CN103578702B - 一种径向磁环及其制备方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种径向磁环及其制备方法，其目的在于解决直接制备整体磁环成品率低，大高径比磁环磁性能低的问题。本发明的径向磁环由若干弧状磁瓦拼接粘合而成，相邻的弧状磁瓦之间设有定位结构。本发明结构简单，无需磁环以外的固定装置，磁环强度高，磁性能好。

Description

一种径向磁环及其制备方法
技术领域
本发明涉及磁环生产技术领域，特别涉及一种径向磁环及其制备方法。
背景技术
随着自动化技术的推广对永磁电机的需求越来越大，一般来说永磁电机需要的是一个径向环形磁场。目前直接生产径向磁环的技术也有很多，例如ZL200710106670.1、ZL01111509.2、ZL00125615.7，这些技术都可以直接制备一体径向磁环，但用这些技术制备大高径比（h/Ф≥1）径向取向磁环时，磁环的磁性能都比较低，无法制备大高径比高性能径向取向磁环。也有一些拼接磁环的技术，例如ZL200820117964.4、ZL201020001971.5，这些技术的共同点是都需要磁体以外的固定装置，这些固定装置增加了磁环的体积同时也影响磁性能的利用效率增加了成本。
发明内容
本发明的目的在于克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种径向磁环，结构简单，无需磁环以外的固定装置，磁环强度高，磁性能好。
本发明还提供了该径向磁环的制备方法。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：
一种径向磁环，所述径向磁环由若干弧状磁瓦拼接粘合而成，相邻的弧状磁瓦之间设有定位结构。
本发明在弧状磁瓦之间设计定位结构，定位效果好，这样弧状磁瓦在拼装时容易对正，组装容易，同时提高了弧状磁瓦间的结合强度，进而增加磁环的强度，也改善了磁环表磁均匀性，无需辅助结构固定，结构简单，体积小，提高了磁性能的利用效率，降低了生产成本。定位结构可以是燕尾槽结构、箭头结构或其他同等效果结构，燕尾槽结构的优点是定位效果好，兼有增加磁环强度的作用，缺点是加工难度大；箭头结构的优点是具有定位效果，同时提高了磁环强度、改善了磁环表磁均匀性，加工工艺简单，缺点是定位效果不如燕尾槽结构，磁瓦间仍有可能滑动。
一般情况下拼接一只磁环所用的弧状磁瓦弧度没有明显差异，也就是说360度均匀分布在各个弧状磁瓦上。
作为优选，所述定位结构为燕尾槽结构。
作为优选，定位结构为燕尾槽结构时，弧状磁瓦的一端设有燕尾槽，弧状磁瓦的另一端设有与燕尾槽相配的凸条。
作为优选，所述定位结构为箭头结构。
作为优选，定位结构为箭头结构时，弧状磁瓦的一端设有外凸的箭头，弧状磁瓦的另一端设有内凹的箭尾。
作为优选，所述弧状磁瓦由永磁粉末加工而成，所述永磁粉末具有以下特征：以R2T14B化合物构成的晶粒为主相，成分配比满足：R：31-40wt%，B：0.9-2wt%，Al和Cu中的一种或两种：0.05-2wt%，Co：5wt%以下，Zr、Nb和Ti中的一种或几种：1.5wt%以下，Ga：0.05-2wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。
本发明采用特定成分的永磁粉末加工成弧状磁瓦，是因为该永磁粉末特点在于磁粉的成形性好，烧结成磁体后加工性好，不容易开裂、掉角。永磁粉末成分设计上稀土含量较高，同时添加了一定量的Ga用于改善磁体的加工性、提高磁环强度。
作为优选，R为稀土元素中的一种或几种；T为Fe或Fe和Co。
稀土就是化学元素周期表中镧系元素—镧(La）、铈(Ce）、镨(Pr）、钕(Nd）、钷(Pm）、钐(Sm）、铕(Eu）、钆(Gd）、铽(Tb）、镝(Dy）、钬(Ho）、铒(Er）、铥(Tm）、镱(Yb）、镥(Lu），以及与镧系的15个元素密切相关的元素-钪(Sc)和钇(Y)共17种元素，称为稀土元素。
作为优选，永磁粉末的平均粒度为3-5μm。加工性能好。
作为优选，所述弧状磁瓦的数量为4-64块。一般为偶数块，4块、6块、8块、12块、16块、24块、32块更为常用。
一种径向磁环的制备方法，将永磁粉末在磁场中取向后压制成型，然后烧结得到磁块，磁块加工后获得弧状磁瓦，最后用强力胶将若干弧状磁瓦拼接粘合成径向磁环。
本发明的有益效果是：
1、永磁粉末的成形性好，烧结成磁体后加工性好，不容易开裂、掉角；永磁粉末成分设计上稀土含量较高，同时添加了一定量的Ga用于改善磁体的加工性、提高磁环强度。
2、弧状磁瓦带有定位结构设计，提高了磁瓦间结合强度、改善了磁环表磁均匀性，使拼接磁环成为可能；不需要任何辅助结构固定，结构简单，成本低。
附图说明
图1是本发明采用燕尾槽定位结构的径向磁环的一种示意图。
图2是本发明图1中采用燕尾槽定位结构的弧状磁瓦的一种结构示意图。
图3是本发明采用箭头定位结构的径向磁环的一种示意图。
图4是本发明图1中采用箭头定位结构的弧状磁瓦的一种结构示意图。
图中：1、径向磁环，2、弧状磁瓦，3、燕尾槽结构，31、燕尾槽，32、凸条，4、箭头结构，41、箭头，42、箭尾。
具体实施方式
下面通过具体实施例，并结合附图，对本发明的技术方案作进一步的具体说明。
本发明中，若非特指，所采用的原料和设备等均可从市场购得或是本领域常用的。下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域的常规方法。
实施例1：
永磁粉末成分配比：Nd：29wt%，Dy：4wt%，B：1wt%，Al:1wt%，Cu：0.1wt%，Co：2wt%，Nb：0.5wt%，Ga：0.2wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。
按照以上成分配比，将原材料一起熔化后制成R2T14B化合物为主相的合金，并磨成平均粒度为3-5μm的永磁粉末。将永磁粉末在磁场中取向后压制成型，然后烧结得到磁块，磁块加工（包括加工箭头结构、磨加工到设定尺寸）后获得弧状磁瓦，还可以进行进一步对弧状磁瓦表面防腐处理，如采用电镀镍、磷化处理等常规手段，规格为R25mm×R10mm×15mm（壁厚）×80mm（高度）×45°。如图4所示，弧状磁瓦2一端有外凸的箭头41，弧状磁瓦2的另一端有内凹的箭尾42，相邻的弧状磁瓦2的箭头41与箭尾42配合组成箭头定位结构。
在箭头41面及箭尾42面涂抹强力胶，8块弧状磁瓦2拼接粘合成一只径向磁环1，如图3所示，径向磁环1尺寸为φ50mm×φ20mm×80mm。
不同规格的径向磁环，其弧状磁瓦的数量选择区间为4-64块。
实施例2
永磁粉末成分配比：Nd：31wt%，B：0.9wt%，Cu：0.05wt%，Co：1.5wt%，Nb：0.5wt%，Ti：0.2%，Ga：0.05wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例其它方案同实施例1。
实施例3：
永磁粉末成分配比：Nd：29wt%，Y：4wt%，B：1wt%，Al:1wt%，Cu：0.1wt%，Co：2wt%，Nb：0.5wt%，Ga：0.2wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。
按照以上成分配比，将原材料一起熔化后制成R2T14B化合物为主相的合金，并磨成平均粒度为3-5μm的永磁粉末。将永磁粉末在磁场中取向后压制成型，然后烧结得到磁块，磁块加工（包括加工燕尾槽结构、磨加工到设定尺寸）后获得弧状磁瓦，还可以进行进一步对弧状磁瓦表面防腐处理，如采用电镀镍、磷化处理等常规手段，规格为R20mm×R15mm×5mm（壁厚）×50mm（高度）×30°。如图2所示，弧状磁瓦2一端有燕尾槽31，弧状磁瓦2的另一端有与燕尾槽31相配的凸条32，相邻的弧状磁瓦2的燕尾槽31与凸条32配合组成燕尾槽定位结构。
在燕尾槽31面涂抹强力胶，12块弧状磁瓦2拼接粘合成一只径向磁环1，如图1所示，径向磁环1尺寸为φ40mm×φ30mm×50mm。
不同规格的径向磁环，其弧状磁瓦的数量选择区间为4-64块。
实施例4
永磁粉末成分配比：Nd：40wt%，B：2wt%，Al：2wt%，Co：5wt%，Nb：0.5wt%，Ti：1%，Ga：2wt%，余量为Fe和不可避免的杂质。本实施例其它方案同实施例3。
比较例1
永磁粉末同实施例1，采用现有成型工艺（CN1123017C中描述的方法）直接制备尺寸为φ50mm×φ20mm×80mm的辐射环（一体结构）。
比较例2
永磁粉末同实施例1，8块弧状磁瓦，相邻的弧状磁瓦采用平面接触的方式拼接粘合成径向磁环（尺寸为φ50mm×φ20mm×80mm）。
比较例3
永磁粉末同实施例3，采用现有成型工艺（CN1123017C中描述的方法）直接制备尺寸为φ40mm×φ30mm×50mm的辐射环（一体结构）。
比较例4
永磁粉末同实施例3，12块弧状磁瓦，相邻的弧状磁瓦采用平面接触的方式拼接粘合成径向磁环（尺寸为φ40mm×φ30mm×50mm）。
测试结果见下表：
由于比较例2、4中的磁环抗弯强度较低，在磁环搬运、充磁和组装过程中容易造成磁环开裂，另外组装时不容易对正，组装难度较大。
以上所述的实施例只是本发明的一种较佳的方案，并非对本发明作任何形式上的限制，在不超出权利要求所记载的技术方案的前提下还有其它的变体及改型。

Claims (6)

1.一种径向磁环，所述径向磁环（1）由若干弧状磁瓦（2）拼接粘合而成，其特征在于：相邻的弧状磁瓦之间设有定位结构；所述定位结构为燕尾槽结构（3）或所述定位结构为箭头结构（4），所述弧状磁瓦由永磁粉末加工而成，所述永磁粉末具有以下特征：以R2T14B化合物构成的晶粒为主相，成分配比满足：R：31-40wt%，B：0.9-2wt%，Al和Cu中的一种或两种：0.05-2wt%，Co：5wt%以下，Zr、Nb和Ti中的一种或几种：1.5wt%以下，Ga：0.05-2wt%，余量为Fe和不可避免的杂质；R为稀土元素中的一种或几种；T为Fe或Fe和Co。
2.根据权利要求1所述的一种径向磁环，其特征在于：定位结构为燕尾槽结构（3）时，弧状磁瓦（2）的一端设有燕尾槽（31），弧状磁瓦（2）的另一端设有与燕尾槽相配的凸条（32）。
3.根据权利要求1所述的一种径向磁环，其特征在于：定位结构为箭头结构（4）时，弧状磁瓦（2）的一端设有外凸的箭头（41），弧状磁瓦（2）的另一端设有内凹的箭尾（42）。
4.根据权利要求1所述的一种径向磁环，其特征在于：永磁粉末的平均粒度为3-5μm。
5.根据权利要求1所述的一种径向磁环，其特征在于：所述弧状磁瓦的数量为4-64块。
6.如权利要求1所述的一种径向磁环的制备方法，其特征在于：将永磁粉末在磁场中取向后压制成型，然后烧结得到磁块，磁块加工后获得弧状磁瓦，最后用强力胶将若干弧状磁瓦拼接粘合成径向磁环。
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