一种提供钕铁硼辅助铸造磁场的永磁体系统技术方案

本发明专利技术公开了一种提供钕铁硼辅助铸造磁场的永磁体系统，包括提供励磁源的第四永磁体、引导和调整磁力线方向的辅助永磁体以及导磁的软铁芯,所述第四永磁体为单体式或6-12块单向充磁的弧形块拼接而成。本发明专利技术提供的永磁体系统，工作作空间与磁体总体积比大，能适应设备要求又能满足需要留出足够的铜模空间；设计目标区域磁场集中，大小符合要求；方向沿轴线方向，垂直轴线方向的分量很小，可能对铸造造成的影响较小；辐射状环形磁体也可用八块单向充磁的弧形磁体代替，可在组装难度可接受的前提下降低成本，对所得磁场效果影响不明显；整体装在一个上下盖可拆的不锈钢壳中，既解决了固定的问题也能有效保护磁体。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开了一种提供钕铁硼辅助铸造磁场的永磁体系统，包括提供励磁源的第四永磁体、引导和调整磁力线方向的辅助永磁体以及导磁的软铁芯,所述第四永磁体为单体式或6-12块单向充磁的弧形块拼接而成。本专利技术提供的永磁体系统，工作作空间与磁体总体积比大，能适应设备要求又能满足需要留出足够的铜模空间；设计目标区域磁场集中，大小符合要求；方向沿轴线方向，垂直轴线方向的分量很小，可能对铸造造成的影响较小；辐射状环形磁体也可用八块单向充磁的弧形磁体代替，可在组装难度可接受的前提下降低成本，对所得磁场效果影响不明显；整体装在一个上下盖可拆的不锈钢壳中，既解决了固定的问题也能有效保护磁体。【专利说明】一种提供钕铁硼辅助铸造磁场的永磁体系统
本专利涉及一种钕铁硼辅助铸造磁场系统。
技术介绍
钕铁硼(NdFeB)基合金作为室温综合硬磁性能最好的稀土永磁材料，广泛应用于各类机电产品中，其市场值已接近永磁材料的二分之一并逐年上升。NdFeB磁体的制备目前主要采用粉末冶金，由于制备工艺存在诸如工艺复杂、工序繁多和粉末冶金缺陷等问题，难以得到高性能的优质磁体。因此，近十年来，许多研究者尝试用大块非晶(BMG)制备技术以及快速凝固技术来获得更高性能的纳米复合NdFeB材料,但这种新技术仍存在诸多问题亟待解决。快速凝固技术常用的方式主要有吸铸和吹铸两种直接铜模铸造。而基于此种工艺如何使磁体获得各向异性以获得更好磁性能是研究者们关注的重要问题。目前的一些研究结果表明磁场可能有助于获得磁各向异性，并且可以优化钕铁硼纳米晶组织结构。台湾一些研究者已经做出相关尝试，在吸铸模具表面加一个垂直于吸铸方向的水平磁场，但研究结果显示磁场对钕铁硼合金的凝固行为有影响，可细化晶粒；对各向异性的影响却不明显。上面提到磁场会影响晶体的C轴取向，这对于获得磁各向异性具有重要指导意义。所以，推测上述实验中磁场对各向异性影响不明显可能与磁场方向和施加方式有关，若施加一个平行于铸造方向的辅助磁场则很有可能获得沿轴向的磁各向异性。另外辅助磁场的添加要综合考虑工艺的各方面因素:首先，磁场大小要足够影响铸造过程；其次，要控制整个磁场系统的体积，与现有铸造设备腔体空间适应；并且考虑磁场系统对设备可能造成的影响；最后，要给吹铸(或吸铸)用铜模预留足够空间，保证铸造冷却速度和铸造效果。
技术实现思路
本专利技术的目的是获得一种提供平行于铸造方向的辅助铸造强磁场的永磁体系统，使铸造的磁体获得各向异性和良好的组织。这种辅助铸造磁场永磁体系统由一系列环形永磁体配以软磁铁芯组装在一起，外面用不锈钢外壳进行固定，不锈钢外壳上、下盖均用螺钉固定可拆卸，磁体中间留出一个圆柱形空间用来放置铸造用铜模。本专利技术的技术方案如下: 一种提供钕铁硼辅助铸造磁场的永磁体系统，包括提供励磁源的第四永磁体、引导和调整磁力线方向的辅助永磁体以及导磁的软铁芯，所述第四永磁体为辐射状充磁的环形磁体，第四永磁体下方设置有一层由沿轴向充磁的圆环形第二永磁体和包裹在第二永磁体外侧呈辐射状充磁组成排挤磁力线的环形第一永磁体；第四永磁体上方设置有一块沿轴向向下充磁的环形第五永磁体，有效地改善了磁力线走向形状；第四永磁体外侧下方设置有用于调整磁路的轴向充磁的环形第三永磁体，所述第五永磁体的上方及外侧覆盖地设置有导磁软铁圆环，所述导磁软铁圆环向下延伸至第三永磁体顶端。进一步地，所述第四永磁体为6-12块单向充磁的弧形块拼接而成。进一步地，所述的第一永磁体、第二永磁体、第三永磁体、第四永磁体、第五永磁体均为稀土钕铁硼永磁体。进一步地，所述的导磁软铁圆环为电工纯铁。进一步地，所述第二永磁体的中间设置有通气孔。进一步地，还包括用于容纳永磁体和导磁软铁圆环圆筒形壳体，所述壳体上端及下端分别设置有顶盖及底盖。进一步地，所述的顶盖及底盖均为盖均为圆角正方形不锈钢板，且中心均设有通孔。进一步地，所述顶盖及底盖的边缘及壳体两端的边缘配合地设置有用于装拆的紧固螺孔，顶盖及底盖可拆卸，为圆角正方形不锈钢板，四周有四个紧固螺孔，且盖的宽度均与桶体的直径保持一致，壳体为圆柱形，两端有可分别与上下盖配合的有螺纹孔进行连接。具体说本专利的永磁体系统整体为空心圆柱形，可提供轴线附近上方4cm范围内竖直向上的均值为0.7T左右的磁场，这也就是所需的平行铸造磁场的辅助磁场。该系统主要磁体为一块福射状充磁的圆环形第四永磁体，所述第四永磁体下方由一块磁场方向为轴向向上的圆盘形磁体和等厚配合的辐射状充磁的圆环形永磁体组成，作用使是尽量使主体磁体的磁场线往轴向向上的方向集中。第四永磁体上方有一块径向尺寸与第四永磁体一致的圆环形磁体，其磁场方向为沿轴向向下，作用是阻止磁场线过早向外侧偏转，延长平行磁场的长度。在此块磁铁上方和外侧有两块导磁的导磁软铁圆环，作用是引导磁力线返回，避免向外辐射。第四永磁体外侧有一个沿轴向向下充磁的圆环形磁体，作用是调整磁路形状。本专利提供的永磁体系统具有以下优点:工作空间与磁体总体积比大，能适应设备要求又能满足需要留出足够的铜模空间；设计目标区域磁场集中，大小符合要求；方向沿轴线方向，垂直轴线方向的分量很小，可能对铸造造成的影响较小；辐射状环形磁体也可用八块单向充磁的弧形磁体代替，可在组装难度可接受的前提下降低成本，对所得磁场效果影响不明显；整体装在一个上下盖可拆的不锈钢壳中，既解决了固定的问题也能有效保护磁体。【专利附图】【附图说明】图1为本专利技术实施例一的二维设计图。图2为本专利技术实施例一的三维剖面示意图。图3为本专利技术实施例一组合单向磁体模拟辐射环形磁体示意图。图4为本专利技术实施例一的磁力线分布图。图5为本专利技术实施例一中心轴磁场强度的分布曲线图。图6为本专利技术实施例一的不锈钢壳不意图。图7为本专利技术实施例三的组合单向磁体模拟辐射环形磁体示意图。图中所示为:1_第一永磁体；2_第二永磁体；3_第三永磁体；4_第四永磁体；5-第五永磁体；6_导磁软铁圆环；7_目标区域；8_通气孔；9_顶盖；10_筒体；11-底盖。【具体实施方式】下面结合附图对本专利技术的结构、原理作进一步的说明。实施例1 如图1至图3所示，一种提供钕铁硼辅助铸造磁场的永磁体系统，包括提供励磁源的第四永磁体4、引导和调整磁力线方向的辅助永磁体以及导磁的软铁芯，所述第四永磁体4为辐射状充磁的环形磁体，第四永磁体4下方设置有一层由沿轴向充磁的圆环形第二永磁体2和包裹在第二永磁体2外侧呈辐射状充磁组成排挤磁力线的环形第一永磁体I ;第四永磁体4上方设置有一块沿轴向向下充磁的环形第五永磁体5，有效地改善了磁力线走向形状；第四永磁体4外侧下方设置有用于调整磁路的轴向充磁的环形第三永磁体3，所述第五永磁体5的上方及外侧覆盖地设置有导磁软铁圆环6,所述导磁软铁圆环6向下延伸至第三永磁体3顶端。进一步地，所述的第一永磁体1、第二永磁体2、第三永磁体3、第四永磁体4、第五永磁体5均为稀土钕铁硼永磁体。进一步地，所述的导磁软铁圆环6为电工纯铁。进一步地，所述第二永磁体2的中间设置有通气孔8。进一步地，还包括用于容纳永磁体和导磁软铁圆环6圆筒形壳体10，所述壳体10上端及下端分别设置有顶盖9及底盖11。进一步地，所述的顶盖9及底盖11均为盖均为圆角正方形不锈钢板，且中心均设有通孔。进一本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种提供钕铁硼辅助铸造磁场的永磁体系统，其特征在于：包括提供励磁源的第四永磁体(4)、引导和调整磁力线方向的辅助永磁体以及导磁的软铁芯,所述第四永磁体(4)为辐射状充磁的环形磁体，第四永磁体(4)下方设置有一层由沿轴向充磁的圆环形第二永磁体(2)和包裹在第二永磁体(2)外侧呈辐射状充磁组成排挤磁力线的环形第一永磁体(1)；第四永磁体(4)上方设置有一块沿轴向向下充磁的环形第五永磁体(5)，第四永磁体(4)外侧下方设置有用于调整磁路的轴向充磁的环形第三永磁体(3)，所述第五永磁体(5)的上方及外侧覆盖地设置有导磁软铁圆环(6)，所述导磁软铁圆环(6)向下延伸至第三永磁体(3)顶端。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：刘仲武，李伟，郑志刚，赵利忠，
申请(专利权)人：华南理工大学，
类型：发明
国别省市：