CN212810048U - 一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置 - Google Patents
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Abstract
本实用新型公开了一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，属于永磁材料制备技术领域。该取向装置是由偶数个沿圆周方向均匀间隔分布的烧结钕铁硼磁瓦组成，且烧结钕铁硼磁瓦之间围绕形成模具安装腔，用于安装压制模具。采用本实用新型的技术方案能够有效制造出小尺寸烧结钕铁硼多极磁环，其制造过程较为方便，设备投入成本较低，制得的多级磁环磁性能较好，其整体效率得到了有效提高，能够实现小规格多极磁环的批量生产。
Description
技术领域
本实用新型属于永磁材料制备技术领域，更具体的说，设计一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置。
背景技术
烧结钕铁硼多极磁环是近年来发展的新产品，是烧结钕铁硼永磁材料发展的一个新方向，其主要应用于高性能永磁电机和传感器中，具有精度高、运行平稳和噪音低等优点，是高转速、高精度控制电机的首选，在高速驱动电机、伺服电机等的工业设备自动化、数字化、智能化装备等领域都得到广泛应用。
烧结钕铁硼多极磁环相比于传统通过多片瓦型磁块拼接成的磁环，具有以下优点：其整体磁性能提高40％～60％，材料利用率高，同时其制造周期也较短。然而，目前关于小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造很少，其生产技术难点主要存在于取向磁场设计和磁场取向下的压制方式设计。现有技术中主要采用的是脉冲磁场取向方式生产多极磁环，通过将磁场压机的线包置于模具外部，并给其通入电流提供磁场，从而对模具内的烧结钕铁硼粉末进行取向，不仅设备投入成本较高，线包耗电量大，且生产小尺寸多极磁环时，由于磁环尺寸较小，多个线包很难排布，不能有效生产出小尺寸多极磁环；同时采用脉冲磁场取向方式会打乱了模具内已取向好的粉末的分布，其磁性能相对较差，其效率也较低。
经检索，中国专利申请号为201210347350.6的申请案公开了一种径向取向磁环的取向压制装置及制作方法，所述取向压制装置设于压机的支架上，所述压机包括上压头、下压头和控制器；所述取向压制装置包括阴模和3个励磁线圈；所述阴模的横截面呈正三角形，所述阴模包括由导磁材料制成的上阴模和由无磁金属材料制成的下阴模；3个励磁线圈的内端面分别与阴模的三个侧面相连接，所述励磁线圈内设有与阴模的侧面相连接的圆柱形主轭铁，主轭铁的外端面与励磁线圈的外端面相齐平，所述主轭铁的外端面与励磁线圈的外端面上设有圆形副轭铁。该申请案虽然能够实现磁环的取向压制，但该申请案主要针对的是较大尺寸磁环的取向压制，不能有效生产出小尺寸多极磁环，其整体设计有待进一步改进。
实用新型内容
1.要解决的问题
本实用新型的目的在于解决现有生产小尺寸烧结钕铁硼多极磁环制造不便，设备投入成本高，且其磁性能较差，效率低的问题，提供了一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置。采用本实用新型的技术方案能够有效制造出小尺寸烧结钕铁硼多极磁环，其制造过程较为方便，设备投入成本较低，制得的多级磁环磁性能较好，其整体效率得到了有效提高，能够实现小规格多极磁环的批量生产。
2.技术方案
为了解决上述问题，本实用新型所采用的技术方案如下：
本实用新型的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，是由偶数个沿圆周方向均匀间隔分布的烧结钕铁硼磁瓦组成，且烧结钕铁硼磁瓦之间围绕形成模具安装腔，用于安装压制模具。
更进一步的，所述烧结钕铁硼磁瓦包括四个并其沿圆周方向均匀间隔分布。
更进一步的，所述烧结钕铁硼磁瓦固定安装于磁瓦固定环内部。
更进一步的，所述磁瓦固定环内设有与烧结钕铁硼磁瓦的数量和尺寸相匹配的卡槽，所述烧结钕铁硼磁瓦安装于卡槽内并沿磁瓦固定环的圆周方向均匀分布。
更进一步的，所述磁瓦固定环内壁设有与烧结钕铁硼磁瓦数量和尺寸相匹配的磁瓦贴合面，该磁瓦贴合面沿磁瓦固定环圆周方向均匀分布。
更进一步的，所述相邻磁瓦贴合面之间设有间隙预留面，间隙预留面与磁瓦贴合面通过卡合段衔接起来，磁瓦贴合面与其两端的卡合段共同形成卡槽。
更进一步的，所述烧结钕铁硼磁瓦为扇形结构，其包括外侧贴合面、内侧贴合面、卡合面和连接面，外侧贴合面与磁瓦固定环的磁瓦贴合面形状尺寸相匹配，内侧贴合面与安装于其中间的模腔外壁相贴合，卡合面设置于内侧贴合面两端，并能够与卡合段相贴合，所述连接面两端分别连接卡合段与内侧贴合面。
3.有益效果
相比于现有技术，本实用新型的有益效果为：
(1)本实用新型的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，通过采用磁瓦固定环和偶数个烧结钕铁硼磁瓦自制了永磁取向装置，将烧结钕铁硼磁瓦安装于磁瓦固定环内部的卡槽内，从而能够有效制造出小尺寸烧结钕铁硼多极磁环，一方面避免了传统采用线包生产小尺寸烧结钕铁硼多极磁环难以排布以及耗电量大的问题，另一方面提供了永恒磁场，也避免了采用脉冲磁场取向方式导致制得的磁环磁性能较差的问题，其制造过程较为方便，设备投入成本较低，制得的多级磁环磁性能较好，其整体效率得到了有效提高。
(2)本实用新型的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，通过将烧结钕铁硼磁瓦沿磁瓦固定环的圆周方向均匀分布，磁瓦分布均匀对称，保证其生产出的磁环表磁分布均匀。且在相邻的烧结钕铁硼磁瓦之间设有间隙，避免了磁瓦闭路而产生消磁现象。
(3)本实用新型的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，通过对磁瓦固定环以及烧结钕铁硼磁瓦的具体结构和材料进行优化，从而能够将烧结钕铁硼磁瓦紧紧安装于磁瓦固定环，保证其安装的牢固性。且磁瓦固定环上设有卡合段，烧结钕铁硼磁瓦上设有卡合面，通过将烧结钕铁硼磁瓦上的卡合面与磁瓦固定环上的卡合段紧密贴合，将烧结钕铁硼磁瓦卡紧，从而能有效固定烧结钕铁硼磁瓦，避免其闭路导致消磁。
附图说明
图1为本实用新型的取向装置的结构示意图；
图2为本实用新型的导磁环的结构示意图；
图3为本实用新型的烧结钕铁硼磁瓦的结构示意图；
图4为本实用新型的气动压制系统的结构示意图；
图5为采用本实用新型的取向装置制得的烧结钕铁硼四极磁环的磁性能示意图；
图6为本实用新型的取向装置中的间隙大小对烧结钕铁硼磁场取向效果示意图。
图中：1、取向装置；11、磁瓦固定环；111、容纳腔；112、卡槽；113、磁瓦贴合面；114、间隙预留面；115、卡合段；12、烧结钕铁硼磁瓦；121、外侧贴合面；122、内侧贴合面；123、卡合面；124、连接面；13、模具安装腔；14、间隙；2、上压头；3、下压头；4、模腔；5、固定块；6、支撑平台；61、支撑板；62、支撑腿。
具体实施方式
目前，关于小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造很少，现有技术中主要采用的是脉冲磁场取向方式生产多极磁环，采用磁场压机进行压制时，将压机的两个线包置于模具外部，给线包通入电流提供磁场，从而对模具内的烧结钕铁硼粉末进行取向，不仅线包耗电量大，热量大，需配套水冷装置对其进行冷却，而且由于传统压机通常只有两个线包，其生产出的磁环多数都是两级，若制作小尺寸多极磁环，因其制作的磁环尺寸较小，多个线包也很难排布，不能有效生产出小尺寸多极磁环，其整体过程较为繁琐，设备投入成本较高。另外，现有技术中采用脉冲磁场取向方式生产多极磁环，会打乱了模具内已取向好的粉末的分布，其磁性能相对较差，效率较低。
针对以上问题，本实用新型提供了一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，下面结合具体实施例对本实用新型进一步进行描述。
实施例1
本实施例的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，如图1所示(图1为四级磁环取向装置的结构示意图)，所述取向装置1包括磁瓦固定环11和偶数个烧结钕铁硼磁瓦12，所述磁瓦固定环11由导磁材料(如纯铁)制成，烧结钕铁硼磁瓦12可采用N52高剩磁烧结钕铁硼制作，烧结钕铁硼磁瓦12可吸附固定于磁瓦固定环11上，烧结钕铁硼磁瓦12剩磁越高，对压制粉末的磁场取向更优。磁瓦固定环11内设有与烧结钕铁硼磁瓦12的数量和尺寸相匹配的卡槽112，烧结钕铁硼磁瓦12安装于卡槽112内并沿磁瓦固定环11的圆周方向均匀分布。通过采用磁瓦固定环11和2n个烧结钕铁硼磁瓦12自制了永磁取向装置1，将烧结钕铁硼磁瓦12安装于磁瓦固定环11内部的卡槽112内，从而能够有效制造出小尺寸烧结钕铁硼多极磁环，一方面可利用烧结钕铁硼磁瓦12对模腔4内的烧结钕铁硼粉料进行取向，避免了传统采用线包生产小尺寸烧结钕铁硼多极磁环难以排布以及耗电量大的问题，另一方面提供了永恒磁场，也避免了采用脉冲磁场取向方式导致制得的磁环磁性能较差的问题，其制造过程较为方便，设备投入成本较低，制得的多级磁环磁性能较好，其整体效率得到了有效提高。且通过将烧结钕铁硼磁瓦12沿磁瓦固定环11的圆周方向均匀对称分布，磁瓦分布均匀对称，保证了其生产出的磁环表磁分布均匀。所述相邻的烧结钕铁硼磁瓦12之间设有间隙14，通过设置间隙14，可避免了磁瓦闭路而产生消磁现象。所述磁瓦固定环11中心通过烧结钕铁硼磁瓦13围成模具安装腔13，模具安装腔13内安装有模腔4、上压头2和下压头3，利用上压头2和下压头3可对模腔4的烧结钕铁硼粉料进行压制。
具体的，如图2所示(图2为四级磁环取向装置的磁瓦固定环11结构示意图)，所述磁瓦固定环11内设有容纳腔111，用于安装烧结钕铁硼磁瓦12；所述磁瓦固定环11内壁(即容纳腔111的腔壁)设有与烧结钕铁硼磁瓦12数量和尺寸相匹配的圆弧状磁瓦贴合面113，该磁瓦贴合面113沿磁瓦固定环11圆周方向均匀对称分布；所述相邻的磁瓦贴合面113之间设有间隙预留面114，且间隙预留面114与磁瓦贴合面113通过卡合段115衔接起来，即每个磁瓦贴合面113的两端均设有卡合段115，磁瓦贴合面113与其两端的卡合段115共同形成卡槽112。
如图3所示(图3为四级磁环取向装置的烧结钕铁硼磁瓦12结构示意图)，所述烧结钕铁硼磁瓦12为扇形结构，其包括外侧贴合面121、内侧贴合面122、卡合面123和连接面124，外侧贴合面121与磁瓦固定环11的磁瓦贴合面113形状尺寸相匹配，能够贴合在磁瓦贴合面113上，内侧贴合面122与模腔4的外壁相贴合，卡合面123设置于内侧贴合面122两端，其能够与卡合段115相贴合，所述连接面124两端分别连接卡合段115与内侧贴合面122，所述间隙14就是由两个烧结钕铁硼磁瓦12相近的连接面124围成，通过对磁瓦固定环11以及烧结钕铁硼磁瓦12的具体结构进行优化，从而能够将烧结钕铁硼磁瓦12紧紧安装于磁瓦固定环11内，所述磁瓦固定环11上设有卡合段115，烧结钕铁硼磁瓦12上设有卡合面123，通过将烧结钕铁硼磁瓦12上的卡合面123与磁瓦固定环11上的卡合段115紧密贴合，利用磁瓦固定环11的卡合段115可将烧结钕铁硼磁瓦12卡紧，从而能有效固定烧结钕铁硼磁瓦12，避免其闭路导致消磁。所述间隙14靠近模具安装腔13的部分较宽，靠近磁瓦固定环11内壁的部分较窄，从而能够进一步有效提高其对烧结钕铁硼磁场取向效果，其具体对比效果参见图6。
所述取向装置因各向异形钕铁硼的磁环的尺寸不同、极数不同，其装置设计也不同，如四级磁环需采用四个烧结钕铁硼磁瓦12均匀对称安装于磁瓦固定环11内，六级磁环需采用六个烧结钕铁硼磁瓦12均匀对称安装于磁瓦固定环11内，而不同尺寸的磁环需要的取向装置和压制模具也是不同的，可根据需要自行制作。
实施例2
本实施例的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，其结构基本同实施例1，该取向装置安装于气动压制系统中，用于制造小尺寸烧结钕铁硼多极磁环。如图4所示，所述气动压制系统包括实施例1所述的取向装置1、压制模具和支撑平台6，取向装置1固定安装于支撑平台6上，所述压制模具包括上压头2、下压头3和模腔4，模腔4为圆环状模腔，所述模腔4安装于取向装置1的模具安装腔13内，并与烧结钕铁硼磁瓦12的内侧贴合面122相贴合；所述上压头2对应安装于模腔4上方，下压头3对应安装于模腔4下方，上压头2和下压头3分别与其对应的气缸活塞固定相连，利用气缸分别驱动上压头2和下压头3在模腔4内上下运动，所述上压头2和下压头3的压制面面积均与模腔4的横截面积相匹配。所述支撑平台6包括固定相连的支撑板61和支撑腿62，取向装置1通过固定块5固定安装于支撑板61上，所述支撑板61上设有与取向装置1内模腔4的压制孔尺寸位置相对应的避让孔，下压头3可穿过支撑板61上的避让孔沿模腔4上下运动。所述支撑腿62包括多个，通常包括4个，且每个支撑腿62均与其对应的第三气缸活塞固定相连，利用第三气缸驱动支撑平台6上下移动。
制作烧结钕铁硼多极磁环时，利用与下压头3相连的气缸将下压头3运动至模腔4内的下边缘处，利用与上压头2相连的气缸将上压头2向上运动脱离模腔4，将称取的烧结钕铁硼粉料拆袋后放入模腔4内，接着将上压头2向下运动至模腔4内的上边缘处，最后利用两个气缸同时驱动上压头2和下压头3运动，进行双向压制成型。压制完成后取出压坯，将下压头3保持不动，将上压头2向上运动脱离模腔4，接着再通过与支撑平台6相连的气缸驱动支撑平台6向下运动，从而带动取向装置1向下运动，直至压坯脱离模腔4，取出压坯，将该压坯进行等静压处理，再进行高温烧结和两次回火处理，出炉得到烧结钕铁硼多极磁柱。最后得到的多极磁柱进行进行外圆加工、内圆加工(套孔、铣孔)、端面磨加工、倒角和表面处理等工序(处理工序为现有成熟工序，故不在此处作过多说明)，得到小尺寸烧结钕铁硼多极磁环。
根据制得该小尺寸烧结钕铁硼多极磁环，可定制充磁装置，对该四极磁环进行充磁，并采用磁场分布测试仪进行表磁测试。例如，制得的四极磁环的磁性能见图5，由图5可看出，最终制得的四极磁环磁性能较好。
Claims (7)
1.一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，其特征在于：该取向装置是由偶数个沿圆周方向均匀间隔分布的烧结钕铁硼磁瓦(12)组成，且烧结钕铁硼磁瓦(12)之间围绕形成模具安装腔(13)，用于安装压制模具。
2.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，其特征在于：所述烧结钕铁硼磁瓦(12)包括四个并其沿圆周方向均匀间隔分布。
3.根据权利要求1或2所述的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，其特征在于：所述烧结钕铁硼磁瓦(12)固定安装于磁瓦固定环(11)内部。
4.根据权利要求3所述的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，其特征在于：所述磁瓦固定环(11)内设有与烧结钕铁硼磁瓦(12)的数量和尺寸相匹配的卡槽(112)，所述烧结钕铁硼磁瓦(12)安装于卡槽(112)内并沿磁瓦固定环(11)的圆周方向均匀分布。
5.根据权利要求4所述的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，其特征在于：所述磁瓦固定环(11)内壁设有与烧结钕铁硼磁瓦(12)数量和尺寸相匹配的磁瓦贴合面(113)，该磁瓦贴合面(113)沿磁瓦固定环(11)圆周方向均匀分布。
6.根据权利要求5所述的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，其特征在于：所述相邻磁瓦贴合面(113)之间设有间隙预留面(114)，间隙预留面(114)与磁瓦贴合面(113)通过卡合段(115)衔接起来，磁瓦贴合面(113)与其两端的卡合段(115)共同形成卡槽(112)。
7.根据权利要求1或2所述的一种烧结钕铁硼多极磁环的取向装置，其特征在于：所述烧结钕铁硼磁瓦(12)为扇形结构，其包括外侧贴合面(121)、内侧贴合面(122)、卡合面(123)和连接面(124)，外侧贴合面(121)与磁瓦固定环(11)的磁瓦贴合面(113)形状尺寸相匹配，内侧贴合面(122)与安装于其中间的模腔(4)外壁相贴合，卡合面(123)设置于内侧贴合面(122)两端，并能够与卡合段(115)相贴合，所述连接面(124)两端分别连接卡合段(115)与内侧贴合面(122)。
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| CN113410039A (zh) * | 2021-06-18 | 2021-09-17 | 中国电子科技集团公司第九研究所 | 一种基于halbach结构的多极磁环的制备方法 |
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2020
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|---|---|---|---|
| GR01 | Patent grant | ||
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