本發(fā)明涉及磁性器件制備技術(shù)領(lǐng)域，尤其是涉及一種多極磁環(huán)取向和充磁的夾具及方法。

背景技術(shù)：

徑向多極磁環(huán)，表面磁通密度高，明顯優(yōu)于傳統(tǒng)瓦形磁鋼拼裝的性能，其磁路設(shè)計與輻射環(huán)完全不同，輻射環(huán)表面磁通分布一般為馬鞍形，而徑向多極磁環(huán)表面磁通分布呈正弦波形，更有利于電機的設(shè)計。

目前，徑向多極磁環(huán)可以用多種方式制得。1、用各向同性磁粉制得各向同性磁環(huán)，充磁時用多極充磁；2、先采用全輻射取向制得磁環(huán)，充磁時選用多極充磁；3、利用各向異性磁粉在制備過程中直接徑向多極取向，再進行多極充磁。相對來講，各向同性環(huán)和全輻射取向再進行多極充磁得到的多極環(huán)性能比制備時直接做成多極取向的磁環(huán)要低，尤其是各向同性環(huán)，表磁只到后者的一半左右。

公開專利CN101964236B利用NdFeB晶粒的壓力特性，通過熱壓/熱變形工藝可以先制備全輻射取向磁環(huán)，再通過多極充磁制得多極NdFeB磁環(huán)，這種工藝需要在高溫下進行，涉及到的脫模過程比較繁瑣，大規(guī)模生產(chǎn)比較困難。

采用合適的取向技術(shù)是制造高性能多極磁環(huán)的關(guān)鍵。直接制備徑向多極磁環(huán)的技術(shù)也比較復(fù)雜，成品磁環(huán)的充磁極數(shù)和位置與取向制備時是一致的，不能錯位。但是這種技術(shù)制得的多極磁環(huán)性能最高，更有利于產(chǎn)品做薄做輕。適用與燒結(jié)鐵氧體、粘接鐵氧體、燒結(jié)NdFeB、粘接NdFeB等產(chǎn)品體系。

現(xiàn)有技術(shù)中，多極磁環(huán)取向及充磁多采用在模腔外圍設(shè)置若干個線圈繞組，在添料前，繞組處于斷電狀態(tài)；加料后，繞組通高頻電，同時壓機對模腔內(nèi)的粉料進行壓制，從而完成取向成型。這種方法存在以下問題：取向壓制為連續(xù)過程，繞組電流如果采用電容器脈沖放電，會使取向過程不充分，各向異性的磁粉來不及轉(zhuǎn)動取向；若持續(xù)使用大電流，極易發(fā)熱，增加了模具的復(fù)雜程度，并且降低模具壽命。

授權(quán)專利號為CN201084508Y的專利提到采用永磁體提供取向磁場的方式，在操作時為了防止裝粉料時，磁粉吸附到模腔壁上，采用滑動連接永磁體與模具架，在向模腔內(nèi)添加磁粉之前移開永磁體，以減少永磁體的磁場對模腔的干擾；加入磁粉后封閉腔模再將永磁體移動至腔模外圍，對磁粉進行取向。此種方法通過上下滑移永磁體來控制磁路，結(jié)構(gòu)比較復(fù)雜，操作起來比較繁瑣，且永磁體一旦選定，磁場的大小和分布就很難調(diào)節(jié)。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明是為了解決現(xiàn)有為磁環(huán)取向、退磁、充磁的夾具所存在的上述問題，提供了一種結(jié)構(gòu)簡單，使用靈活性好，取向、退磁、充磁可以在一套裝置內(nèi)完成的多極磁環(huán)取向和充磁的夾具。

本發(fā)明還提供了一種多極磁環(huán)取向和充磁方法，步驟簡單，操作方便，可獲得不同產(chǎn)品。

為了實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用以下技術(shù)方案：

本發(fā)明的一種多極磁環(huán)取向和充磁的夾具，所述夾具包括模腔和磁軛，所述磁軛數(shù)量為偶數(shù)個，磁軛位于模腔外側(cè)圍繞模腔間隔設(shè)置，磁軛的向心端面為與模腔相適配的圓弧面，且各圓弧面處于同一圓周面，所述磁軛上設(shè)有永磁體及線圈繞組，所述永磁體與磁軛結(jié)合面之間無間隙，線圈繞組具有二個，線圈繞組并列位于永磁體后方。本發(fā)明采用永磁體和線圈繞組的組合以在模腔內(nèi)形成所需的取向磁場和充磁磁場，且磁軛的向心端面為與模腔相適配的圓弧面，各圓弧面處于同一圓周面，穩(wěn)定性好，能使得磁場中心和幾何中心始終保持一致，表面磁通密度分布均勻，取向、退磁、充磁都可以在本發(fā)明中完成，通過設(shè)定不同的電流，可以方便的調(diào)節(jié)模腔的磁場分布，以得到不同的產(chǎn)品，使用靈活性好，其中磁軛數(shù)量為偶數(shù)個，可為二個、四個、六個、八個，根據(jù)實際需要進行選擇。

作為優(yōu)選，所述永磁體為鐵氧體永磁體或稀土永磁體。

作為優(yōu)選，所述線圈繞組為直流線圈繞組或脈沖線圈繞組。

一種多極磁環(huán)取向和充磁方法，具體步驟為：

（1）裝料：在線圈繞組中通與永磁體磁極相反的電流，使磁力線束縛在磁軛之中后裝料。采用勵磁線圈與永磁體磁場相反的勵磁電流，使磁力線大部分束縛在軛鐵之中，這時可以進行裝料操作，減少腔模壁對磁粉的吸附作用。

（2）取向壓制：通過控制線圈繞組的電流大小以控制產(chǎn)生所需的取向場，進行取向壓制后，根據(jù)目標產(chǎn)品的磁極旋轉(zhuǎn)得到的磁環(huán)，使磁環(huán)所受的磁力線與取向時相反，通過控制線圈繞組的電流方向和大小，使磁環(huán)完全退磁。根據(jù)目標產(chǎn)品磁極的多少選擇旋轉(zhuǎn)的角度，例如四極環(huán)需要旋轉(zhuǎn)90度；八極環(huán)需要旋轉(zhuǎn)45度，此時的磁環(huán)所受的磁力線與取向時相反。

（3）充磁：施加3~5倍矯頑力的磁場，施加與永磁體產(chǎn)生磁場同向磁場的大電流或脈沖電流對磁環(huán)進行多極充磁。

因此，本發(fā)明具有如下有益效果：

（1）采用永磁體和線圈繞組的組合以在模腔內(nèi)形成所需的取向磁場和充磁磁場，且磁軛的向心端面為與模腔相適配的圓弧面，各圓弧面處于同一圓周面，穩(wěn)定性好，能使得磁場中心和幾何中心始終保持一致，表面磁通密度分布均勻，取向、退磁、充磁都可以在本發(fā)明中完成，通過設(shè)定不同的電流，可以方便的調(diào)節(jié)模腔的磁場分布，以得到不同的產(chǎn)品，使用靈活性好；

（2）本發(fā)明多極磁環(huán)取向和充磁方法，步驟簡單，操作方便，可獲得不同產(chǎn)品。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中多極磁環(huán)取向和充磁的夾具結(jié)構(gòu)示意圖。

圖中：模腔1，磁軛2，永磁體3，線圈繞組4。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖和具體實施方式對本發(fā)明做進一步的描述。

實施例

如圖1所示的一種多極磁環(huán)取向和充磁的夾具，所述夾具包括模腔1和磁軛2，所述磁軛具有四個，磁軛位于模腔外側(cè)圍繞模腔間隔設(shè)置，磁軛的向心端面為與模腔相適配的圓弧面，且各圓弧面處于同一圓周面，所述磁軛上設(shè)有永磁體3及線圈繞組4，所述永磁體與磁軛結(jié)合面之間無間隙，線圈繞組具有二個，線圈繞組并列位于永磁體后方。

以制備八極磁環(huán)為例，具體步驟為：

（1）裝料：選用表面處理后的各向異性NdFeB磁粉，在線圈繞組（直流線圈繞組）中通與永磁體（采用NdFeB的N50磁體）磁極相反的電流（60000安匝），測得腔模中心磁場強度為5000 A/m，將各向異性NdFeB磁粉放入模腔中。

（2）取向壓制：將線圈繞組的電流大小減小至0安匝，利用永磁體的對向產(chǎn)生八極取向場，此時在模腔中心的最大磁場強度為40000 A/m，且在模腔中呈現(xiàn)出八極分布，壓制完成之后，旋轉(zhuǎn)45°加反向電流磁場進行退磁處理，退磁過程為行業(yè)公知過程，故不贅述。

（3）充磁：施加3~5倍矯頑力的磁場，施加與永磁體產(chǎn)生磁場同向磁場的脈沖大電流200000 安匝，對磁環(huán)進行多極充磁，測得模腔中心的磁場強度為4000000 A/m，約為5T，且在模腔內(nèi)的分布為八極，滿足充磁八極磁環(huán)的需求。

以上所述的實施例只是本發(fā)明的一種較佳的方案，并非對本發(fā)明作任何形式上的限制，在不超出權(quán)利要求所記載的技術(shù)方案的前提下還有其它的變體及改型。