CN103240416B - 一种制造钕铁硼辐射取向环磁体的方法及其模具 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种制造钕铁硼辐射取向环磁体的方法及其模具，包括由无磁钢制成的模体，在所述模体的两侧分别设置有导磁侧板，在所述模体内部导磁侧板之间设置有圆心角为90°的扇形辐射状的导磁硅钢片，导磁硅钢片中间设置有瓦形模腔，瓦形模腔内部填充钕铁硼磁粉。本发明代常规磁瓦拼装而成的钕铁硼多极磁环，应用于转子，制成电机，大大提高了伺服电机系统的综合性能。

Description

一种制造钕铁硼辐射取向环磁体的方法及其模具

技术领域

本发明属于钕铁硼磁环领域，具体是一种制造钕铁硼辐射取向环磁体的方法及其模具。      

背景技术

随着国民经济和低碳环保经济的不断发展，社会发展的各个领域对自动化程度的要求也在不断提高，这使得以精确控制为显著特点的伺服电机系统在社会发展过程中扮演的角色也越发重要。该类系统在机床、印刷设备、包装设备、纺织设备、橡塑、电子半导体和风电太阳能等方面应用极广。目前，这些行业的伺服电机产品份额的50%以上主要被以日韩和欧美为代表的外资品牌占据，国产品牌整体市场份额较小，在技术上还有较大差距，在某些高端应用领域，甚至要落后数十年。当前，国产伺服电机系统一般使用磁瓦拼装而成的钕铁硼多极磁环，用粘结剂把磁钢和机体进行连接，因而粘结剂的强度和寿命严重限制了电机的使用期限，当永磁体作为电机转子时，由于离心力的作用，使得该问题尤为突出；其次，因粘接剂的厚度较难以控制，直接影响到电机定子和转子的间隙，一定程度上降低了电机的效率；另外，由于各片磁瓦性能上的差异，对电机的运转的平稳性等性能指标都造成很大影响。总之，在永磁电机中采用多片磁瓦拼接的办法会带来一系列的、难以克服的不利因素。其它应用领域如磁悬浮轴承等，也存在着类似的问题。 

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种制造钕铁硼辐射取向环磁体的方法及其模具。 

一种制造钕铁硼辐射取向环磁体的模具，其特征在于其包括由无磁钢制成的模体，在所述模体的两侧分别设置有导磁侧板，在所述模体内部导磁侧板之间设置有圆心角为90°的扇形辐射状的导磁硅钢片，导磁硅钢片中间设置有瓦形模腔，瓦形模腔内部填充钕铁硼磁粉。 

所述的一种制造钕铁硼辐射取向环磁体的模具，其特征在于模体的四个角分别设置有上模定位孔。 

所述模具制造钕铁硼辐射取向环磁体的方法，包括配料、制粉、压型、烧结、机加工的步骤，其特征在于在压型的步骤中采用取向压型和二次成型的方法，首先进行取向压型，使用所述模具压制四片呈90度辐射取向的瓦片，取向压型时磁场沿着极头—导磁侧板—导磁硅钢片—瓦形模腔填充的钕铁硼磁粉—导磁硅钢片—导磁侧板—极头形成闭环磁路，然后进行二次成型，将四块瓦片放入圆形橡胶模中，置入铁圆柱再装入真空袋抽真空密封，经过等静压拼装成一个辐射环毛坯，然后取出铁圆柱进入烧结炉进行烧结。 

本发明的一种制造钕铁硼辐射取向环磁体的方法，提供了一种生产烧结成型的钕铁硼多极磁环的方法，替代常规磁瓦拼装而成的钕铁硼多极磁环，应用于转子，制成电机，大大提高了伺服电机系统的综合性能。该方法生产的烧结成型的钕铁硼多极磁环，与目前使用磁瓦拼装而成的钕铁硼多极磁环相比，具有以下优点： 

第一就生产成本相比而言，成型的烧结钕铁硼多极磁环具有明显的成本优势，因为拼装而成的钕铁硼多极磁环一般都采用方块线切割成瓦片，再进行内圆磨外圆磨等精加工。切割下来的废边角料的浪费比例较大，造成了昂贵的稀土资源浪费。并且线切割加工费用的成本也很高。而一次成型的烧结钕铁硼多极磁环毛坯，不需要线切割只需要内圆磨外圆磨即可完成精加工，不会造成线切割边角料的浪费。

第二烧结成型的烧结钕铁硼多极磁环较瓦拼环两者辐射均匀性相差明显，一次成型的烧结钕铁硼多极磁环是由四块呈90度均匀辐射磁瓦组成组成后呈360度辐射取向，不存在辐射交叉区和死角，而拼装瓦是由拼装的数量越多则越接近辐射充磁的效果，并非实际意义上的360度辐射取向，存在一定的辐射交叉区和死角 

第三。烧结成型的烧结钕铁硼多极磁环较瓦拼环两者性能差距明显，一次成型的烧结钕铁硼多极磁环表面磁通分布呈近似正弦波形，磁极最大表磁比瓦拼环高，而瓦拼环表面磁通分布呈近似梯形波，磁极最大表磁则明显低于一次成型的烧结钕铁硼多极磁环。

附图说明

图1是本发明的模具示意图； 

图中，1—导磁侧板；2—无磁钢；3—瓦形模腔；4—导磁硅钢片；5—钴铁；6—上模定位孔。

具体实施方式

如图1所示，本发明的模具具有特殊的磁路设计，在所述模体的两侧分别设置有导磁侧板，在所述模体内部导磁侧板之间设置有圆心角为90°的扇形辐射状的导磁硅钢片，再用环氧树脂浇注定型，中间模腔呈瓦状并填充钕铁硼磁粉，瓦形模腔两侧采用无磁钢材料，无磁钢材料不会被磁化不会阻隔磁力线，并有助于辐射状磁力线的均匀分布。当成型压机取向压型时磁场沿着极头—导磁侧板—导磁硅钢片—中间瓦形模腔填充的钕铁硼磁粉（磁粉呈90度辐射状形成闭环磁路进行取向）—导磁硅钢片—导磁侧板—极头形成闭环磁路。 

本发明的磁取向为辐射状的环状磁体的制备过程包括配料、制粉、取向压型、烧结、机加工；其中在取向压型时，磁场沿着极头—导磁侧板—导磁硅钢片—中间瓦形模腔填充的钕铁硼磁粉（磁粉呈90度辐射状形成闭环磁路进行取向）—导磁硅钢片—导磁侧板—极头形成闭环磁路。具体实施方式是将模具的阴模和模具的阳模组合，中间呈瓦型状模腔填充钕铁硼磁粉，再将瓦型上模放入模具的上面（四个定位孔起到导向定位作用）一起将模具放入压机的极头中间，按上缸下，再取向压制，再上缸上，取出模具，取下上模打开阴阳模取下已经压制成型的瓦片毛坯。再重复上述动作，做四片瓦片。采用二次成型的方法，四块瓦片放入圆形橡胶模中，圆中心置入铁圆柱再装入真空袋抽真空密封，经过等静压即拼装成了一个辐射环毛坯。再进行平面磨、外圆磨、内圆磨等精加工。 

以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均包含在本发明的保护范围之内。 

Claims (2)

1.一种使用模具制造钕铁硼辐射取向环磁体的方法，包括配料、制粉、压型、烧结、机加工的步骤，其特征在于所述模具包括由无磁钢制成的模体，在所述模体的两侧分别设置有导磁侧板，在所述模体内部导磁侧板之间设置有圆心角为90°的扇形辐射状的导磁硅钢片，导磁硅钢片中间设置有瓦形模腔，瓦形模腔内部填充钕铁硼磁粉，所述方法在压型的步骤中采用取向压型和二次成型的方法，首先进行取向压型，使用所述模具压制四片呈90度辐射取向的瓦片，取向压型时磁场沿着极头—导磁侧板—导磁硅钢片—瓦形模腔填充的钕铁硼磁粉—导磁硅钢片—导磁侧板—极头形成闭环磁路，然后进行二次成型，将四块瓦片放入圆形橡胶模中，置入铁圆柱再装入真空袋抽真空密封，经过等静压拼装成一个辐射环毛坯，然后取出铁圆柱进入烧结炉进行烧结。

2.如权利要求1所述的一种使用模具制造钕铁硼辐射取向环磁体的方法，其特征在于模体的四个角分别设置有上模定位孔。