CN1587202A - 辐射磁场烧结稀土永磁瓦及其磁处理方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种辐射磁场烧结稀土永磁瓦及其磁处理方法，其永磁瓦断面为扇形，内外圆弧为同心圆。磁场方向为径向辐射状。其磁处理方法是在磁场中成型和充磁，步骤如下：1.材料为各向异性稀土永磁粉末，粒度为2～6μm；2.在成型腔3中加入各向异性稀土永磁粉末；3.外加磁感应强度为1.0～2.0T的平行磁场，在成型模中形成辐射磁场；4.垂直(或平行)磁场方向施加20～100MPa压力，并保持2～60秒钟时间；5.在成型腔3中形成稀土永磁瓦生坯；6.稀土永磁瓦进行辐射磁场充磁或平行磁场充磁。经磁处理后辐射磁场烧结稀土永磁瓦的磁能利用率明显高于平行磁场的烧结稀土永磁瓦。

Description

辐射磁场烧结稀土永磁瓦及其磁处理方法
技术领域
本发明涉及一种永磁瓦及其磁处理方法，特别是指一种辐射磁场烧结稀土永磁瓦及其磁处理方法。
背景技术
目前，烧结钕铁硼等稀土永磁材料的磁性能高，其永磁材料被用于许多领域。瓦形永磁材料主要应用于电动机、发电机等有旋转体的永磁转子或定子。现有烧结钕铁硼稀土永磁瓦的制造方法是，通过粉末冶金法先制成具有平行磁场的长方体永磁体，再用线切割等方法加工成横截面为扇形的“磁瓦”，然后在平行磁场下充磁制成。因此，其不足之处是尽管外形是瓦形，但磁畴排列仍然是平行的，充磁后磁场方向仍然是平行的。其磁场分布如图1现有磁瓦的平行磁场所示，简称为“平行磁瓦”。其辐射体法线N与磁场H经常有一夹角θ(θ＝0～90°，cosθ＝1～0)，这样，永磁材料的磁能得不到更高的利用率。
发明内容
本发明的目的在于避免上述现有技术中的不足之处而提供一种辐射磁场烧结稀土永磁瓦及其磁处理方法。用本发明技术制成的烧结稀土永磁瓦，具有径向辐射磁场，永磁材料的磁性能得到更高的利用率。
本发明的目的可以通过以下措施来达到：
该辐射磁场烧结稀土永磁瓦断面形状为扇形，内外圆弧为同心圆。磁场方向为径向辐射状，其磁场方向与辐射体的法线方向二者重合。
各向异性稀土永磁粉末在磁场中成型后经过烧结及充磁制成，在磁场中成型和充磁方法如下：
(1)材料为各向异性稀土永磁粉末，粒度研磨到2～6μm；
(2)形成辐射磁场，在电磁铁极头间两外端部安放两个用导磁材料制成的极掌成型模，其极掌成型模为铁磁材料制成，其极掌成型模与电磁铁极头接触面为平面，其极掌成型模两内侧为同圆心的两圆弧面构成，之间形成成型腔的两端面；其电磁铁极头两外端面为成型模侧壁，其成型模侧壁为顺磁材料制成，其成型模侧壁内端面为同心两半径面构成，之间形成成型腔的另两端面；
(3)在成型腔中加入各向异性稀土永磁粉末；
(4)给电磁铁通电，使之在电磁铁极头之间产生1.0～2.0T的平行磁场；
(5)与磁场方向垂直(或平行)施加20～100MPa压力，并保持2～60秒钟时间；
(6)去掉压力、磁场及工件上的剩磁，在成型腔中形成稀土永磁瓦生坯；
稀土永磁瓦生坯经烧结及精细加工成为稀土永磁瓦；
(7)稀土永磁瓦充磁——辐射磁场充磁或平行磁场充磁
辐射磁场充磁方法1：
稀土永磁瓦置于极掌之间，再置于电磁铁极头之间，电磁铁通电，使之在电磁铁两个极头之间产生磁感应强度为1～3T的磁场，并保持2～180秒钟时间，停电后，取出磁瓦。
辐射磁场充磁方法2：
稀土永磁瓦置于极掌之间，再置于脉冲充磁线圈中，在充磁线圈中瞬间放电，之后，取出磁瓦。
平行磁场充磁方法1：
稀土永磁瓦置于不导磁的填充材料之间，再置于电磁铁极头之间，电磁铁通电，使之在电磁铁两个极头之间产生磁感应强度为1～3T的磁场，并保持2～180秒钟时间，停电后，取出磁瓦。
平行磁场充磁方法2：
稀土永磁瓦置于脉冲充磁线圈中，在充磁线圈中瞬间放电，之后，取出磁瓦。
本发明相比现有技术具有如下优点：
1用本发明技术制成的烧结稀土永磁瓦，具有径向辐射磁场，可始终使cosθ＝1(θ＝0°)，因此可以最大限度地利用永磁材料的磁能。
2与平行磁场烧结磁瓦相比，本产品密度高、成材率高，最大优点是能使磁场方向始终与永磁电机等的旋转体法线方向一致。
附图说明
图1现有的平行磁场磁瓦，H表示磁场方向，N表示辐射体的法线方向，二者有一个夹角θ，0≤θ≤90；
图2平行磁场转换辐射磁场示意图；
图3辐射磁场充磁示意图；
图4辐射磁场烧结稀土永磁瓦的磁场分布，H表示磁场方向，N表示辐射体的法线方向，二者重合；
图5辐射磁场烧结稀土永磁瓦的外形图。
图号说明
1、5电磁铁极头  2、4极掌成型模  3成型腔  6、7成型模侧壁
具体实施方式
请参考图4辐射磁场烧结稀土永磁瓦的磁场分布和图5辐射磁场烧结稀土永磁瓦的外形图，该辐射磁场烧结稀土永磁瓦断面形状为扇形，内外圆弧为同心圆。磁场方向为径向辐射状，H表示磁场方向，N表示辐射体的法线方向，二者重合。
该辐射磁场烧结稀土永磁瓦各向异性稀土永磁粉末在磁场中成型后经过烧结及充磁制成。
该辐射磁场烧结稀土永磁瓦磁场中成型和充磁方法如下：
1 材料为各向异性稀土永磁粉末，粒度研磨到2～6μm；
2 请参考图2平行磁场转换辐射磁场示意图，形成辐射磁场，在电磁铁极头1、5间两外端部安放两个用导磁材料制成的极掌成型模2、4，其极掌成型模2、4为铁磁材料制成，其极掌成型模2、4与电磁铁极头1、5接触面为平面，其极掌成型模2、4两内侧为同圆心的两圆弧面构成，之间形成成型腔3的两端面；其电磁铁极头1、5两外端面为成型模侧壁6、7，其成型模侧壁6、7为顺磁材料制成，其成型模侧壁6、7内端面为同心两半径面构成，之间形成成型腔3的另两端面；
3 在成型腔3中加入各向异性稀土永磁粉末；
4 给电磁铁通电，使之在电磁铁极头1、5之间产生1.0～2.0T的平行磁场，根据工件大小决定，此时，平行磁场经过极掌2、4后，在成型腔3中就改变成辐射状；
5 垂直(或平行)磁场方向施加20～100MPa压力，称为垂直压(或平行压)，并保持2～60秒钟时间，根据工件大小决定。其中垂直压的施力方向为图2中垂直于纸面；平行压的压力通过极头1、5，极掌2、4施加在粉体上；
6 去掉压力、磁场及工件上的剩磁，在成型腔3中形成稀土永磁瓦生坯；
稀土永磁瓦生坯经烧结及精细加工成为稀土永磁瓦；
7 稀土永磁瓦充磁——辐射磁场充磁或平行磁场充磁
辐射磁场充磁方法1：
请参考图3辐射磁场充磁示意图，稀土永磁瓦置于极掌2、4之间，再置于电磁铁极头之间，电磁铁通电，使之在电磁铁两个极头之间产生磁感应强度为1～3T的磁场，并保持2～180秒钟时间，根据工件大小决定，停电后，取出磁瓦。
辐射磁场充磁方法2：
稀土永磁瓦置于极掌2、4之间，再置于脉冲充磁线圈围成的充磁腔中，在充磁线圈中瞬间放电，之后，取出磁瓦。
平行磁场充磁方法1：
稀土永磁瓦置于顺磁填充材料之间，如泡沫塑料，再置于电磁铁极头之间，电磁铁通电，使之在电磁铁两个极头之间产生磁感应强度为1～3T的磁场，并保持2～180秒钟时间，停电后，取出磁瓦。
平行磁场充磁方法2：
稀土永磁瓦置于脉冲充磁线圈围成的充磁腔中，在充磁线圈中瞬间放电，之后，取出磁瓦。
根据本发明所提出的辐射磁场烧结稀土永磁瓦，我们做了2组试验，试验用材料如表1，所用磁处理工艺如表2，试验产品的磁性能如表3，产品形状如图5。经测试该磁瓦磁场方向为径向辐射状，用做10KW发电机的永磁转子。
                         表1    本发明实施例所用原料
实施例     原料成分(wt％) 牌号   平均粒度μm
1     Nd26.5Pr2Dy3.35Al0.3B1.04Nb0.6Cu0.04Fe66.17   N4OH   4.3
2     Nd28.2Dy4.8Al0.4B1.1Co2Nb0.6Cu0.025Fe62.875   N35SH   3.8
表2  本发明实施例所用磁处理工艺
实施例                  成型         充磁
 方式   取向磁场(T)   成型压力(MPa)   保压时间(s)   磁场(T)   方式
1、2  垂直压 1.7 70 5 1.9   平行磁场
表3  本发明实施例产品的磁性能
  实施例     Br(KGs)     Hcj(KOe)   Hcb(KOe)   (BH)max(MGOe)     Hk(KOe)
  1     12.53     18.0   12.2   38.52     14.5
  2     12.14     20.8   11.7   35.72     18.7
由本发明的两实施例可明显看出，其磁畴排列是径向的，辐射体法线N与磁场H一致，具有径向辐射磁场，可始终使cosθ＝1(θ＝0°)，辐射磁场烧结稀土永磁瓦的磁能利用率明显高于平行磁场的烧结稀土永磁瓦。

Claims (2)

1、一种辐射磁场烧结稀土永磁瓦，其特征在于：该辐射磁场烧结稀土永磁瓦断面形状为扇形，内外圆弧为同心圆。磁场方向为径向辐射状，  其磁场方向与辐射体的法线方向二者重合。
2、一种辐射磁场烧结稀土永磁瓦的磁处理方法，其特征在于：各向异性稀土永磁粉末在磁场中成型后经过烧结及充磁制成，在磁场中成型和充磁方法如下：
(1)材料为各向异性稀土永磁粉末，粒度研磨到2～6μm；
(2)形成辐射磁场，在电磁铁极头间两外端部安放两个用导磁材料制成的极掌成型模，其极掌成型模为铁磁材料制成，其极掌成型模与电磁铁极头接触面为平面，其极掌成型模两内侧为同圆心的两圆弧面构成，之间形成成型腔的两端面；其电磁铁极头两外端面为成型模侧壁，其成型模侧壁为顺磁材料制成，其成型模侧壁内端面为同心两半径面构成，之间形成成型腔的另两端面；
(3)在成型腔中加入各向异性稀土永磁粉末；
(4)给电磁铁通电，使之在电磁铁极头之间产生1.0～2.0T的平行磁场；
(5)与磁场方向垂直(或平行)施加20～100MPa压力，并保持2～60秒钟时间；
(6)去掉压力、磁场及工件上的剩磁，在成型腔中形成稀土永磁瓦生坯；
稀土永磁瓦生坯经烧结及精细加工成为稀土永磁瓦；
(7)稀土永磁瓦充磁——辐射磁场充磁或平行磁场充磁
辐射磁场充磁方法1：
稀土永磁瓦置于极掌之间，再置于电磁铁极头之间，电磁铁通电，使之在电磁铁两个极头之间产生磁感应强度为1～3T的磁场，并保持2～180秒钟时间，停电后，取出磁瓦。
辐射磁场充磁方法2：
稀土永磁瓦置于极掌之间，再置于脉冲充磁线圈中，在充磁线圈中瞬间放电，之后，取出磁瓦。
平行磁场充磁方法1：
稀土永磁瓦置于不导磁的填充材料之间，再置于电磁铁极头之间，电磁铁通电，使之在电磁铁两个极头之间产生磁感应强度为1～3T的磁场，并保持2～180秒钟时间，停电后，取出磁瓦。
平行磁场充磁方法2：
稀土永磁瓦置于脉冲充磁线圈中，在充磁线圈中瞬间放电，之后，取出磁瓦。
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