磁双稳态合金丝成型新工艺及其加工设备制造技术

磁双稳态合金丝成型新工艺，其工艺步骤包括对合金丝先进行热加工处理，后进行机械扭拧冷加工处理，其特征是所述的机械扭拧为连续状态下的反复扭拧，即匀速运行的合金丝上任意一点的行程中都具有相同的由正向扭拧区间和反向扭拧区间交替组成的反复扭拧区间，在正向扭拧区间，对该点进行正向扭拧，在反向扭拧区间，对该点进行反向扭拧。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种磁双稳态合金丝成型新工艺以及实现该工艺的加工设备。
技术介绍
某些强磁合金材料，如铁镍合金、铁钴钒合金等，会因加工工艺的不同而具有不同的磁性能，当材料加工产生的形变量越大，它的磁性也越硬(即矫顽力越高)；反之，形变量越小，则磁性越软(即矫顽力越低)。在适当的工艺条件下，一根成分均匀的合金丝可被加工成具有芯子部分磁性相对软，而外壳部分磁性相对硬的双重磁性能的磁性线。这种合金丝具有磁双稳态性能首先，若沿合金丝轴向外加一个磁场使之饱和磁化，当磁场撤去后，由于外壳矫顽力高，内芯矫顽力低，那么磁化了的外壳将保持一定的磁化方向不变，内芯部分因受到外壳剩磁的偏置而处于与外壳相反的初始磁化方向；接着，当外加一个与前述方向相反而强度足够大的磁场时，内芯的磁化方向可瞬间翻转到与外壳相同的状态；此后，当外磁场撤离后，由于外壳剩磁的作用，内芯的磁化方向又瞬间翻转到初始状态。这种双稳态合金丝具有多种用途，可制作磁性贮存元件或脉冲发生器等，是制作零电耗传感器(一种无须使用电源的磁传感器)的关键材料。目前，加工磁双稳态合金丝基本上沿用了美国专利US3,820,092中提出的工艺，即对合金丝先进行热加工处理，后进行冷加工处理。热加工处理是对合金丝进行连续若干次先加热后冷却的处理，其目的是使合金丝表层与内芯的涡流大小不同，初步形成一个热形变相对比较大的外壳；冷加工处理为机械拉伸或机械扭拧，其中，机械拉伸是在合金丝的表面施加一对平行于合金丝而且方向相反的力，进一步加大外壳的形变；机械扭拧是把分段定位的合金丝来回地绕轴扭拧，对每单位线长的线沿顺时针方向(或逆时针方向)扭拧多圈(例如10圈)，再沿相反方向扭拧同样圈数或不同圈数，保留或不保留永久扭矩来进行，以机械应力的方法使得合金丝外周产生较大形变，而内芯保持较小形变。这两种冷加工处理工艺的目的都是进一步加大合金丝外壳的形变，保持内芯较小形变，从而形成外壳相对硬、内芯相对软的磁性线。已知的磁双稳态合金丝的冷加工处理设备一般有两种一、机械拉伸设备，该设备由送料盘、送料导轮、收料导轮、收料盘、以及两对隔开的辊子组成，合金丝从送料盘，依次经过送料导轮、两对辊子、收料导轮，进入收料盘，收料盘在电动机的带动下运转，其中前一对辊子的转速小于后一对辊子的转速，这样合金丝表面受到了一个张力，从而使外壳产生了较芯子更大的永久形变。采用该拉伸设备进行变形的缺陷在于，表面的形变量较小，加工后的合金丝并不具有较高的磁性能；二、机械扭拧设备，可以是一般的绕线机，分段合金丝的两头固定在绕线机的两个固定夹上，并将合金丝绷直，接着固定夹绕合金丝轴线方向顺时针(或逆时针)旋转扭拧一定的圈数(例如10圈)，然后再沿相反方向旋转扭拧同样圈数，这样以机械应力的方法使得合金丝外壳产生较大形变，而内芯保持较小形变。现有的扭拧设备需要将合金丝分段进行加工，其缺点是1、不能实现连续生产，加工生产效率低，2、合金丝的各个部分受到扭拧的程度不一致，形变量也不一致，致使合金丝的磁性能不均匀，不利于合金丝在精密仪器中的运用。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题是，克服现有机械扭拧技术的缺点，提供一种磁双稳态合金丝成型新工艺。本专利技术所要解决的另一个技术问题是，提供一种实现磁双稳态合金丝成型新工艺的加工设备。本专利技术解决其技术问题所采用的技术方案如下一种磁双稳态合金丝成型新工艺，其工艺步骤包括对合金丝先进行热加工处理，后进行机械扭拧冷加工处理，其特征是所述的机械扭拧为连续状态下的反复扭拧，即匀速运行的合金丝上任意一点的行程中都具有相同的由正向扭拧区间和反向扭拧区间交替组成的反复扭拧区间，在正向扭拧区间，对该点进行正向扭拧，在反向扭拧区间，对该点进行反向扭拧。本专利技术还可通过以下进一步的技术方案来实现所述合金丝匀速运行的速度范围为0.1米/分～5米/分，在正、反向扭拧区间对合金丝上任意一点进行正、反向扭拧的角速度范围为500圈/分～3000圈/分，正向扭拧区间或反向扭拧区间的长度范围为1厘米～10厘米。本专利技术解决其另一个技术问题所采用的技术方案如下一种实现磁双稳态合金丝成型新工艺的加工设备，其组成包括合金丝依次经过的送料盘、送料导轮、热处理装置、定位导轮、收料导轮、收料盘，其特征是在定位导轮与收料导轮之间具有容合金丝穿过的绞盘，所述的绞盘绕其自身轴心线旋转，沿绞盘轴心线方向分布有至少三个滚轮，合金丝呈波浪形依次绕过滚轮的外圆上部切点、下部切点，所述的滚轮外圆上部切点、下部切点分别位于绞盘轴心线的上、下两侧。本专利技术加工设备还可通过以下进一步的技术方案来实现(1)、所述的滚轮直径相等，其中心位于绞盘的轴心线上；(2)、所述的滚轮等距离分布；(3)、滚轮的数量为奇数只，如3、5、7、9、11只；(4)、所述滚轮以中央滚轮为中心对称分布；(5)、前两只滚轮之间的距离大于后方各滚轮之间的距离；(6)、前两只滚轮之间的距离小于后方各滚轮之间的距离；(7)、从第一只滚轮外圆切点到绞盘轴心线的距离大于从第二只滚轮外圆切点到绞盘轴心线的距离；(8)、从第一只滚轮的外圆切点到绞盘轴心线距离小于从第二只滚轮外圆切点到绞盘轴心线的距离。本专利技术工艺的有益效果如下在机械扭拧冷加工处理过程中，合金丝在匀速前进的状态下，在正、反向扭拧区间内连续的受到反复扭拧，因此合金丝上的任意一点受到的扭拧程度一致，实现了连续生产，提高了生产效率，提高合金丝形变的均匀性，可以方便的控制合金丝的磁性能。本专利技术加工设备的有益效果如下当绞盘绕其轴心线作某一方向(例如顺时针方向)旋转时，匀速前进的合金丝上的任意一点在相邻滚轮外圆切点所构成的区间内受到顺时针(或逆时针)方向的扭拧作用，相邻区间的扭拧方向正、反交替，因而实现了合金丝的连续不断的交替进行的正、反向扭拧，即实现了本专利技术提出的磁双稳态合金丝成型新工艺。通过增减滚轮数量、调节滚轮分布的距离、调节滚轮外圆切点到绞盘轴心线的距离、调节绞盘转速以及合金丝拉丝速度，可以灵活改变合金丝正、反向扭拧的周期、次数，进而根据实际需要有效的控制合金丝外壳形变量，即有效的控制合金丝磁性能。合金丝的各个部分受到扭拧的程度相一致，形变量也相一致，致使合金丝的磁性能均匀。加工设备结构简单，设计巧妙，加工效率高，成本低。附图说明图1为本专利技术实现磁双稳态合金丝成型新工艺的加工设备结构示意图。图2为本专利技术扭拧工艺正、反向扭矩相同时合金丝易磁化方向平行于合金丝轴向呈直线分布的示意图。图3为本专利技术扭拧工艺正向扭矩大于反向扭矩时合金丝易磁化方向呈正螺旋分布的示意图。图4为本专利技术扭拧工艺正向扭矩小于反向扭矩时合金丝易磁化方向呈反螺旋分布的示意图。具体实施例方式下面参照附图并结合实施例对本专利技术作进一步详细描述。但是本专利技术不限于所给出的例子。例1 合金丝组分铁、钴、钒重量比Fe 49.1％，Co 43.1％，V 7.8％，直径0.25毫米。首先采用辐射炉进行连续5次先加热后冷却的热加工处理(现有技术，不详细描述)，热处理温度500～1000℃，采用空气自然冷却。然后进行机械扭拧冷加工处理，合金丝的前进速度为5米/分，其反复扭拧区间由一个正向扭拧区间和一个反向扭拧区间组成，正向扭拧区间的长度为10厘米，反向扭拧区间的长度为10厘米，两个区间扭拧的角速度都为1200圈/本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：张年容，许辉军，朱云，郑主惠，陈剑，俞方，
申请(专利权)人：南京艾驰电子科技有限公司，
类型：发明
国别省市：