各向同性粘結(jié)釹鐵硼在
無刷電機中的應(yīng)用
朱明歧 姜書英(上海磁銅廠)
【摘 要】釹鐵硼磁體的出現(xiàn)是永磁領(lǐng)域劃時代的革命，然而以指鼓增長的釹鐵硼磁體在電機中的應(yīng)用更為人們所關(guān)注。文中介紹各向同性快淬釹鐵硼粉及制成的粘結(jié)磁體的性能，成型工藝，并指出各向同性粉結(jié)釹鐵硼磁體在無剛電機中的廣泛應(yīng)用。
【主題詞】各向同性永磁材料，稀土永磁材料，粘結(jié)磁體，性能·磁粉，成型，無刷電機·應(yīng)用
l 引 言
1990年燒結(jié)釹鐵硼州nd—fe---b稀土水磁在電機(發(fā)電機和音圈電機)中的應(yīng)用約占總產(chǎn)量1 550t的百分之80，而各向同性粘結(jié)nd一fe一b也正以迅猛的速度擴展去占領(lǐng)這一領(lǐng)域。目前．美國通用汽車公司delco remy分部制備的快淬粉是生產(chǎn)各向同性粘結(jié)nd—fe—b的產(chǎn)要原料，這類各向同性沾結(jié)磁體最普遍的用途之一是無刷電機的磁環(huán)。這些電機在小尺寸內(nèi)具有較高的轉(zhuǎn)矩和較低的成本。原來這類無刷電機是用各向異性鐵氧體永磁。值得注意的是，用快淬工藝，即將熔融合金快淬成微晶材料制備的nd一fe-b薄帶碎片具有更高的化學(xué)穩(wěn)定性和抗腐蝕能力·即便在粘結(jié)粉末狀態(tài)下也比燒結(jié)nd一fe一b顯現(xiàn)出遠(yuǎn)為優(yōu)越的抗蝕性和穩(wěn)定性。
2各向同性粉
各向同性粉的顯微結(jié)構(gòu)是由直徑小于0．1μm的微晶}醢成。粉料熱穩(wěn)定性高的原因
是由于極微細(xì)的品粒尺寸和總量較低的稀土含量,其化學(xué)性活潑的晶間相所占體積百分比較低。這種極微細(xì)晶粒材料獨特的矯頑力機制之所以能吸引人，正是由于各向同性材料的內(nèi)稟矯頑力溫度系數(shù)遠(yuǎn)低于取向材料c表1根據(jù)c,m公司的樣本，列出了該公司生產(chǎn)的四種各向同性nd--fe—b口粉料的磁性。
3 各向同性nd-fe一b磁體和直接成形工藝
現(xiàn)已商品化生產(chǎn)的各向同性磁體絕大多
各向同性粘結(jié)nd一fe一b磁體不需磁場取向工藝，制作周期快，可做成各種復(fù)雜形狀，可在任何方向上磁化，其次是內(nèi)稟矯頑力的溫度系數(shù)較低。
1．磁體混合物2．疊片3．成形件
成本是制約nd一fe一b磁體推廣應(yīng)用的關(guān)健因素。制盛環(huán)形或弧型的無刷電機用的粘結(jié)nd一fe—b磁體一般用膠合劑組合在電機內(nèi)。由于各向同性磁體比鐵氧體貴．因此設(shè)法降低電機制造的總成本．直接成形法就是目前開發(fā)的很有效的方法。在同一工藝中使磁體成型并組合在疊片鐵心中。圖1出示了該工藝簡圖。直接成形法比目前的使用環(huán)氧樹脂膠合的組裝法剪切力稍小．但是在高溫下．如120℃它比目前的組裝法能更好地工作．可以說．粘結(jié)nd—fe一b磁體易于裝配的采用gm公司的mq粉來研制和開發(fā)的。表2出示了日本大同公司用mqp—a和mqp-b制取的4種粘結(jié)磁體。特點預(yù)示著它在無刷電機上應(yīng)用有著堅實的地位。
4應(yīng) 用
4．1 今天計算機技術(shù)的發(fā)展給各向同性粘結(jié)nd一fe一b提供了又一個用武之地，美國在硬盤驅(qū)動器的世界市場上占據(jù)主導(dǎo)地位硬盤驅(qū)動器工業(yè)已較為成熟，硬盤驅(qū)動器發(fā)展的動力在于更大的數(shù)據(jù)存貯能力和更快的存取時間。與此同時．驅(qū)動器的外殼不斷縮小．現(xiàn)在的高度比原來減少了一半．不久將來將降到原高度的三分之一。這就要求主軸電機體積小、輸出力矩大nd—fe一b磁體恰好能滿足這個要求。現(xiàn)在100兆位的5．25時硬盤驅(qū)動器的高度幾乎都是原高度的一半。而30兆位以下的驅(qū)動器日趨從5．25時轉(zhuǎn)為使用3．5時．目前各占一半。圖2表示了5年內(nèi)nd—fe一b主軸電機磁體的市場增長。根據(jù)每磅200美元磁體成本推測，這個市場的總?cè)萘繛?000萬美元。
主軸無刷電機所需磁體的徑向厚度是非常小的．這是一個具有吸引力的特征。燒結(jié)nd—fe一b磁體的高性能在這些無刷電機上并不特別需要．同樣各向異性磁體的磁性也是不必要韻t麗且粘結(jié)磁體的磁性能較低，很容易通過磁體厚度盼少量增加來補償。粘結(jié)材料濟僅具有此種無刷電機所需磁能積，而且易于制成所要求的盡寸，可以說所有粘結(jié)nd一fe一b作主軸電機用磁環(huán)，在技術(shù)上都是可行的。在允許盡寸內(nèi)，10mgoe磁體表現(xiàn)出很好的工作狀態(tài)。
4．2家用空調(diào)風(fēng)扇就是無刷電 |
