一种制备具有辐向织构整体永磁环温压成形方法及模具

摘要

本发明属于永磁材料领域，涉及一种制备具有辐向织构整体永磁环温压成形方法及模具。将具有磁晶各向异性的粉末在辐向磁场温压模具中，依靠辐向磁场、温度场和压力场共同作用下成形得到具有辐向织构特征的整体永磁环。辐向磁场温压模具由环形盒1、模套2、模芯3、下模冲4、上模冲5、环形盒盖6、液体介质入口8、液体介质出口9和液体介质10组成。采用本发明技术和模具，结合充磁技术，将磁粉7制备成辐向整体永磁环或多极整体永磁环。本发明制备的整体永磁环具有密度和取向度高、一致性好、磁性能优良的特点。

主权项

一种制备具有辐向织构整体永磁环温压成形方法，其特征是将磁晶各向异性粉末在辐向磁场温压模具中，进行辐向压制成形，采用液体介质循环加热获得温度场；在辐向磁场、温度场和压力场共同作用下得到具有辐向织构特征的整体永磁环；所采用的辐向磁场温压模具是由环形盒(1)、导磁的模套(2)、导磁的模芯(3)、不导磁的下模冲(4)、不导磁的上模冲(5)、环形盒盖(6)、液体介质入口(8)、液体介质出口(9)和液体介质(10)组成；根据同性相斥原理，在模具中形成“压机极头→导磁模芯(3)→磁粉(7)→导磁模套(2)→压机极头”磁力线回路获得辐向磁场，磁粉(7)沿辐向磁场取向排列；该稳压成形方法采用以下40种方案之一： 1)将钕铁硼磁粉放入辐向磁场温压模具型腔中，在50℃温度、12000Oe辐向磁场、300Mpa压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理；磁环的磁性能为：Br＝1.22T，Hci＝997kA/m，(BH)max＝321kJ/m3； 2)将钕铁硼磁粉放入辐向磁场温压模具型腔中，在50℃温度、12000Oe辐向磁场、10Mpa压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能为：Br＝1.16T，Hci＝1050kA/m，(BH)max＝282kJ/m3； 3)将钕铁硼磁粉放入辐向磁场温压模具型腔中，在50℃温度、22000Oe辐向磁场、300Mpa压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能为：Br＝1.23T，Hci＝989kA/m，(BH)max＝322kJ/m3； 4)将钕铁硼HDDR磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、10000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.95T，Hci＝1020kA/m，(BH)max＝168kJ/m3； 5)将钕铁硼HDDR磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、22000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.76T，Hci＝1076kA/m，(BH)max＝126kJ/m3； 6)将钕铁硼HDDR磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在260℃温度、22000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.76T，Hci＝1042kA/m，(BH)max ＝133kJ/m3； 7)将钕铁硼HDDR磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、300Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.71T，Hci＝1002kA/m，(BH)max＝87kJ/m3； 8)将钕铁硼HDDR磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、22000Oe磁场、3MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.74T，Hci＝1372kA/m，(BH)max＝95kJ/m3； 9)将钕铁硼HDDR磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、10000Oe磁场、497MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.85T，Hci＝1072kA/m，(BH)max＝143kJ/m3； 10)将钕铁硼HDDR磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、22000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.96T，Hci＝1045kA/m，(BH)max＝169kJ/m3； 11)将2∶17型钐钴永磁粉放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、12000Oe辐向磁场、300Mpa的压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能为：Br＝1.06T，Hci＝1802kA/m，(BH)max＝225kJ/m3； 12)将2∶17型钐钴永磁粉放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、22000Oe辐向磁场、300Mpa的压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能为：Br＝1.08T，Hci＝1807kA/m，(BH)max＝228kJ/m3； 13)将2∶17型钐钻永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、10000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.81T，Hci＝769kA/m，(BH)max＝130kJ/m3； 14)将2∶17型钐钴永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向 磁场温压模具中，在50℃温度、22000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.67T，Hci＝821kA/m，(BH)max＝92kJ/m3； 15)将2∶17型钐钴永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在260℃温度、22000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.69T，Hci＝817kA/m，(BH)max＝98kJ/m3； 16)将2∶17型钐钴永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、22000Oe磁场、3MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.55T，Hci＝910kA/m，(BH)max＝62kJ/m3； 17)将2∶17型钐钴永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、300Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.51T，Hci＝797kA/m，(BH)max＝57kJ/m3； 18)将2∶17型钐钴永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、10000Oe磁场、497MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.76T，Hci＝831kA/m，(BH)max＝116kJ/m3； 19)将2∶17型钐钴永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、22000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.82T，Hci＝786kA/m，(BH)max＝131kJ/m3； 20)将1∶5型钐钴永磁粉放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、12000Oe辐向磁场、300Mpa的压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能：Br＝0.94T，Hci＝1499kA/m，(BH)max＝171kJ/m3； 21)将1∶5型钐钴永磁粉放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、22000Oe辐向磁场、300Mpa的压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能： Br＝0.95T，Hci＝1511kA/m，(BH)max＝172kJ/m3； 22)将1∶5型钐钴永磁粉放入辐向磁场温压模具(图1)中，在50℃温度、12000Oe辐向磁场、10Mpa的压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能为：Br＝0.95T，Hci＝1540kA/m，(BH)max＝158kJ/m3； 23) 将1∶5型钐钴永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具(图1)中，在150℃温度、12000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.72T，Hci＝931kA/m，(BH)max＝111kJ/m3； 24)将1∶5型钐钴永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在260℃温度、22000Oe磁场、3MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.42T，Hci＝1009kA/m，(BH)max＝50kJ/m3； 25)将1∶5型钐钴永磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、300Oe磁场、497MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.44T，Hci＝1137kA/m，(BH)max＝36kJ/m3； 26)将1∶12型钕铁氮磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、16000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.93T，Hci＝510kA/m，(BH)max＝135kJ/m3； 27)将1∶12型钕铁氮磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在260℃温度、22000Oe磁场、3MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.76T，Hci＝611kA/m，(BH)max＝98kJ/m3； 28)将1∶12型钕铁氮磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、300Oe磁场、497MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.68T，Hci＝569kA/m，(BH)max＝ 82kJ/m3； 29)将2∶17钐铁氮磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、16000Oe磁场、497MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.87T，Hci＝889kA/m，(BH)max＝192kJ/m3； 30)将2∶17钐铁氮磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在260℃温度、22000Oe磁场、3MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.76T，Hci＝1170kA/m，(BH)max＝152kJ/m3； 31)将2∶17钐铁氮磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、300Oe磁场、497MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.68T，Hci＝891kA/m，(BH)max＝129kJ/m3； 32)将3∶29钐铁氮磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、16000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.80T，Hci＝712kA/m，(BH)max＝87kJ/m3； 33)将3∶29钐铁氮磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在260℃温度、22000Oe磁场、3MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.61T，Hci＝870kA/m，(BH)max＝55kJ/m3； 34)将3∶29钐铁氮磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、300Oe磁场、497MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.51T，Hci＝751kA/m，(BH)max＝39kJ/m3； 35)将铁氧体磁粉放入辐向磁场温压模具型腔中，在50℃温度、12000Oe辐向磁场、300Mpa压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能为：Br＝0.48T，Hci＝273kA/m，(BH)max＝40.1kJ/m3； 36)将铁氧体磁粉放入辐向磁场温压模具型腔中，在50℃温度、22000Oe辐向磁场、300Mpa压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能为：Br ＝0.49T，Hci＝275kA/m，(BH)max＝40.5kJ/m3； 37)将铁氧体磁粉放入辐向磁场温压模具型腔中，在50℃温度、12000Oe辐向磁场、10Mpa压力下压制成形，然后进行烧结和时效处理，磁环的磁性能为：Br＝0.40T，Hci＝358kA/m，(BH)max＝30.3kJ/m3； 38)将铁氧体磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在150℃温度、10000Oe磁场、800MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.29T，Hci＝257kA/m，(BH)max＝15.2kJ/m3； 39)将铁氧体磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在260℃温度、22000Oe磁场、3MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.19T，Hci＝293kA/m，(BH)max＝7.1kJ/m3； 40)将铁氧体磁粉和环氧树脂粘结剂按质量比97∶3均匀混合后放入辐向磁场温压模具中，在50℃温度、300Oe磁场、497MPa压力下压制成形，最后在150℃下固化30min，磁环的磁性能为：Br＝0.16T，Hci＝302kA/m，(BH)max＝5.9kJ/m3。