CN106252023B - 一种多极磁环取向和充磁的夹具及方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种多极磁环取向和充磁的夹具，所述夹具包括模腔和磁轭，所述磁轭数量为偶数个，磁轭位于模腔外侧围绕模腔间隔设置，磁轭的向心端面为与模腔相适配的圆弧面，且各圆弧面处于同一圆周面，所述磁轭上设有永磁体及线圈绕组，所述永磁体与磁轭结合面之间无间隙，线圈绕组具有二个，线圈绕组并列位于永磁体后方。本发明使用稳定性好，能使得磁场中心和几何中心始终保持一致，表面磁通密度分布均匀，取向、退磁、充磁都可以在本发明中完成，通过设定不同的电流，可以方便的调节模腔的磁场分布，以得到不同的产品，使用灵活性好。本发明还公开了一种多极磁环取向和充磁方法，步骤简单，操作方便，可获得不同产品。
Description
技术领域
本发明涉及磁性器件制备技术领域，尤其是涉及一种多极磁环取向和充磁的夹具及方法。
背景技术
径向多极磁环，表面磁通密度高，明显优于传统瓦形磁钢拼装的性能，其磁路设计与辐射环完全不同，辐射环表面磁通分布一般为马鞍形，而径向多极磁环表面磁通分布呈正弦波形，更有利于电机的设计。
目前，径向多极磁环可以用多种方式制得。1、用各向同性磁粉制得各向同性磁环，充磁时用多极充磁；2、先采用全辐射取向制得磁环，充磁时选用多极充磁；3、利用各向异性磁粉在制备过程中直接径向多极取向，再进行多极充磁。相对来讲，各向同性环和全辐射取向再进行多极充磁得到的多极环性能比制备时直接做成多极取向的磁环要低，尤其是各向同性环，表磁只到后者的一半左右。
公开专利CN101964236B利用NdFeB晶粒的压力特性，通过热压/热变形工艺可以先制备全辐射取向磁环，再通过多极充磁制得多极NdFeB磁环，这种工艺需要在高温下进行，涉及到的脱模过程比较繁琐，大规模生产比较困难。
采用合适的取向技术是制造高性能多极磁环的关键。直接制备径向多极磁环的技术也比较复杂，成品磁环的充磁极数和位置与取向制备时是一致的，不能错位。但是这种技术制得的多极磁环性能最高，更有利于产品做薄做轻。适用与烧结铁氧体、粘接铁氧体、烧结NdFeB、粘接NdFeB等产品体系。
现有技术中，多极磁环取向及充磁多采用在模腔外围设置若干个线圈绕组，在添料前，绕组处于断电状态；加料后，绕组通高频电，同时压机对模腔内的粉料进行压制，从而完成取向成型。这种方法存在以下问题：取向压制为连续过程，绕组电流如果采用电容器脉冲放电，会使取向过程不充分，各向异性的磁粉来不及转动取向；若持续使用大电流，极易发热，增加了模具的复杂程度，并且降低模具寿命。
授权专利号为CN201084508Y的专利提到采用永磁体提供取向磁场的方式，在操作时为了防止装粉料时，磁粉吸附到模腔壁上，采用滑动连接永磁体与模具架，在向模腔内添加磁粉之前移开永磁体，以减少永磁体的磁场对模腔的干扰；加入磁粉后封闭腔模再将永磁体移动至腔模外围，对磁粉进行取向。此种方法通过上下滑移永磁体来控制磁路，结构比较复杂，操作起来比较繁琐，且永磁体一旦选定，磁场的大小和分布就很难调节。
发明内容
本发明是为了解决现有为磁环取向、退磁、充磁的夹具所存在的上述问题，提供了一种结构简单，使用灵活性好，取向、退磁、充磁可以在一套装置内完成的多极磁环取向和充磁的夹具。
本发明还提供了一种多极磁环取向和充磁方法，步骤简单，操作方便，可获得不同产品。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
本发明的一种多极磁环取向和充磁的夹具，所述夹具包括模腔和磁轭，所述磁轭数量为偶数个，磁轭位于模腔外侧围绕模腔间隔设置，磁轭的向心端面为与模腔相适配的圆弧面，且各圆弧面处于同一圆周面，所述磁轭上设有永磁体及线圈绕组，所述永磁体与磁轭结合面之间无间隙，线圈绕组具有二个，线圈绕组并列位于永磁体后方。本发明采用永磁体和线圈绕组的组合以在模腔内形成所需的取向磁场和充磁磁场，且磁轭的向心端面为与模腔相适配的圆弧面，各圆弧面处于同一圆周面，稳定性好，能使得磁场中心和几何中心始终保持一致，表面磁通密度分布均匀，取向、退磁、充磁都可以在本发明中完成，通过设定不同的电流，可以方便的调节模腔的磁场分布，以得到不同的产品，使用灵活性好，其中磁轭数量为偶数个，可为二个、四个、六个、八个，根据实际需要进行选择。
作为优选，所述永磁体为铁氧体永磁体或稀土永磁体。
作为优选，所述线圈绕组为直流线圈绕组或脉冲线圈绕组。
一种多极磁环取向和充磁方法，具体步骤为：
（1）装料：在线圈绕组中通与永磁体磁极相反的电流，使磁力线束缚在磁轭之中后装料。采用励磁线圈与永磁体磁场相反的励磁电流，使磁力线大部分束缚在轭铁之中，这时可以进行装料操作，减少腔模壁对磁粉的吸附作用。
（2）取向压制：通过控制线圈绕组的电流大小以控制产生所需的取向场，进行取向压制后，根据目标产品的磁极旋转得到的磁环，使磁环所受的磁力线与取向时相反，通过控制线圈绕组的电流方向和大小，使磁环完全退磁。根据目标产品磁极的多少选择旋转的角度，例如四极环需要旋转90度；八极环需要旋转45度，此时的磁环所受的磁力线与取向时相反。
（3）充磁：施加3~5倍矫顽力的磁场，施加与永磁体产生磁场同向磁场的大电流或脉冲电流对磁环进行多极充磁。
因此，本发明具有如下有益效果：
（1）采用永磁体和线圈绕组的组合以在模腔内形成所需的取向磁场和充磁磁场，且磁轭的向心端面为与模腔相适配的圆弧面，各圆弧面处于同一圆周面，稳定性好，能使得磁场中心和几何中心始终保持一致，表面磁通密度分布均匀，取向、退磁、充磁都可以在本发明中完成，通过设定不同的电流，可以方便的调节模腔的磁场分布，以得到不同的产品，使用灵活性好；
（2）本发明多极磁环取向和充磁方法，步骤简单，操作方便，可获得不同产品。
附图说明
图1是本发明实施例中多极磁环取向和充磁的夹具结构示意图。
图中：模腔1，磁轭2，永磁体3，线圈绕组4。
具体实施方式
下面结合附图和具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例
如图1所示的一种多极磁环取向和充磁的夹具，所述夹具包括模腔1和磁轭2，所述磁轭具有四个，磁轭位于模腔外侧围绕模腔间隔设置，磁轭的向心端面为与模腔相适配的圆弧面，且各圆弧面处于同一圆周面，所述磁轭上设有永磁体3及线圈绕组4，所述永磁体与磁轭结合面之间无间隙，线圈绕组具有二个，线圈绕组并列位于永磁体后方。
以制备八极磁环为例，具体步骤为：
（1）装料：选用表面处理后的各向异性NdFeB磁粉，在线圈绕组（直流线圈绕组）中通与永磁体（采用NdFeB的N50磁体）磁极相反的电流（60000安匝），测得腔模中心磁场强度为5000 A/m，将各向异性NdFeB磁粉放入模腔中。
（2）取向压制：将线圈绕组的电流大小减小至0安匝，利用永磁体的对向产生八极取向场，此时在模腔中心的最大磁场强度为40000 A/m，且在模腔中呈现出八极分布，压制完成之后，旋转45°加反向电流磁场进行退磁处理，退磁过程为行业公知过程，故不赘述。
（3）充磁：施加3~5倍矫顽力的磁场，施加与永磁体产生磁场同向磁场的脉冲大电流200000 安匝，对磁环进行多极充磁，测得模腔中心的磁场强度为4000000 A/m，约为5T，且在模腔内的分布为八极，满足充磁八极磁环的需求。
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 (3)
1.一种多极磁环取向和充磁的夹具，其特征在于，所述夹具包括模腔（1）和磁轭（2），所述磁轭数量为偶数个，磁轭位于模腔外侧围绕模腔间隔设置，磁轭的向心端面为与模腔相适配的圆弧面，且各圆弧面处于同一圆周面，所述磁轭上设有永磁体（3）及线圈绕组（4），所述永磁体与磁轭结合面之间无间隙，线圈绕组具有二个，线圈绕组并列位于永磁体后方；
多极磁环取向和充磁方法为：
（1）装料：在线圈绕组中通与永磁体磁极相反的电流，使磁力线束缚在磁轭之中后装料；
（2）取向压制：通过控制线圈绕组的电流大小以控制产生所需的取向场，进行取向压制后，根据目标产品的磁极旋转得到的磁环，使磁环所受的磁力线与取向时相反，通过控制线圈绕组的电流方向和大小，使磁环完全退磁；
（3）充磁：施加3~5倍矫顽力的磁场，施加与永磁体产生磁场同向磁场的大电流或脉冲电流对磁环进行多极充磁。
2.根据权利要求1所述的一种多极磁环取向和充磁的夹具，其特征在于，所述永磁体为铁氧体永磁体或稀土永磁体。
3.根据权利要求1所述的一种多极磁环取向和充磁的夹具，其特征在于，所述线圈绕组为直流线圈绕组或脉冲线圈绕组。
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