非平面磁體的制造方法技術(shù)

一種非平面磁體的制造方法包括將包括釹鐵硼晶粒的前體材料擠壓成具有原始形狀的原始各向異性釹鐵硼永磁體，其中，原始各向異性釹鐵硼永磁體具有按體積計至少約90％的釹鐵硼磁性材料。將原始各向異性釹鐵硼永磁體加熱至變形溫度。使用加熱后的工具將變形載荷施加到原始各向異性釹鐵硼永磁體上，將原始各向異性釹鐵硼永磁體變形成為具有完全不同于原始形狀的第二形狀的重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體。原始各向異性釹鐵硼永磁體和重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體分別具有各自的磁力矩，所述各自的磁力矩基本上與對應(yīng)于各自磁力矩的各自局部曲面法線對準(zhǔn)。

Method for manufacturing nonplanar magnet

A manufacturing method of a non planar magnet includes extrusion of precursor materials will include NdFeB grains with the original shape of the original anisotropic NdFeB permanent magnet, wherein, the original anisotropic Nd-Fe-B permanent magnet of NdFeB magnetic material by volume of at least about 90%. The original anisotropic NdFeB permanent magnet is heated to the deformation temperature. Using heated tools will be added to the original position of the load deformation of anisotropic NdFeB permanent magnet, the original anisotropic Nd-Fe-B permanent magnet deformation become reconstruction of anisotropic NdFeB is completely different from the original shape of the shape of the permanent magnet second. The original anisotropic Nd-Fe-B permanent magnet and reconstruction of anisotropic Nd-Fe-B permanent magnet with magnetic torque of the magnetic moment of the respective basically aligned with the respective local surface normals corresponding to the respective magnetic moment.

【技術(shù)實現(xiàn)步驟摘要】

本公開總體涉及稀土磁體，具體涉及一種非平面各向異性釹鐵硼磁體的制造方法。
技術(shù)介紹
內(nèi)置式永磁(IPM)電機是一臺具備嵌于其轉(zhuǎn)子鐵芯內(nèi)的永磁體的無刷電動機。永磁電動機可靠、輕便且熱效率高。然而，在過去，由于找到能夠保持高強度磁場的材料相對比較困難，并且稀土永磁體技術(shù)仍處于初期，因此，永磁體已主要用于小型、低功率電動機。低成本、高強度永磁體在IPM電機上具有優(yōu)勢。緊湊型大功率永磁體可用于大體積應(yīng)用的IPM電機中，例如為車輛(即混合動力或電動車輛)提供動力。IPM電機特征可能在于具有輸出轉(zhuǎn)矩相對于電機實際尺寸的有利比率以及降低的輸入電壓。由于永磁體保留在電機轉(zhuǎn)子的專用槽內(nèi)，因此，在很大程度上，IPM電機是可靠的。當(dāng)自外部電源供應(yīng)動能時，IPM電機還可起到發(fā)電機的作用。因此，IPM電機具有廣泛的應(yīng)用范圍。例如，在運輸業(yè)，IPM電機可作為發(fā)電機用于電動車輛和混合動力車輛。IPM電機可用于移動操縱面、轉(zhuǎn)向軸和推進器，起動發(fā)動機，調(diào)整座位和踏板，驅(qū)動泵，移動機器或電機或致動器的任何其他應(yīng)用。
技術(shù)實現(xiàn)思路
非平面磁體的制造方法包括將包括釹鐵硼晶粒的前體材料擠壓成有原始形狀的原始各向異性釹鐵硼永磁體，其中，原始各向異性釹鐵硼永磁體具有按體積計至少90％的釹鐵硼磁性材料。將原始各向異性釹鐵硼永磁體加熱至變形溫度。使用加熱后的工具，將原始各向異性釹鐵硼永磁體變形成為具有在完全不同于原始形狀的第二形狀的重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體以將變形載荷施加到原始各向異性釹鐵硼永磁體上。原始各向異性釹鐵硼永磁體和重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體具有各自的磁力矩，其基本上與對應(yīng)于各自磁力矩的局部曲面法線對準(zhǔn)。附圖說明通過參考下面具體實施方式和附圖，本公開實例特征將變得顯而易見，其中類似的附圖標(biāo)號對應(yīng)于類似但也許不完全相同的組件。為簡便起見，具有先前所述功能的附圖標(biāo)號或特征可能會或不會結(jié)合其出現(xiàn)的其它附圖進行描述。圖1為包括內(nèi)置式永磁電機的車輛的示意圖；圖2為圖1所圖示內(nèi)置式永磁電機的前剖視圖；圖3為環(huán)形圓柱體逆向擠壓裝置的半示意性剖視圖；圖4A為根據(jù)本公開的用于板形磁體熱變形的壓機實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖4B為根據(jù)本公開的板形磁體已熱變形成曲面磁體后顯示的圖4A中描述的壓機實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖5A為根據(jù)本公開的用于圓環(huán)形磁體熱變形的壓機實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖5B為根據(jù)本公開的圓環(huán)磁體已熱變形成具有界定了橢圓形橫截面的墻面的中空管狀磁體后顯示的圖5A中描述的壓機實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖6A和6B共同描述了根據(jù)本公開將圖5B中所述中空管狀磁體劃分為多個曲面磁體；圖7A為根據(jù)本公開的由具有用于圓環(huán)形磁體熱變形沖頭和模具界定的模腔的壓機實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖7B為根據(jù)本公開的圓環(huán)磁體已熱變形成具有界定了橢圓形橫截面的墻面的中空管狀磁體后顯示的圖7A中描述的壓機實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖8A和8B為根據(jù)本公開的共同描述將圖7B中描述的中空管狀磁體分為多個曲面磁體的半示意性剖視圖；圖9A為根據(jù)本公開的由具有插入用于圓環(huán)形磁體熱變形的環(huán)形圓柱體芯部的具有可變形芯材的沖頭和模具界定的模腔的壓機實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖9B為根據(jù)本公開的圓環(huán)磁體已熱變形成具有界定了橢圓形橫截面的墻面的中空管狀磁體后顯示的圖9A中描述的壓機實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖10A和10B為根據(jù)本公開的共同描述將圖9B中描述的中空管狀磁體分為多個曲面磁體的半示意性剖視圖；圖11為根據(jù)本公開的一對具有輥間曲面磁體的彎輥實例的半示意性剖視圖；圖12A為根據(jù)本公開的描述了與曲面法線對準(zhǔn)的磁力矩的逆向擠壓環(huán)形磁體實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖12B為根據(jù)本公開的具有界定了橢圓形橫截面的墻面由圖12所描述的逆向擠壓環(huán)形磁體實例以本公開方法制成的中空管形磁體實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D，其中，磁力矩與曲面法線充分對準(zhǔn)；圖13A為根據(jù)本公開的描述了與曲面法線對準(zhǔn)的磁力矩的擠壓板形磁體實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖13B為根據(jù)本公開的由圖13A所描述的擠壓板形磁體實例以本公開方法制成的曲面磁體實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D，磁力矩與曲面法線充分對準(zhǔn)；圖14A描述了自4mm厚NdFeB擠壓板上切下的7mmx7mmx4mm樣品；圖14B描述了根據(jù)本公開的樣品在800℃下熱壓形成厚度1.6mm、直徑1/2英寸的磁體后圖14A中的樣品；圖15為描述了生成圖14B中所描述樣品的熱壓操作期間作為時間函數(shù)的溫度、外加壓力和活塞位置(“沖程”)的曲線圖；圖16為自圖15中所描述過程中描述沖程的溫度導(dǎo)數(shù)的曲線圖；圖17為描述了在圖14B中所描述二次變形前后擠壓磁體的滯后曲線的曲線圖；圖18為本專利技術(shù)所公開的拋物線圓柱的圖示表示；圖19為根據(jù)本公開的用于制造曲面永磁體裝置實例的半示意性橫截面?zhèn)纫晥D；圖20A-圖20C為根據(jù)本公開的描述用于制造非平面磁體方法實例的流程圖；和圖21為根據(jù)本公開的描述用于制造非平面磁體方法另一實例的流程圖。具體實施方式圖1顯示了包括用以推動車輛10的內(nèi)置式永磁(IPM)電動機或電機12的車輛10。IPM電機12能夠向車輛10的另一組件提供扭矩或作用力，從而推動車輛10。除推動車輛10外，IPM電機12可用以為其他合適的裝置提供電力。IPM電機12可以是無刷電動機，且可以包括六個基本相同的沿旋轉(zhuǎn)軸X并排設(shè)置的互連段12A，所述軸線沿IPM電機12的長度界定。然而，可以設(shè)想IPM電機12可以包括更多或更少的段12A。互連段12A的數(shù)量直接與IPM電機12能夠生產(chǎn)推進車輛10的扭矩有關(guān)。車輛10可包括具有變速器和驅(qū)動軸(未示出)的動力傳動系統(tǒng)14。動力傳動系統(tǒng)14可通過一個或多個勻速和萬向節(jié)(未示出)等合適的聯(lián)接器以可操作方式連接在IPM電機12與從動輪16之間。IPM電機12和動力傳動系統(tǒng)14間的可操作性連接允許IPM電機12向從動輪16提供扭矩以便推進車輛10。除動力傳動系統(tǒng)14外，車輛10可包括能量存儲裝置18，其配置為向IPM電機12以及其他車輛系統(tǒng)(未示出)提供電能。因此，能量存儲裝置18電連接到IPM電機12上。可配置IPM電機12通過電氣連接自能量存儲裝置18接收電能，并且其可以在由IPM電機12外部的車輛10的動能來源驅(qū)動時作為發(fā)電機運轉(zhuǎn)。例如，此類外部動能可以由內(nèi)燃機(未示出)或由從動車輪16通過作用在車輛10上的車輛慣性或重力提供以此向下移動車輛10。圖2示出了圖1中圖示的部分IPM電機12的橫截面圖。IPM電機12可包括定子20，定子20具有孔22和設(shè)置在孔22中的電導(dǎo)體24。電導(dǎo)體24可以電連接到能量存儲裝置18(圖1)。電氣連接可以允許能量存儲裝置18(圖1)向電導(dǎo)體24提供電能。定子20基本上呈環(huán)形并且可圍繞旋轉(zhuǎn)軸X設(shè)置。此外，定子20可界定外定子表面23和與外定子表面23相對的內(nèi)定子表面25。外定子表面23和內(nèi)定子表面25均可界定圍繞旋轉(zhuǎn)軸X的圓周。孔22可在比外定子表面23更靠近內(nèi)部定子表面25的位置設(shè)置，并且每個孔可以均可成形以及調(diào)整尺寸以便接收一個或多個電導(dǎo)體24。如本文所使用的，術(shù)語“孔”包括但不限于在配置并成形用以接收至少一個電導(dǎo)體24的定子20內(nèi)的狹縫、狹槽、開口或腔體。電導(dǎo)體24可由合適的導(dǎo)電材料制成，例如本文檔來自技高網(wǎng)...

【技術(shù)保護點】
一種非平面磁體的制造方法，包括：將包括釹鐵硼晶粒的前體材料擠壓成具有原始形狀的原始各向異性釹鐵硼永磁體，其中，所述原始各向異性釹鐵硼永磁體具有按體積計至少90％的釹鐵硼磁性材料；加熱所述原始各向異性釹鐵硼永磁體到變形溫度；以及使用加熱后的工具將變形載荷施加到所述原始各向異性釹鐵硼永磁體，將所述原始各向異性釹鐵硼永磁體變形成具有完全不同于原始形狀的第二形狀的重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體，其中，所述原始各向異性釹鐵硼永磁體和所述重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體分別具有各自的磁力矩，所述各自的磁力矩基本上與對應(yīng)于所述各自的磁力矩的局部曲面法線對準(zhǔn)。

【技術(shù)特征摘要】
2015.10.30 US 62/248865;2016.10.11 US 15/2906601.一種非平面磁體的制造方法，包括：將包括釹鐵硼晶粒的前體材料擠壓成具有原始形狀的原始各向異性釹鐵硼永磁體，其中，所述原始各向異性釹鐵硼永磁體具有按體積計至少90％的釹鐵硼磁性材料；加熱所述原始各向異性釹鐵硼永磁體到變形溫度；以及使用加熱后的工具將變形載荷施加到所述原始各向異性釹鐵硼永磁體，將所述原始各向異性釹鐵硼永磁體變形成具有完全不同于原始形狀的第二形狀的重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體，其中，所述原始各向異性釹鐵硼永磁體和所述重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體分別具有各自的磁力矩，所述各自的磁力矩基本上與對應(yīng)于所述各自的磁力矩的局部曲面法線對準(zhǔn)。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，進一步包括將所述重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體分成多個最終各向異性釹鐵硼永磁體。3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其中，所述變形包括壓制加熱后的沖頭與加熱后的模具間的所述原始各向異性釹鐵硼永磁體；且其中，所述加熱后的沖頭和所述加熱后的模具共同限定模腔，其中，所述模腔限定所述第二形狀的至少外表面。4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述第二形狀的外表面輪廓限定拋物線圓柱的線段；或所述第二形狀的所述外表面輪廓限定橢圓圓柱的至少一部分。5.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其中，所述原始形狀為環(huán)形圓柱體，并且所述方法還包括：在變形成為所述重構(gòu)各向異性釹鐵硼永磁體期間，變形以支撐所述原始各向異性釹鐵硼永磁體之前，將可變形芯材插入所述環(huán)形圓柱體的芯部。6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其中：所述第二...

【專利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：F·E·平克頓，A·K·薩契戴夫，
申請(專利權(quán))人：通用汽車環(huán)球科技運作有限責(zé)任公司，
類型：發(fā)明
國別省市：美國;US