CN108063037A - 一种各向异性粘结钕铁硼的多极磁环及其制备方法 - Google Patents

一种各向异性粘结钕铁硼的多极磁环及其制备方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供了一种各向异性粘结钕铁硼的多极磁环及其制备方法，所述多极磁环为各向异性粘结钕铁硼2n极磁环，其中，n为大于等于2的自然数，在所述磁环上的磁瓦拼接处隐约可见或清晰可见2n条拼接线，所述磁环为将经过取向压制的2n个圆心角为π/n粘接各向异性瓦型毛坯拼接在环形模具后进行二次成型方法压制得到。本发明的制备方法具有磁环取向度高、取向磁场强度高且易于获得且通用性好、退磁磁场强度可调、生产流程短、生产效率高、成本低等特点。

Description

一种各向异性粘结钕铁硼的多极磁环及其制备方法
技术领域
本发明涉及一种各向异性粘结钕铁硼的多极磁环及其制备方法。
背景技术
在各向异性钕铁硼磁环中，粘结钕铁硼多极磁环相比烧结钕铁硼多极磁环和热压热变形钕铁硼多极磁环，虽然其最大磁能积低了30～50％，但其具有材料利用率高、尺寸精度高、制造周期短、易于加工等优点，因此各向异性粘结钕铁硼多极磁环近年来发展迅速，市场前景好。
但各向异性粘结钕铁硼多极磁环的制备难度远超各向同性粘结钕铁硼磁环，各向异性粘结钕铁硼多极磁环的制备难点主要在于取向磁场的设计以及磁场取向下的压制成型。各向异性粘结钕铁硼所使用的粘结剂和各向同性粘结钕铁硼一样，通常也是采用有机粘结剂，如环氧树脂、酚醛树脂等，因此在磁场取向成型时要采用80～160℃的温压工艺，使粘结剂软化，以利于磁粉在磁场下的取向。温压工艺的采用对取向磁场的设计造成了很大的不便，如果采用电磁场作为取向磁场，长时间、大电流负荷导线的冷却与温压的加热是不可调和的一对矛盾；如果采用永磁体设计取向磁场，温压的高温度迫使必须选用耐热性好的永磁体，但耐热性好的永磁体其磁性能偏低，造成本来磁场强度就不高的永磁式取向装置的磁场强度就更低了，不利于磁粉的充分取向，同时永磁式取向磁场一旦设计完成，其退磁磁场大小不可调，对矫顽力有差异的不同种类的磁粉、不同批次的磁粉适用性较差。此外，无论是电磁场还是永磁体磁场，要想让磁粉充分取向，磁场源(导线或永磁体)就必须距离磁粉足够近，也就是要求成型模具的壁厚足够薄。但是，各向异性粘结钕铁硼磁粉的成型性很差，要获得较高的成型坯密度，必须采用很高的成型压强，其期望模具壁厚要尽量厚一些，这又是一对不可调和的矛盾。
目前各向异性粘结钕铁硼多极磁环比较成熟的制备工艺是日本爱知制钢株式会社在中国专利CN 102822916 B中公开的，采用常用的分步成型法，特别是十分巧妙的采用永磁体设计出了取向磁场和退磁磁场，但是正如前述分析的，这种取向磁场存在磁场强度偏低、退磁磁场强度不可调的缺点，不同尺寸的磁环需要设计加工不同的取向机构，因此制备的磁环磁性能偏低、成本高，而且磁粉要经三次压制才能最终成型磁环，生产效率不高。
中国专利CN 101103422 B公开了一种多极磁环的制备方法，其要点是将圆环模具的上模分割为4、6或8等份，采用单向磁场每次对其中两份取向并压实，经多次旋转循环直至每份都取向并压实，从而制得多极磁环，该方法主要用于烧结磁体领域。虽然该专利提出其方法也可用于粘结磁体，但是同种粘结磁体和烧结磁体除了基体成分相似以外，其它制备原理、方法全然不同，从工艺流程、制备环境、制备设备，到制备过程中的粉末制备方法、粉末粒度、粉末形貌、粘结剂、添加剂、粉末成型性及成型条件、烧结或固化条件等都不相同，其制备的关键工艺方法也几乎没有平移、借鉴价值。如硬要将该方法用于粘结磁体的制备，根据粘结磁体的制备工艺特点，不难发现用该方法在对其中两份粘结磁粉尤其是最初两份粘结磁粉压实时，在压力作用下，受压2份处的磁粉会部分移动到环形模腔的其他非受压处，破坏了磁粉在环形模腔内的均匀性，以寻求力的平衡，最后的结果就是制备的磁环圆周密度分布不均，磁环一周的磁性能均匀性差、圆周尺寸一致性差，而且每两份至少经2次取向压实过程和1次退磁过程，生产周期长，效率低。
发明内容
为了解决现有技术的不足，本发明提出先在电磁式单向强恒磁场中温压制备各向异性粘结钕铁硼单极取向磁瓦，然后将多个单极取向磁瓦装入环形模具内压制成各向异性粘结钕铁硼多极磁环。所述制备方法包括如下步骤：a)将0.5～5.0wt％粘结剂充分溶解于丙酮中，然后加入磁粉中搅拌、加热使丙酮完全挥发，以得到经粘结剂均匀包覆的干燥的磁粉，最后再加入0.05～1.2wt％耐高温润滑剂，充分混合均匀得到预压缩磁粉；b)将所述预压缩磁粉预加温，通过微波、红外的快速加热方式在料斗内和料靴内为预压缩磁粉加温，预加温温度为40～100℃；c)将预加温好的预压缩磁粉填充到瓦形成型模具内，瓦形模具的弧度为2π/2n，其中，2n是各向异性粘结钕铁硼磁环的极数，n为大于等于2的自然数；在贴近瓦形成型模具的模腔外周设有加热控温装置，以保证模具在连续使用过程中始终处于恒温状态，通过恒温将预压缩磁粉加温，此时，瓦形成型模具置于单极取向电磁场中，瓦形外弧或内弧的中线的切面与磁场方向垂直；d)取向并压制成型，取向磁场强度为1.5～3.5Tesla；取向的同时施加成型压力，成型压强为10～200MPa，以成型坯密度尽量低但同时又能使成型坯具有一定机械强度而在转运过程中不碎裂；e)在压制末期，对模具内的成型坯施加反向磁场退磁，然后脱模得到剩余表面磁场强度小于200Gs的单极取向的瓦形成型坯；f)将2n件圆心角为2π/2n瓦形成型坯放入环形模具内组成360°磁环，并压制成密实的2n极磁环，压制压强为800～1600MPa；g)将f)得到的各向异性粘结钕铁硼多极磁环经过公知的固化、光饰、表面涂覆、充磁、检测的后续工艺过程加工得到成品。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，所述粘结剂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂中的至少一种；所述耐高温润滑剂为二硫化钼，所述磁粉为各向异性磁粉。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，步骤a)中，所述粘结剂为1.8～3.2wt％；所述耐高温润滑剂为0.4～0.8％。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，步骤b)中，在料斗内对预压缩磁粉加温到55～70℃，然后在料靴内再对预压缩磁粉加温到70～100℃。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，步骤c)中，n为2、3和4；通过恒温模具将预压缩磁粉加温到最终指定的温度80～120℃。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，步骤d)中，取向磁场强度为2.5～3.5Tesla；取向的同时施加成型压力，成型压强为30～80MPa；成型坯为钕铁硼磁瓦。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，钕铁硼磁瓦的成型坯密度控制在4.0～5.2g/cm3。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，步骤f)中，压制压强为1000～1400MPa；瓦形成型坯的内径与环形模具的芯棒外径尺寸相同，瓦形成型坯的外径比环形模具的阴模内径略小0.05～0.15mm。更优选地，瓦形成型坯的外径比环形模具的阴模内径略小0.08～0.12mm。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，在步骤f)的二次成型之前，在瓦形成型坯与二次成型模具之间以及瓦形成型坯之间的间隙处填充粉末，以进一步提高二次成型后制品的机械强度。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，所述瓦形成型坯之间的结合处做成波浪状，以使瓦形成型坯之间能够相互啮合，以进一步提高瓦形成型坯之间的粘合强度，从而提高二次成型制品的机械强度。
作为对本发明的所述制备方法的进一步说明，优选地，将经过步骤f)的二次成型制品得到的各向异性粘结钕铁硼多极磁环，在真空下浸入含有环氧树脂、酚醛树脂或丙烯酸树脂胶液中1～3次并固化，以进一步提高二次成型后制品的机械强度。
根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种通过如上所述的方法制造出的各向异性粘结钕铁硼的多极磁环，所述多极磁环为各向异性粘结钕铁硼2n极磁环，其中，n为大于等于2的自然数，在所述磁环上的磁瓦拼接处隐约可见或清晰可见2n条拼接线。
总之，本发明技术方案的详细实施过程如下：a)对磁粉用有机粘结剂包覆，包覆的方法优选湿法包覆，粘结剂为环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂中的一种或几种的混合物，添加量为0.5～5.0wt％，优选低软化点的环氧树脂为粘结剂，优选软化点为60～80℃的环氧树脂，优选的添加量为1.8～3.2wt％。在包覆好有机粘结剂的磁粉中添加润滑剂得到预压缩磁粉，润滑剂选用耐高温润滑剂，如二硫化钼，添加量为0.05～1.2％，优选的添加量为0.4～0.8％。b)将由a得到的预压缩磁粉预加温，通过微波、红外等快速加热方式在料斗内或和料靴内为预压缩磁粉加温，预加温温度为40～100℃。优选地，在料斗内对预压缩磁粉加温到55～70℃，然后在料靴内再对预压缩磁粉加温到70～100℃。由于磁粉中添加了耐高温的润滑剂，在略高于粘结剂软化点的温度，磁粉仍有较好的流动性。c)将预加温好的预压缩磁粉填充到瓦形成型模具内，瓦形模具的弧度为2π/2n(2n是各向异性粘结钕铁硼磁环的极数，n为大于等于2的自然数，常见值为2、3和4)。在贴近瓦形成型模具的模腔外周设有加热控温装置，以保证模具在连续使用过程中始终处于恒温状态，通过恒温模具将预压缩磁粉加温到80～120℃。瓦形模具置于单极取向电磁场中，瓦形外弧(或内弧)中线的切面与磁场方向垂直。d)取向并压制成型，取向磁场强度为1.5～3.5Tesla，优选2.5～3.5Tesla；取向的同时施加成型压力，成型压强为10～200MPa，优选30～80MPa。成型压强以成型坯密度尽量低但同时又能使成型坯具有一定机械强度而在转运过程中不碎裂为最佳，以钕铁硼为例，钕铁硼磁瓦的密度控制在4.0～5.2g/cm3最佳。e)在压制末期，对模具内的成型坯施加反向磁场退磁，退磁磁场大小与磁粉的矫顽力大小相关，其大小以成型坯剩磁最小为佳，通常应小于200Gs。然后脱模得到单极取向的瓦形成型坯。f)将2n件圆心角为2π/2n瓦形成型坯放入环形模具内组成360°磁环，并压制成密实的2n极磁环，压制压强为800～1600MPa，优选1000～1400MPa。瓦形成型坯的内径与环形模具的芯棒外径同尺寸，瓦形成型坯的外径比环形模具的阴模内径略小0.05～0.15mm，优选0.08～0.12mm。g)将f得到的各向异性粘结钕铁硼多极磁环经过公知的后续其它工艺过程加工得到成品，这些公知的后续工艺过程包括固化、光饰、表面涂覆、充磁、检测等。
本发明与以往技术相比，本发明提出先在电磁式单向强恒磁场中制备圆心角为π/n的各向异性粘结钕铁硼取向瓦型毛坯，然后将2n个取向瓦型毛坯拼接在环形模具内二次压制成型为各向异性粘结钕铁硼2n极磁环(n为大于等于2的自然数，常见值为2、3和4)，在所述磁环上的瓦型毛坯拼接处隐约可见或清晰可见2n条拼接线。该技术方案具有磁环取向度高、取向磁场强度高且易于获得且通用性好、退磁磁场强度可调、生产流程短、生产效率高、成本低等特点。
本发明的多极磁环将多个磁瓦组拼后经二次成型压制而成，二次成型(或称复压)工艺在粉末成型中是一种常用的进一步提高制品密度的方法，比如传统粉末冶金铁、铜基零件烧结后的复压复烧，烧结钕铁硼磁体模压成型后的冷等静压，都属于二次成型。现行制备各向异性粘结钕铁硼磁体工艺由于在取向磁场下模具强度不高、成型压力不能太高、成型坯密度不高，也被迫采用二次成型的工艺进一步提高制品密度，但是现有的二次成型工艺都是不改变瓦形成型坯的形状，即瓦形制品经二次成型后仍是瓦形，而且二次成型之前的瓦形成型坯都具有相对较高的密度和机械强度。
本发明的技术方案在二次成型时改变了瓦形成型坯的形状，即将多个瓦形成型坯组合成了一个坯件，组合后为了让多个瓦形成型坯之间具有足够的粘合强度，要在保持原始压坯具有一定机械强度的情况下，尽量降低瓦形成型坯的密度，以在二次成型时，留给原始压坯较大的形变量，使原始压坯之间结合强度更高。还可结合下述三种技术方案中的一种或几种进一步提高原始压坯之间的结合强度即二次成型制品的机械强度。
本发明主要优点在于：1)本发明的磁环由磁瓦拼压组成，即：采用2n个在电磁式单向恒磁场中制备的圆心角为π/n的各向异性粘结钕铁硼低密度单极取向磁瓦在环形模具内拼压成各向异性粘结钕铁硼2n极磁环(n为大于等于2的自然数，常见值为2、3和4)。由于是采用磁瓦拼压成磁环的技术，根据磁瓦毛坯密度的不同，在磁环上的磁瓦拼接处隐约或清晰可见2n条拼接线，这是本发明磁环外观有明显区别于以往技术制备磁环的特征，由于磁瓦密度较低，拼压的磁环机械强度几乎与以往技术制备的磁环没有差别；2)不需专门设计取向磁场，在磁场要求不高的情况下甚至可以利用常规烧结钕铁硼成型时的取向磁场，取向磁场通用性好，成本低；3)取向磁场强度高，退磁磁场强度可调，如果取向磁场采用脉冲电磁场，取向磁场强度甚至可达4.0T以上，磁粉取向度很高，这是以往各向异性粘结钕铁硼多极磁环制备工艺中不可想象的；4)虽然将一个2n极磁环分成了2n个磁瓦，但在单极取向磁场中易于实现一模多件，即一次成型多个单极取向磁瓦，生产效率不但没有降低，反倒可以提高。与本技术方案相似或相近的技术尚未见报导。本发明的制备方法具有磁环取向度高、取向磁场强度高且易于获得且通用性好、退磁磁场强度可调、生产流程短、生产效率高、成本低等特点。
附图说明
图1为本发明采用磁粉成型90°单极磁瓦的模具和取向机构的俯视剖面示意图；
图2为本发明采用磁粉成型90°单极磁瓦的模具和取向机构的正视剖面示意图；
图3为本发明4个90°单极磁瓦在环形模具内拼压成1个磁环的俯视剖面示意图；
图4为本发明4个90°单极磁瓦在环形模具内拼压成1个磁环的正视剖面示意图；
图5为本发明4极磁环实物(未表面涂覆)。
图6为本发明采用磁粉成型45°单极磁瓦的模具和取向机构的正视剖面示意图；
图7为本发明45°单极磁瓦模具的凸模立体示意图；
图8为本发明45°单极磁瓦的立体示意图；
图9为本发明8个45°单极磁瓦在环形模具内拼压成1个磁环的俯视剖面示意图；
图10为本发明实施例2的8极磁环实物(未表面涂覆)。
具体实施方式
为了使审查员能够进一步了解本发明的结构、特征及其他目的，现结合所附附图及较佳实施例详细说明如下，所说明的实施例仅用于说明本发明的技术方案，并非限定本发明。
实施例1
制作所用磁粉原料：采用各向异性HDDR-NdFeB磁粉制备4极磁环。具体实验如下。
(1)称取22g环氧树脂，将其充分溶解于150g丙酮中，然后加入磁粉1000g，经搅拌、加热使丙酮完全挥发，得到经环氧树脂均匀包覆的干燥的磁粉，最后再加入3g的二硫化钼和2g的EH型增强型润滑剂，充分混合均匀得到预压缩磁粉；
(2)将预压缩磁粉在料斗内预加热到55℃，在料靴内预加热到70℃，在图1和图2所示的瓦形模具预加热到120℃，瓦形模具的圆心角为89.9°±0.1°。其中，由图1和图2可以看出：磁粉在瓦形模具的阴模13a的瓦形模腔中，模腔两端设有与模腔滑配合的瓦形模具的上模13b和瓦形模具的下模13c，将上述瓦形模具组合放入取向线包11和极靴12形成的单极取向磁场中取向并在瓦形模具的上模13b和瓦形模具的下模13c上施加成型压力将磁粉压制成型90°的单极磁瓦1，通过改变取向线包11中的电流方向在极靴12中形成退磁场(反向取向场)对90°的单极磁瓦1退磁，经脱模后得到90°的单极磁瓦1。
(3)将磁粉充填入瓦形模具，施加2.5T的取向磁场并同时施加200MPa的压强成型，在200MPa的压强下，施加0.7T的退磁磁场，退磁后磁瓦表面磁场强度约100Gs。脱模后得到密度约为5.2g/cm3的瓦形毛坯。压制方向与取向磁场方向垂直。
(4)利用退磁后的微弱剩磁，将4个圆心角约为90°的瓦形毛坯吸附在图3和图4所示环形模具的芯棒22b上组成360°环，在瓦形毛坯外侧和瓦形毛坯之间的缝隙处吸附少量磁粉，然后放入阴模中室温下施加1200MPa的压强二次成型，压制成密度约为6.1g/cm3的4极各向异性粘结钕铁硼磁环。瓦形毛坯的内径与环形模具的芯棒外径尺寸相同，瓦形成型坯的外径比环形模具的阴模内径略小0.10mm。
(5)将4极各向异性粘结钕铁硼磁环在150℃下在干燥箱内固化60min。
(6)将固化后的多极磁环在10～100Pa的真空下，含浸20wt％的环氧树脂胶液60秒，含浸后在180℃固化15min，真空含浸、固化2次得到图5所示磁环。其中，由图3、图4和图5可以看出：将四个90°单极磁瓦1放置在环形模具的芯棒21b外周组成360°环并放入环形模具的阴模21a的模腔内，在四个90°单极磁瓦1的两端设有与环形模具的阴模21a和环形模具的芯棒21b滑配合的环形模具的上模21c和环形模具的下模21d，在环形模具的上模21c和环形模具的下模21d上施加成型压力，将四个90°单极磁瓦1二次压制成四极磁环2(图5)，在四极磁环2外圆周和内圆周隐约可见四条磁瓦之间的拼接线2a。
(7)后续再光饰、表面涂覆、充磁、检测等加工为成品。
实施例2：
采用各向异性HDDR-NdFeB磁粉制备8极磁环。
(1)称取22g环氧树脂，将其充分溶解于150g丙酮中，然后加入磁粉1000g，经搅拌、加热使丙酮完全挥发，得到经环氧树脂均匀包覆的干燥的磁粉，最后再加入3g的二硫化钼和2g的EH型增强型润滑剂，充分混合均匀得到预压缩磁粉；
(2)将预压缩磁粉在料斗内预加热到55℃，在料靴内预加热到100℃，在图6所示瓦形模具预加热到120℃，瓦形模具的圆心角为44.9°±0.1°。其中，由图6可以看出：磁粉在瓦形模具的阴模14a的模腔中，模腔两端设有与模腔滑配合的瓦形模具的凹模14b和瓦形模具的凸模14c，将上述瓦形模具组合放入取向线包11和极靴12形成的单极取向磁场中取向并在瓦形模具的凹模14b和瓦形模具的凸模14c上施加成型压力将磁粉压制成型45°的单极磁瓦3，通过改变取向线包11中的电流方向在极靴12中形成退磁场(反向取向场)对45°的单极磁瓦3退磁，经脱模后得到45°的单极磁瓦3。
(3)将磁粉充填入瓦形模具，施加2.5T的取向磁场并同时施加10MPa的压强成型，在10MPa的压强下，施加0.7T的退磁磁场，退磁后磁瓦表面磁场强度约100Gs。脱模后得到密度约为4.0g/cm3的瓦形毛坯。压制方向与取向磁场方向平行。在瓦形模具的棱处设有波浪形，如图7所示，制得的瓦形毛坯棱边处也有相对应的波浪形，如图8所示。其中，由图7和图8可以看出：瓦形模具的凸模14c的棱上设有凹波浪形14d和凸波浪14e，因此经瓦形模具的凸模14c成型而成的45°的单极磁瓦3的棱边上相应的有波浪形凸3a和凹波浪3b，两个45°的单极磁瓦3贴紧时，其中一个磁瓦棱上的凸波浪恰好和另一个磁瓦棱上的凹波浪啮合在一起。
(4)利用退磁后的微弱剩磁，将8个圆心角约为45°的瓦形毛坯吸附在图9和图10所示环形模具的芯棒22b上组成360°环，然后放入阴模中室温下施加1200MPa的压强二次成型，压制成密度约为6.1g/cm3的8极各向异性粘结钕铁硼磁环。瓦形毛坯的内径与环形模具的芯棒外径尺寸相同，瓦形成型坯的外径比环形模具的阴模内径略小0.05mm。其中，由图9和图10可以看出：将八个45°单极磁瓦3放置在环形模具的芯棒22b外周组成360°环并放入环形模具的阴模22a的模腔内，八个45°单极磁瓦3上的波浪形3a相互契合，在八个45°单极磁瓦3的两端设有与环形模具的阴模22a和环形模具的芯棒22b滑配合的环形模具的上模和环形模具的下模，在环形模具的上模和环形模具的下模上施加成型压力，将八个45°单极磁瓦3二次压制成四极磁环4(图5)，在四极磁环4外圆周和内圆周隐约可见八条磁瓦之间的拼接线4a(图10)。
(5)将8极各向异性粘结钕铁硼磁环在150℃下在干燥箱内固化60min。
(6)将固化后的多极磁环在10～100Pa的真空下，含浸20wt％的环氧树脂胶液60秒，含浸后在180℃固化30min，真空含浸、固化1次。
(7)后续再光饰、表面涂覆、充磁、检测等加工为成品。
对比实施例：
用各向异性HDDR-NdFeB磁粉采用以往技术制备磁体作为对比样。
(1)称取22g环氧树脂，将其充分溶解于150g丙酮中，然后加入磁粉1000g，经搅拌、加热使丙酮完全挥发，得到经环氧树脂均匀包覆的干燥的磁粉，最后再加入5g二硫化钼，充分混匀得到预压缩磁粉；
(2)将预压缩磁粉填充到环形模具A中，在室温下采用120MPa的压强制成密度约为5.0g/cm3的毛坯A。
(3)将毛坯A预加热到100℃，将环形模具B预加热到120℃。
(4)把毛坯A放入环形模具B中，环形模具四周为设计好的4极永磁体取向机构，取向磁场强度最大为1.4T。在环形模具B中对毛坯A加热到120℃并用1.4T磁场取向且再施加120MPa压强进一步压实毛坯A，然后施加0.7T的退磁场，脱模后得到密度约为5.4g/cm3的毛坯B。环形模具B的内腔与毛坯A的径向每边间隙均约为0.10mm。
(5)将毛坯B放入环形模具C中，室温下施加1200MPa的压强，压制成密度约为6.1g/cm3的4极各向异性粘结钕铁硼成品磁环。环形模具C的内腔与毛坯B的径向每边间隙均约为0.05mm。
(6)将4极各向异性粘结钕铁硼成品磁环在150℃下在干燥箱内固化60min。
(7)后续再光饰、表面涂覆、充磁、检测等加工为成品。
为了验证本技术方案的效果，对实施例样品与对比样进行了相关测试，具体的数据见表1。
表1实施例与对比样的测试数据
由表1可以看出采用本发明技术方案制备的样品在剩磁、矫顽力、最大磁能积指标上明显优于对比样，压溃力即机械强度也略高。本发明技术方案取向磁场源易于获得、磁场强度高、通用性好、综合成本低，瓦形磁体取向时易于实现一模多件、生产效率高、成本低，磁体取向度高、磁性能高。
需要声明的是，上述发明内容及具体实施方式意在证明本发明所提供技术方案的实际应用，不应解释为对本发明保护范围的限定。本领域技术人员在本发明的精神和原理内，当可作各种修改、等同替换或改进。本发明的保护范围以所附权利要求书为准。

Claims (13)

1.一种各向异性粘结钕铁硼的多极磁环，其特征在于，所述多极磁环为各向异性粘结钕铁硼2n极磁环，其中，n为大于等于2的自然数，所述磁环为将经过取向压制的2n个圆心角为π/n粘接各向异性瓦型毛坯拼接在环形模具后进行二次成型方法压制得到，在所述磁环上的瓦型毛坯拼接处隐约可见或清晰可见2n条拼接线。
2.一种各向异性粘结钕铁硼多极磁环的制备方法，其特征在于，所述制备方法包括如下步骤：
a)将0.5～5.0wt％粘结剂充分溶解于丙酮中，然后加入磁粉中搅拌、加热使丙酮完全挥发，以得到经粘结剂均匀包覆的干燥的磁粉，再加入0.05～1.2wt％耐高温润滑剂，充分混合均匀得到预压缩磁粉；
b)将所述预压缩磁粉预加温，通过微波、红外的快速加热方式在料斗内对预压缩磁粉加温到40～70℃，然后在料靴内对预压缩磁粉加温到70～100℃；
c)将预加温好的预压缩磁粉填充到预热温度为80～120℃的瓦形成型模具内，瓦形模具的弧度为2π/2n，其中，2n是各向异性粘结钕铁硼磁环的极数；在贴近瓦形成型模具的模腔外周设有加热控温装置，以保证模具在连续使用过程中始终处于恒温状态，通过恒温将预压缩磁粉加温，此时，瓦形成型模具置于单极取向电磁场中，瓦形外弧或内弧的中线的切面与磁场方向垂直；
d)取向并压制成型，取向磁场强度为1.5～3.5Tesla；取向的同时施加成型压力，成型压强为10～200MPa，以成型坯密度尽量低但同时又能使成型坯具有一定机械强度而在转运过程中不碎裂；
e)在压制末期，对模具内的成型坯施加反向磁场退磁，然后脱模得到单极取向的瓦形成型毛坯，瓦形成型毛坯的表磁小于200Gs；
f)将2n件圆心角为2π/2n瓦形成型坯放入环形模具内组成360o磁环，进行二次成型，压制成密实的2n极磁环，压制压强为800～1600MPa；
g)将步骤f)得到的各向异性粘结钕铁硼多极磁环经过公知的固化、光饰、表面涂覆、充磁、检测的后续工艺过程加工得到成品。
3.如权利要求2所述的制备方法，其特征在于，所述粘结剂选自环氧树脂、酚醛树脂、丙烯酸树脂中的至少一种；所述耐高温润滑剂为二硫化钼，所述磁粉为各向异性磁粉。
4.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤a)中，所述粘结剂为1.8～3.2wt％；所述耐高温润滑剂为0.4～0.8％。
5.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤b)中，在料斗内对预压缩磁粉加温到55～70℃，然后在料靴内再对预压缩磁粉加温到70～100℃。
6.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤c)中，n为大于等于2的自然数，常见取值为2、3和4。
7.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤d)中，取向磁场强度为2.5～3.5Tesla；取向的同时施加成型压力，成型压强为30～80MPa；成型坯为钕铁硼磁瓦。
8.如权利要求7所述的制备方法，其特征在于，钕铁硼磁瓦的成型坯密度控制在4.0～5.2g/cm3。
9.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，步骤f)中，压制压强为1000～1400MPa；瓦形成型坯的内径与环形模具的芯棒外径尺寸相同，瓦形成型坯的外径比环形模具的阴模内径略小0.05～0.15mm；优选地，瓦形成型坯的外径比环形模具的阴模内径略小0.08～0.12mm。
10.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，瓦形成型模具的圆心角为π/n(2n为多极磁环的极数)。
11.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，在步骤f)的二次成型之前，在瓦形成型坯与二次成型模具之间以及瓦形成型坯之间的间隙处填充粉末，以进一步提高二次成型后制品的机械强度。
12.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，所述瓦形成型坯之间的结合处做成波浪状，以使瓦形成型坯之间能够相互啮合，以进一步提高瓦形成型坯之间的粘合强度，从而提高二次成型制品的机械强度。
13.如权利要求2或3所述的制备方法，其特征在于，将经过步骤f)的二次成型制品得到的各向异性粘结钕铁硼多极磁环，在真空下浸入含有环氧树脂、酚醛树脂或丙烯酸树脂胶液中1～3次并固化，以进一步提高二次成型后制品的机械强度。
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