[發明專利]輻向取向永磁環的制備方法及其輻向取向裝置

有效

• 申請號: 201210062091.2
• 申請日: 2012-03-09
• 公開（公告）號: CN103310970A
• 公開（公告）日: 2013-09-18
• 發明（設計）人: 董生智;張有章;馬世光;姚彥軍
• 申請（專利權）人: 江蘇東瑞磁材科技有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H01F7/00;H01F7/06;B22F3/03
• 代理公司: 常州市維益專利事務所 32211
• 代理人: 路接洲

技術領域

本發明涉及一種輻向取向永磁環的制備方法及設備，尤其是一種可以實現圓環狀磁體在任意高度的360°圓周上取向均勻性的方法和裝置。

背景技術

在電機領域，沿半徑或者直徑方向輻射取向的圓環狀磁體具有相當廣泛的應用前景，相比較一定數量的圓環片組合具有無可比擬的優勢。目前輻向取向的圓環狀磁體的制作方法主要有四種：

第一種是對擠磁場取向法：上、下兩個磁極同為N極或同為S極。在壓制過程中將這兩個同極磁頭擠入輻向環模具的內腔，通過導磁模具使其形成一個輻射磁場。該方法使圓環狀磁體在圓周方向的均勻性得到一定程度的改善，但是圓環在高度方向的均勻性很差，另外最大的不足之處是當輻向環的內徑較小時得到的取向磁場強度會大大降低。

第二種是分段取向法：將圓環分段取向，對每一段分別導入磁場進行取向，該方法雖實現了輻向取向，但是導致圓環沿圓周方向取向度不均勻。取向度不均勻不但會嚴重影響輻向環的整體磁學性能而且由于不同部位取向度部位的在燒結過程的收縮率不同而導致應力集中，更嚴重的使得輻向環開裂。

第三種是成型取向方法：其方法為，在成型過程中磁粉和取向磁場間有相對旋轉運動，這種取向方法可以解決分段取向帶來的圓周方向取向不均勻的問題，但是在聚磁頭沿圓周不斷的運動過程中，壓制也是在同步進行，所以取向也存在一定的不均勻性。

第四種方法為申請號200910201694.4提到利用通過電磁鐵的交流電產生旋轉的取向磁場，從而實現旋轉磁場對圓環狀磁體進行取向，可實現磁場最強處依次旋轉掃描過磁體的每一部分，減少了運動副，但是磁體沿圓周方向的取向存在不均勻性。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提出一種可以實現圓環狀磁體在圓周上的取向更加均勻、充分以及相當程度上改善圓環狀磁體在高度方向上的不均勻性的輻向取向永磁環的制備方法以及使用該方法所需要用到的裝置。

本發明所采用的技術方案為：一種輻向取向永磁環的制備方法，永磁粉末在整個壓制過程中始終處于沿圓周方向均勻而沿軸向方向不均勻的輻向磁場中，磁粉沿輻向方向有序排列，在壓制后得以輻向取向；所述的輻向磁場是由環繞磁粉的外磁極與磁粉所環繞的內磁極所形成的。

進一步的說，本發明所述的內磁極為圓柱狀或圓筒狀，其高度大于磁粉在壓制前的高度；所述的外磁極為圓環狀，其高度小于磁粉在壓制后的高度。所述的外磁極與內磁極在壓制過程中持續地發生沿軸向方向的相對位移，其中磁粉的任意高度平面都有內磁極存在，而只有部分磁粉所處的高度平面有外磁極存在，該部分磁粉所處的位置輻向磁場相對較強，因而該部分磁粉可以得到充分的輻向取向。

本發明所述的外磁極與內磁極的相對位移，應在壓制過程中使外磁極至少一次通過任意磁粉所處的高度位置，以便使所有磁粉都有機會處于輻向磁場相對較強的位置，得到充分的輻向取向。

外磁極與內磁極沿軸向方向的相對位移在磁粉的壓制過程中，可以是沿一個方向的，也可以是往復進行的，還可以是多次往復進行的。所述的外磁極與內磁極的相對位移為內磁極靜止、外磁極運動或外磁極靜止、內磁極運動或內磁極、外磁極都運動。

同時，本發明還提供了一種輻向取向永磁環的制備方法所用到的輻向取向裝置，包括可兼做模芯的內磁極以及用于和內磁極形成模腔的模具；還包括與內磁極共同形成輻向磁場的外磁極，以及在模腔內滑動的上、下壓頭。所述的模腔內分布設置有磁粉。

本發明所述的模具的外壁、上壓頭以及下壓頭由不導磁材料制成；所述的內磁極、外磁極是由導磁材料制成，其磁極功能是由電磁鐵觸發并通過其他導磁材料傳導而形成；所述的電磁鐵包括直流電磁鐵與脈沖電磁鐵。

具體的說，本發明所述的內磁極為圓柱狀或圓筒狀，所述的外磁極為圓環狀。所述的外磁極由軛鐵和外磁極頭組成，所述的外磁極頭的一端連接在軛鐵上，外磁極頭的另一端與模具外壁之間留有空隙或活動接觸。

本發明的工作原理是：圓環狀磁體成型的過程中，外磁極按照一定的運動曲線隨著壓制過程中粉料的高度上下不斷的變化，使得磁體沿高度方向的各個部位能夠得到充分的取向。本發明的外磁極為圓環狀，因此可以實現圓環狀磁體在任意高度的360°圓周上取向的均勻性。

本發明的有益效果是：外磁極在360°輻向充磁的基礎上，外磁極頭伴隨在圓環狀磁體在壓制成型時坯料高度的位移變化而上下移動進行選擇性的輻向充磁，大大提高輻向環的徑向取向均勻性，另外相當程度上提高輻向環在軸向上的不均勻性。

附圖說明

下面結合附圖和實施例對本發明進一步說明。