[發明專利]一種高精度的編碼器磁柵材料和編碼器磁柵的制備方法

在審

• 申請號: 202211500096.9
• 申請日: 2022-11-28
• 公開（公告）號: CN115762944A
• 公開（公告）日: 2023-03-07
• 發明（設計）人: 姜力強;施志平;歐長勁;陳海波;王偉
• 申請（專利權）人: 江西中石新材料有限公司
• 主分類號: H01F1/059
• 分類號: H01F1/059;H01F1/06;H01F41/02
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 何秋霞

本發明涉及磁編碼器技術領域，公開一種高精度的編碼器磁柵材料、編碼器磁柵的制備方法，以重量份計，編碼器磁柵材料原料包括：各向異性釤鐵氮或其復合磁粉20～95份，偶聯劑0.1～1份，高分子樹脂5～80份，助劑0.1～1.5份。制備方法包括將原料混合并注塑取向，退磁得到半成品，再經充磁得到高精度的編碼器磁柵，本發明將釤鐵氮磁粉用偶聯劑進行包覆，并調整合理的配方組分，經磁場取向、退磁、充磁后制得的編碼器磁柵具有良好的耐腐蝕性、抗沖擊性和較好的熱穩定性，具有高度均勻的表磁強度及磁極波形零交叉精度。

技術領域

本發明涉及磁編碼器技術領域，具體涉及一種高精度的編碼器磁柵材料、編碼器磁柵的制備方法。

背景技術

磁編碼器具有結構簡單、不易受塵埃影響、響應速度快、體積小、成本低等諸多優點，在精密機械、數控機床、機器人等工業自動化領域有著廣泛的應用。

磁編碼器主要由磁柵、檢測敏感元件及信號處理電路組成。磁柵是磁編碼器的最核心部分，由永磁材料經過加工制造獲得,磁柵的結構形狀分為磁鼓、磁盤、磁環、直線磁尺等多種不同的結構，用來滿足不同磁編碼器的結構與安裝要求。采用不同的制造工藝可在磁柵上形成交替的N極和S極磁極，這些磁極所具備的磁場信息，如表磁強度及精度、磁極波形零交叉精度、矯頑力、溫度特性等對磁編碼器的精度和分辨率有著至關重要的影響，而磁柵磁極的磁場信息完全由磁柵的材料和磁柵的制造方法所決定。

編碼器磁柵材料要求具有高剩磁、高矯頑力、高磁能積、寬溫度范圍等磁特性，現有的編碼器磁柵永磁材料大多采用鐵氧體、釹鐵硼等。如CN10968860A和CN102873325A中分別均是采用的鐵氧體或釹鐵硼等磁體材料。

CN10968860 A公開了一種絕對式磁旋轉編碼器，包括旋轉軸，多個可隨所述旋轉軸旋轉的轉羅，與所述多個轉輪一一對應的多個編碼單元，和為所述多個編碼單元提供磁場偏置的一個或多個永磁體組件。每個編碼單元包括其上的結構設置可使其磁導率隨相對于所述旋轉軸的位置的不同而不同的導磁性編碼器圓盤，和包括多個磁傳感器的傳感器單元，所述其永磁體組件選用料為鋇鐵氧體、鈷鐵氧體、釹鐵硼、鐵氧體中一種。

CN102873325A公開了一種釹鐵硼磁粉入模壓制的分層喂料方法，這些材料磁柵的常用制造方法是用鐵氧體與橡膠壓制成型或用混油粘合劑的鐵氧體磁粉涂布工藝制作等，上述材料和制造方法對需要滿足結構復雜、尺寸緊湊、多磁極的精密磁柵的場合，存在表磁強度及精度低、磁極波形零交叉精度差、矯頑力低、抗電磁干擾能力弱、耐腐蝕性能差等問題。

發明內容

本發明針對鐵氧體、釹鐵硼為材料的磁柵存在精度差、矯頑力低、抗電磁干擾能力弱等問題，提供一種以各向異性釤鐵氮為主體材料的編碼器磁柵的材料，制得的編碼器具有良好的耐腐蝕性、抗沖擊性和較好的熱穩定性，具有高度均勻的表磁強度及磁極波形零交叉精度。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：

一種高精度編碼器磁柵材料，以重量份計，其原料包括：各向異性釤鐵氮或其復合磁粉20～95份，偶聯劑0.1～1份，高分子樹脂5～80份，助劑0.1～1.5份。

所述各向異性釤鐵氮或其復合磁粉包括各向異性釤鐵氮磁粉和/或各向異性釤鐵氮與各向異性鐵氧體的復合磁粉。

各向異性釤鐵氮磁粉具有優異的磁性能，與各向異性釹鐵硼相當，遠高于各向同性釹鐵硼以及各向異性鐵氧體磁粉，且其耐腐蝕性遠高于釹系磁粉；用于制備編碼器磁柵可獲得更高的表磁強度，增強磁信號分辨空間和信噪比。同時各向異性釤鐵氮磁粉具有較高的矯頑力，是各向異性鐵氧體磁粉的2倍以上，可提高編碼器磁柵在電磁環境中的可靠性。

但現有技術中將釤鐵氮磁粉用于制備編碼器磁柵的研究甚少，基于釤鐵氮磁粉的磁性能不穩定，用于制造的編碼器磁柵波動較大，表磁精度及磁極波形零交叉精度都較差，且釤鐵氮磁粉制造的編碼器磁柵對磁場取向大小、取向一致性等要求較高。