[发明专利]一种球壳形永磁体及其制备方法

说明书

本发明涉及一种球壳形永磁体的制备方法，其包括以下步骤：(1)提供具有磁晶各向异性的磁粉；(2)将所述磁粉通过第一模具进行热压，并对所述磁粉加热以及施加压力，使所述磁粉致密化并充满所述第一模具的模腔，得到热压毛坯，其中，所述第一模具的第一下压头的端面为球面；(3)将所述热压毛坯通过第二模具进行热变形处理，并对所述热压毛坯加热以及施加压力，使所述热压毛坯发生流变并充满所述第二模具的模腔，得到球壳形永磁体，其中所述第二模具的第二上压头及第二下压头的端面为球面，所述第二模具的模腔为球壳形状。本发明还提供一种采用上述制备方法得到的球壳形永磁体。

技术领域

本发明涉及一种球壳形永磁体及其制备方法。

背景技术

稀土永磁材料是以稀土金属元素与过渡族金属所形成的金属间化合物为基体的永磁材料。稀土永磁体广泛用于计算机工业、汽车工业、通讯信息产业、医疗工业、音箱设备与录像放像工业及风力发电与家电工业等，已成为全球的支柱产业和高新科技产业的重要物质基础。

球形永磁电动机可同时实现高精度、大范围的三自由度运动，因而在机器人、计算机视觉的摄像机驱动器以及纳米工作平台等高精度控制系统中具有广泛的应用前景。目前球形永磁电机的球形转子一般由稀土瓦片磁体拼接组成，由于磁体的不完整性，在拼接处漏磁、磁通不连续，输出信号存在波动，易造成电机运转中的齿槽效应。

而现有的稀土瓦片磁体的制备方法为烧结法，具体过程为：首先通过烧结工艺制备大块的磁体毛坯，再用线切割等方法将磁体毛坯加工成瓦片型磁体。在这一加工过程中，需要进行切除，因而存在浪费巨大，材料收得率低的缺点。

发明内容

有鉴于此，本发明提供一种球壳形永磁体及其制备方法，该球壳形永磁体可优化球形永磁电机的结构与输出特性，该制备方法具有制备效率高且材料收得率高的优点。

本发明提供一种球壳形永磁体的制备方法，其包括以下步骤：

(1)提供具有磁晶各向异性的磁粉；

(2)将所述磁粉通过第一模具进行热压，并对所述磁粉加热以及施加压力，使所述磁粉致密化并充满所述第一模具的模腔，得到热压毛坯，其中，所述第一模具包括第一上压头及第一下压头，所述第一上压头与第一下压头配合形成所述第一模具的模腔，所述第一上压头的端面为平面，所述第一下压头的端面为球面；

(3)将所述热压毛坯通过第二模具进行热变形处理，并对所述热压毛坯加热以及施加压力，使所述热压毛坯发生流变并充满所述第二模具的模腔，得到球壳形永磁体，其中所述第二模具包括第二上压头、内模套及第二下压头，所述第二上压头及第二下压头的端面为球面，所述第二下压头的球面的半径均大于所述第一下压头及第二上压头的球面的半径，所述第二上压头、内模套及第二下压头配合形成所述第二模具的模腔，所述第二模具的模腔为球壳形状。

其中，所述第一下压头及第二下压头的球面为内凹的球面，所述第二上压头的球面为外凸的球面。

其中，所述第二上压头的球面的球心与第二下压头的球面的球心相重叠。

其中，所述热压毛坯的表面包括一球面，所述热压毛坯的球面与所述第二下压头的球面相切。

其中，步骤(1)中所述磁粉为钕铁硼磁粉、钐钴磁粉、钐铁氮磁粉中的至少一种。

其中，步骤(2)中所述热压的过程具体为：将所述磁粉放入第一模具中，在真空环境中对磁粉进行加热至第一温度，并对第一模具施加第一压力，得到热压毛坯，其中第一压力为50MPa～300MPa，第一温度为600℃～750℃。

其中，步骤(3)中所述热变形的过程具体为：将所述热压毛坯放入第二模具中，在惰性气氛中对热压毛坯进行加热至第二温度，再对热压毛坯施加第二压力，使所述热压毛坯发生变形，得到球壳形永磁体，其中第二压力为50MPa～300MPa，第二温度为800℃～900℃。