降低了软磁性和机械强度。为了避免上述，优选地，将所述软磁体粉末的硬度限制为不大于所述粘结成分的硬度的1.5倍，通过增加所述压缩体的密度补偿的弹性回复量的不足。为了实现上述，要求软磁体粉末最多增加10％。为此，优选地，在质量上软磁体粉末增加定为小于参考值的10％。
总之，所述细铁粉末指纯铁粉末，将高压气体或水流喷射到流经孔的熔融金属和合金上和将所产生的粉末进行脱碳还原处理产生所述纯铁粉末。因为细铁粉末光滑表面和球形及其极好的压缩性，所述细铁粉末几乎不包括在其中的孔且流动性极好。由此，所述细铁粉末是由简单生产过程制造的纯金属，从而不会改变其硬度。因为通过研磨和热固具有改善的磁性的高硬度合金可以获得所述粘结磁体粉末，使用例如熔体纺丝或薄带连铸的迅速淬火方法获得所述的改善的磁性，所以在没有减弱磁性的情况下，很难将硬度减少到典型铁粉末的一半。优选地，考虑到电机输出，在主要作为后轭的所述铁轭的侧面上、而不是在所述粘结磁体的侧面上调整可以引起磁性减弱的弹性回复量。
换言之，优选地，在没有明显地降低软磁性能和所述铁轭的压缩性的情况下，将比细铁粉末具有更高硬度的软磁合金粉末添加到细铁粉末中以便平均地增加弹性回复量。可以使用硅铁粉碎粉末、铁基非晶体(非晶形)体、纳米晶软磁材料、不锈钢、铸铁等作为添加到所述细铁粉末内的粉末。可以调整添加到所述软磁轭部件的高硬度软磁合金粉末的量使得在热固之后的软磁轭部件的杨氏弹性模数等于所述粘结磁体部件的杨氏弹性模数的100％至120％。然而，当将上述粉末添加到所述软磁轭部件时，在质量上添加到所述软磁轭部件的高硬度软磁合金粉末的量为大约3％至30％。通过以下等式计算添加的高硬度软磁体粉末的比(在质量上的百分比)：
高硬度软磁体粉末的比(在质量上的百分比)＝粉碎粉末的质量/(细铁粉末的质量+粉碎粉末的质量)×100。
由此，本发明的第三实施例提供了软磁轭一体粘结磁体，其中在包括粘结材料的磁体粉末和包括粘结材料的软磁体粉末相互接触的连接面上使这两种粉末相互连接的情况下，将这两种粉末一体压缩模制，其中所述软磁体粉末包括由从包括在质量上为细铁粉末的3％至30％的硅铁、铁基非晶体合金、纳米晶软磁材料、不锈钢和铸铁的组中选择的一种或更多种材料组成的粉末。添加到所述细铁粉末中的粉末的硬度优选地不小于Hv300，更优选地不小于Hv600。优选地，有待混合的粉末的直径小于或等于所述细铁粉末的直径从而混合的粉末没有成为裂缝的起因。添加粉末的硬度Hv设定为不小于300，优选地不小于600的原因是因为尽可能大地减少用于调整弹性回复的量的相对于细铁粉末所添加粉末的量，所述细铁粉末容易获得且具有极好的磁性和压缩性。当添加的量小时，所添加的粉末的硬度越高，弹性回复量就越大。此外，所添加的粉末具有的软磁性(即，磁导率和饱和磁通密度)越高，即使在压缩模制之后维持所述高软磁性就越长久。由此，粉末，特别是例如具有高硬度和极好的磁性的硅铁、铁基非晶体合金、纳米晶软磁材料、不锈钢和铸铁的粉碎粉末优选地用于与所述细铁粉末混合。
在热固之后的所述粘结磁体和软磁体轭相对于压缩模制之后的所述压缩体的尺寸膨胀0.3％。通过热固所述粘结磁体和软磁体轭的膨胀量主要根据所添加的粘结材料的种类和量改变。如果在热固处理之前与在热固处理之后之间的差别很大，考虑到所述热固处理之后的膨胀系数，优选地调整在所述铁轭的侧面上的弹性回复量。
和与本发明的第二实施例中的细铁粉末相混合的高硬度软磁合金粉末一样，可以将具有高硬度和电阻的材料混合其中。如果使用高硬度混合粉末的话，可以获得与本发明的第二实施例相同的弹性回复调整效果。如果混合粉末也具有高电阻的特征，那么获得的效果是特别是在当电机高速旋转的时候降低涡流损失(eddy current loss)。提出硅、二氧化硅、碳化硅、三氧化二铝、氧化镁等作为具有高硬度和电阻的材料。可选地，可以将经过绝缘处理的包括铬、钼、钒、钨、钴等的铁基合金粉末添加到所述细铁粉末中。由具有高硬度和电阻的材料组成的粉末的混合量在质量上占3％至30％。优选地，所述添加剂的硬度Hv不小于300，更优选地，所述所述添加剂的硬度Hv不小于600。优选地，所述粉末的直径小于或等于所述细铁粉末的直径，并且在所述细铁粉末内均匀分配使得混合粉末不会变成裂缝的原因。
由此，本发明的第四实施例提供一种软磁轭一体粘结磁体，其中在包括粘结材料的磁体粉末和包括粘结材料的软磁体粉末相互接触的连接面上使这两种粉末相互连接的情况下，将这两种粉末一体压缩模制，其中所述软磁体粉末包括从在质量上占所述细铁粉末的3％至30％的硅、二氧化硅、碳化硅、三氧化二铝、氧化镁组成的组中选择的一种或更多种材料。
本发明的第五实施例提供一种软磁轭一体粘结磁体，其中在包括粘结材料的磁体粉末和包括粘结材料的软磁体粉末相互接触的连接面上使这两种粉末相互连接的情况下，将这两种粉末一体压缩模制，其中所述软磁体粉末包括从在质量上占所述细铁粉末的3％至30％的、经过绝缘处理的包括铬、钼、钒、钨、钴组成的组中选择的一种或更多种材料。为什么将有待混合的粉末的量在质量上限制为所述细铁粉末的3％至30％的原因是因为将在热固处理之后的软磁轭部件的杨氏弹性模数调整到所述粘结磁体部件的杨氏弹性模数的100％至120％。
当将上述实施例中的铁轭一体粘结磁体或软磁轭一体粘结磁体中的任何一个与电机的旋转轴结合时，可以产生电机的磁体转子，所述磁体转子的强度安全性很高，也适合于高速旋转。
当将电机的磁体转子与具有励磁绕组的定子结合时可以产生电机，所述电机根据定子产生的旋转磁场旋转。
在本发明中，优选地，磁体粉末的平均颗粒直径为50μm至200μm。优选地，软磁体粉末的平均颗粒直径为1μm至100μm。因为这两种粉末具有不同的颗粒直径，所以所述磁体粉末与所述软磁体粉末容易彼此结合从而增加粘结磁体部件与软磁体部件之间的连接强度，允许产生能够减少空隙或裂缝。更优选地，所述磁体粉末的平均颗粒直径为80μm至150μm，并且所述软磁体粉末的平均颗粒直径为5μm至50μm。
所需要的磁体粉末为各向同性和/或各向异性R-Fe-B磁体粉末或Sm-Fe-N磁体的混合粉末。如果残余磁通量密度Br小于0.4T，例如铁氧体粘结磁体，则不能为电机提供必要的和充足的转矩。为此，需要使用Br≥0.8T和矫顽力Hcj≥600KA/m的稀土粘结磁体。
另一方面，需要通过将铁基非晶体(非晶形)合金粉末、纳米晶软磁材料、不锈钢、铸铁等作为添加到所述细铁粉末内的粉末，将调整所述软磁体粉末的电导率不大于20kA/m，饱和磁通量密度Bm不小于1.4T，和矫顽力Hc不大于800A/m。电导率不大于20kS/m能够降低与在传统粘结方法中作为软磁轭的、例如硅钢板的绝缘层压板内的涡流损失相等的涡流损失。低饱和磁通量Bm密度不能提供必要的和足够的磁通量，并且要求极度的增加轭的尺寸。特别的，在与本发明类似，使用Br≥0.8T的稀土粘结磁体的情况下，出现上述问题。在电机旋转的时候，过高的矫磁力Hc明显地降低了磁滞损耗，因此基本上降低了电机效率。
考虑到生产率和组装准确性，已经研制了用于一体模制具有软磁轭的磁体的多种技术。因为插入模制(见专利文献1)要求原料的制造方法具有高流动性，需要大量的树脂与磁体材料和软磁材料混合。为此，所述磁体材料与所述软磁材料的质量百分比大约为60％，这在重量上具有优势，而在磁性上较低。另一方面，本发明中的压缩模制能够使所述磁体材料与所述软磁材料的质量百分比增加为大约98％，从而可以获得具有较高的磁性的优点。
优选地，软磁体粉末覆盖一层绝缘膜。可选地，稀土磁体粉末优选地覆盖一层绝缘膜。覆盖绝缘膜增加电阻从而在电机旋转的时候降低涡流损失。
将树脂粘合剂(或，粘结材料)作为用于模制磁体转子的原料添加到磁体粉末和软磁体粉末中，在所述磁体转子中粘结磁体与软磁轭一体模制。理想地，所述粘结材料包括在质量上为磁体粉末合成物的1％至5％的热固性树脂和在质量上为软磁体粉末合成物的0.1％至3％的热固性树脂。优选地，所述粘结材料是热固性树脂。例如，可以适当地使用环氧树脂、酚醛树脂、脲醛树脂、三聚氰胺树脂、聚酯树脂等。优选地，在所述磁体粉末中的粘结材料的量在质量上为0.1％至5％，更优选地，在所述磁体粉末中的粘结材料的量在质量上为1.0％至4％。优选地，在所述软磁体粉末中的粘结材料的量在质量上为0.1％至3％，更优选地，在所述软磁体粉末中的粘结材料的量在质量上为0.5％至2％。过小量的粘结材料明显地降低了机械强度。过大量的粘结材料明显地降低了磁性。
将软磁体粉末与粘结材料或将磁体粉末(特别是，稀土磁体粉末)与粘结材料混合形成化合物。所述化合物可以包括抗氧化剂或润滑剂。所述抗氧化剂防止磁体粉末被氧化以便避免破坏所述磁体的磁性。此外，所述抗氧化剂有助于在混合和压缩所述化合物时提高热稳定性，从而维持将少量的粘结材料添加到其上的较好的压塑性。可以使用已知的例如螯合剂的抗氧化剂，从而与特别是Fe成分的金属离子形成螯形化合物，例如，生育酚、胺化合物、氨基酸化合物、硝羧酸、联氨化合物、氰基化合物、硫化物等。
润滑剂改善在混合和压缩所述化合物时的流动性，从而可以获得与添加到其中的少量粘结材料相同的特征。可以使用已知的例如硬脂酸或其金属盐、脂肪酸、硅油、各种蜡或脂肪酸的润滑剂。
除了上述，可以将各种添加剂例如稳定剂和模制辅助剂添加到其中。使用混合器或搅拌器混合所述化合物。
下面参照图5详细地描述一体模制粘结磁体和软磁轭的装置。将用于预压缩磁体的压缩模制装置充满主要由粘结材料和具有平均颗粒直径为50μm至200μm的磁体粉末组成的磁体粉末化合物6，从而在200MPa至400MPa的压力下进行预压缩。如果所述粘结磁体是各向异性的，在施加电磁体7等的磁场的同时进行预压缩。在200MPa至400MPa的压力下也使用用于预压缩磁体的压缩模制将粘结材料和具有平均颗粒直径为1μm至100μm的细铁粉末化合物8进行预压缩。为什么在预压缩的时候降低模制压力的原因是因为在压缩的时候磁体粉末6与软磁体粉末8之间的连接强度增加。如上所述，通过增加供给的粉末或混合添加剂的比率，所述细铁粉末化合物8的弹性回复量与磁体粉末6的弹性回复量相等。
由于弹性回复量，将粘结磁体的多个预压缩体20和软磁轭的预压缩体21再次放置在腔内合并且在600MPa至1000MPa的模制压力下将其一体模制(在没有磁场的情况下)，所述模制压力高于预压缩时的压力。因为在预压缩体的表面上的粉末的密度太低以至于不能粘附使得磁铸件20连接到软磁铸件21上，尽管根据粉末的颗粒直径，磁体粉末6与软磁体粉末8之间的界面具有不规则性，然而磁体粉末6与软磁体粉末8之间的界面彼此紧密接触。为此，在所述界面上的不规则性越大，所述机械连接强度就越高。可以在所述预压缩体的连接面110上提前涂覆粘结材料和粘合剂。通过在压缩之后的热固处理(在热固化炉9中)熔化粘结材料和粘合剂并且使其渗透入粘结磁体部件1和软磁轭部件2，从而增加在连接面上的连接强度。
因为粘合剂层的厚度被分散并且根据粘合表面的情况改变粘合强度，所以通过传统的连接方法使用粘合剂很难获得稳定的粘合强度。即使使用不小于20MPa粘合强度的粘合剂，可以确保粘合区域大约为1/3那么小，平均可以获得大体上不大于5MPa的粘合强度。另一方面，在本发明中，确保所述粘结磁体部件与软磁部件粘结的压力遍及所述连接面110，剪切强度通常稳定地达到不小于10MPa，进一步不小于15MPa。供给到定子线圈上的励磁电流产生转子的旋转扭矩。在这点上，当将剪切强度施加到粘结磁体部件和软磁轭部件之间的连接面时，在转子上引起在有关旋转方向的切向方向上的压力。当旋转速度增加时，拉伸应力也施加到连接界面上。通过本发明形成的连接界面具有几乎与所述剪切强度和拉伸应力相等的高强度。如果将本发明应用于电机转子，例如，可能将高剪切强度施加到所述连接界面上，从而将在所述连接界面上的剪切强度看做以下描述的示例中的连接强度的指数。
图6A显示了在将各向同性粘结磁体粉末的预压缩压力从200MPa改变到600MPa的情况下压缩压力与在所述连接界面上的剪切强度之间的相关性，且在每种情况下将各向同性粘结磁体粉末与软磁体粉末合并之后采取600MPa作为压缩压力。如同6A所示，所述各向同性粘结磁体的预压缩压力越低，在将各向同性粘结磁体粉末与软磁体粉末进行结合和一体模制之后获得的在连接面110上的剪切强度就越高。在不大于200MPa的压力下，不能再保持预压缩体的状，并且大体上会降低所述预压缩体的生产率。因为所述磁体部件的残余磁通量密度是各向同性的，所以残余磁通量密度不与所述预压缩压力相关。使用添加有在质量上为3％粘合剂的、平均颗粒直径大约100μm的NdFeB粘结磁体粉末的各向同性粘结磁体粉末作为材料粉末。使用添加有平均直径大约为30μm且在质量上为11％、维氏硬度Hv为700的铁基非晶质合金的、平均颗粒直径大约为30μm的细铁粉末作为软磁体粉末。
图6B显示了在将各向同性粘结磁体粉末的预压缩压力从200MPa改变到600MPa的情况下，预压缩压力与在所述连接面上的剪切强度之间的相关性和预压缩压力与磁体部件的残余磁体量密度之间的相关性，且在每种情况下将各向同性粘结磁体粉末与软磁体粉末合并之后采取600MPa作为压缩压力。如同5所示，因为在一体模制过程中没有施加磁场，所述预压缩压力越低，在压缩的时候容易打乱在预压缩过程中形成的磁体的定向，从而降低了残余磁通量密度。为此，对于所述各向异性粘结磁体，当其经受了在磁场情况下的预压缩过程和在没有磁场情况下的压缩过程时，优选地，预压缩压力在250MPa至500MPa之间，更优选地，由于所述磁体的磁性与连接强度之间的相容性，预压缩压力在300MPa至400MPa之间。使用添加有在质量上为3％粘合剂的、平均颗粒直径大约80μm的NdFeB粘结磁体粉末的各向异性粘结磁体粉末作为材料粉末。使用添加有平均直径大约为30μm且在质量上为11％、维氏硬度Hv为700的铁基非晶质合金的、平均颗粒直径大约为30μm的细铁粉末作为软磁体粉末。
图7和8是当改变所述预压缩压力时在压缩之后获得的在一体压缩体的压力方向上的横截面上的连接面的照片。图9是图8中的连接面的放大的照片。在所述照片中的上方向和下方向对应于压缩时候的压力方向。如图7和8所示，在各向同性粘结磁体和各向异性粘结磁体中，预压缩压力越小，在所述连接面上的不规则量越多。在所述预压缩压力等于压缩压力的情况下，几乎不能观察到在所述连接界面上的不规则性。图10A显示了具有剪切强度的各向同性粘结磁体的预压缩压力与在所述连接面上的不规则量的相关性。在本发明中，如图7和8中，将磁体粉末与在具有大约50μm至100μm的不规则量的界面附近内的软磁体粉末结合，以便获得不小于15MPa的强连接强度。
下面参照图9描述在磁体粉末与软磁体粉末之间的连接面上的不规则量。在所述代表性照片中沿磁体粉末与软磁体粉末接触的地方画一条曲线(在附图中的粗线)。此线是连接面。大体上沿所述连接面的不规则中心画出另一条曲线。画此曲线使得由所述曲线和连接面围绕的面积在左右部分之间变得相等。将此曲线看做中心线(在图中的暗色区域显示在所述软磁轭的侧面上的不规则区域(c)和浅色区域显示在所述粘结磁体的侧面上的不规则区域(a)，并且“a”等于“c”)。所述中心线平行于所述中心线接触所述连接面的峰的位置移动。与上述相似，所述中心线也在相对的方向上平行移动。通过平行移动所画的两条线之间的距离代表不规则量。沿具有1mm长度的连接面在所述视场中执行此工作。
由此，可以在所述粘结磁体部件与所述软磁轭部件之间获得高连接强度，从而可以消除增强保护环，所述增强保护环对于传统的粘合剂或一体模制系统是不可缺少的(将专利文献1和2)。此外，在本发明中，可以在所述磁体与所述软磁轭之间的整个连接面110获得高压力，从而不将磁体部件限制为环形，也不仅仅使用环形磁体的内压力支撑所述软磁轭(见专利文献3和4)。在高于预压缩压力的压力下的压缩模制提供了即使在所述整体部件本身的连接面之间的100上的高连接强度，与在所述磁体与软磁轭之间的连接面110的情况相同。
根据本发明，因为在预压缩过程期间在充分的磁场内可以将磁体一个元件接着一个元件地定向，不考虑磁体的磁极数目和磁体尺寸，可以确保容易且稳定的定向和磁化。即，作为生产用于包括各向异性粘结磁体部件和软磁轭部件的磁性电路的构件的方法，可以采取一种生产方法，其中使用主要包括粘结材料的磁体粉末化合物和平均颗粒直径为50μm至200μm的磁体粉末在磁场作用下预压缩各向异性粘结磁体构件；此后，在没有磁场的作用下将所述各向异性粘结磁体部件与主要包括平均颗粒直径为1μm至100μm的软磁体粉末的软磁体粉末化合物一体压缩；和其被热固。使用注重机械强度超过注重磁性的超硬材料用于压缩的模具，并且所述模具需要形成有一定的厚度或更大的厚度，从而所述模具可以经受住500MPa至1000MPa的压力。为此，在不浪费的情况下，将在电磁体中产生的磁场输送到所述压缩体的磁体部件上变得很难。然而，在大约300MPa的预压缩压力下，可以将具有高饱和磁通量密度和相关磁导率的钢材料作为注重磁性的模具材料，并且将所述钢材料变薄。由此，可以在所述压缩体的磁体部件内产生具有统一分配定向和高强度的磁场。例如，当定向径向各向异性环形磁体时，将所述磁体定向在用于预压缩的模具中，和获得具有高定向和小磁漏的磁体。
在生产设备方面，用于预压缩的压力大约为300MPa的压床(pressmachine)比用于压缩的压床更加紧密，和用于所述压床的材料可以使用更加注重磁性的材料。
在最后生产步骤中的500MPa至1000MPa的压力下进行压缩模制的情况下，例如，R-Fe-B粘结磁体部件的密度为5.5Mg/m3至6.5Mg/m3，R-Fe-N粘结磁体部件的密度为5.3Mg/m3至6.2Mg/m3，Fe粉末的粘结磁体部件的密度为6.0Mg/m3至6.8Mg/m3。
在一体模制之后在不高于250摄氏度的温度下进行热固处理。另外，如果需要，还进行例如环氧树脂涂层的表面处理。然后，将旋转轴压入和粘附到所述模具上，最后磁化磁极部件以便产生磁体转子。
【示例】
对于本发明的第一实施例，生产如图11A至11F所表示的具有各种形状磁体的转子。将参考值限定为每单位面积施加的粉末量，在此参考值的情况下，当分别压缩模制粘结磁体部件与铁轭部件的时候，在所述粘结磁体部件和所述铁轭部件的压力方向上的厚度彼此相等。相对于参考值，仅仅增加了由于形成铁轭部件所供给的细铁粉末量。结果，在具有如同11C中所示的结构的转子中的所述粘结磁体部件的承压面的横截面与所述铁轭部件的承压面的横截面几乎彼此相等的条件下，当每单位面积供给的细铁粉末的量在不小于参考值且不大于参考值的1.02倍的范围内时，在所述铁轭内不产生裂缝。当每单位面积供给的细铁粉末的量为所述参考值的1.01倍时，在热固处理之后的各个连接强度进行比较，和可以获得19.6MPa的最高剪切强度。以下，所述铁轭部件的横截面与所述磁体部件的横截面的比被认为是所述铁轭的横截面比。另外，以下，每单位面积施加的铁粉末量与所述参考值的比被认为是所述铁轭的最优粉末供给比，通过每单位面积施加的铁粉末量可以获得最高连接强度。使用添加有在质量上为3％的粘合剂的、平均颗粒直径大约为80μm的NdFeB各向异性粘结磁体粉末作为所述磁体粉末的材料粉末。使用具有大约30μm的平均颗粒直径的细铁粉末作为软磁粉末。所述粘结磁体粉末和所述细铁粉末的预压缩压力分别为300MPa。在一体模制的时候所述压缩压力为800MPa。在一体模制之后在200摄氏度的温度下进行热固处理。
在图11A至11F中所表示的具有各种形状的磁体的转子中可以获得所述铁轭的横截面比与最优供给比之间的相关性。当所述磁体部件和所述铁轭是由多个部件构成时，总计多个部件中的每个部件的横截面和供给粉末量。结果，如图12所示，我们发现，只要所述横截面比的下限大约为1，所述铁轭部件的最优粉末供给比与所述铁轭部件的横截面比的二次方成比例。在最优粉末供给比的情况下，在所述粘结磁体与所述铁轭之间的连接面的附近不会产生裂缝，并且连接强度可以高至大约为20MPa。
对于本发明的第二实施例，将具有高硬度的软磁合金粉末添加到细铁粉末中以便在没有明显地降低所述铁轭的软磁性和可压缩模制性的情况下调整弹性回复量。将作为硬软磁合金粉末的铁基非晶体合金研磨成颗粒直径不大于50μm的粉末(硬度Hv为700和平均颗粒直径为30μm)，然后将其添加到细铁粉末(硬度Hv为100和平均颗粒直径为30μm)中，其在质量上的增量为5％至最高为30％。将在质量上为1％的树脂粘合剂与各自的细铁粉末混合以便生产化合物。以一种方式测量在压缩模制之后的每个化合物的弹性回复量使得直径为30μm和厚度为20mm的试样在800MPa的压力下被压缩，然后在200摄氏度的温度下经受热固处理，计算与所述成形铸模相关的压缩体的直径。结果，如图13所示，在热固处理之后的压缩体的杨氏弹性模数与弹性回复量和铁基非晶体合金粉末的添加比都成正比。换言之，如图14所示，我们发现，所述铁基非晶体合金粉末的添加比与在热固处理之后的细铁粉末的压缩体的弹性回复量成正比，其中将铁基非晶体合金粉末添加到细铁粉末的压缩体中。即，例如，当所述粘结磁体的弹性回复量为0.6％时，添加到细铁粉末中的铁基非晶体合金粉末在质量上为20％，由此弹性回复量相等，因此在一体模制之后即使没有调整供给的粉末量，也不会产生裂缝。

Claims (8)

1、一种铁轭一体粘结磁体，在所述铁轭一体粘结磁体中，在包括粘结材料的磁体粉末和包括粘结材料的细铁粉末相互接触的连接面上使这两种粉末相互接合的状态下，将这两种粉末一体压缩模制，其中
所述铁轭的质量比参考值大1％至20％，限定所述参考值使得在铁轭部件和粘结磁体部件分别压缩模制的情况下，在按压方向上所述铁轭部件的厚度和所述粘结磁体部件的厚度彼此相同。
2、一种软磁轭一体粘结磁体，在所述软磁轭一体粘结磁体中在包括粘结材料的磁体粉末和包括粘结材料的软磁体粉末相互接触的连接面上使这两种粉末相互接合的状态下，将这两种粉末一体压缩模制，其中
软磁轭部件的杨氏弹性模数是粘结磁体部件的杨氏弹性模数的100％至120％。
3、根据权利要求2中所述的软磁轭一体粘结磁体，其中在质量上软磁轭的质量也大于参考值，但是不比参考值多出10％，限定所述参考值使得在分别压缩模制软磁轭和粘结磁体的情况下，在按压方向上软磁轭部件的厚度和粘结磁体部件的厚度彼此相等。
4、根据权利要求2中所述的软磁轭一体粘结磁体，其中
所述软磁体粉末包括：细铁粉末；和在质量上为3％至30％的从由硅铁、铁基非晶体合金、纳米晶软磁材料、不锈钢或铸铁组成的组中选择的一种或更多种材料组成的粉末。
5、根据权利要求2中所述的软磁轭一体粘结磁体，其中
所述软磁体粉末包括：细铁粉末；和在质量上为3％至30％的从由硅、二氧化硅、碳化硅、三氧化二铝和氧化镁组成的组中选择的一种或更多种材料组成的粉末。
6、根据权利要求2中所述的软磁轭一体粘结磁体，其中
所述软磁体粉末包括：细铁粉末；和在质量上为3％至30％的铁基合金粉末，所述铁基合金粉末包括从由铬、钼、钒、钨和钴组成的组中选择的一种或更多种成分，所述铁基合金粉末经过绝缘处理。
7、一种电机的磁体转子，包括根据权利要求2至6中的任一项所述的软磁轭一体粘结磁体。
8、一种电机，包括具有励磁绕组的定子，和根据由定子产生的旋转磁场旋转的转子，其中所述转子是用于根据权利要求7的电机的磁体转子。
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