Устройство для термомагнитной обра-ботки постоянных магнитов

и 11 794078 ОПИСАНИЕИЗОБРЕТЕНИЯ К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ Союз Советских Социалистических Республик(45) Дата опубликования описания 07.01,лз21 Р 1/О Государстееннын комите СССР пе делам изобретений, А. И, Гриднев и Н, В, Шарыгинордена Трудового Красного Знамениий институт им, Серго Орджоникидзеторское бюро постоянных магнитов А. В. Баев Новочеркасский политехническ и КонструкРОЙСТВО ДЛЯ ТЕРМОМАГНИТНОЙ ОБРАБОТ И ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ тигается тем, что в для термомагнитноймагнитов, содержасточник магнитного онечниками из ферИзобретение относится к металлургии, в частности, к изысканию устройства для термомагнитной обработки постоянных магнитов из кобальтсодержащих сплавов типа альнико, магнико, тикональ и может быть использовано преимущественно при изготовлении из этих сплавов многополюсных роторов электрических микромашин.Известные устройства для термомагнитной обработки таких магнитов содержат многополюсный источник магнитного поля с полюсными наконечниками, выполненный в виде электромагнита или системы с постоянными магнитами, и нагревательную газовую или электрическую печь. Они могут содержать также теплоизоляционную камеру, выполненную, например, в виде асбестовой прокладки между полюсными наконечниками и обрабатываемым магнитом 1. При использовании этих устройств магнит нагревают в печи примерно до 1300 С, после чего его переносят в многополюсный источник магнитного поля, где он самопроизвольно остывает.Основным недостатком этих устройств является то, что они не обеспечивают требуемый температурный регламент термомагнитной обработки, поскольку процесс остывания магнита идет практически неуправляемо,ТФсд р.;2Наиболее близким техническим решениемк изобретению является устройство для термомагнитной обработки, состоящее из многополюсного источника магнитного поля с полюсными наконечниками из ферромагнитного материала, теплоизоляционной камеры, генератора тока высокой частоты и индуктора 21. Использование индукционного нагрева позволяет значительно уско рить разогрев магнита без появления в немтрещин.Недостатком известного устройства является необходимость переноса нагретого магнита из печи в источник поля, что приво дит к потере рабочего времени и части тепла, сообщаемого магниту в печи. Трудоемкость термомагнитной обработки в известном устройстве велика.Цель изобретения - снижение трудоемкости термомагнитной обработки за счет исключения операции переноса раскаленного магнита из печи в источник магнитного поля путем совмещения функции индукционной печи и этого источника в одном уст ройстве.Указанная цель досизвестном устройствеобработки постоянныхщем многополюсный иполя с полюсными накромагнитного материала, генератор тока высокой частоты, теплоизоляционную камеру и индуктор, последний выполнен в виде цилиндра из чередующихся по его периметру ферромагнитного и немагнитного проводниковых материалов и помещен в зазор между обрабатываемым магнитом и полюс- ными наконечниками, причем ферромагнитные участки примыкают к этим наконечникам, являясь их продолжением в сторону магнита, а все немагнитные участки расположены между ферромагнитными и образуют с ними последовательную электрическую цепь, изолированную от магнита и питаемую генератором токов высокой частоты с помощью токоподводов, подсоединенных к кромкам сквозной щели, выполненной в одном из немагнитных участков, а полюсные наконечники многополюсного источника магнитного поля электрически изолированы от него самого и выполнены принудительно охлаждаемыми,Каналы для подачи жидкого или газообразного охлаждающего вещества и осуществления таким образом принудительного охлаждения полюсных наконечников и ферромагнитных участков, для того чтобы не портить магнитных свойств тех и других, размещены,в. немагнитных участках цилиндра, аизоляционными прокладками между полюсными наконечниками и источником магнитного поля являются частью стенок теплоизоляционной камеры.На чертеже схематически изображено предлагаемое устройство.Устройство состоит из четырехполюсного источника магнитного поля 1 с полюсными наконечниками 2, изолированными от самого источника прокладками 3, являющимися частью стенок теплоизоляционной камеры 4, В зазор между обрабатываемым магнитом 5 и полюсными наконечниками 2 помещен проводящий цилиндр (индуктор), состоящий из четырех ферромагнитных 6 и четырех немагнитных 7 участков. В немагнитных участках 7 предусмотрены каналы 8 для охлаждающей жидкости, а в одном из участков 7 выполнена сквозная щель, к кромкам которой подсоединены токоподводы 9. К ним с помощью одного или нескольких болтов 10 с гайками 11 крепятся зажимы 12 генератора тока высокой частоты. Волты 10 с гайками 11 с помощью изоляционных втулок с фланцами 13 изолированы по крайней мере от одного из токоподводов 9 с подсоединенным к нему зажимом 12 генератора. Обрабатываемый магнит 4 изолирован от индуктора прокладками 14, а токоподводы друг от друга - прокладками 15. Прокладки 14 и 15 выполнены, например, из керамики.Полюсные наконечники 2 могут не иметь электроизоляции от участков 6 (иметь с ними электрический контакт). Более того, возможен вариант, в котором полюсные нако 1 О 15 Я 25 34 Зз 40 45 50 55 60 65 4нечники сами выполняют роль участков 6, при этом улучшается технологичность изготовления проводящего цилиндра с участками 6 и 7, улучшается охлаждение ферромагнитных участков 6. Устройство легко поддается унификации, т. е. использованию одного и того же дорогостоящего многополюсного источника магнитного поля 1 для термомагнитной обработки магнитов разных типоразмеров. Для этого достаточно изготовить для каждого типоразмера индуктор с участками 6 и 7. Внешние диаметры всех индукторов должны быть одинаковы, а внутренняя их поверхность должна соответствовать внешней поверхности магнита данного типоразмера.Устройство работает следующим образом,Предназначенный для термомагнитной обработки магнит 5 помещается в рабочий объем устройства внутрь изолирующей прокладки 14. Включается генератор и токи высокой частоты, концентрирующиеся благодаря поверхностному эффекту и эффекту близости вдоль внутренней поверхности цилиндра, индуктируют вихревые токи в магните 5. Мгновенные направления токов показаны на фиг. 1 стрелками. Магнит нагревается вихревыми токами до 1260 С. Одновременно происходит разогрев и участков 6 и 7. Далее ток генератора уменьшается, а в каналы 8 подается охлаждающая жидкость. Магнит в соответствиисрегламентом термомагнитной обработки охлаждается, Когда его температура достигает 850, включается источник магнитного поля. В дальнейшем регулировкой тока генератора и скорости охлаждающей жидкости обеспечивается заданный температурный регламент термомагнитной обработки, в том числе и изотермическая выдержка, так как температурный режим магнита является управляемым, После обработки магнит 5 извлекается из устройства.Поскольку участки 6 охлаждаются быстрее магнита 5, к моменту включения источника магнитного поля они имеют температуру меньше 600 С, а значит и высокую магнитную проницаемость. Это обстоятельство, а также минимальный зазор между магнитом 5 и участками 6, обеспечивают высокую напряженность и требуемую топографию магнитного поля.Немагнитные зазоры между участками 6 и источником поля 1, необходимые для размещения изоляционных прокладок 3, имеют минимальные размеры и расположены вдали от рабочего объема, занятого магнитом 5, поэтому они оказывают весьма малое влияние на параметры магнитного поля.Совмещение прокладок 3 со стенками теплоизоляционной камеры 4 повышает эффективность этой камеры, а значит, снижает непроизводительные потери тепла.Поскольку форма внутренней поверхности индуктора повторяет форму внешней боковой поверхности обрабатываемого магнита, а расстояние между этими поверхностями выполняется минимально необходимым для обеспечения их теплоэлектроизоляции друг от друга, обеспечивается хорошая взаимо- индуктивная связь между индуктором и магнитом, а значит, и высокая эффективность индукционного нагрева,Использование предлагаемого устройства для обработки магнитов снижает трудоемкость их обработки за счет совмещения в одном устройстве операций нагрева магнита и его термомагнитной обработки. При этом обеспечение необходимого температур-. ного регламента при одновременно высоких параметрах магнитного поля обеспечивают повышение качества термомагнитной обработки, а значит, увеличения магнитных свойств обрабатываемых магнитов. Формула изобретения1. Устройство для термомагнитной обработки постоянных магнитов, содержащее многополюсный источник магнитного поля с полюсными наконечниками из ферромагнитного материала, теплоизоляционную камеру, генератор тока высокой частоты и индуктор, отличающееся тем, что, с целью снижения трудоемкости, индуктор выполнен в виде цилиндра из чередующихся по его периметру ферромагнитного и не; магнитного проводниковых материалов и помещен в зазоре между магнитом и полюсными наконечниками, причем ферромагнитные участки примыкают к этим наконечникам, являясь их продолжением в сторону5 магнита, а все немагнитные участки расположены между ферромагнитными и образуют с ним последовательную электрическую цепь, изолированную от магнита и питаемую генератором токов высокой частоты10 с помощью токоподводов, подсоединенныхк кромкам сквозной щели, гыполненной водном из немагнитных участков, а полюсные наконечники многополюсного источника магнитного поля электрически изолиро 15 ваны от него самого и выполнены принудительно охлаждаемыми.2. Устройство по п. 1, отл и ч а ю ще ес я тем, что каналы для подачи жидкогоили газообразного охлаждающего вещест 20 ва расположены в немагнитных участкахцилиндра.3. Устройство по пп. 1 и 2, о т л и ч а ющ е е с я тем, что изоляционные прокладкимежду полюсными наконечниками и много 25 .полюсным источником магнитного поля являются частью стенок теплоизоляционнойкамеры.Источники информации,принятые во внимание при экспертизе33 1. Довгалевский Я. М, Литые магниты изсплава магнико, М., Машиностроение, 1964,с. 32.2, Довгалевский Я. М. Литые магнитыиз сплава магпико, М.Машиностроение,1964, с. 38.Типография, пр. Сапунова, 2 Заказ 2723/2 Изд.109 Н 110 Поиск Государственного комите 113035, Москва, )К.ЗТираж 634СССР по делам изобретенийРаушская наб., д. 4/5 Подписноеоткрытий