专利名称：新型长方体烧结钕铁硼永磁体及其成型模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及钕铁硼(NdFeB)永磁体，具体为一种新型长方体烧结钕铁硼永磁体及其成型模具。
背景技术：
由于烧结钕铁硼具有优异的磁性能，其应用领域非常广阔。在核磁共振成像仪、磁分离机械设备等领域得到广泛应用。在具体应用中是通过将长方体烧结NdFeB永磁体堆垛叠放来实现所需强磁场的。
制作烧结钕铁硼永磁体的工艺流程是配料→熔炼→制粉→粉末取向并压制成型→烧结。这是因为，烧结钕铁硼永磁体的磁性能主要来源于有四方结构的Nd2Fe14B基体相，而这个基体相是单轴晶体，只有一个易磁化轴，因此，制作烧结钕铁硼永磁体时，在依照配方进行配料、熔炼、制备为细粉之后，必须先将细粉装入成型所用模具内呈某种形状的模具型腔中，随模具一起置于压机上所配置的外加磁场中，对粉末在外磁场作用下进行取向，使每个粉末颗粒的易磁化轴沿同一方向(即外加磁场所产生的磁场方向)整齐排列，之后再施加压力，压制成需要的形状，经过烧结，成为致密的各向异性烧结钕铁硼坯料，才能在经过技术磁化后获得应有的磁场。如果不对粉末在外磁场作用下进行取向就压制成型，技术磁化后获得的磁场就会很弱。
烧结钕铁硼永磁体的磁场是有方向的，而上述工艺方法决定了烧结钕铁硼坯料经过技术磁化后所形成磁场的方向就必然是粉末易磁化轴的排列方向，实质上也就是实施对粉末取向排列并压制成型步骤时压机上所配置外加磁场的方向(外加磁场的方向在压机上通常是水平的)。
本领域的传统认识认为，长方体烧结钕铁硼永磁体的磁场方向应该与长方体是正交的，即长方体永磁体的磁场方向与此三维长方体的一维方向相同、与另外两维方向垂直。因此，现有技术在制作长方体烧结NdFeB永磁体，实施粉末取向并压制成型步骤，把细粉随成型所用模具放入磁场压机时，就把模具内部呈长方体形状的模具型腔的其中一维始终与压机所配置外加磁场的方向相同、模具型腔的另外两维与压机所配置外加磁场的方向垂直。由于烧结钕铁硼坯料经过技术磁化后所形成磁场的方向和压机上所配置外加磁场的方向(外加磁场的方向在压机上是水平的)相同，那么以现有技术这种取向并压制成型方式得到的长方体烧结钕铁硼坯料经过技术磁化后，也就产生与此长方体正交的磁场。
在核磁共振成像仪、磁分离机械设备等领域使用长方体烧结钕铁硼永磁体时，往往采取将较多的永磁体堆垛叠放的方式以获得整台设备或仪器所需的强磁场。但是目前这种具有正交磁场的长方体烧结钕铁硼永磁体结构决定了堆垛叠放时永磁体之间会产生较大的磁损，而且叠放而成的堆垛内每件永磁体的磁场方向全部平行向上，因此只能等截面地向上码放(如图2所示)，很不利于实现磁场聚磁(即堆垛两侧的磁力线向中部汇聚)，也不利于实现长方体永磁体的聚磁叠放(即堆垛下大上小。在同样数量下，正交磁场的长方体永磁体采用聚磁叠放无法达到整台设备或仪器所需的磁场强度)，从而给具体的磁路设计带来诸多不便，造成堆垛体积较大以及为了弥补磁损造成的长方体烧结钕铁硼永磁体使用量的增大。
发明内容
本发明为了解决现有正交磁场的长方体烧结钕铁硼永磁体不利于实现磁场聚磁及聚磁叠放，堆垛叠放时烧结钕铁硼永磁体使用量大，以及不便于磁路设计等问题，提供一种新型的长方体烧结钕铁硼永磁体，并给出其专用的成型模具。
本发明是采用如下技术方案实现的新型长方体烧结钕铁硼永磁体，其磁场方向与长方体的一维垂直、与另外两维成任意角度(根据现有技术的描述，可明显看出该任意角度不包括零度和九十度)。通过改变长方体烧结钕铁硼永磁体的磁场方向，使得长方体烧结钕铁硼永磁体可实现聚磁叠放，在实现相同磁场强度的情况下减少长方体永磁体的用量；在长方体永磁体数量相同的情况下，由于该长方体永磁体倾斜后的磁场(即非正交磁场)具有两侧向中部汇聚的聚磁功能，能堆垛叠放出强度更大的磁场，同时聚磁叠放更便于在具体应用时的磁路设计。
所述的新型长方体烧结钕铁硼永磁体可采用如下的成型模具压制而成，成型模具包含其内部空腔为长方体形状的模具体(该模具体实际上就是现有的成型模具)，在模具体内的长方体空腔的四个角部设置有直角三棱柱体，四个直角三棱柱体形成其一维与长方体空腔的横向水平轴线(即与压机上所配置外加磁场的方向相同的水平轴线)相垂直、另两维与长方体空腔的横向水平轴线成任意角度的长方体型腔。成型模具仍以现有的放置方式(即成型模具内的长方体空腔的横向水平轴线与压机上的外加磁场方向一致)放入磁场压机，由于四个直角三棱柱的设置，此时长方体型腔的一维与压机外加磁场的方向垂直、另两维与压机外加磁场的方向成任意角度，在外加磁场的作用下取向后，使得压制成型于型腔内的长方体钕铁硼坯料技术磁化后所形成磁场的方向也与长方体的一维垂直、与另外两维成任意角度。该成型模具可保证在不改变磁场压机结构的情况下，容易地得到本发明所述的(非正交磁场)长方体烧结钕铁硼永磁体。
在核磁共振成像仪、磁分离机械设备等设备或仪器中采用本发明所述的新型长方体烧结钕铁硼永磁体堆垛叠放组成磁路时，可产生聚磁效应，大幅度减少磁损，组装较少的长方体烧结钕铁硼永磁体就可达到预期的磁场强度，从而实现这些设备或仪器的轻量化、小型化，并且降低其生产成本，使价格低廉，有效地解决了长方体永磁体具体应用中急待解决的如何聚磁、如何减少永磁体用量的问题。本发明所述的成型模具可在不改变现有磁场压机结构的情况下，容易地得到本发明所述的长方体永磁体，其结构设计合理、新颖、巧妙。
图1为本发明所述的新型长方体烧结钕铁硼永磁体的磁场方向与长方体三维结构关系示意图；图2为现有正交磁场的长方体烧结钕铁硼永磁体堆垛叠放时的结构示图；图3为本发明所述的新型长方体烧结钕铁硼永磁体聚磁叠放的结构示意图；图4为本发明所述的新型长方体烧结钕铁硼永磁体按现有堆垛叠放方式时的磁场聚磁示意图；图5为成型模具的结构示意图；具体实施方式
新型长方体烧结钕铁硼永磁体，其磁场方向1与长方体的一维垂直、与另外两维成任意角度α、β。
磁场方向1与长方体另外两维间的角度α、β为45°。采用该优选的角度，有利于提高永磁体的聚磁效果。
该新型长方体烧结钕铁硼永磁体可实现聚磁叠放，如图3所示。这样，在产生相同磁场的情况下，明显减少了永磁体的用量。
该长方体烧结钕铁硼永磁体如采用现有正交磁场的长方体烧结钕铁硼永磁体的堆垛叠放结构(如图4所示)，由于磁场聚磁的功能，将产生强度更大的磁场。
成型模具包含其内为长方体空腔的模具体2，在模具体内的长方体空腔的四个角部放置有直角三棱柱体3，四个直角三棱柱体形成其一维与长方体空腔的横向水平轴线(即与压机上的外加磁场的方向相同的水平轴线)相垂直、另两维与长方体空腔的横向水平轴线成任意角度的长方体型腔4。
权利要求
1.一种新型长方体烧结钕铁硼永磁体，其特征为其磁场方向(1)与长方体的一维垂直、与另外两维成任意角度(α、β)。
2.如权利要求1所述的新型长方体烧结钕铁硼永磁体，其特征为磁场方向(1)与长方体另外两维间的角度(α、β)为45°。
3.如权利要求1所述的新型长方体烧结钕铁硼永磁体的成型模具，包含其内为长方体空腔的模具体(2)，其特征为在模具体内的长方体空腔的四个角部设置有直角三棱柱体(3)，四个直角三棱柱体形成其一维与长方体空腔的横向水平轴线相垂直、另两维与长方体空腔的横向水平轴线成任意角度的长方体型腔(4)。
全文摘要
本发明涉及钕铁硼永磁体，具体为一种新型长方体烧结钕铁硼永磁体及其成型模具。本发明为了解决现有正交磁场的长方体烧结钕铁硼永磁体不利于实现磁场聚磁及聚磁叠放，堆垛叠放时烧结钕铁硼永磁体使用量大，以及不便于磁路设计等问题。该新型长方体烧结钕铁硼永磁体，其磁场方向与长方体的一维垂直、与另外两维成任意角度。在核磁共振成像仪、磁分离机械设备等设备或仪器中采用本发明所述的新型长方体烧结钕铁硼永磁体堆垛叠放组成磁路时，可产生聚磁效应，大幅度减少磁损，组装较少的长方体烧结钕铁硼永磁体就可达到预期的磁场强度，从而实现这些设备或仪器的轻量化、小型化，并且降低其生产成本，使价格低廉。
文档编号H01F41/02GK1889202SQ20051001294
公开日2007年1月3日 申请日期2005年10月26日 优先权日2005年10月26日
发明者张敏, 康振东, 张锋锐, 祁三文, 庄祖兵 申请人:山西汇镪磁性材料制作有限公司