CN114843062A - 一种辐向取向多极磁环的制备方法、磁环模具及磁环 - Google Patents
一种辐向取向多极磁环的制备方法、磁环模具及磁环 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种辐向取向多极磁环的制备方法、磁环模具及磁环，涉及辐向磁环制造技术领域，为解决电励磁线圈产生磁场能耗较高，且磁感线易变形影响磁环均匀性的问题；本发明包括用钕铁硼磁块制作成内圆瓦片和外圆瓦片，充磁后拼成内圆环和外圆环；采用无磁硬质金属或合金制作成空心环形磁环模具，将外圆环套在磁环模具的环形外壁外侧，内圆环塞入磁环模具的环形内壁内侧，将磁粉均匀装入磁环模具的环形内壁与环形外壁之间，在磁环模具的上下两端安装压头，压坯后入窑烧结，经磨加工、清理、充磁得到成品磁环；本发明方法简单高效，节约能耗，取向磁场可重复利用，取向区间内各处磁感线为均匀、平直的辐向方向，制成的磁环产品均匀性好。
Description
技术领域
本发明涉及辐向磁环制造技术领域，具体为一种辐向取向多极磁环的制备方法、磁环模具及磁环。
背景技术
多极磁环在微电机领域应用广泛，在汽车、空调、冰箱、洗衣机、洗碗机、吸尘器等家电领域都有广泛应用。辐射磁环具有全径向取向及圆周任意充磁(多磁极)的优势，是值得开发的一类磁器件。
目前，常见的辐射磁环都是由电励磁线圈产生磁场，例如公开号为CN112086259A，名称为一种各向异性内圆取向多极磁环及其模具、制备方法的发明专利申请，其中就公开了一种辐射磁环，其制备过程包括对磁粉施加直流或脉冲的磁场，令磁粉取向，该方法制备的多极磁环虽然內圆取向磁场性能较佳，但是依然不能解决电励磁线圈产生磁场能耗较高的问题，且磁场在磁粉取向区间并非全部为平直辐向磁场，即磁感线已发生弯曲变形，会影响磁环产品的均匀性，即充磁后各磁极的极差波动较大；因此，亟需一种辐向取向多极磁环的制备方法、磁环模具及磁环来解决这个问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种辐向取向多极磁环的制备方法、磁环模具及磁环，以解决电励磁线圈产生磁场能耗较高，且磁感线易变形影响磁环均匀性的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种辐向取向多极磁环的制备方法，包括：
制作钕铁硼永磁场：用钕铁硼磁块制作成若干个弧形的内圆瓦片和若干个弧形的外圆瓦片，将内圆瓦片的凸面充磁为N极，外圆瓦片的凹面充磁为S极，若干个内圆瓦片拼接成完整的内圆环，其外径为Hd，若干个外圆瓦片拼接成完整的外圆环，其内径为HD，内圆环与外圆环同心设置时，二者之间的有效取向磁场空间厚度为N，其中Hd+2N＝HD；
制作磁环模具：磁环模具采用无磁硬质金属或合金制作成空心环形，其设置有环形内壁和环形外壁，且空心环形的上下两端分别设有开口用于装入磁粉并安装压头压制；
制作磁环：将外圆环套在磁环模具的环形外壁外侧，内圆环塞入磁环模具的环形内壁内侧，将磁粉均匀装入磁环模具的环形内壁与环形外壁之间，在磁环模具的上下两端安装压头，并通过压机给予磁粉成型压力，保压足够时间后脱模，将制作完成的压坯入窑烧结，对烧结品进行内外圆及端面的磨加工，清理后充磁得到成品磁环。
优选的，钕铁硼磁块制作成内圆瓦片和外圆瓦片采用线切割和/或磨瓦工艺。
优选的，压坯入窑烧结前，先放入退磁机退磁。
优选的，压机的成型压力为450-850Kg/cm2，保压时间为2-8S。
优选的，内圆环外径Hd为10-120mm，有效取向磁场空间厚度N为5-25mm。
本发明提供的另一技术方案：一种用于上述的辐向取向多极磁环的制备方法的磁环模具，包括环形空间、上压头和下压头，环形空间内外两侧分别设有内腔壁和外腔壁，二者下端通过环形板固定连接，环形板的端面上开设有通孔或通槽；下压头包括下压杯和环形的下压板，其中压杯包括传力底座和固设在其上端的截面形状与通孔或通槽相匹配的传力杆或弧形传力板，下压板设置在环形板上端，且与压杯上端固定连接；上压头包括上压杯和环形的上压板，其结构与下压头相同，且上压头与下压头分别在环形空间上下两端对称设置。
优选的，环形板的内侧设置有内环座，外侧设置有外环座，分别用于支撑内圆环和外圆环。
优选的，上压板的上端还设置有环形的压盖，其端面开设有通孔或通槽，用于供上压杯中部穿过并在其中上下滑动，压盖的环形上端宽度大于内腔壁与外腔壁的间距，下端宽度等于内腔壁与外腔壁的间距。
优选的，内腔壁和外腔壁的厚度均为0.5-1.0mm。
本发明提供的还一技术方案：一种采用上述辐向取向多极磁环的制备方法制备的磁环，其取向磁场为辐向磁场，各处磁感线均平直且垂直于磁环的内圆表面和外圆表面，磁环的内圆表磁为1100-1900Gs，外圆表磁为1100-1900Gs。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
该辐向取向多极磁环的制备方法，采用特制的钕铁硼永磁场作为取向磁场制作辐向取向多极磁环，步骤简单高效，取向磁场还可重复利用，无需电励磁可以节约能耗，并且由于内圆环的外圆面充磁为N极，外圆环的内圆面充磁为S极，这样内圆外弧面与外圆内弧面间就形成了保证取向区间内各处磁感线均匀、平直，且保证为辐向方向磁场，相比电励磁线圈取向磁场，通过这一取向磁场制成的磁环产品均匀性更好、一致性更好。
附图说明
图1为本发明的取向磁场的一种实施方式的结构示意图；
图2为本发明的磁环模具的一种实施方式的结构示意图。
图中：1、内腔壁；11、内环座；2、外腔壁；21、外环座；3、上压头；31、压盖；4、下压头。
具体实施方式
一种辐向取向多极磁环的制备方法，包括：
制作钕铁硼永磁场：采用线切割和/或磨瓦工艺，将钕铁硼磁块制作成若干个弧形的内圆瓦片和若干个弧形的外圆瓦片，将内圆瓦片的凸面充磁为N极，外圆瓦片的凹面充磁为S极，若干个内圆瓦片拼接成完整的内圆环，其外径为Hd，若干个外圆瓦片拼接成完整的外圆环，其内径为HD，内圆环与外圆环同心设置时，二者之间的有效取向磁场空间厚度为N，其中Hd+2N＝HD，在一种较优的实施方式中，内圆环外径Hd为10-120mm，有效取向磁场空间厚度N为5-25mm；图1展示了取向磁场的一种实施方式，其内圆环与外圆环均为8极充磁；
制作磁环模具：磁环模具采用无磁硬质金属或合金制作成空心环形，其设置有环形内壁和环形外壁，且空心环形的上下两端分别设有开口用于装入磁粉并安装压头压制；
制作磁环：将外圆环套在磁环模具的环形外壁外侧，内圆环塞入磁环模具的环形内壁内侧，将磁粉均匀装入磁环模具的环形内壁与环形外壁之间，在磁环模具的上下两端安装压头，并通过压机给予磁粉成型压力，优选为450-850Kg/cm2，保压足够时间后脱模，一般保压2-8S即可，此时压坯带有余磁，可放入退磁机退磁，也可不进行退磁，将制作完成的压坯入窑烧结，对烧结品进行内外圆及端面的磨加工，清理后充磁得到成品磁环。
参阅图2，上述方法中提到的磁环模具可以采用如下结构，包括环形空间、上压头3和下压头4，环形空间内外两侧分别设有内腔壁1和外腔壁2，二者下端通过环形板固定连接，环形板的端面上开设有通孔或通槽；下压头4包括下压杯和环形的下压板，其中压杯包括传力底座和固设在其上端的截面形状与通孔或通槽相匹配的传力杆或弧形传力板，下压板设置在环形板上端，且与压杯上端固定连接；上压头3包括上压杯和环形的上压板，其结构与下压头4相同，且上压头3与下压头4分别在环形空间上下两端对称设置；为了方便稳定放置内圆环和外圆环，环形板的内侧设置有内环座11，外侧设置有外环座21；上压板的上端还可以设置有环形的压盖31，其端面开设有通孔或通槽，用于供上压杯中部穿过并在其中上下滑动，压盖31的环形上端宽度大于内腔壁1与外腔壁2的间距，下端宽度等于内腔壁1与外腔壁2的间距，较优的，内腔壁1和外腔壁2的厚度均为0.5-1.0mm。
实施例：
采用上述方法制备磁环，其取向磁场为辐向磁场，各处磁感线均平直且垂直于磁环的内圆表面和外圆表面。
制作了以下3种规格磁环(磁环外径D，内径d，高度H，单位mm)，并对同种磁环进行不同充磁方式充磁且测试表磁参数：
磁环一：D30*d20*H15，内圆单极充磁(内圆充N极)，内圆1150Gs±50Gs，外圆8极充磁，表磁1200Gs±50Gs，磁环均匀性好。
磁环二：D50*d25*H25，内圆多极充磁(内圆充6极)，内圆1800Gs±50Gs，外圆8极充磁，表磁1850Gs±50Gs，磁环均匀性好。
磁环三：D60*d45*H20，内圆多极斜极充磁(内圆充8极)，内圆1800Gs±50Gs，外圆8极斜极充磁，表磁1800Gs±50Gs，磁环均匀性好。
由上述三种充磁方式获得的磁环参数可以看出，磨加工完成的成品磁环可进行内外圆任意极(含单极、多极)充磁，直冲、斜充、复合充磁都能完成，且性能可达到国内较高水平。
以上仅为本发明的较佳实施例，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求所界定的保护范围为准。
本发明未详述之处，均为本技术领域技术人员的公知技术。
Claims (10)
1.一种辐向取向多极磁环的制备方法，其特征在于，包括：
制作钕铁硼永磁场：用钕铁硼磁块制作成若干个弧形的内圆瓦片和若干个弧形的外圆瓦片，将内圆瓦片的凸面充磁为N极，外圆瓦片的凹面充磁为S极，若干个内圆瓦片拼接成完整的内圆环，其外径为Hd，若干个外圆瓦片拼接成完整的外圆环，其内径为HD，内圆环与外圆环同心设置时，二者之间的有效取向磁场空间厚度为N，其中Hd+2N＝HD；
制作磁环模具：磁环模具采用无磁硬质金属或合金制作成空心环形，其设置有环形内壁和环形外壁，且空心环形的上下两端分别设有开口用于装入磁粉并安装压头压制；
制作磁环：将外圆环套在磁环模具的环形外壁外侧，内圆环塞入磁环模具的环形内壁内侧，将磁粉均匀装入磁环模具的环形内壁与环形外壁之间，在磁环模具的上下两端安装压头，并通过压机给予磁粉成型压力，保压足够时间后脱模，将制作完成的压坯入窑烧结，对烧结品进行内外圆及端面的磨加工，清理后充磁得到成品磁环。
2.根据权利要求1所述的一种辐向取向多极磁环的制备方法，其特征在于：所述钕铁硼磁块制作成内圆瓦片和外圆瓦片采用线切割和/或磨瓦工艺。
3.根据权利要求1所述的一种辐向取向多极磁环的制备方法，其特征在于：所述压坯入窑烧结前，先放入退磁机退磁。
4.根据权利要求1所述的一种辐向取向多极磁环的制备方法，其特征在于：所述压机的成型压力为450-850Kg/cm2，保压时间为2-8S。
5.根据权利要求1所述的一种辐向取向多极磁环的制备方法，其特征在于：所述内圆环外径Hd为10-120mm，有效取向磁场空间厚度N为5-25mm。
6.一种用于权利要求1至5任意一项所述的辐向取向多极磁环的制备方法的磁环模具，其特征在于：包括环形空间、上压头(3)和下压头(4)，环形空间内外两侧分别设有内腔壁(1)和外腔壁(2)，二者下端通过环形板固定连接，环形板的端面上开设有通孔或通槽；下压头(4)包括下压杯和环形的下压板，其中压杯包括传力底座和固设在其上端的截面形状与通孔或通槽相匹配的传力杆或弧形传力板，下压板设置在环形板上端，且与压杯上端固定连接；上压头(3)包括上压杯和环形的上压板，其结构与下压头(4)相同，且上压头(3)与下压头(4)分别在环形空间上下两端对称设置。
7.根据权利要求6所述的磁环模具，其特征在于：所述环形板的内侧设置有内环座(11)，外侧设置有外环座(21)，分别用于支撑内圆环和外圆环。
8.根据权利要求6所述的磁环模具，其特征在于：所述上压板的上端还设置有环形的压盖(31)，其端面开设有通孔或通槽，用于供上压杯中部穿过并在其中上下滑动，压盖(31)的环形上端宽度大于内腔壁(1)与外腔壁(2)的间距，下端宽度等于内腔壁(1)与外腔壁(2)的间距。
9.根据权利要求6所述的磁环模具，其特征在于：所述内腔壁(1)和外腔壁(2)的厚度均为0.5-1.0mm。
10.一种采用如权利要求1至5任意一项所述的辐向取向多极磁环的制备方法制备的磁环，其特征在于：所述磁环的取向磁场为辐向磁场，各处磁感线均平直且垂直于磁环的内圆表面和外圆表面，磁环的内圆表磁为1100-1900Gs，外圆表磁为1100-1900Gs。
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Legal Events
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