[发明专利]整体式各向异性多极铁氧体磁环及其制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种整体式各向异性多极铁氧体磁环及其制备方法。 

背景技术

各向异性多极铁氧体磁环在变频空调电机、麻将机、洗衣机、油泵电机、伺服电机以及步进电机等领域有着广泛使用。在交流的伺服电机和无刷电机中，作为定子或转子的永磁体，需在围绕旋转主轴的一侧提供周期分布的表面磁场，同时要保证各周期的磁通分布差别较小。提供以上要求的周期性磁场，传统的方法是：围绕旋转主轴安置形状大小、材料性能和表面磁场均相同的磁瓦，磁瓦位置按圆周等分成几个部分，如4块、8块等。磁瓦间的结合采用胶水粘结。这样的磁瓦粘结多极磁环设计存在着两个问题：一是漏磁现象严重，磁通分布均匀性也较差，导致电机的齿槽效应增大；二是在电机旋转主轴高转速或高温下，粘结磁瓦的胶水可能失效，造成磁瓦部件脱落，严重影响电机使用时的安全性。 

针对以上不足，人们开发了整体式多极磁环。整体磁环可分为各向同性和各向异性两类。其中，各向同性的磁环在相同充磁条件下，磁通分布均匀性最佳。但由于磁环在制造过程中没有取向，因此，同种材料同样充磁条件下，各向同性磁环所产生的表面磁通仅为异性磁环的表面磁通的二分之一左右，磁性能较低，相应的电机输出功率较小。各向异性铁氧体的制备通常采用磁场取向成型法，即利用成型时附加的直流磁场使单畴颗粒的易磁化方向沿着外磁场作整齐的取向排列，这样的坯件经过烧结可获得各向异性的永磁铁氧体。永磁铁氧体的成型工艺主要有干压和湿压两种，其中干压成型具有成型效率高，收缩比好控制便于生产小尺寸和形状复杂的产品等生产优势。然而，由于受工艺条件的限制，与湿压产品相比，我国的干压各向异性铁氧体产品磁性能较低，有很大的提升空间。随着我国湿压工艺的日趋完善，磁性能的提高及成品率的提高，产品的成本不断下降，对干压各向异性产品构成巨大的压力。因此唯有提高干压异性产品的磁性能，才能稳住市场，发挥其生产优势。 

发明内容

本发明目的在于提供一种整体式各向异性多极铁氧体磁环及其制备方法。 

为解决上述技术问题，本发明的技术方案是： 

一种整体式各向异性多极铁氧体磁环，其特征在于，由主成分和副成分制成； 

所述主成分由质量比为1∶5.5～1∶5.7的Fe₂O₃和SrO组成； 

以所有主成分的质量之和为基准，所述副成分包括0.35％～0.50％的高岭土，0.40％～0.60％的碳酸钙，1.0％～5.0％的纳米无机助熔剂； 

所述纳米无机助熔剂，由无机助溶剂和相对于无机助溶剂的质量用量为1～4％的偶联剂，球磨至粒径小于100nm所得；所述无机助溶剂为CuO、Bi₂O₃或WO₃中的一种或两种以上任意配比的混合物。 

上述制备纳米无机助熔剂时的球磨速度优选为200～400rpm，球磨时间优选为8～15小时。 

所述的偶连剂优选为硅烷偶联剂，更优选为γ-氨丙基三乙氧基硅烷、γ-丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷、3-氨基丙基三乙氧基硅烷、3-氨丙基三乙氧基硅烷或γ-氨基丙基三乙氧硅烷中的一种或两种以上任意配比的混合物，进一步优选为一种。 

以所有主成分的质量之和为基准，所述副成分还包括0.8～1.2％的樟脑，0.3～0.7％的硬脂酸钙。 

上述整体式各向异性多极铁氧体磁环的制备方法，与常规制备方法一样，包括以下步骤：1、配料；2、一次球磨；3、预烧；4、二次配方；5、二次球磨；6、预磁化；7、干压成型；8、烧结 9、磨削 10、检验。 

所述的整体式各向异性多极铁氧体磁环的制备方法，将纳米无机助熔剂在一次球磨之前加入主成分中。 

樟脑和硬脂酸钙优选在二次球磨过程中加入。 

樟脑在加入之前，更优选为在150℃至200℃加热至熔融态。 

在干压成型中，将预磁化后的铁氧体磁粉填入环状模具组，模具组以轴向将磁粉冲压成型的同时，在中心位置的模条上施以大小为50A至100A轴向电流。使模条或者凹模的内径上产生与磁环极数相同数量垂直磁场，且相邻的两极构成磁回路，该多极磁场便可对铁氧体磁粉形成径向取向作用，即磁环在一体冲压成型的过程中，实现磁环的整体多极径向取向。采用一体冲压成型工艺通过充磁线圈设计可实现多极磁环极数可控调节。 

上述制备方法没提到的工艺，均采用常规工艺。