真空多弧涂覆设备的制作方法

文档序号:15664306发布日期:2018-10-13 01:47阅读:138来源:国知局

本实用新型属于永磁体涂覆技术领域,涉及永磁体涂覆设备,具体地说,涉及一种用于重稀土扩散法制作烧结钕铁硼永磁体的真空多弧涂覆设备。



背景技术:

钕铁硼永磁体由于具有高矫顽力和高磁能积等特性,在新能源电动汽车、风力发电永磁电机、永磁电梯曳引机、节能家电永磁变频电机、空心杯永磁微电机、无人机等许多领域用来制作永磁电机,实现降低能耗的目的。为了确保钕铁硼永磁体的高矫顽力和高磁能积,钕铁硼永磁体的传统制作工艺需要使用大量的重稀土例如镝、铽等稀土金属,而镝、铽价格昂贵,因此大幅度提高了钕铁硼永磁体的制作成本。

近年来,已经开发出利用重稀土晶界扩散方法减少镝或铽的使用量,并提高钕铁硼永磁体的内禀矫顽力(简称Hcj)。这种重稀土晶界扩散方法首先需要把镝或铽涂覆在钕铁硼永磁体表面上,之后再把表面上的镝或铽沿着钕铁硼永磁体的晶界渗透到钕铁硼永磁体中。在将镝或铽涂覆在钕铁硼永磁体表面上的方法中,真空多弧方式与其他涂覆方式(如:浸涂、滚涂、喷涂、刷涂、蒸镀涂覆、溅射镀涂覆等)相比,涂覆层的均匀性、结合力不仅能够保障产品的一致性和稳定性,且生产效率高、生产成本低。但配套于真空多弧涂覆方式的真空多弧涂覆设备存在以下不足:真空多弧涂覆方式要求涂覆层厚度达5-40um,而通常使用涂覆设备对钕铁硼永磁体表面涂覆镝或铽时,在满足涂覆层各种质量要求的前提下,单个靶极的沉积速率低,涂覆厚度达到5um需要长时间连续涂制,达到40um则需要更长时间连续涂制,易导致涂覆室温升过高,且生产效率低。为了保证钕铁硼永磁体的生产量,通常采取在涂覆室内配置多个多弧源组解决,但同样存在长时间连续涂制导致涂覆室温升过高的问题。涂覆室温升过高有两方面影响:一方面会影响涂覆层与钕铁硼永磁体的结合力,导致重稀土扩散后的钕铁硼永磁体的磁性不稳定;另一方面钕铁硼永磁体本身的畴壁发生变化从而导致磁性能降低。为了既能保证生产量,又能解决温升问题,现有设备通常采用的手段是把涂覆过程应需的工艺时间分段进行,并且在设备的配置上设置了专门的冷却室强制降温。例如,需要连续涂制60分钟时,在涂覆15分钟后就从涂覆室转至冷却室进行冷却,然后从冷却室出料,返回入料至涂覆室继续涂覆15分钟,之后依然经过冷却,如此循环多次完成涂制。这种方式既增加了生产复杂性,还需要专设冷却室,导致用于获得真空的真空机组相应的配置增多,且耗电量高,增加了生产时的生产成本。



技术实现要素:

本实用新型针对现有技术存在的生产效率低、涂覆室温升过高导致的产品磁性能稳定性差等上述问题,提供了一种真空多弧涂覆设备,该设备能够控制永磁体的升温,增加永磁体磁性能的稳定性,提高生产效率,降低生产成本。

为了达到上述目的,本实用新型提供了一种真空多弧涂覆设备,包括真空室、与真空室连接的真空抽气系统以及设于真空室内的传送装置,所述真空室上设有至少一个弧源组,每个弧源组设有多个弧源,所述弧源组为至少两个时,各弧源组依次间隔排列;所述传送装置上设有用于放置钕铁硼永磁体的支撑体,钕铁硼永磁体表面涂覆时,传送装置通过支撑体带动钕铁硼永磁体做水平往复运动。

优选的,所述弧源组设置有至少三个时,各个弧源组依次等距间隔排列。

优选的,所述支撑体为一体式结构。

优选的,所述支撑体为分体式结构,且分体的数量与弧源组的数量相同。

优选的,所述真空室为真空涂覆室。

优选的,所述真空室包括依次连通的真空转换室、真空涂覆室和冷却及真空转换室,所述真空抽气系统包括与真空转换室连接的第一真空抽气系统、与真空涂覆室连接的第二真空抽气系统和与冷却及真空转换室连接的第三真空抽气系统。

优选的,所述传送装置包括电机和与电机连接的传送辊,所述支撑体安装于所述传送辊上。

进一步的,还包括电控装置,所述电控装置包括与所述电机连接的控制器以及与所述控制器连接的位置传感器所述位置传感器设置于所述真空涂覆室的进料端和出料端。

与现有技术相比,本实用新型的有益效果为:

(1)本实用新型提供的涂覆设备,采用多组多弧源等距布置安装,提高沉积效率,有效缩短涂覆时间,提高生产效率,并通过选择弧源组间距,控制钕铁硼永磁体在弧源下涂覆受热升温时间和未涂覆散热降温时间占比,从而控制钕铁硼永磁体的升温,有效提高产品的磁性能稳定性。

(2)本实用新型提供的涂覆设备,钕铁硼永磁体放置于支撑体,支撑体采用整体设计或分体式设计,采用分体设计时,分体的数量与弧源组数量相同,通过选择支撑体的水平往复运动速度的快慢控制每一次往复运动钕铁硼永磁体在弧源下涂覆受热升温时间和未涂覆散热降温时间占比或频率,从而控制钕铁硼永磁体的升温,有效提高产品的磁性能稳定性。

(3)本实用新型提供的涂覆设备,采用真空多弧涂覆重稀土镝或铽,并采用一端进入,中间涂覆,另一端冷却输出的方式分批连续生产。设备紧凑,初期投入少,涂覆效率高、耗电少,生产成本低。

附图说明

图1为本实用新型一实施例的结构示意图。

图2为本实用新型另一优选实施例的结构示意图。

图3为本实用新型另一实施例的结构示意图。

图4为本实用新型又一实施例的结构示意图。

图中,1、真空室,101、真空涂覆室,102、真空转换室,103、冷却及真空转换室,2、真空抽气系统,201、罗茨真空泵,202、机械泵,203、气动蝶阀,204、分子泵,21、第一真空抽气系统,211、罗茨真空泵,212、机械泵,213、气动蝶阀,214、过滤器,215、气动截止阀,22、第二真空抽气系统,221、罗茨真空泵,222、机械泵,223、气动蝶阀,224、分子泵,23、第三真空抽气系统,231、罗茨真空泵,232、机械泵,233、气动蝶阀,234、过滤器,235、气动截止阀,3、弧源组,4、钕铁硼永磁体,5、支撑体,6传送辊。

具体实施方式

下面,通过示例性的实施方式对本实用新型进行具体描述。然而应当理解,在没有进一步叙述的情况下,一个实施方式中的元件、结构和特征也可以有益地结合到其他实施方式中。

在本实用新型的描述中,需要说明的是,术语“内”、“上”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的位置关系,仅是为了便于描述本实用新型和简化描述,而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作,因此不能理解为对本实用新型的限制。此外,术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的,而不能理解为指示或暗示相对重要性。

参见图1,本实用新型一实施例,提供了一种真空多弧涂覆设备,包括真空室1、与真空室1连接的真空抽气系统2以及设于真空室1内的传送装置,所述真空室1上设有两个间隔排列的弧源组3,每个弧源组设有多个弧源;所述传送装置上设有用于放置钕铁硼永磁体4的支撑体5,所述支撑体为一体式结构;钕铁硼永磁体4表面涂覆时,传送装置通过支撑体5带动钕铁硼永磁体4做水平往复运动。其中,所述真空室1为真空涂覆室。

继续参见图1,上述真空多弧涂覆设备中,所述的真空抽气系统2包括依次连接的机械泵202、罗茨真空泵201、气动蝶阀203和分子泵204,对钕铁硼永磁体进行涂覆时,用于对真空室进行高真空抽气。

继续参见图1,上述真空多弧涂覆设备中,所述传送装置包括电机和与电机连接的传送辊6,所述支撑体5安装于所述传送辊6上。

为了便于控制钕铁硼永磁体涂覆过程中的往复运动及完成生产过程中钕铁硼永磁体的传送,上述真空多弧涂覆设备中,还包括电控装置,所述电控装置包括与所述电机连接的控制器以及与所述控制器连接的位置传感器,所述位置传感器设置于所述真空涂覆室的进料端和出料端。

本实施例中的真空多弧涂覆设备,采用两组多弧源间隔排列安装,且钕铁硼永磁体做水平往复运动,通过选择适当弧源组间距或水平往复运动节拍,控制每一次往复运动钕铁硼永磁体在弧源下涂覆受热升温时间和未涂覆散热时间占比或频率,控制钕铁硼永磁体的升温,提高涂覆效率。

参见图2,为了进一步提高钕铁硼永磁体的涂覆效率,在本实用新型的另一优选实施例中,所述支撑体5为分体式结构,且分体的数量与弧源组3的数量相同。

参见图3,本实用新型另一实施例,提供了一种真空多弧涂覆设备,包括真空室、与真空室连接的真空抽气系统以及设于真空室内的传送装置,所述真空室包括依次连通的真空转换室102、真空涂覆室101和冷却及真空转换室103,所述真空涂覆室101上设有二个间隔排列的弧源组3,每个弧源组设有多个弧源;所述传送装置上设有用于放置钕铁硼永磁体4的支撑体5,所述支撑体5为分体式结构,且分体的数量与弧源组3的数量相同;钕铁硼永磁体4表面涂覆时,传送装置通过支撑体5带动钕铁硼永磁体4做水平往复运动。

继续参见图3,所述真空抽气系统包括与真空转换室102连接的第一真空抽气系统21、与真空涂覆室101连接的第二真空抽气系统22和与冷却及真空转换室103连接的第三真空抽气系统23。其中,第一真空抽气系统21包括依次连接的机械泵212、罗茨真空泵211和气动蝶阀213,以及依次连接的过滤器214和气动截止阀215,用于对真空转换室102进行低真空抽气,对真空涂覆室101进行预抽真空,缩短真空涂覆室101的真空准备时间。第二真空抽气系统22依次连接的机械泵222、罗茨真空泵221、气动蝶阀223和分子泵224,用于对真空涂覆室101进行高真空抽气。第三真空抽气系统23包括依次连接的机械泵232、罗茨真空泵231和气动蝶阀233,以及依次连接的过滤器234和气动截止阀235,用于对冷却及真空转换室103进行低真空抽气,对真空涂覆室101进行预抽真空,缩短真空涂覆室101的真空准备时间。

继续参见图3,上述真空多弧涂覆设备中,所述传送装置包括电机和与电机连接的传送辊6,所述支撑体5安装于所述传送辊6上。

为了便于控制钕铁硼永磁体涂覆过程中的往复运动及完成生产过程中钕铁硼永磁体的传送,上述真空多弧涂覆设备中,还包括电控装置,所述电控装置包括与所述电机连接的控制器以及与所述控制器连接的位置传感器,所述位置传感器设置于所述真空涂覆室的进料端和出料端。

本实施例中的真空多弧涂覆设备,采用两组多弧源间隔排列安装,且钕铁硼永磁体做水平往复运动,通过选择适当弧源组间距或水平往复运动节拍,控制每一次往复运动钕铁硼永磁体在弧源下涂覆受热升温时间和未涂覆散热时间占比或频率,控制钕铁硼永磁体的升温,提高涂覆效率。涂覆时还通过一端进入,中间涂覆,另一冷却输出的方式,分批连续生产,设备紧凑,初期投入少,涂覆效率高、耗电少、生产成本低。同时采用两端低真空抽气,对真空涂覆室进行预抽真空,缩短了真空准备时间,进一步提高了生产效率。

参见图4,本实用新型又一实施例,提供了一种真空多弧涂覆设备,包括真空室、与真空室连接的真空抽气系统以及设于真空室内的传送装置,所述真空室包括依次连通的真空转换室102、真空涂覆室101和冷却及真空转换室103,所述真空涂覆室101上设有三个依次等距间隔排列的弧源组3,每个弧源组设有多个弧源;所述传送装置上设有用于放置钕铁硼永磁体4的支撑体5,所述支撑体为分体式结构,且分体的数量与弧源组3的数量相同;钕铁硼永磁体4表面涂覆时,传送装置通过支撑体5带动钕铁硼永磁体4做水平往复运动。

继续参见图4,所述真空抽气系统包括与真空转换室102连接的第一真空抽气系统21、与真空涂覆室101连接的第二真空抽气系统22和与冷却及真空转换室103连接的第三真空抽气系统23。其中,第一真空抽气系统21包括依次连接的机械泵212、罗茨真空泵211和气动蝶阀213,以及依次连接的过滤器214和气动截止阀215,用于对真空转换室102进行低真空抽气,对真空涂覆室101进行预抽真空,缩短真空涂覆室101的真空准备时间。第二真空抽气系统22依次连接的机械泵222、罗茨真空泵221、气动蝶阀223和分子泵224,用于对真空涂覆室101进行高真空抽气。第三真空抽气系统23包括依次连接的机械泵232、罗茨真空泵231和气动蝶阀233,以及依次连接的过滤器234和气动截止阀235,用于对冷却及真空转换室103进行低真空抽气,对真空涂覆室101进行预抽真空,缩短真空涂覆室101的真空准备时间。

继续参见图4,上述真空多弧涂覆设备中,所述传送装置包括电机和与电机连接的传送辊6,所述支撑体5安装于所述传送辊6上。

为了便于控制钕铁硼永磁体涂覆过程中的往复运动及完成生产过程中钕铁硼永磁体的传送,上述真空多弧涂覆设备中,还包括电控装置,所述电控装置包括与所述电机连接的控制器以及与所述控制器连接的位置传感器,所述位置传感器设置于所述真空涂覆室的进料端和出料端。

本实施例中的真空多弧涂覆设备,生产效率更高,采用三组多弧源等距间隔排列安装,且钕铁硼永磁体做水平往复运动,通过选择适当弧源组间距或水平往复运动节拍,控制每一次往复运动钕铁硼永磁体在弧源下涂覆受热升温时间和未涂覆散热时间占比或频率,控制钕铁硼永磁体的升温,提高涂覆效率。涂覆时还通过一端进入,中间涂覆,另一冷却输出的方式,分批连续生产,设备紧凑,初期投入少,涂覆效率高、耗电少、生产成本低。同时采用两端低真空抽气,对真空涂覆室进行预抽真空,缩短了真空准备时间,进一步提高了生产效率。

在上述所有实施例中,所述的支撑体为托盘,但不限于此,还可以采用其他具有支撑作用的支撑体。

作为上述所有实施例的延伸,弧源组的组数、弧源组间距以及钕铁硼永磁体水平往复运动速度的快慢均可根据实际涂覆情况进行选择,既能保证生产量,又能解决升温问题,还能提高生产效率,降低生产成本。

上述实施例用来解释本实用新型,而不是对本实用新型进行限制,在本实用新型的精神和权利要求的保护范围内,对本实用新型做出的任何修改和改变,都落入本实用新型的保护范围。

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