辐射取向磁环的制备方法及辐射取向磁环技术

本发明专利技术公开了一种辐射取向磁环的制备方法及辐射取向磁环，该制备方法包括以下步骤：获取由稀土

【技术实现步骤摘要】
辐射取向磁环的制备方法及辐射取向磁环


[0001]本专利技术属于稀土永磁材料
，具体涉及一种辐射取向磁环的制备方法，还涉及由该制备方法制备得到的辐射取向磁环
。

技术介绍

[0002]与传统的电励磁电机相比，永磁电机具有结构简单
、
体积小
、
重量轻
、
损耗小
、
效率高
、
功率因数高等显著优点，因而广泛应用于航空航天
、
国防
、
工农业生产和日常生活的各个领域
。
[0003]现有稀土
‑
铁
‑
硼永磁电机的转子结构多为磁瓦
/
条插入式或镶嵌式：采用充磁后的烧结稀土
‑
铁
‑
硼磁瓦镶嵌在软磁材料的框架结构中拼接成环
。
但是采用磁瓦拼接成环的方式存在如下问题：单片磁体内部的磁场方向一致，采用多个磁瓦进行拼接成环的磁场强度沿外圆一圈分布不均匀，导致拼接磁环的动平衡差，磁极间过渡区大，使电机产生噪音和震动
。
[0004]由于稀土
‑
铁
‑
硼辐射磁环的磁场方向是以环心为中心呈连续分布的辐射状态，整个磁环内部磁场连续均匀分布，不存在磁极过渡区，很好的克服了拼接磁环的上述缺点，可以取代传统的瓦形磁块，大幅度降低电机运行时因磁场跳动引起震动产生的噪音和热量，显著提高电机运行效率
。
[0005]现有的烧结稀土
‑
铁
‑
硼辐射磁环通常采用粉末冶金方式制备，即在稀土
‑
铁
‑
硼合金粉末模压成型过程中，直接压成整体磁环，并同时完成由磁环芯部沿着径向方向的辐射取向
。
然而，现有辐射环制备工艺还存在所制备的辐射磁环磁性能不高的问题，尤其是难以获得高剩磁和磁能积，主要是因为：
(1)
受辐射取向的取向磁场磁路影响，辐射取向磁场强度难以达到平行取向磁场强度的大小，粉末颗粒所受到的取向力较小；
(2)
合金粉末通常采用气流磨制粉工艺制得，粉末形状不规则
、
球形度差，增加了粉末取向成型时转动阻力；而动力小
、
阻力大，则直接导致了辐射取向磁环取向一致度不高
。

技术实现思路

[0006]有鉴于此，本专利技术有必要提供一种辐射取向磁环的制备方法，通过该方法制备的辐射取向磁环具有高取向度
。
[0007]为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0008]本专利技术提供了一种辐射取向磁环的制备方法，包括以下步骤：
[0009]获取由稀土
‑
铁
‑
硼合金制成的第一合金粉末；
[0010]对所述第一合金粉末进行模压成型
、
低温烧结
、
破碎制粉处理，获得球形度高的第二合金粉末；
[0011]将所述第二合金粉末辐射取向并低温模压成型，获得辐射取向磁环
。
[0012]进一步方案，所述稀土
‑
铁
‑
硼合金的成分为
RE
x
Fe
y
B
z
M
a
，其中，
RE
为稀土元素，其由稀土元素
La、Ce、Pr、Dy、Tb、Gd、Ho、Y
中的至少一种和
Nd
组成，且
Nd
占
RE
总质量的
70
％以上，
x
为
RE
的质量百分数，
33≤x≤36
；
z
为硼元素
B
的质量百分数，
z
＝
1.56
‑
0.02x
；
M
为辅助金属元素，由
Co、Cu、Al、Ga、Zn、Zr、Nb、Ti
中的至少一种组成，
a
为
M
的质量百分数，
1.2≤a≤3.6
；
y
为铁元素
Fe
的质量百分数，
y
＝
100
‑
x
‑
z
‑
a。
[0013]进一步方案，所述稀土
‑
铁
‑
硼合金由
RE2Fe
14
B
柱状晶主相和位于柱状晶主相之间的富稀土相组成，所述柱状晶主相的平均宽度为
2.5
～
3.5
μ
m。
[0014]进一步方案，所述第一合金粉末由所述稀土
‑
铁
‑
硼合金经过氢破碎配合气流磨工艺制成；
[0015]优选的，所述第一合金粉末的平均粒度为
2.5
～
3.0
μ
m。
[0016]进一步方案，所述模压成型在保护气氛下进行，模压成型后的压坯密度在
3.6g/cm3～
4.0g/cm3之间
。
[0017]进一步方案，所述低温烧结的烧结温度
T
满足
T0‑
50℃≤T≤T0‑
30℃
，其中，
T0为模压成型后的压坯烧结至全密度所需的温度；烧结时间为3‑
5h。
[0018]进一步方案，所述破碎制粉采用氢破碎配合气流磨工艺，获得的第二合金粉末的平均粒度在
2.3
～
2.8
μ
m
之间
。
[0019]进一步方案，所述辐射取向的取向磁场强度为
1.2
～
1.5T
；
[0020]所述低温模压成型是指在进行低温模压成型前对所述第二合金粉末进行降温处理，将粉末温度降至
20℃
以下，所述低温模压成型在保护气氛下进行，低温模压成型时的环境温度控制在
10
‑
20℃
之间；低温模压成型后获得的压坯密度在
3.6g/cm3～
4.0g/cm3之间
。
[0021]进一步方案，所述低温模压成型步骤后，还包括烧结和热处理的步骤；
[0022]优选的，所述烧结的温度为
1030℃
～
1080℃
，时间为3～
5h
；
[0023]优选的，所述热处理的温度为
480℃
～
560℃
，时间为2～
5h。
[0024]本专利技术进一步提供了一种辐射取向磁环，采用如前所述的辐射取向磁环的制备方法制得，该辐射取向磁环具有高取向度
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种辐射取向磁环的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：获取由稀土
‑
铁
‑
硼合金制成的第一合金粉末；对所述第一合金粉末进行模压成型
、
低温烧结
、
破碎制粉处理，获得球形度高的第二合金粉末；将所述第二合金粉末辐射取向并低温模压成型，获得辐射取向磁环
。2.
如权利要求1所述的辐射取向磁环的制备方法，其特征在于，所述稀土
‑
铁
‑
硼合金的成分为
RE
x
Fe
y
B
z
M
a
，其中，
RE
为稀土元素，其由稀土元素
La、Ce、Pr、Dy、Tb、Gd、Ho、Y
中的至少一种和
Nd
组成，且
Nd
占
RE
总质量的
70
％以上，
x
为
RE
的质量百分数，
33≤x≤36
；
z
为硼元素
B
的质量百分数，
z
＝
1.56
‑
0.02x
；
M
为辅助金属元素，由
Co、Cu、Al、Ga、Zn、Zr、Nb、Ti
中的至少一种组成，
a
为
M
的质量百分数，
1.2≤a≤3.6
；
y
为铁元素
Fe
的质量百分数，
y
＝
100
‑
x
‑
z
‑
a。3.
如权利要求1所述的辐射取向磁环的制备方法，其特征在于，所述稀土
‑
铁
‑
硼合金由
RE2Fe
14
B
柱状晶主相和位于柱状晶主相之间的富稀土相组成，所述柱状晶主相的平均宽度为
2.5
～
3.5
μ
m。4.
如权利要...

【专利技术属性】
技术研发人员：冯泉妤，刘友好，刘家琴，衣晓飞，黄秀莲，
申请(专利权)人：合肥工业大学，
类型：发明
国别省市：