CN103310970B - 辐向取向永磁环的制备方法及其辐向取向装置 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种辐向取向永磁环的制备方法及其辐向取向装置，包括可兼做模芯的内磁极以及用于和内磁极形成模腔的模具；所述的模具外侧套有形成取向磁场的外磁极，外磁极随着压制过程中磁粉的高度上下不断的变化，沿内磁极的轴向方向上下运动，实现磁体沿轴向方向的各个部位得到充分均匀的取向。本发明的外磁极在360°辐向充磁的基础上，外磁极头伴随在圆环状磁体在压制成型时坯料高度的位移变化而上下移动进行选择性的辐向充磁，大大提高辐向环的径向取向均匀性，另外相当程度上提高辐向环在轴向上的不均匀性。
Description
技术领域
本发明涉及一种辐向取向永磁环的制备方法及设备，尤其是一种可以实现圆环状磁体在任意高度的360°圆周上取向均匀性的方法和装置。
背景技术
在电机领域，沿半径或者直径方向辐射取向的圆环状磁体具有相当广泛的应用前景，相比较一定数量的圆环片组合具有无可比拟的优势。目前辐向取向的圆环状磁体的制作方法主要有四种：
第一种是对挤磁场取向法：上、下两个磁极同为N极或同为S极。在压制过程中将这两个同极磁头挤入辐向环模具的内腔，通过导磁模具使其形成一个辐射磁场。该方法使圆环状磁体在圆周方向的均匀性得到一定程度的改善，但是圆环在高度方向的均匀性很差，另外最大的不足之处是当辐向环的内径较小时得到的取向磁场强度会大大降低。
第二种是分段取向法：将圆环分段取向，对每一段分别导入磁场进行取向，该方法虽实现了辐向取向，但是导致圆环沿圆周方向取向度不均匀。取向度不均匀不但会严重影响辐向环的整体磁学性能而且由于不同部位取向度部位的在烧结过程的收缩率不同而导致应力集中，更严重的使得辐向环开裂。
第三种是成型取向方法：其方法为，在成型过程中磁粉和取向磁场间有相对旋转运动，这种取向方法可以解决分段取向带来的圆周方向取向不均匀的问题，但是在聚磁头沿圆周不断的运动过程中，压制也是在同步进行，所以取向也存在一定的不均匀性。
第四种方法为申请号200910201694.4提到利用通过电磁铁的交流电产生旋转的取向磁场，从而实现旋转磁场对圆环状磁体进行取向，可实现磁场最强处依次旋转扫描过磁体的每一部分，减少了运动副，但是磁体沿圆周方向的取向存在不均匀性。
发明内容
本发明要解决的技术问题是：提出一种可以实现圆环状磁体在圆周上的取向更加均匀、充分以及相当程度上改善圆环状磁体在高度方向上的不均匀性的辐向取向永磁环的制备方法以及使用该方法所需要用到的装置。
本发明所采用的技术方案为：一种辐向取向永磁环的制备方法，永磁粉末在整个压制过程中始终处于沿圆周方向均匀而沿轴向方向不均匀的辐向磁场中，磁粉沿辐向方向有序排列，在压制后得以辐向取向；所述的辐向磁场是由环绕磁粉的外磁极与磁粉所环绕的内磁极所形成的。
进一步的说，本发明所述的内磁极为圆柱状或圆筒状，其高度大于磁粉在压制前的高度；所述的外磁极为圆环状，其高度小于磁粉在压制后的高度。所述的外磁极与内磁极在压制过程中持续地发生沿轴向方向的相对位移，其中磁粉的任意高度平面都有内磁极存在，而只有部分磁粉所处的高度平面有外磁极存在，该部分磁粉所处的位置辐向磁场相对较强，因而该部分磁粉可以得到充分的辐向取向。
本发明所述的外磁极与内磁极的相对位移，应在压制过程中使外磁极至少一次通过任意磁粉所处的高度位置，以便使所有磁粉都有机会处于辐向磁场相对较强的位置，得到充分的辐向取向。
外磁极与内磁极沿轴向方向的相对位移在磁粉的压制过程中，可以是沿一个方向的，也可以是往复进行的，还可以是多次往复进行的。所述的外磁极与内磁极的相对位移为内磁极静止、外磁极运动或外磁极静止、内磁极运动或内磁极、外磁极都运动。
同时，本发明还提供了一种辐向取向永磁环的制备方法所用到的辐向取向装置，包括可兼做模芯的内磁极以及用于和内磁极形成模腔的模具；还包括与内磁极共同形成辐向磁场的外磁极，以及在模腔内滑动的上、下压头。所述的模腔内分布设置有磁粉。
本发明所述的模具的外壁、上压头以及下压头由不导磁材料制成；所述的内磁极、外磁极是由导磁材料制成，其磁极功能是由电磁铁触发并通过其他导磁材料传导而形成；所述的电磁铁包括直流电磁铁与脉冲电磁铁。
具体的说，本发明所述的内磁极为圆柱状或圆筒状，所述的外磁极为圆环状。所述的外磁极由轭铁和外磁极头组成，所述的外磁极头的一端连接在轭铁上，外磁极头的另一端与模具外壁之间留有空隙或活动接触。
本发明的工作原理是：圆环状磁体成型的过程中，外磁极按照一定的运动曲线随着压制过程中粉料的高度上下不断的变化，使得磁体沿高度方向的各个部位能够得到充分的取向。本发明的外磁极为圆环状，因此可以实现圆环状磁体在任意高度的360°圆周上取向的均匀性。
本发明的有益效果是：外磁极在360°辐向充磁的基础上，外磁极头伴随在圆环状磁体在压制成型时坯料高度的位移变化而上下移动进行选择性的辐向充磁，大大提高辐向环的径向取向均匀性，另外相当程度上提高辐向环在轴向上的不均匀性。
附图说明
下面结合附图和实施例对本发明进一步说明。
图1是本发明的优选实施例的结构示意图；
图2是图1的剖视图；
图中：1、内磁极；2、模腔；3、外磁极头；4、无磁模具；5、轭铁。
具体实施方式
现在结合附图和优选实施例对本发明作进一步详细的说明。这些附图均为简化的示意图，仅以示意方式说明本发明的基本结构，因此其仅显示与本发明有关的构成。
如图1所示的一种辐向取向永磁环的辐向取向装置，具有内磁极1、外磁极和无磁模具4，模具4和内磁极1形成模腔2；内磁极1和外磁极形成辐向磁场，模腔2内分布磁粉。
内磁极、外磁极是由导磁材料制成，其磁极功能是由电磁铁触发并通过其他导磁材料传导而形成；电磁铁包括直流电磁铁与脉冲电磁铁。
内磁极采用圆柱状，相应的，外磁极采用圆环状。外磁极由轭铁5和外磁极头3组成，外磁极头的一端连接在轭铁上，外磁极头的另一端与模具外壁之间留有空隙。
图2中的箭头方向为外磁极头的运动方向，圆环状磁体成型的过程中，永磁粉末在整个压制过程中始终处于沿圆周方向均匀而沿轴向方向不均匀的辐向磁场中，磁粉沿辐向方向有序排列，外磁极按照一定的运动曲线随着压制过程中粉料的高度上下不断的变化，使得磁体沿高度方向的各个部位能够得到充分的取向。由于外磁极为圆环状，因此可以实现圆环状磁体在任意高度的360°圆周上取向的均匀性。
内磁极的高度大于磁粉在压制前的高度；外磁极的高度小于磁粉在压制后的高度。外磁极与内磁极在压制过程中持续地发生沿轴向方向的相对位移，其中磁粉的任意高度平面都有内磁极存在，而只有部分磁粉所处的高度平面有外磁极存在，该部分磁粉所处的位置辐向磁场相对较强，因而该部分磁粉可以得到充分的辐向取向。
压制过程中，外磁极至少一次通过任意磁粉所处的高度位置，以便使所有磁粉都有机会处于辐向磁场相对较强的位置，得到充分的辐向取向。
外磁极与内磁极沿轴向方向的相对位移在磁粉的压制过程中，可以是沿一个方向的，也可以是往复进行的，还可以是多次往复进行的。外磁极与内磁极的相对位移可以是内磁极静止、外磁极运动或外磁极静止、内磁极运动或内磁极、外磁极都运动。
以上说明书中描述的只是本发明的具体实施方式，各种举例说明不对本发明的实质内容构成限制，所属技术领域的普通技术人员在阅读了说明书后可以对以前所述的具体实施方式做修改或变形，而不背离发明的实质和范围。
Claims (5)
1.一种辐向取向永磁环的制备方法，其特征在于：永磁粉末在整个压制过程中始终处于沿圆周方向均匀而沿轴向方向不均匀的辐向磁场中，磁粉沿辐向方向有序排列，在压制后得以辐向取向；所述的辐向磁场是由环绕磁粉的外磁极与磁粉所环绕的内磁极所形成的；所述的内磁极为圆柱状或圆筒状，其高度大于磁粉在压制前的高度；所述的外磁极为圆环状，其高度小于磁粉在压制后的高度；所述的外磁极与内磁极沿轴向方向的相对位移在磁粉的压制过程中沿一个方向进行或单次往复进行或多次往复进行。
2.如权利要求1所述的辐向取向永磁环的制备方法，其特征在于：所述的外磁极与内磁极在压制过程中持续地发生沿轴向方向的相对位移，其中磁粉的任意高度平面都有内磁极存在，而只有部分磁粉所处的高度平面有外磁极存在，该部分磁粉所处的位置辐向磁场相对较强，该部分磁粉得到充分的辐向取向。
3.如权利要求1所述的辐向取向永磁环的制备方法，其特征在于：所述的外磁极与内磁极的相对位移，在压制过程中使外磁极至少一次通过任意磁粉所处的高度位置。
4.如权利要求1所述的辐向取向永磁环的制备方法，其特征在于：所述的外磁极与内磁极的相对位移为内磁极静止、外磁极运动或外磁极静止、内磁极运动或内磁极、外磁极都运动。
5.一种如权利要求1所述的辐向取向永磁环的制备方法所用到的辐向取向装置，其特征在于：包括可兼做模芯的内磁极以及用于和内磁极形成模腔的模具；还包括与内磁极共同形成辐向磁场的外磁极，以及在模腔内滑动的上、下压头；所述的模具的外壁、上压头以及下压头由不导磁材料制成；所述的内磁极和外磁极均是由导磁材料制成，内磁极和外磁极的磁极功能是由电磁铁触发并通过其他导磁材料传导而形成；所述的电磁铁包括直流电磁铁与脉冲电磁铁；所述的内磁极为圆柱状或圆筒状，所述的外磁极为圆环状，所述的模腔内分布有磁粉；所述的外磁极由轭铁和外磁极头组成，所述的外磁极头的一端连接在轭铁上，外磁极头的另一端与模具外壁之间留有空隙或活动接触。
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