一种高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法与流程

本发明涉及磁性材料，涉及一种高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法。

背景技术：

1、位置传感器在当今工业制造领域发挥着至关重要的作用，尤其是角位移传感器，由记录信号的码盘和读取信号的传感芯片两部分构成。根据检测原理，角位移传感器可以分类为角位移光栅传感器、角位移磁传感器、角位移电容式传感器等。考虑到数控机床(如数控磨床、加工中心、车铣复合机床等)的实际应用场景中，其电主轴在几千甚至上万转以上的高速应用环境下仍需要保持极高的角度精度和稳定性，光栅传感器码盘由光学玻璃制成，高转速下易碎，并且也不耐油污，本发明提供了一种数控机床高速电主轴角位移磁传感器用的磁码盘材料的制备方法。

2、目前，常用的磁码盘材料有铁氧体块材、fecocr、cunife等。除磁码盘材料的磁性能外，磁码盘材料的均匀性、平整度等对角位移磁传感器的精度和记录磁信号的稳定性具有重要的影响。以往的专利通常是把fecocr薄膜沉积在单晶硅衬底上，实际上不利于在数控机床电主轴上的安装，尤其是针对于高转速的应用需求，单晶硅也存在高转速下易碎、容易脱膜等问题，如何提高磁码盘材料的平整度和均匀性，获得能耐高速应用环境、高抗冲击抗振动的高性能磁码盘是目前数控机床电主轴用磁码盘研究领域的重点问题之一。

技术实现思路

1、为了解决现有技术问题，本申请实施例提供了一种高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，可以在保证高速应用的前提下，最大程度提高角度精度和稳定性。所述技术方案如下：

2、根据本申请的一方面，提供了一种高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，所述方法包括：一种高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，其特征在于，所述方法包括：获得金属衬底，所述金属衬底为无磁不锈钢；获得制备态薄膜材料，所述制备态薄膜材料为双过渡层的fecocr薄膜材料；将所述制备态薄膜材料进行分级退火处理，以获得所述高速电主轴用高性能磁码盘材料。

3、可选地，所述金属衬底为cr/sio2/fecocr/ti。

4、可选地，所述金属衬底为多层膜，其中所述cr/sio2为双缓冲层，用于提升磁性层的平整度和均匀性；所述ti为保护层。

5、可选地，所述获得制备态薄膜材料具体包括：依次溅射cr靶、sio2靶、fecocr靶和/或ti靶，以获得cr/sio2作为双过渡层的fecocr薄膜材料。

6、可选地，所述将所述制备态薄膜材料进行分级退火处理，以获得所述高速电主轴用高性能磁码盘材料，具体包括：将所述制备态薄膜在第一恒温退火第一时间；将温度降低至第二恒温退火第二时间。

7、可选地，所述方法进一步包括，将所述制备态薄膜置于本底真空度低于5*10-5pa的环境，所述环境是真空退火炉。

8、可选地，所述高速电主轴用高性能磁码盘材料是具有双缓冲层的fecocr薄膜。

9、本发明提供的技术方案带来的有益效果至少包括：

10、提供了一种高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，使用所提出的双缓冲层结构，保证磁性层的平整度和均匀性，当表面粗糙小于1nm量级不脱膜，比直接在抛光的衬底(微米级粗糙度)表面进行沉积具有更小的表面粗糙度，可获得更高质量的磁码盘材料。本发明可使fecocr磁码盘薄膜具有高的平整度和均匀性，可以达到码盘在高转速电主轴的实际应用需求，同时又具有较低的成本。

技术特征：

1.一种高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，其特征在于，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，其特征在于，所述金属衬底为cr/sio2/fecocr/ti。

3.根据权利要求2所述的高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，其特征在于，所述金属衬底为多层膜，其中所述cr/sio2为双缓冲层，用于提升磁性层的平整度和均匀性；所述ti为保护层。

4.根据权利要求3所述的高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，其特征在于，所述获得制备态薄膜材料具体包括：

5.根据权利要求3所述的高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，其特征在于，所述将所述制备态薄膜材料进行分级退火处理，以获得所述高速电主轴用高性能磁码盘材料，具体包括：

6.根据权利要求5所述的高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，其特征在于，所述方法进一步包括，将所述制备态薄膜置于本底真空度低于5*10-5pa的环境，所述环境是真空退火炉。

7.根据权利要求3所述的高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，其特征在于，所述高速电主轴用高性能磁码盘材料是具有双缓冲层的fecocr薄膜。

技术总结
本发明提供一种高速电主轴用高性能磁码盘材料制备方法，属于磁性材料技术领域。所述方法包括：获得金属衬底，所述金属衬底为无磁不锈钢；获得制备态薄膜材料，所述制备态薄膜材料为双过渡层的FeCoCr薄膜材料；将所述制备态薄膜材料进行分级退火处理，以获得所述高速电主轴用高性能磁码盘材料。通过构筑Cr/SiO2/FeCoCr/Ti多层膜结构设计，可以获得高性能磁码盘材料，并应用于数控机床高速电主轴上，具有材料高性能、耐高速、高抗冲击抗振动等优点。本发明的磁码盘材料制备方法简单，制造效率高且成本低。

技术研发人员：于广华,徐秀兰,于泠然
受保护的技术使用者：浙江麦格智芯科技有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/5/10