CN102479599A - 永磁体的制作方法 - Google Patents
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Abstract
本发明提供一种永磁体的制作方法，包括将永磁合金粉末置于既有正向磁场，又有反向磁场的交变磁场中的成型模具中取向、压型，所述交变磁场由输入至线圈中的交流电所产生，所述交流电是振幅恒定、频率恒定的交流电；在不同的取向、压型工艺中，交流电的频率为0.1～100Hz。本发明具有取向度均匀、设备成本低廉、能耗低、使用寿命长、生产效率高等优点。
Description
技术领域
本发明涉及一种永磁体的制作方法，更加具体地说，涉及一种用振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场对永磁合金粉末实施取向，以低取向磁场强度制造高取向度的永磁体的方法。这样的烧结永磁体广泛应用于各种工业和民用电机、计算机、电声器件、传感器、汽车、医疗仪器和工业自动化设备等领域。
背景技术
广泛应用于各类电机、计算机、电声、医疗仪器、汽车、传感器以及各种工业和民用仪器、设备等领域的现代永磁体，主要包括用粉末冶金方法制造的烧结Nd-Fe-B、Sm-Co、和Sr(Ba)系铁氧体。如本领域所熟知的，为获得优异的永磁性能，需要将制备好的母合金粉碎至微米级的尺度，使得所有的粉末颗粒都成为单晶体。然后，将粉末放置在有外施磁场的模腔内压制成一定形状的生坯块。在这一工序中，所有的粉末颗粒在外磁场的作用下其易轴沿磁场方向排列，随即施加足够大的压制力使得粉末颗粒的这种定向排列固定下来，以获得最优的永磁性能。使得粉末颗粒在外磁场的作用下其易轴沿磁场方向排列的过程，称为磁粉的取向。随后，将压制好的生坯块在一定温度下烧结，使之致密化，成为磁体毛坯；必要时还需将毛坯磁体在一定温度下进行回火处理，以进一步优化磁性能；接着的工序是进行机械加工，将毛坯磁体切割、修整成所需的形状、尺寸，必要时还需进行表面防护处理；最后，沿易磁化方向进行充磁即得到可以使用的永磁体产品。
由于粉末颗粒之间总是会存在各种复杂的机械约束而阻碍其在磁场中自由转动取向，为克服这些阻力而使粉末颗粒获得尽可能高的取向度，目前普遍采用的方法是：尽可能地增大外施静磁场强度，通常使得作用于粉末的取向外磁场大于1.2T，以期获得良好的永磁性能。在本发明的叙述中，取向外磁场属工程强磁场，磁场强度采用工程上习惯已久的单位T(特斯拉)，而不是国际单位A/m(安培/米)，在自由空间中二者的换算方式是：1T＝1×107/(4π)A/m，目的是为了更加简洁、清楚地阐述本发明的内容。
传统的关于制造永磁体的磁场取向压型工序的工作原理示于附图1中。由一对串联的载流线圈4产生磁场，通过一对导磁性的极头3和轭铁2形成磁回路，在对称设置的一对极头3之间形成工作气隙磁场；在附图1中，用虚线和箭头分别表示所述的磁回路的路径和方向。通过所述的气隙磁场，使得置于阴模8内的合金粉末6沿磁场方向取向；接着，通过上冲头5和下冲头9将上压杆7和下压杆1所施加的压力P传递给合金粉末6，将合金粉末6压制成型。在此过程中，所施加给合金粉末6的取向磁场的强度通常高达1.2～2.1T，压制力P通常为0.1～5吨/cm2，使得合金粉末6在所述取向磁场中的定向排列的磁织构固定下来，形成取向压坯。随后，在线圈4中充入一较小的反向电流以产生一较小的反向磁场，对所述的取向压坯实施退磁，这样，压坯便能被方便地取出和安全地实施下一步的烧结操作。这里特别强调指出，在上述过程中，通常所施加的取向磁场都是使用单一方向的磁场，这样的具有单一方向的磁场随时间的变化规律如附图2所示，包括如附图2(a)所示的静态形式的磁场和如附图2(b)所示的单向波动形式的磁场。
正如前文所述，粉末颗粒之间总是会存在各种复杂的机械约束而阻碍其在磁场中的自由转动取向。为获得优异的永磁性能，作用于粉末的取向外磁场强度应当大于1.2T，且磁场强度越高，粉末颗粒在压坯中的取向度越好，所制作的永磁体的磁性能就越高。然而，正如本领域所熟知的，线圈所产生的磁场强度与线圈的安匝数成正比，要获得1.2T以上的强磁场，需要在体积庞大的线圈中输入数千安培的直流电。为避免线圈所产生的巨大焦耳热烧毁设备，线圈中还不得不内置巨大的水冷系统，这就使得通常所用的线圈系统体积庞大、笨重、能耗高、设备制造成本高昂。而且，在1.2T以上的强磁场状态下工作的线圈，其匝与匝之间需承受巨大的电磁力冲击，很容易造成线圈内铜线之间的绝缘层被破坏而烧毁设备，造成维护费用高昂、工作效率低劣。
此外，本领域还有使用脉冲磁场对合金粉末颗粒实施取向的方法，如CN1969347A。所谓脉冲磁场是将普通交流电通过整流器转换成直流电，再通过电容器将直流电瞬间释放到线圈中所形成的。使用脉冲磁场可以形成2.5T甚至4.0T以上的瞬间单向强磁场。脉冲磁场可以产生非恒定振幅的衰减振荡，若将这样的脉冲磁场叠加至一个恒定的静磁场上，便形成如附图2(b)所示的波动式磁场。然而，用脉冲磁场对合金粉末颗粒实施取向存在许多缺点：一方面，电容器的瞬间脉冲放电时间极短，通常只有数毫秒。虽然永磁合金粉末在强磁场形成的瞬间可以形成很好的磁织构排列，但若压机不能在同一瞬间动作将合金粉末压结以保持住这种磁织构排列的话，松散的永磁合金粉末颗粒会在其自退磁场的作用下偏离原来的方向。所以，脉冲磁场取向时必须叠加在一个恒定的静磁场上，形成如附图2(b)所示的波动式单向磁场，才能在脉冲磁场峰值消失后仍然保持住粉末颗粒的这种磁织构排列，以便压机有足够的时间动作将合金粉末压结成型。因此，用脉冲磁场的方法取向，能耗高。另一方面，形成脉冲磁场需要配置大型的电容器，大容量的电容器的放电时间很短而充电时间却很长，造成生产效率低下。此外，为避免强脉冲磁场的巨大自电感产生的瞬间高电压烧毁电路中的器件，不仅要对线圈实施极为严格的匝间绝缘，而且要在电路中安装大功率的晶体管。因此，用脉冲磁场的方法取向，设备复杂、故障率高、费用高昂。
顺便说明，在现有的各种对永磁合金粉末实施取向的方法中，都要配备将普通交流电通过复杂的整流、调压系统转换成直流电，再输入到线圈中去的直流电源。这样的直流电在线圈中只能形成如附图2所示的单一方向的磁场。
发明内容
本发明就是针对现有技术的不足而提出的。本发明的主要目的是提供一种用振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场对永磁合金粉末实施取向，以低取向磁场强度制造高取向度的永磁体的方法。本发明既不需要直流电源，也不需要电容器，而是直接使用交流电。具有取向度均匀、设备成本低廉、能耗低、使用寿命长、生产效率高等优点。
本发明的用振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场对永磁合金粉末实施取向，以低取向磁场强度制造高取向度的永磁体的方法，是基于这样的科学原理：对于具有单轴磁晶各向异性的晶体，沿其易磁化轴具有相差180°角的两个易磁化方向，沿着易轴的一个方向磁化与沿着其反方向磁化是完全等效的；在既有正向磁场，又有反向磁场的交变磁场作用下，合金粉末可以被制作成既有正向的自发磁极化强度的粉末颗粒，又有反向的自发磁极化强度的粉末颗粒的磁织构。另一方面，在交变磁场的作用下，永磁合金粉末颗粒会产生振动运动，使得所有粉末颗粒的易磁化轴逐渐转动到外磁场方向而实现取向，因为只有当粉末颗粒的易磁化轴与外磁场方向平行时能量才会处于最低状态。另外，由于所用的交变磁场强度较低，被取向的粉末颗粒的磁织构经压型固定后，无论外磁场在何相位终止，压坯总是处于退磁状态或弱磁状态，可以方便地取出压坯和安全地实施下一步的烧结操作。
根据本发明的一个优选方面，将永磁合金粉末置于既有正向磁场，又有反向磁场的交变磁场中的成型模具中取向、压型，所述交变磁场由输入至线圈中的交流电所产生，所述交流电是振幅恒定、频率恒定的交流电；在不同的取向、压型工艺中，交流电的频率为0.1～100Hz。
根据本发明的又一个优选方面，通过置于所述线圈内的导磁性的轭铁形成磁回路，在所述磁回路的气隙中形成工作气隙磁场，通过压机施加垂直于所述磁场方向的压力给置于所述工作气隙磁场空间内的模具，对填装于所述模具内的合金粉末施压成型。
优选地，成型模具置于所述线圈内腔中，通过压机沿线圈轴向施加压力给所述模具，对填装于所述模具内的合金粉末施压成型。
优选地，在所述的线圈的外围设置有导磁性的轭铁；成型模具置于所述线圈内腔中，通过压机沿线圈轴向施加压力给所述模具，对填装于所述模具内的合金粉末施压成型。
根据本发明的再一个优选方面，在所述的线圈和/或轭铁外围设置有散热装置；所述的散热装置包括水冷、油冷、或风冷装置。
优选地，所述的模具由阴模、上冲头和下冲头三部分组成，通过所述压机的上压杆和下压杆的相对运动，将压力传递给上冲头和下冲头来对处在所述模具内的合金粉末施压成型；所述模具的阴模是一个由弱磁性材料制作的整体，或者是由多块弱磁性的材料组合而成；所述模具的上冲头和下冲头，系用耐磨材料制作而成。
根据本发明的又一个优选方面，所述导磁性的轭铁，是用软磁材料制作而成，所述软磁材料是用包括碳钢、硅钢、坡莫合金、或非晶合金的片状材料叠装而成，或者用这些合金由粉末冶金方法烧结而成的块状材料组装而成；所述阴模、是用弱磁性的耐磨材料制作而成，所述弱磁性的耐磨材料包括硬质合金、无磁模具钢、陶瓷等；上冲头和下冲头，包括所述弱磁性的耐磨材料，也包括强磁性的耐磨材料，所述强磁性的耐磨材料，包括高碳钢、或在高碳钢表面涂覆有一层硬质合金、陶瓷等的复合材料。
优选地，将所制作的永磁体粉末压坯，用真空炉在900～1200℃烧结使所述压坯致密化、再经450～900℃回火以优化磁性能，随后经切割、磨削等机械加工修整至所需的几何形状与尺寸，必要时还需要进行表面防护处理，最后充磁成所需极性的永磁体产品；所述的真空炉，包括电阻加热方式的气淬炉，和以微波加热方式的气淬炉。
本发明还提供一种包括前述的制作烧结Nd-Fe-B、Sm-Co、Sr(Ba)系铁氧体的永磁体产品。
顺便说明，根据电磁学原理，线圈中所产生的交变磁场的频率与输入线圈中的交流电的频率是相等的。当线圈固定时，输入线圈中的交流电的电压越高，所产生的交变磁场强度的振幅值就越大。另外，当线圈固定时，输入线圈中的交流电的频率越低，所产生的交变磁场强度的振幅值也越大。利用这些特点，根据所制作的永磁体的需要，可以用变频装置将普通的交流电转变成0.1～100Hz中的一种交流电，并用调压器选择一种合适的交流电压以产生所述的交变磁场。
本发明具有取向度高、磁性能均匀、设备成本低、生产效率高等优点。
附图说明
下面将结合附图来说明本发明的具体实施方式以进一步阐述本发明的原理。
图1表示通常的垂直压法装置工作原理的正视剖面图；
图2(a)表示通常的单一方向的静态的外施取向磁场随时间的变化规律；
图2(b)表示通常的单一方向的波动的外施取向磁场随时间的变化规律；
图3(a)表示根据本发明原理的第一实施例的装置的正视剖面图；
图3(b)表示根据本发明原理的第一实施例的装置的俯视剖面图；
图4表示根据本发明原理的振幅恒定、既有正向磁场又有反向磁场的外施交变取向磁场随时间的变化规律；
图5(a)表示根据本发明原理的第二实施例的装置的正视剖面图；
图5(b)表示根据本发明原理的第二实施例的装置的俯视剖面图；
图6(a)表示根据本发明原理的第三实施例的装置的正视剖面图；
图6(b)表示根据本发明原理的第三实施例的装置的俯视剖面图；
在附图4中，横坐标表示时间，纵坐标表示磁场强度的大小；并以+H表示正向磁场，以-H表示反向磁场。
具体实施方式
下面将参照附图具体说明根据本发明的用振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场对永磁合金粉末实施取向，以低取向磁场强度制造高取向度的永磁体的优选实施例。在附图中，1表示通常的下压杆，2表示通常的导磁性的轭铁，3表示通常的导磁性的一对极头，4表示通常的串联的一对线圈，5表示通常的上冲头，6表示通常的合金粉末区，7表示通常的上压杆，8表示通常的阴模，9表示通常的下冲头，10表示本发明的用硅钢片叠装的轭铁，11表示产生本发明的交变磁场的线圈，12表示本发明的上压杆，13表示本发明的上冲头，14表示本发明的阴模，15表示本发明的下压杆，16表示本发明的下冲头，17表示用于产生本发明的交变磁场的外接交流电源，18表示本发明的合金粉末区，19表示本发明的外轭铁，20表示本发明的强磁性的上冲头，21表示本发明的强磁性的下冲头。
实施例一
附图3表示根据本发明第一实施例的用振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场对永磁合金粉末实施取向，以低取向磁场强度制造高取向度的永磁体的装置的正视剖面图(图3(a))和俯视剖面图(图3(b))。由线圈11所产生的磁场通过导磁性的轭铁10形成磁回路，在某一瞬间磁回路中的磁力线的路径和方向如附图3(b)的俯视剖面图中叠加了箭头的虚线所示，由此在轭铁10的对称中心形成工作磁场气隙，阴模14置于所述的磁场气隙之中。当下压杆15带动下冲头16向上运动至阴模14内并封闭阴模14的下端口后，往阴模14中均匀填装重量百分比为22％Nd，6％Pr，4％Dy，1％B，1％Co，0.1％Cu，0.3％Al，0.15％Ga，其余为Fe的Nd-Fe-B合金磁粉，其平均颗粒度为3.6μm。然后，上压杆12和上冲头13向下运动，并在封闭阴模14的上端口后停止动作，此时合金磁粉被封闭在区域18内。接着，在线圈11中通过交流电源17输入220V，50Hz电流，在合金粉末区18中形成如图4所示的振幅恒定的既有正向磁场，又有反向磁场的交变磁场。磁场强度的振幅为0.05T，频率为50Hz。
顺便说明，本发明所述的在合金粉末区18中形成如图4所示的振幅恒定的既有正向磁场，又有反向磁场的交变磁场，在频率为0.1～100Hz范围内均能对永磁合金粉末形成有效取向；若频率大于100Hz，交变磁场强度的振幅就会很小，磁路系统的发热量加大，对合金粉末的取向效果就会变差；若频率小于0.1Hz，则对合金粉末形成有效取向所需的时间就会很长，生产效率就会较低；本发明优选的频率范围为0.1～100Hz。
在对线圈11中输入交流电产生所述的交变磁场的同时，上压杆12和上冲头13向下运动，下压杆15和下冲头16向上运动，对区域18内的永磁合金粉施加2000kg/cm2的垂直压强使之成型，并将所形成的既有正向自发磁极化强度的磁粉颗粒，又有反向自发磁极化强度的磁粉颗粒的磁织构保持在压坯中。接着，切断线圈11中的电流，上压杆12、上冲头13、下压杆15、下冲头16连同压坯一起同步向上运动，将压坯向上推出到阴模的上端，此时下压杆15和下冲头16停止动作，而上压杆12和上冲头13继续向上运动到可以将磁粉压坯取出为止。这里，由于所施加的磁场强度的振幅仅为0.05T，不及传统的单向磁场强度的十分之一，压坯中已形成了既有正向自发磁极化强度的磁粉颗粒，又有反向自发磁极化强度的磁粉颗粒的磁织构，压坯的净磁极化强度接近零，对外已不显示磁性或磁性甚弱，可以安全地从阴模14的端口取出并实施下一步的烧结操作。在上述取向压型过程中，施加给合金粉末18的压力P的方向，与施加给合金粉末18的交变磁场强度的方向相互垂直，形成垂直压法。
将上述Nd-Fe-B磁粉压坯放置于真空气淬炉中，在1040℃烧结成尺寸为：长度50mm，宽度50mm，取向高度26mm的致密磁体，再经480℃回火后得到剩磁为1.29T，内禀矫顽力为22.91kOe，最大磁能积为40.2MGOe的永磁体。若使用如图3(a)所示的常规的单一方向的外施取向静态磁场，磁场强度峰值需达到1.6T以上，方能制作出相等的磁性能的Nd-Fe-B永磁体。由此可见，应用本发明的原理，可以用低取向磁场强度制造高取向度的磁性能优异的永磁体产品。这样，由于线圈所需的安匝数大大减少，线圈系统的体积、重量、能耗、以及设备制造成本均得以大幅度降低。
在本实施例中，优选用硅钢片叠装的导磁性的轭铁10，以减小磁路系统的涡流。本领域的专业工作者应当清楚，在硅钢片叠装的导磁性的轭铁10和线圈11的外围安装保护套以及散热装置是众所周知的知识，散热装置包括水冷、油冷、或风冷装置；另外，阴模14必须安装在相关的模具架上也是本领域所熟知的，在本发明的实施例中省略了对所述保护套、散热装置及相关的模具架构件的图示和详细的文字说明是为了更加简洁地阐述本发明的原理的核心内容，这并不限制本发明的任何权利要求范围。另外，所述的上冲头13、下冲头16、以及由阴模14优选用弱磁性的硬质合金或陶瓷材料制作。
实施例二
图5表示根据本发明第二实施例的用振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场对永磁合金粉末实施取向，以低取向磁场强度制造高取向度的永磁体的装置的正视剖面图(图5(a))和俯视剖面图(图5(b))。与第一实施例相比，本实施例的形成交变磁场的线圈11是单一的空心线圈，阴模14处于线圈11内的中心对称位置，Nd-Fe-B合金磁粉置于阴模14内；在线圈11中通过交流电源17输入380V，50Hz电流，在合金粉末区18中形成如图4所示的振幅恒定的既有正向磁场，又有反向磁场的交变磁场。磁场强度的振幅为0.06T，频率为50Hz。在此过程中，合金粉末区18中的磁粉在所述交变磁场的作用下，形成既有正向自发磁极化强度的磁粉颗粒，又有反向自发磁极化强度的磁粉颗粒的磁织构。在本实施例中，除了阴模14、上冲头13和下冲头16为圆柱形，因而所压制的Nd-Fe-B合金压坯为圆柱体形状外，所用的Nd-Fe-B合金磁粉、以及压制方法都与第一实施例相同。在附图5中，压机通过上压杆12、下压杆15、上冲头13和下冲头16所施加至合金粉末区18的压力P沿线圈11的轴线方向，与线圈11中交变磁场强度的方向相互平行，形成平行压法。
将以上述方法制作的Nd-Fe-B磁粉压坯放置于真空气淬炉中，在1040℃烧结成尺寸为：直径36mm，取向高度50mm的致密磁体，再经480℃回火后得到剩磁为1.26T，内禀矫顽力为23.6kOe，最大磁能积为38.3MGOe的永磁体。同理，若使用如图3(a)所示的常规的单一方向的外施取向静态磁场实施平行压法，磁场强度峰值需达到1.6T以上，方能制作出相等的磁性能的Nd-Fe-B永磁体。由此可见，应用本发明的原理，可以用低取向磁场强度制造高取向度的磁性能优异的永磁体产品。这样，由于线圈所需的安匝数大大减少，线圈系统的体积、重量、能耗、以及设备制造成本均得以大幅度降低。
本领域的专业工作者应当清楚，在线圈11的外围安装保护套以及散热装置是众所周知的知识，散热装置包括水冷、油冷、或风冷装置；另外，阴模14必须安装在相关的模具架上也是本领域所熟知的，在本发明的实施例中省略了对所述保护套、散热装置及相关的模具架构件的图示和详细的文字说明是为了更加简洁地阐述本发明的原理的核心内容，这并不限制本发明的任何权利要求范围。另外，所述的阴模14优选用弱磁性的硬质合金或陶瓷材料制作。上冲头13和下冲头16包括所述弱磁性的耐磨材料，也包括强磁性的耐磨材料，所述强磁性的耐磨材料，包括高碳钢、或在高碳钢表面涂覆有一层硬质合金、陶瓷等的复合材料。
由于本实施例与实施例一的原理完全相同，所以省略了对其压制过程的详细说明。
实施例三
图6表示根据本发明第三实施例的用振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场对永磁合金粉末实施取向，以低取向磁场强度制造高取向度的永磁体的装置的正视剖面图(图6(a))和俯视剖面图(图6(b))。与第二实施例相比，本实施例的线圈11是单一的方形线圈，并且，线圈11的外围安装了用硅钢片叠装的导磁性的轭铁19，阴模14处于线圈11内的中心对称位置，Nd-Fe-B合金磁粉置于阴模14内；在线圈11中通过交流电源17输入380V，50Hz电流，在合金粉末区18中形成如图4所示的振幅恒定的既有正向磁场，又有反向磁场的交变磁场。磁场强度的振幅为0.07T，频率为50Hz。在此过程中，合金粉末区18中的磁粉在所述交变磁场的作用下，形成既有正向自发磁极化强度的磁粉颗粒，又有反向自发磁极化强度的磁粉颗粒的磁织构。在本实施例中，所用的Nd-Fe-B合金磁粉、以及压制方法都与第一实施例相同。在附图6中，压机通过上压杆12、下压杆15、强磁性的上冲头20和强磁性的下冲头21所施加至合金粉末区18的压力P沿线圈11的轴线方向，与线圈11中交变磁场强度的方向相互平行，形成平行压法。
将以上述方法制作的Nd-Fe-B磁粉压坯放置于真空气淬炉中，在1040℃烧结成尺寸为：长度50mm，宽度50mm，取向高度26mm的致密磁体，再经480℃回火后得到剩磁为1.28T，内禀矫顽力为22.7kOe，最大磁能积为39.4MGOe的永磁体。同理，若使用如图3(a)所示的常规的单一方向的外施取向静态磁场实施平行压法，磁场强度峰值需达到1.6T以上，方能制作出相等的磁性能的Nd-Fe-B永磁体。由此可见，应用本发明的原理，可以用低取向磁场强度制造高取向度的磁性能优异的永磁体产品。这样，由于线圈所需的安匝数大大减少，线圈系统的体积、重量、能耗、以及设备制造成本均得以大幅度降低。
本领域的专业工作者应当清楚，在硅钢片叠装的导磁性的轭铁19和线圈11的外围安装保护套以及散热装置是众所周知的知识，散热装置包括水冷、油冷、或风冷装置；另外，阴模14必须安装在相关的模具架上也是本领域所熟知的，在本发明的实施例中省略了对所述保护套、散热装置及相关的模具架构件的图示和详细的文字说明是为了更加简洁地阐述本发明的原理的核心内容，这并不限制本发明的任何权利要求范围。另外，所述的上冲头20、下冲头21是强磁性的耐磨材料，所述强磁性的耐磨材料，包括高碳钢、或在高碳钢表面涂覆有一层硬质合金、陶瓷等的复合材料。
由于本实施例与实施例一的原理完全相同，所以省略了对其压制过程的详细说明。
本领域的工作者应当清楚，在以上所阐述的各实施例中，用低取向磁场强度制造高取向度的永磁体产品的原理是相同的。在实际应用中，根据本发明的原理和方法，可以视所制作的永磁体的种类、几何形状和尺寸而选定一种特定电压和频率的交流电，将所述的交流电输入至线圈中，从而产生特定振幅和频率的交变磁场，对永磁合金粉末实施取向压型。所述的振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场包括了在中国地区应用本专利技术时由直接来自中国国家电网的50Hz交流电所产生，也包括根据所制作的永磁体的需要，用变频装置将50Hz的交流电转变成0.1～100Hz的交流电所产生；在日本、美国等地区，所述的振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场则包括了在日本、美国等地区应用本专利技术时由直接来自当地国家电网的60Hz交流电所产生，也包括根据所制作的永磁体的需要，用变频装置将60Hz的交流电转变成0.1～100Hz的交流电所产生。另外，按在以上所阐述的各实施例中的方法，不仅可以制作所述的烧结Nd-Fe-B永磁体，也可以制作SmCo5、Sm2Co17以及Sr(Ba)系铁氧体的烧结永磁体。
上面已经参照附图详细说明了根据本发明所公开的用低取向磁场强度制造高取向度的永磁体产品的原理和方法，由此本领域技术人员可将根据本发明所公开的原理和方法制造烧结Nd-Fe-B永磁体、SmCo5、Sm2Co17以及Sr(Ba)系铁氧体的烧结永磁体广泛应用于各种领域，例如应用于各种计算机驱动器、工业和民用电机中，应用于各种扬声器、传感器、汽车以及各种医疗仪器和工业自动化设备、仪器的驱动部件等。
上面已经参照附图详细说明了本发明的多个实施例，但上面的实施例仅仅是对本发明的示意性说明而非限制本发明。例如，按照本发明的原理，视所生产的永磁体产品的尺寸、几何形状以及磁特性的需要，形成振幅恒定、频率为0.1～100Hz的交变磁场的线圈可以是方形的，也可以是圆形的；制作所述导磁性的轭铁，既可以用碳钢、硅钢、坡莫合金、或非晶合金的片状材料叠装而成，也可以用这些合金由粉末冶金方法烧结而成的块状材料组装而成。另外，虽然上面是以单独、分开的形式对各实施例进行说明的，但本领域技术人员应该意识到上述多个实施例也可以组合地应用。并且本领域技术人员在阅读了上述说明后可以结合现有常规的制造永磁体的技术对本发明做出各种修改和变化，这种修改和变化也落在本发明的保护范围之内。
Claims (9)
1.一种永磁体的制作方法，包括：将永磁合金粉末置于既有正向磁场，又有反向磁场的交变磁场中的成型模具中取向、压型，所述交变磁场由输入至线圈中的交流电所产生，所述交流电是振幅恒定、频率恒定的交流电；在不同的取向、压型工艺中，交流电的频率为0.1～100Hz。
2.根据权利要求1所述的永磁体的制作方法，其中：通过置于所述线圈内的导磁性的轭铁形成磁回路，在所述磁回路的气隙中形成工作气隙磁场，通过压机施加垂直于所述磁场方向的压力给置于所述工作气隙磁场空间内的模具，对填装于所述模具内的合金粉末施压成型。
3.根据权利要求1所述的永磁体的制作方法，其中：成型模具置于所述线圈内腔中，通过压机沿线圈轴向施加压力给所述模具，对填装于所述模具内的合金粉末施压成型。
4.根据权利要求1或3所述的永磁体的制作方法，其中：在所述的线圈的外围设置有导磁性的轭铁；成型模具置于所述线圈内腔中，通过压机沿线圈轴向施加压力给所述模具，对填装于所述模具内的合金粉末施压成型。
5.根据权利要求1～4所述的永磁体的制作方法，其中：在所述的线圈和/或轭铁外围设置有散热装置；所述的散热装置包括水冷、油冷、或风冷装置。
6.根据权利要求1～4所述的永磁体的制作方法，其中：所述的模具由阴模、上冲头和下冲头三部分组成，通过所述压机的上压杆和下压杆的相对运动，将压力传递给上冲头和下冲头来对处在所述模具内的合金粉末施压成型；所述模具的阴模是一个由弱磁性材料制作的整体，或者是由多块弱磁性的材料组合而成；所述模具的上冲头和下冲头，系用耐磨材料制作而成。
7.根据权利要求1～4所述的永磁体的制作方法，其中：所述导磁性的轭铁，是用软磁材料制作而成，所述软磁材料是用包括碳钢、硅钢、坡莫合金、或非晶合金的片状材料叠装而成，或者用这些合金由粉末冶金方法烧结而成的块状材料组装而成；所述阴模、是用弱磁性的耐磨材料制作而成，所述弱磁性的耐磨材料包括硬质合金、无磁模具钢、陶瓷等；上冲头和下冲头，包括所述弱磁性的耐磨材料，还包括强磁性的耐磨材料，所述强磁性的耐磨材料，包括高碳钢、或在高碳钢表面涂覆有一层硬质合金或陶瓷的复合材料。
8.根据权利要求1～4所述的永磁体的制作方法，其中：将所制作的永磁体粉末压坯，用真空炉在900～1200℃烧结使所述压坯致密化、再经450～900℃回火以优化磁性能，随后经切割、磨削等机械加工修整至所需的几何形状与尺寸，再进行表面防护处理，最后充磁成所需极性的永磁体产品；所述的真空炉，包括电阻加热方式的气淬炉和以微波加热方式的气淬炉。
9.一种根据权利要求1～8之一所述方法制作的永磁体。
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