[實(shí)用新型]一種內(nèi)弧面均勻分布高磁通密度的磁瓦成型模具

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201220049573.X
• 申請(qǐng)日: 2012-02-16
• 公開（公告）號(hào): CN202438610U
• 公開（公告）日: 2012-09-19
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王自敏;鄧志剛
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 自貢市江陽(yáng)磁材有限責(zé)任公司
• 主分類號(hào): B21D37/10
• 分類號(hào): B21D37/10;H02K15/00
• 代理公司: 北京立成智業(yè)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 11310
• 代理人: 張江涵

技術(shù)領(lǐng)域

本實(shí)用新型屬于一種生產(chǎn)永磁電機(jī)所用磁瓦的成型模具。

背景技術(shù)

因永磁電機(jī)本身不用消耗能量就可以提供足夠的磁場(chǎng)，而勵(lì)磁電機(jī)需要通過(guò)勵(lì)磁線圈將外部能源轉(zhuǎn)化為磁場(chǎng)才能夠提供足夠的磁場(chǎng)，所以效率比較低，而永磁電機(jī)的效率可以達(dá)到90％以上，人們用鐵氧體永磁來(lái)代替直流電機(jī)中應(yīng)用的線圈感應(yīng)器，這樣，可節(jié)約資源和能源，進(jìn)一步降低生產(chǎn)成本，目前，永磁鐵氧體的最大市場(chǎng)，就是在永磁電機(jī)方面。

永磁鐵氧體磁瓦常用做永磁電機(jī)的定子，作為工作面的磁瓦內(nèi)弧面，所提供的磁通密度，與電機(jī)的性能密切相關(guān)，這是由于電機(jī)轉(zhuǎn)矩與電樞每極的有效磁通成正比，有效磁通太低，電機(jī)轉(zhuǎn)矩?。欢姍C(jī)的轉(zhuǎn)速反比于其工作氣隙的磁通密度B_g，若永磁鐵氧體Br較低或者矯頑力H_CJ值較低，均可造成電動(dòng)機(jī)轉(zhuǎn)速增大，Br降低的增速效應(yīng)更為明顯；同時(shí)工作氣隙的磁通密度B_g也是影響電動(dòng)機(jī)效率的重要要素，而高的B_g有利于電機(jī)效率的改善，因此，在永磁電機(jī)的制作過(guò)程中，常要求磁瓦的內(nèi)弧面，具有盡可能高的磁通密度。

甄美茹在其學(xué)術(shù)論文《濕壓大弧度鐵氧體磁瓦成型模具的改進(jìn)設(shè)計(jì)》([J].磁性材料及器件，2000，31(3)：47-48)中，提到一種磁瓦的模具結(jié)構(gòu)，如圖1所示，當(dāng)模具的上、下沖頭11、21均為強(qiáng)導(dǎo)磁材料時(shí)，上、下沖頭11、21實(shí)際上就變成了磁場(chǎng)的兩個(gè)極，成型磁場(chǎng)的磁力線(圖中箭頭線)在模腔內(nèi)基本呈徑向發(fā)散狀分布。下沖頭21結(jié)構(gòu)整體為圓弧面，兩側(cè)為平面過(guò)渡，其連接處形成一個(gè)奇異點(diǎn)。根據(jù)磁場(chǎng)分布的特性，下沖頭21作為一個(gè)磁極面，奇異點(diǎn)處的磁場(chǎng)最弱。實(shí)驗(yàn)表明，在上、下沖頭11、21合模之前充磁定向，模腔內(nèi)料漿向下沖頭21弧形頂部A處移動(dòng)，所以，在下沖頭21表面附近成型磁場(chǎng)分布為弧形頂部A處磁場(chǎng)最強(qiáng)，兩邊D、E處次之，奇異點(diǎn)B、C處最弱，當(dāng)鐵氧體料漿充滿模腔時(shí)，在模腔內(nèi)成型磁場(chǎng)的作用下，鐵氧體單疇顆粒沿磁場(chǎng)分布取向。磁力線弱的地方，顆粒定向度相對(duì)較低，同時(shí)密度較低，這樣燒結(jié)時(shí)磁體很容易在B、C處產(chǎn)生徑向裂紋。

為防止這種裂紋的出現(xiàn)，許多企業(yè)都在模具的下沖頭21表面鑲嵌了不導(dǎo)磁材料31。此時(shí)磁力線與下沖頭21鑲嵌的不導(dǎo)磁材料31的分界面D₀B₀A₀C₀E₀弧面的法線幾乎重合，從圖1(線圈51安裝在下模兩側(cè)，圖中41為模套)中可清楚地看出，下沖頭21鑲嵌不導(dǎo)磁材料31后可使磁場(chǎng)向磁瓦生坯61兩側(cè)偏折，對(duì)于圖1，弧面中的A點(diǎn)同B、C點(diǎn)磁感應(yīng)強(qiáng)度差值與沒有鑲嵌不導(dǎo)磁材料相比減小，其變化量取決于鑲嵌的不導(dǎo)磁材料的幾何尺寸。采用如圖1所示下沖頭21表面鑲嵌不導(dǎo)磁材料31的結(jié)構(gòu)形式，與沒有鑲嵌不導(dǎo)磁材料相比，有兩個(gè)顯著優(yōu)點(diǎn)：一是使得磁場(chǎng)分布向磁瓦生坯61兩側(cè)偏析，二是使得A點(diǎn)與B、C點(diǎn)處磁感應(yīng)強(qiáng)度差值減小，取向磁場(chǎng)趨于均勻，從而料漿取向度趨于均勻，避免了兩邊的料漿向弧頂部移動(dòng)，使磁瓦生坯61各部位密度趨于均勻。

也有的企業(yè)按圖2的方式設(shè)置取向磁路(線圈51安裝在上模兩側(cè)，其他結(jié)構(gòu)與圖1相同)。

事實(shí)上，這兩種方式均解決了因磁力線的分布不均勻而導(dǎo)致的產(chǎn)品開裂問題，但實(shí)踐中，用圖1、圖2兩種方式生產(chǎn)的磁瓦，均出現(xiàn)了產(chǎn)品內(nèi)弧磁通密度比外弧低的現(xiàn)象。

申請(qǐng)?zhí)枮镃N200920171924.2的中國(guó)專利，提到了一種具有高磁密度工作面的磁瓦成型模具(如圖3)，該模具包括導(dǎo)磁上模13、合金中模23和導(dǎo)磁下模33，合金中模23外部套設(shè)有不銹鋼中模外套43和磁化線圈53；其導(dǎo)磁下模33的成型表面或?qū)Т派夏?3的成型表面設(shè)有厚度為2.0～3.5毫米非導(dǎo)磁鑲嵌材料層63(為不銹鋼材料)，因磁瓦73外弧面或內(nèi)弧面在成型過(guò)程中和下模33或上模13接觸，因此下模33或上模13實(shí)施合理鑲嵌非導(dǎo)磁鑲嵌材料層63，引導(dǎo)磁力線改變方向形成輻向，從而使磁粉沿著輻向的方向取向(圖中箭頭線為磁力線)。

但這種模具不適宜于目前行業(yè)大量使用的下頂式(如圖4所示)瓦型永磁鐵氧體的成型方式。圖4中上沖頭14的位置相對(duì)于導(dǎo)磁材料的模套34固定，線圈44安裝在模套34外，下沖頭24向上壓制成磁瓦54。