各向同性粘結(jié)釹鐵硼在無刷電機(jī)中的應(yīng)用
朱明歧 姜書英（上海磁鋼廠）
【摘 要】釹鐵硼磁體的出現(xiàn)是永磁領(lǐng)域劃時(shí)代的革命，然而以指數(shù)增長的釹鐵硼磁體在電機(jī)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(jī)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(jī)．應(yīng)用
1 引 言
1990年燒結(jié)釹鐵硼Vd-Fe-B稀土永磁在電機(jī)（發(fā)電機(jī)和音圈電機(jī)）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)州一Fe-B也正以迅猛的速度擴(kuò)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)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(jī)的磁環(huán)。這些電機(jī)在小尺寸內(nèi)具有較高的轉(zhuǎn)矩和較低的成本。愿來這類無刷電機(jī)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翩?zhèn)涞腳Yd-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)Yd-Fe-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的微晶椰成。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(dú)特的矯頑力機(jī)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。表1根據(jù)CM公司的樣本，列出了該公司生產(chǎn)的四種各向同性Yd-Fe-B粉料的磁性。
3各向同性Vd-Fe-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采用cLM公司的MQ粉來研制和開發(fā)的。
各向同性粘結(jié)Yd-Fe-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。
成本是削約lVd-Fe-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(jī)用的粘結(jié)Vd-Fe-B磁體一般用膠合劑組合在電機(jī)內(nèi)。由于各向同性磁體比鐵氧體貴，因此設(shè)法降低電機(jī)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。壹接成形法比目前的使用環(huán)氧樹脂膠合的組裴法剪切力稍小·但是在高溫下，如l90℃它比目前的組裝法能更好地工作．可以說，粘結(jié)Vd-Fe-B磁體易于裝配的特點(diǎn)預(yù)示著它在無刷電機(jī)上應(yīng)用有著堅(jiān)實(shí)的地位。
4應(yīng)用
4。1今天計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展給各向同性粘結(jié)Vd-Fe-B提供了又一個(gè)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(shí)間。與此同時(shí)．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(jī)體積小、輸出力矩大Vd一Fe-B磁體恰好能滿足這個(gè)要求�，F(xiàn)在1 00兆位的5. 25時(shí)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(shí)轉(zhuǎn)為使用3.5時(shí)．目前各占一半。圖2表示了5年內(nèi)主軸電機(jī)磁體的市場增長。根據(jù)每磅200美元磁體成本推測，這個(gè)市場的總?cè)萘繛?000萬美元。
主軸無刷電機(jī)所需磁體的徑向厚度是非常小的，這是一個(gè)具有吸引力的特征。燒結(jié)Vd - Fe-B磁體的高性能在這些無刷電機(jī)上并不特別需要，同樣各向異性磁體的磁性也是不必要的，而且粘結(jié)磁體的磁性能較低，很容易通過磁體濃度盼少量增加來補(bǔ)償。粘結(jié)Fe-B材料漆僅具有此種無刷也機(jī)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).Vd-Fe-B作主軸電機(jī)用磁環(huán)，在技術(shù)生都是可行的。在允許盡寸內(nèi)，1 0MCOe磁俸表現(xiàn)出很好的工作狀態(tài)。
4．2家用空調(diào)風(fēng)扇就是無刷電機(jī)應(yīng)用此類磁體很有潛力的市場。使用各向同性vd-Fe-B磁體可以代替以往用的各向異性鐵氧體。如果采用直接成形法·可不增加電機(jī)成本。它通過減少電機(jī)組裝的成本來抵消磁體制造帶來的成本增加。該工藝由于非磁化成形制造設(shè)備便宜．轉(zhuǎn)子的整個(gè)工藝可以自動化生產(chǎn)，轉(zhuǎn)子磁體在成形后不要機(jī)加工。各向同性Vd-Fe-B磁體電機(jī)比鐵氧體電機(jī)在性能上提高百分之30，在尺寸上減少百分之10。
5結(jié)語
a。各向同性粘結(jié)Vd-Fe--B性能比各向異性鐵氧體高，耐腐蝕和化學(xué)穩(wěn)定性比燒結(jié)Vd-Fe-B高，因此近幾年在無刷電機(jī)上應(yīng)用迅速擴(kuò)展，
6．直接成形法可補(bǔ)償該類磁體制造帶來的成本增加。
c．計(jì)算機(jī)主軸電機(jī)將是各向同性粘結(jié)Vd-Fe-B磁體的潛在市場。
國際電機(jī)業(yè)的新生力量
新的電機(jī)公司以其雄厚的航空、軍事技術(shù)，將致力予提供各類電動機(jī)于應(yīng)用中，典型的應(yīng)用包括飛機(jī)輪閘的冷卻、進(jìn)氣裝置、貨載傳送帶驅(qū)動、軍事車輛轉(zhuǎn)塔控制、衛(wèi)星通訊系統(tǒng)的陀螺儀平衡盤、低溫泵驅(qū)動系統(tǒng)、小型發(fā)電機(jī)以及軍事、工業(yè)系統(tǒng)。
電機(jī)的種類有永磁有刷和無刷直流電動機(jī)、交流、直流伺服機(jī)、同步電動機(jī)和磁阻電動機(jī)、交流感應(yīng)電動機(jī)（帶逆變器）、力矩電動機(jī)、步進(jìn)電動機(jī)及各種發(fā)電機(jī)。產(chǎn)品規(guī)格從低壓、幾十瓦至500伏、50千瓦；頻率范圍從50～100HZ；速度可達(dá)2rl000轉(zhuǎn)／分，該公司還有擴(kuò)展設(shè)計(jì)、開發(fā)及生產(chǎn)的能力。
（范麗潔譯自《OEM》1990.6）
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