[實用新型]一種永磁式間隔繞組旋轉磁場產生裝置

有效

• 申請號: 201120422910.0
• 申請日: 2011-10-31
• 公開（公告）號: CN202307400U
• 公開（公告）日: 2012-07-04
• 發明（設計）人: 蔣業華;紀升偉;劉洪喜;張曉偉;王傳琦
• 申請（專利權）人: 昆明理工大學
• 主分類號: H01F7/02
• 分類號: H01F7/02;H01F13/00;C23C4/12
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本實用新型提供一種永磁式間隔繞組旋轉磁場產生裝置，特別是一種用于材料表面激光熔覆涂層微觀組織和性能優化的旋轉磁場產生裝置，屬于表面改性裝備技術領域。

背景技術

隨著近年來激光熔覆表面改性技術在生物、航空、航天、機械、材料、冶金、礦山、核電等領域的進一步廣泛應用，對激光熔覆改性涂層的微觀組織結構、物化性能、力學性能、光電性能及生物醫學性能等提出了越來越高的要求。但激光熔覆涂層普遍存在熔覆層組織不夠均勻、易出現氣孔和裂紋等缺陷。為了有效彌補激光熔覆的不足，充分發揮其優勢，近年來研究人員提出外加磁場輔助激光焊接和激光熔覆的新思路。根據國內外現有的研究和報道，外加磁場的形式有縱向磁場、橫向磁場等，但這些磁場都屬于靜態下的磁場，磁場分布局限在空間某一位置，并且磁力線的方向始終固定。通過試驗研究證明，這些靜態形式的磁場都能對激光焊接、激光熔覆過程中熔池內的金屬流動和結晶產生一定的影響，從而影響熔池內金屬的傳質和傳熱過程，以致改善其工藝，提高改性層的質量。

雖然靜態磁場可以對熔池內金屬的傳質和傳熱產生影響，但靜態磁場在某一時刻只能對熔池內金屬在特定的方向上影響傳質和傳熱過程。因此，靜態磁場對改善工藝依然存在較大的局限性。如果能研制出一種具有多方向影響熔池金屬傳質和傳熱的工藝，對進一步改善激光熔覆復合涂層的微觀組織形態，提高激光熔覆涂層的表面綜合性能將具有十分重要的意義。目前，還沒有改善激光熔覆工藝的旋轉磁場產生裝置的報道，特別是具有較強磁場強度、使用效果好的旋轉磁場產生裝置尚無報道。

發明內容

本實用新型的目的是提供一種永磁式間隔繞組旋轉磁場產生裝置，為激光熔覆工藝提供旋轉磁場，改善液態金屬的流動和結晶特征，優化激光熔覆涂層組織結構和綜合表面性能。

本實用新型的技術方案是：永磁式間隔繞組旋轉磁場產生裝置，包括沿圓周均勻分布的多對鐵芯2和套固于其上的勵磁繞組6、裝于每對鐵芯2上端的多對磁頭1和附加永磁磁頭13、鐵芯固定底盤5、勵磁繞組外保護罩3、勵磁繞組內保護罩4、以及隔熱板11，鐵芯2下端通過螺母8配合固定在鐵芯固定底盤5上，勵磁繞組外保護罩3和內保護罩4分別固定在鐵芯固定底盤5的內外圈上、并將勵磁繞組6罩于其相互間形成的空腔中，隔熱板11固定在勵磁繞組內、外保護罩3和4的上表面，附加永磁磁頭13裝于磁頭1端頭。每個勵磁繞組6包括繞組固定端板9及將其固定在鐵芯上、下端的固定螺母7，由內至外沿周圈均勻固定在上、下繞組固定端板9上的多層線圈固定實心立柱12、以及繞制在每層線圈固定實心立柱12上的線圈，每層線圈之間保持一定間距。

所述勵磁繞組6的線圈固定實心立柱12的層數為2~8層，每層有4~12根實心立柱，每根實心立柱為直徑3~5mm的金屬立柱，每層線圈之間的間距為1~3mm，以保證每層線圈之間有一定的散熱間隙。實心立柱12的層數、每層實心立柱的數量和每層線圈之間的間距，均根據實際需要在給定范圍內確定，保證能夠形成足夠的磁場強度和散熱即可。

所述磁頭1、附加永磁磁頭13、鐵芯2和勵磁繞組6的數量為2~6對，每對磁頭1、附加永磁磁頭13、鐵芯2和勵磁繞組6之間的間隔為30~90°。磁頭1為條柱形結構，其與隔熱板11間隔1~5mm的縫隙，且每對磁頭成直線對置裝配。鐵芯2、勵磁繞組6、磁頭1和附加永磁磁頭13的數量、以及磁頭1與隔熱板11的間隙大小，根據實際需要在給定范圍內選擇確定，保證能夠形成足夠的磁場強度即可。附加永磁磁頭13的斷面形狀與磁頭1相同，其中心與磁頭1同軸，且每對永磁磁頭成直線對置裝配。磁頭1和鐵芯2的斷面可為圓形、方形等，其材質可為純鐵、鐵硅合金（如硅鋼）、鐵鎳系合金、鐵鋁合金、非晶磁性材料、鐵氧體等。

所述勵磁繞組外保護罩3厚1～5mm，其上開有多個直徑1～20mm的散熱孔，可由普通銅、鋼、鐵等金屬薄板制成。保護罩3的厚度及其上散熱孔的數量根據實際需要確定，保證對繞組的防護和正常散熱即可。勵磁繞組內保護罩4可采用隔熱材料制成。

所述磁頭1與鐵芯2通過磁頭鐵芯連接固定螺栓10連接固定，線圈固定實心立柱12通過螺紋配合固定在勵磁繞組固定端板9上，勵磁繞組外保護罩3與鐵芯固定底盤5通過耐高溫絕緣膠連接固定，勵磁繞組內保護罩4與鐵芯固定底盤5通過耐高溫絕緣膠連接密封固定，隔熱板11與勵磁繞組外保護罩3和勵磁繞組內保護罩4通過耐高溫絕緣膠固定連接并密封。

本實用新型通過對在同一圓周均勻間隔分布的多對勵磁繞組進行順序通、斷電來實現磁場的旋轉，每對勵磁繞組的通斷電時間間隔、周期以及勵磁電流的大小均可單獨進行調節。