[发明专利]高性能永磁体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁体的制备方法，以使磁体内弧工作面的磁场强度能够有效地增强。 

背景技术

永磁体器件是直流电机的重要部件，为了保证其磁场强度，在粉料压制成坯的生产过程中采用了施加取向场的加工工艺，即对压坯在一个强磁场中进行取向，从而得到各向异性永磁体，这是基于各向异性永磁材料的内禀记忆性质而广泛采用的工艺，在烧结充磁后的成品均与取向场的取向方向和强度密切相关。无论采用干法或湿法生产何种永磁体时均采用了取向场的加工方法，包括铁氧体、稀土(钐钴或钕铁硼等)、甚至包括粘接或注塑永磁体工艺——目前已经生产粘接或注塑的钕铁硼永磁材料。 

发明内容

本发明目的是提出一种高性能永磁体制备的方法，从而提高直流电机的性能。 

本发明的技术解决方案是：高性能永磁体制备的方法，是在永磁粉料成坯工艺中施加取向场的成坯模具的上模板(吸水板)内衬(或嵌)一层或一块非导磁的金属材料层，非导磁材料层的面积与成坯模具(下模型腔)的表面积的比为80-800％，而一层或一整块非导磁材料层的厚度为1mm以上，控制在2-150mm之间，以此形成一个磁回路受阻的上模腔，上模板装在成坯模具下模的正上方。成坯模具上模腔的非导磁金属层的相邻部位均为导磁材料。上述上模板内衬一层非导磁金属或一块非导磁材料构成了上模板(吸水板)整体。下模腔内的冲头为导磁材料制造。更厚的整块非导磁材料层也不超过本发明的范围。 

如果将模具上下模颠倒，则可采取在下模板内衬或嵌非导磁金属层的同样方案。 

非导磁材料层一般采用不锈钢、硬铝、铜等，也可以采用铜、铝的合金或硬质合金。复合材料或整块非导磁金属层的上模板(吸水板)体内设有吸水孔道，上模面包一层滤布，覆盖于凹模腔上，取向场线圈包裹在下模板充头的外围；永磁体磁体(磁瓦)制备时设有外磁场取向场施加设备，模具上模板1亦可在本发明方法的构架下拼为一块整体。可制备一模多出的数个型腔。取向场线圈包裹在下模板的外围。本发明的方法和设备在压制磁瓦时要将磁瓦外弧面朝上，内弧向下，以充分利用成形磁场，这样成形的磁瓦、内弧磁通密度比外弧磁通密度要高，这也符合使用要求。一般磁瓦厚度并不大，因此可采用单面吸水，即在上模板上设计真空吸水孔，这样既可避免磁瓦内弧面性能因吸水孔而破坏，又可保持表面光洁度在一定水平上，以减少磨加工时磨削量。 

本发明的设备和方法的益处和效果是：磁瓦内弧的表磁强度将大幅度的提高(指与下模腔内的冲头接触的磁瓦内弧的表面)，内弧强度是电机有效工作的磁能，利用本发明方法制备的模具一般比传统取向场成型模具可提高20％以上，制备的磁瓦和永磁体内弧场强分布得更均匀，从而大大提高直流电机的性能。加上采用左右弧磁场强度对称的模具，一片磁瓦的左右弧磁强的差可小于3％，以此降低了电机噪声并提高了效率。例如，汽车油泵电机中使用本永磁体，工作寿命可以提高30％以上，工作电流能降低15％左右。 

附图说明

图1是现有技术的取向场成型工艺的设备示意图 

图2是本发明的取向场成型工艺的上模板材料与形状结构示意图 

图3是本发明的取向场成型工艺的多模腔上模板材料与形状结构示意图 

图中：上模板(吸水板)1、磁材坯2、下模冲头3、凹模4、料池5、料浆6、模架7、连续板9、密封环10、中心柱11、注料孔12、上模吸水孔道1-1、上模导磁板1-2、上模板的非导磁层1-3。 

具体实施方式

本发明取向场施加设备，图1中设备是现有铁氧体磁芯的通常设备：包括磁材坯2、下模冲头3、凹模4、料池5、料浆6、模架7、连续板9、密封环10、中心柱11、注料孔12。模具上模板1为一块整体，其截面结构如图2所示，上模板体内设有吸水孔道1-1，上模面包一层滤布，覆盖于凹模型腔上，整个型腔内可以设有一个或数个凹模(平模)成型腔(如图3所示)，可采用本申请人的CN200710132805.1结构。取向场线圈包裹在下模板的外围，上模板(钢板)开一凹腔，在凹腔处的嵌一块不导磁材料或内衬一层不导磁材料，如不锈钢、硬铝1-3，可以是中间镶嵌一块不锈钢、硬铝1-3；也可以是一层不锈钢、硬铝1-3，即镶嵌一块复合材料：凹腔的表层是不锈钢，而背后衬导磁的45号钢。