[发明专利]烧结钕铁硼辐射磁环的成型方法及其设备

说明书

技术领域

本发明涉及磁性材料，特别涉及烧结钕铁硼辐射磁环，具体为烧结钕铁硼辐射磁环的成型方法及其设备。

背景技术

烧结釹铁硼辐射取向的磁环不仅可以充磁成辐射磁环也可以充磁成为任何多极磁环,不论从磁性能还是从工作温度上都适合生产各种高性能的永磁电机,同时高性能的钕铁硼或其它稀土烧结辐射磁环在国防领域也起到不可取代的作用。

由于一些工艺技术上的问题始终未得到解决，至今烧结钕铁硼辐射磁环还未得到大规模的应用。为填补这一空缺，人们用粘结工艺生产钕铁硼辐射磁环或多极磁环，其中各向同性粘结釹铁硼磁环，已实现工业化大生产，但它的磁能积能达到10MGo就不错了。近些年又出现了各向异性粘结釹铁硼磁环，它的磁能积能达到18-22MGo，目前正有迅猛发展之势，但它的工作温度偏低，这就限制了它的使用范围。烧结釹铁硼磁环磁能积可达到30-40MGo，工作温度可达到150度甚至200度，这些都是粘结釹铁硼磁体所无法取代的。

烧结钕铁硼辐射磁环生产过程中遇到两个困难：1、烧结磁体成型的第一道工序是磁场取向成型，为了达到较高的取向度，取向磁场必须达到一定的强度，对平行磁场和垂直磁场来说没有太大的困难，但对辐射磁环取向所需的辐射磁场情况就大不一样了，由于通过磁环内孔的磁场受到磁芯磁饱和的限制，其磁通量是有限的，这些磁通分布到磁环的侧面形成辐射的取向磁场，由于磁环的外表面的面积一般远大于磁环内孔面积，导致其磁场强度比磁芯的饱和磁场强度要低得多，为了得到一定强度的取向磁场只好降低磁环的高度减小磁环外表面积，这个高度通常大大低于实际需要的磁环高度。2、烧结磁体成型的第二道工序是烧结，由于取向成型的磁环毛胚往往密度不均匀，在烧结的过程中大多数出现变形或开裂，成品率太低，大幅度提高了烧结钕铁硼磁环的生产成本，甚至使烧结钕铁硼磁环的规模化大生产成为不可行。

发明内容

本发明解决目前烧结钕铁硼磁环生产过程存在的问题，提供一种烧结钕铁硼辐射磁环的成型方法及其设备。

本发明是采用如下技术方案实现的：烧结钕铁硼辐射磁环的成型方法，包括如下步骤：1）首先对磁粉进行磁场取向预成型，得到预成型磁环毛胚；预成型压力的选择既要满足成型的需要把磁粉的取向固定下来，又给磁环毛胚在后续的二次压缩步骤中留有被压缩的密度空间；磁环毛胚的高度以满足所需取向磁场强度为准，并尽可能使其高度的整数倍为实际需要的磁环高度； 2）根据实际需要的磁环高度，把步骤1）得到的数个（如果恰好实际需要的磁环高度很矮也不排斥单个）预成型磁环毛胚以间隙配合穿在一根金属芯轴上，而得到供二次压缩成型的磁环组合；3）对磁环组合施以等静压，等静压力应大到足以消除磁环毛胚自身和相互间的密度空间，而把多个预成型磁环毛胚组合成一个整体磁环，从而得到最终供烧结的成型磁环。

所属技术领域公知或通过有限的试验容易得出，在不小于50Mpa的压力下，磁粉即可满足成型的需要而把磁粉的取向固定下来，在不大于100Mpa的压力下可保留密度空间，因此，步骤1所述的预成型压力是本领域技术人员公知或容易确定的。本发明优选50－100Mpa。预成型磁环毛胚的高度以满足所需取向磁场强度为准（由于磁环内孔的磁芯的磁场受到磁饱和的限制，高度越大取向磁场强度越小，反之，高度越小取向磁场强度越大）。在满足所需取向磁场强度的前提下，磁环预成型毛胚的高度还应尽可能使其整数倍为实际需要的磁环高度 。预成型磁环毛胚与金属芯轴的间隙配合用以防止磁环毛胚的变形或开裂。对磁环组合体施以的等静压力是以消除磁环毛胚自身和相互间的密度空间从而把多个预成型磁环毛胚合成一个磁环为目的，本领域技术人员通过有限的试验容易确定或得出合适的等静压力；本发明优选200－600Mpa，如果技术上允许选择较高的等静压力进一步提高二次成型毛胚的密度对减少烧结收缩变形是有益的。

本发明创造性地将磁环的成型过程分成预成型和二次成型；在预成型阶段只需考虑取向磁场强度的需求和它的整数倍为实际需要的磁环高度，而在最终成型阶段只需考虑按二次成型磁环的高度需求选择预成型毛胚的数量，克服了现有技术存在的取向磁场强度与磁环高度不能兼顾的问题。同时该方法使磁环密度均匀，确保磁环烧结过程中均匀收缩，不开裂、不变形，使成品率大幅提高，使其规模化生产成为可能。本方法也适用于其它稀土永磁烧结辐射磁环。