[发明专利]一种高均匀辐向取向钕铁硼永磁环及制备方法

说明书

技术领域：

本发明涉及稀土永磁材料技术领域，具体涉及一种高均匀辐向取 向钕铁硼永磁环及制备方法。

背景技术：

辐向取向稀土永磁环在航天、航空、航海的导航和控制系统中有 重要应用，如用于人造卫星、宇宙飞船、大型舰艇和战略导弹的控制 系统和制导系统中的精密器件上，同时各种永磁电机和陀螺仪对辐向 永磁环的需求也越来越大。

目前辐向取向稀土永磁环主要通过若干同一取向的瓦型磁体拼 装而成，存在着几何中心与磁场中心不重合、表磁分布不均匀(呈锯 齿状)的缺点，严重影响器件的性能，同时还会造成大量原材料的浪 费与加工成本的倍增。整体辐向取向稀土永磁环可以克服上述缺点， 国内外已有很多制备整体辐向取向磁环的专利及技术，如专利号为 200810066269、200510086882、200580009032、01111509、 200720170174等专利公布的技术。尽管如此，目前整体辐向取向烧 结钕铁硼永磁环仍然存在着取向不饱和、磁环型号单一、表面磁通密 度均匀性差、成型及烧结热处理过程中开裂率高等缺点，导致其制造 成本较高，难以实现市场化。

发明内容：

本发明的目的是提供一种高均匀辐向取向钕铁硼永磁环及制备 方法，它操作简单、生产效率高，采用该方法制备的辐向取向钕铁硼 永磁环具有毛坯变形及开裂率小、辐向磁取向度高、表面磁通密度均 匀性好等优点，适合批量生产。

为了解决背景技术所存在的问题，本发明的制备方法为：将钕铁 硼永磁合金料粉通过辐射取向磁场成型及二次冷等静压制成密度≥ 4.5g/cm³的辐向取向磁环生坯，然后通过真空烧结及热处理制得辐向 取向磁环毛坯，最后通过机械加工及磁化制得辐向取向钕铁硼永磁 环，其中辐向取向磁场产生的原理为磁极同性相斥。

本发明的具体制备工艺为：(1)钕铁硼永磁合金料粉制备：将 钕铁硼永磁合金铸锭通过磨机破碎与气流磨破碎成平均粒度3～5μm 的料粉，并在料粉中添加0.1wt％～0.2wt％润滑剂，其中合金成分为 PrNd26.5wt％～32.5wt％、Dy0.0wt％～5.0wt％、Nb0.0wt％～1.0wt％、 Al0.0wt％～1.0wt％、Cu0.0wt％～0.2wt％、Co0.0wt％～3.0wt％、 B1.0wt％～1.1wt％、Fe余量。

(2)辐向取向磁场成型：辐向取向磁场由辐向取向模压装置及一 体化设计的辐向取向模具组成，模压装置是上电磁铁1和下电磁铁5 通电后产生的磁场在其相邻面极性相同(同为N极或同为S极)，磁 力线经上芯棒2和下芯棒6导入阴模腔3填料区域聚合，形成辐向取 向磁场，然后通过阴模4、辐向取向模压装置导磁板及副轭铁形成回 路，将钕铁硼永磁合金料粉填入阴模辐向取向磁场均匀区，将获得高 的辐向磁取向度，然后经模压装置双向加压，制得密度≥4.0g/cm³的辐向取向磁环生坯。

(3)冷等静压成型：在辐向取向磁场初压磁环生坯中塞入一特制 铝芯(铝芯高度与磁环高度相同，铝芯直径比磁环生坯内径小0.1mm)， 然后经过真空包封以后进行冷等静压，制得密度≥4.5g/cm³的辐向取 向磁环生坯。

(4)烧结及热处理：在平整的烧结舟上撒上一层干燥的刚玉粉， 然后将等静压后的辐向取向磁环生坯平放于刚玉粉上，在真空烧结炉 中经1130℃～1140℃烧结3～5h，然后经850℃～950℃回火1～3h 以及500℃～650℃回火3～5h制得辐向取向磁环毛坯。

(5)机械加工：将烧结后的辐向取向磁环毛坯经过平面磨、内外 圆磨以及电火花线切割等工艺加工至所需产品尺寸。

(6)磁化：将机械加工后的辐向取向磁环放入与脉冲电源连接的 水冷辐向充磁夹具，在脉冲磁场下磁化至饱和，设计不同的辐向充磁 夹具可以制备单极或多极的高均匀辐向取向钕铁硼永磁环。

本发明具有以下有益效果：它操作简单、生产效率高，采用该方 法制备的辐向取向钕铁硼永磁环具有毛坯变形及开裂率小、辐向磁取 向度高、表面磁通密度均匀性好等优点，适合批量生产。

附图说明：

图1为本发明的工艺流程图，

图2为本发明所采用的辐向取向磁场，

图3为本发明所采用的辐向取向磁场磁力线分布示意图。

具体实施方式：