专利名称：提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法
技术领域：
本发明属于永磁体技术领域，具体涉及一种提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法。
背景技术：
人们希望永磁体和永磁器件在一定的使用时间、震动、反磁场、高低温、能量射线、 海拔高度变化等环境条件下的磁性尽量稳定不变，如果磁场不稳定，就会影响器件的灵敏度、精度、稳定性和可靠性。因而保障磁性能良好的稳定性是我们的终极追求目标。现实情况是，永磁体及其永磁器件的磁性在使用过程中或多或少会发生变化，这种变化分为可逆变化和不可逆变化，所谓可逆变化指的是磁性随环境条件改变，恢复原来的环境条件时磁性也得到恢复；不可逆变化指的是磁性随环境条件改变，即使恢复原来的环境条件，磁性也无法恢复，并且一般总是呈现衰减现象。而现今市场上的永磁材料，由于磁性随温度会发生变化，温度升高时工作气隙中的磁通密度会降低，而随着温度的降低，工作气隙中的磁通密度又会升高，永磁体的工作温度范围狭窄。另一方面，永磁体每经过一个例如冬夏或满载停车等的高低温的过程，很容易出现磁性的不可逆变化，通常没有进行任何老化处理的永磁体，第一次高低温循环结束，这种不可逆变化可以达到5%，并且以后磁性还会继续衰减。这对于要求准确计量的仪器仪表、检波器、高精度传感器、磁共振成像系统和军用航空航天磁性器件显然是不适用的。为了保证永磁体有良好的稳定性和可靠性，现有技术的惯例是对永磁体进行加热保温处理，或者装配完成后，将永磁体置入一个封闭房间内进行加热，加热时间为M 48 小时，当温度达到35°C 48°C时，进行恒温，并保温M小时，最后自然冷却到室温。通过这样的老化处理，可以消除一部分永磁体内部的组织和磁畴的不稳定结构，但仍然不充分，导致磁性器件的使用过程中还会出现磁性能的变化。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术的不足，提供一种提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法。该方法可有效消除或降低使用过程中永磁体温度变化时的总损失、不可逆损失、可逆损失和可逆温度系数，提高永磁体的热稳定性和永磁体时间稳定性，提高永磁体振动条件下磁稳定性，提高永磁体耐辐射磁稳定性。为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是一种提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，该方法为将一个或多个经饱和充磁的永磁体置于不导磁底板上，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-70°C -20°C的条件下冷冻处理30min 120min，接着以1°C /min 10°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至60°C 250°C，并保温30min MOmin，最后自然冷却至室温，完成冷热循环老化处理。上述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，多个所述永磁体中相邻两个永磁体之间的间隔为永磁体5倍磁化方向长度以上，其中磁化方向长度是指永磁体沿磁化方向的长度。上述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述冷冻处理的温度为永磁体极端使用温度中最低温度以下10°c，冷冻处理的时间为60min。上述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述加热的温度为永磁体极端使用温度中最高温度以上10°c，保温时间为60min。上述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述加热和保温过程中向高低温箱中通入氮气或氩气使高低温箱中氧气的质量浓度不高于2% ；所述氮气和氩气的质量纯度均不小于98 %。上述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述加热和保温过程中对高低温箱进行抽真空处理。上述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述抽真空处理的真空度为0. OlPa lOOOPa。上述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，重复所述冷热循环老化处理1 3次。上述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，重复所述冷热循环老化处理1 3次过程中的冷冻处理温度为永磁体极端使用温度中最低温度以下 10°C，冷冻处理时间为120min。上述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，重复所述冷热循环老化处理1 3次过程中的加热温度为永磁体极端使用温度中最高温度以上10°C， 保温时间为120min。本发明与现有技术相比具有以下优点1、本发明的冷热循环老化处理方法工艺简单，操作方便、易于实施。2、采用本发明的老化处理方法可有效消除或降低使用过程中永磁体温度变化时的总损失、不可逆损失、可逆损失和可逆温度系数，提高永磁体的热稳定性和永磁体时间稳定性，提高永磁体振动条件下磁稳定性，提高耐辐射磁稳定性。3、本发明的老化处理方法可稳定永磁体磁畴，消除由于磁畴结构不稳定引起的磁性变化。 4、本发明的老化处理方法可消除永磁体内应力，稳定永磁体组织。5、本发明的老化处理方法可消除永磁体退磁曲线上的非线性，使永磁体负载线工作点工作在回复线上。下面通过实施例，对本发明技术方案做进一步的详细描述。
具体实施例方式实施例1使用温度为_60°C 140°C的N35SH永磁体的老化处理将50个D4mmX 20mm轴向磁化的铁硼N35SH永磁体饱和充磁，将经饱和充磁的永磁体置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，并保持相邻两个永磁体之间的间隔为永磁体5倍磁化方向长度，具体间隔为100mm，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-70°C的条件下冷冻处理60min，接着以5°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至150°C，并保温60min，最后自然冷却至室温，完成一次冷热循环老化处理，取出永磁体。实施例2使用温度为_60°C 200°C的N35EH永磁体的老化处理将20个D4mmX 20mm沿直径方向磁化的圆柱形钕铁硼N35EH永磁体饱和充磁，将经饱和充磁的永磁体置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，并保持相邻两个永磁体之间的间隔为永磁体10倍磁化方向长度，具体间隔为200mm，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-60°C的条件下冷冻处理30min，接着以10°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至250°C并保温30min，加热和保温的同时向高低温箱中通入质量纯度不小于98%的氮气(或氩气)使高低温箱中氧气的质量浓度不高于2%，最后自然冷却至室温，完成一次冷热循环老化处理，取出永磁体。实施例3 使用温度为-10°C 50°C的NIBS永磁体的老化处理将15个L/D = 0. 7的圆柱形钕铁硼N35永磁体饱和充磁，将经饱和充磁的永磁体置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，并保持相邻两个永磁体之间的间隔为永磁体 8倍磁化方向长度，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-20°C的条件下冷冻处理120min，接着以1°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至60°C，并保温 240min，加热和保温的同时对高低温箱抽真空至真空度为0. OlPa lOOOPa，最后自然冷却至室温，完成一次冷热循环老化处理，取出永磁体。实施例4使用温度为_60°C 240°C的N30AH永磁体的老化处理将一个尺寸为90mmX 55mmX 25mm的钕铁硼N30AH永磁体饱和充磁，将经饱和充磁的永磁体置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-70°C的条件下冷冻处理60min，接着以10°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至250°C，并保温60min，最后自然冷却至室温，完成一次冷热循环老化处理；重复上述冷热循环老化处理一次，冷却后取出永磁体。实施例5使用温度为-10°C 140°C的N42SH永磁体的老化处理将一个尺寸为90mmX 55mmX 25mm的钕铁硼N42SH永磁体饱和充磁，将经饱和充磁的永磁体置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-50°C的条件下冷冻处理30min，接着以5°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至150°C，并保温30min，加热和保温的同时对高低温箱抽真空至真空度为0. OlPa lOOOPa，最后自然冷却至室温，完成一次冷热循环老化处理；将一次老化处理后的永磁体在温度为_20°C的条件下冷冻处理120min，然后以5°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至150°C，并保温120min，加热和保温的同时对高低温箱抽真空至真空度为0. OlPa lOOOPa，最后自然冷却至室温，完成二次冷热循环老化处理，取出永磁体。实施例6使用温度为-10°C 50°C的N48永磁体的老化处理
将50个D4mmX 20mm的圆柱形钕铁硼N48永磁体饱和充磁，将经饱和充磁的永磁体置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，并保持相邻两个永磁体之间的间隔为永磁体5倍磁化方向长度，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-20°C 的条件下冷冻处理120min，接着以1°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至60°C，并保温MOmin，加热和保温的同时向高低温箱中通入质量纯度不小于98%的氩气(或氮气) 使高低温箱中氧气的质量浓度不高于0.5%，最后自然冷却至室温，完成一次冷热循环老化处理；将一次老化处理后的永磁体在温度为-40°C的条件下冷冻处理30min，然后以1°C / min的升温速率将高低温箱的温度加热至60°C，并保温MOmin，加热和保温的同时向高低温箱中通入质量纯度不小于98%的氩气(或氮气)使高低温箱中氧气的质量浓度不高于 0. 5 %，最后自然冷却至室温，完成二次冷热循环老化处理，取出永磁体。实施例7使用温度为_60°C 140°C的N!35SH永磁体的老化处理将50个D4mmX 20mm的圆柱形钕铁硼N35SH永磁体饱和充磁，将经饱和充磁的永磁体置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，并保持相邻两个永磁体之间的间隔为永磁体5倍磁化方向长度，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-70°C 的条件下冷冻处理60min，接着以5°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至150°C，并保温60min，加热和保温的同时向高低温箱中通入质量纯度不小于98%的氩气(或氮气) 使高低温箱中氧气的质量浓度不高于2%，最后自然冷却至室温，完成一次冷热循环老化处理；将一次老化处理后的永磁体在温度为-70°C的条件下冷冻处理120min，然后以5°C / min的升温速率将高低温箱的温度加热至150°C，并保温120min，加热和保温的同时向高低温箱中通入质量纯度不小于98%的氩气(或氮气)使高低温箱中氧气的质量浓度不高于 0. 5 %，最后自然冷却至室温，完成二次冷热循环老化处理，重复二次冷热循环老化处理一次后取出永磁体。实施例8使用温度为-10°C 240°C的N;35AH永磁体的老化处理将50个D4mmX 20mm的圆柱形钕铁硼N35AH永磁体饱和充磁，将经饱和充磁的永磁体置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，并保持相邻两个永磁体之间的间隔为永磁体5倍磁化方向长度，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-20°C 的条件下冷冻处理120min，接着以10°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至250°C， 并保温30min，加热和保温的同时对高低温箱抽真空至真空度为0. OlPa lOOOPa，最后自然冷却至室温，完成一次冷热循环老化处理，重复一次冷热循环老化处理三次后取出永磁体。实施例9使用温度为-10°C 140°C的N40SH永磁体的老化处理将一个尺寸为90mmX 55mmX 25mm的钕铁硼N40SH永磁体饱和充磁，将经饱和充磁的永磁体置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为-40°C的条件下冷冻处理30min，接着以1°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至180°C，并保温30min，加热和保温的同时向高低温箱中通入质量纯度不小于98%的氮气(或氩气)使高低温箱中氧气的质量浓度不高于0.5%，最后自然冷却至室温，完成一次冷热循环老化处理；将一次老化处理后的永磁体在温度为-50°C的条件下冷冻处理30min，然后以1°C /min的升温速率将高低温箱的温度加热至160°C，并保温 30min，加热和保温的同时向高低温箱中通入质量纯度不小于98%的氮气(或氩气)使高低温箱中氧气的质量浓度不高于0.5%，最后自然冷却至室温，完成二次冷热循环老化处理， 重复二次冷热循环老化处理两次后取出永磁体。实施例10采用常规烘烤方式对L/D = 0. 7的圆柱形钕铁硼N35SH永磁体进行处理，将15个永磁体饱和充磁后置于不导磁的铜、铝或奥氏体不锈钢底板上，并保持相邻两个永磁体之间的距离不小于永磁体5倍磁化方向长度，然后将永磁体和不导磁底板一同放入烘箱中， 在温度为150°C的条件下烘烤1小时，自然冷却至室温后取出。本发明对饱和充磁后未做任何处理的L/D = 0. 7圆柱形钕铁硼N35SH永磁体和实施例1至实施例10处理后的永磁体的热稳定性、长时间稳定性和耐振动稳定性进行检测， 检测方法为一、热稳定性检测首先测量室温(20°C )下待检测永磁体的磁通φο，然后将永磁体置于不导磁的不锈钢板上，加热至150°C烘烤1小时，测量150°C下永磁体的磁通φι,紧接着断电自然冷却到室温(20°C)，再测量永磁体的磁通Cp2。按照公式(1)计算永磁体的可逆温度系数α，按照公式(2)计算永磁体经过烘烤后的不可逆损失β ；结果见表1。
α= (P1^x1qq07o( 1 )
φ2ΔΓ
权利要求
1.一种提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，该方法为将一个或多个经饱和充磁的永磁体置于不导磁底板上，然后将永磁体和不导磁底板一同放入高低温箱中，在温度为_70°C _20°C的条件下冷冻处理30min 120min，接着以1°C /min IO0C /min的升温速率将高低温箱的温度加热60V 250°C，并保温30min MOmin，最后自然冷却至室温，完成冷热循环老化处理。
2.根据权利要求1所述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，多个所述永磁体中相邻两个永磁体之间的间隔为永磁体5倍磁化方向长度以上，其中磁化方向长度是指永磁体沿磁化方向的长度。
3.根据权利要求1所述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述冷冻处理的温度为永磁体极端使用温度中最低温度以下10°c，冷冻处理的时间为 60mino
4.根据权利要求1所述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述加热的温度为永磁体极端使用温度中最高温度以上10°C，保温时间为60min。
5.根据权利要求1所述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述加热和保温过程中向高低温箱中通入氮气或氩气使高低温箱中氧气的质量浓度不高于2% ；所述氮气和氩气的质量纯度均不小于98%。
6.根据权利要求1所述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述加热和保温过程中对高低温箱进行抽真空处理。
7.根据权利要求6所述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，所述抽真空处理的真空度为0. OlPa lOOOI^a。
8.根据权利要求1-7中任一权利要求所述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，重复所述冷热循环老化处理1 3次。
9.根据权利要求8所述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，重复所述冷热循环老化处理1 3次过程中的冷冻处理温度为永磁体极端使用温度中最低温度以下10°C，冷冻处理时间为120min。
10.根据权利要求8所述的提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，其特征在于，重复所述冷热循环老化处理1 3次过程中的加热温度为永磁体极端使用温度中最高温度以上10°C，保温时间为120min。
全文摘要
本发明公开了一种提高永磁体磁稳定性的冷热循环老化处理方法，该方法为将一个或多个经饱和充磁的永磁体置于不导磁底板上，然后放入高低温箱中，在温度为-70℃～-20℃的条件下冷冻处理30min～120min，接着以1℃/min～10℃/min的升温速率将高低温箱的温度加热60℃～250℃，并保温30min～240min，最后自然冷却至室温，完成冷热循环老化处理。采用本发明的方法可有效消除或降低永磁体温度变化时的总损失、不可逆损失、可逆损失和可逆温度系数，提高永磁体的热稳定性、时间稳定性、振动条件下磁稳定性和耐辐射磁稳定性。
文档编号H01F41/02GK102568808SQ201210017729
公开日2012年7月11日 申请日期2012年1月19日 优先权日2012年1月19日
发明者邹光荣 申请人:邹光荣