Способ изготовления эластичных постоянных магнитов

1 12944Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к способам получения эластичных анизотропныхпостоянных магнитов экструзией смесипорошка магнитотвердого материала сполимерным связующим, и может бытьиспользовано в машиностроении, приборостроении, электро- и радиотехнической промышленности при изготовлении герметизирующих элементов и уплотнений.Цель изобретения - увеличение силы магнитного притяжения эластичныхмагнитов,На фиг. 1 н 2 показана топография 15магнитного поля, поясняющая сущностьспособа,Изобретение основано на способности частиц магнитотвердого материала, имеющих однодоменную структуру, 20ориентироваться осями легкого намагничивания вдоль силовых линий внешнего магнитного поля. Так как силовыелинии магнитного поля, возникающегов проводнике с током, располагаютсяпо концентрическим окружностям с центром на оси проводника, то частицымагнитотвердого материала в этом случае ориентируются аксиально сечениюпроводника. При наличии двух или более проводников, по которым пропускают токи в противоположных направлениях, магнитные поля взаимодействуютмежду собой одноименными полюсами,Топография магнитного поля, создаваемого двумя проводниками с током,показана на фиг. 1. Создание в наполненном магнитотвердыми частицами полимерном материале аксиальной текстуры увеличивает анизотропию магнит 40ных свойств и силу магнитного притяжения многополюсных эластичных магнитов. Экспериментально установлено,что максимальное значение силы магнитного притяжения в эластичных маг 45китах реализуется при создании впроцессе экструзии магнитных полейпутем пропускания постоянного токасилой 5-25 А или импульсного тока силой 15-100 А по линейным проводникамдиаметром 1,5-2,0 мм,Уменьшение диаметра намагничивающего проводника (менее 1,5 мм) и/илиувеличение его диаметра (более 2,5 мм)приводит к снижению силы магнитногопритяжения эластичных магнитов. Уменьшение силы постоянного (менее 5 А) иимпульсного (менее 15 А) токов и/или 79 2увеличение силы постоянного (более 25 А) и импульсного (более 1 ОО А) токов также приводит к снижению силы магнитного притяженияПредлагаемый способ осуществляют следующим образом,Смешивают порошок феррита бария с полимерным связующим, в качестве которого используют поливинилхлорид (ПВХ), пластифицированный диоктилфталатом (ДОФ), или порошок БшСо с полиуретаном (ПУ), Полученную смесь экструдируют на червячном прессе, в экструзионной головке которого по направлению экструзии располагают два или четыре линейных проводника с током, создающих магнитные поля. Проводники с током запитывают от источника постоянного тока Й = О - 250 В, Р = б,5 кВт), или от батареи конденсаторов (С=60 мкФ, .0=1000 В) . Образцы получают в виде прямоугольных профилей сечения 4 к 9,5 мм (трехполюсное намагничивание) и 3,2 х х 15 мм (пятиполюсное намагничивание). Полученные образцы намагничивают с помощью индукторов, создающих поле аналогичной топографии. В процессе экструзии проводники с током контактируют с поверхностью экструдируемого материала, создавая в нем неоднородное магнитное поле с градиентом напряженности в радиальном направлении (фиг, 1), Минимальное значение напряженности магнитного поля на расстоянии 1 мм от проводника при силе тока У = 5 А составляет Н = 1,2 кА/м, максимальное приУ = 100 А - Н=20 кА/м, Предлагаемый способ позволяет получить длинномерные эластичные магниты с заданным распределением магнитного поля по образующей профиля, например, в виде круглых стержней с расположением полюсов по винтовой линии (фиг. 2). В этом случае текстурирующее магнитное поле создают пропусканием противоположно направленных токов по проводникам 1 и 2, расположенным по винтовой линии, охватывающей цилиндрический профиль эластичного магнита 3, "вывинчиваемого" из . формообразующей голонки. В этом случае, создаваемые в осевом направлении противоположными по направлению, но одинаковыми по величине токами, магнитные поля взаимно компенсируют друг друга в направлении оси соленоСоотношение компоСила тока, 2, А Пример нентов экструдируемой смеси, мас.7 импульсного постоянного Трехполюсный Пятипо- люсный магнит магнит Предлагаемый ПВХ 6; ДОФ 4;ВаО 6 РеОэ 90 1,5 80 ПУ 10; БшСо 90 360 375 15 ПВХ 6; ДОФ 4;ВаО6 Ре Оэ 90 100 312ида, образованного бифилярной намоткой, а их взаимодействие с экструдируемым материалом в зоне соприкосновения приводит к образованию аксиальной (относительно оси проводника) текстуры,Результаты испытаний приведеныв табл. 1,Из табл. 1 следует, что сила магнитного притяжения эластичных посто.янных магнитов, полученных по предлагаемому способу при пропускании токапо двум (трехполюсный магнит) иличетырем (пятиполюсный магнит) проводникам (примеры 1-6) выше, чем при получении известным способом. Так, вслучае получения магнитов из ферритабария (примеры 1, 3 и 5) предлагаемый способ позволяет получить силумагнитного притяжения 80-110 г/см(для трехполюсного магнита) и 85115 г/см (для пятиполюсного магнита) по сравнению с 70 г/см для магнитов, получаемых известным способом.Аналогичная зависимость наблюдаетсяи для эластичных магнитов из БшСо(сила магнитного притяжения 360 -530 г/см при их получении по предлагаемому способу против 165-173 г/смпри получении известным),Из табл. 1 также следует, что при выходе за пределы предлагаемых значений (примеры 8-14) заметного увеличения силы магнитного притяжения,по сравнению с известным способом не наблюдается. Использование лишь одного проводника с током (двухполюсное намагничивание), как показывают данные,944794приведенные в табл. 2, также не позволяет заметно улучшить силу магнитного притяжения эластичных постоянныхмагнитов по сравнению с известным5 способом.Иаксимальное значение силы магнитного притяжения реализуется вслучае равенства величины противоположно направленных токов,Результаты испытаний приведеныв табл. 2 и 3,Использование предлагаемого способа получения эластичных постоянныхмагнитов позволяет повысить эффектив"ность их применения в качестве магнитных уплотнителей в различных отраслях промышленности,20 Формула изобретения Способ изготовления эластичныхпостоянных магнитов, включающий смешение дисперсного магнитотвердогоматериала с полимерным связующим иэкструзию полученной смеси при одновременном воздействии магнитных полей, о т л и ч а ю щ и й с я тем,что, с целью увеличения силы магнит ного притяжения эластичных магнитов,экструзию смеси осуществляют при воздействии двух или более противоположно направленных постоянных или импульсных неоднородных магнитных полей, создаваемых посредством пропускания по линейным проводникам диаметром 1,5-2,0 мм постоянного токасилой 5-25 А или импульсного токасилой 15-100 А.Таблица 1 Диаметр Сила магнитногопровод- притяжения, Р,ника, мм г/см1294479 Диаметрпроводника, мм Пример импульсного постоян"ного 100 17 2,0 70 2,0 ми 2,0 65 30 2,0 70 72 1,0 70 73 10 2,8 2,0 10 120 2,0 50 1,0 70 179 Известный 70 73 С запредельнымизначенияСоотношение компонентов экструдируемой смеси, мас.Х ПУ 10, ЯшСо 90 ПВХ 6; ДОФ 4;ВаО 6 Ре 0 90 ПУ 10, ЯШСо .90 ПВХ 6, ДОФ 4ВаО 6 Ре О 90 ПВХ 6; ДОФ 4;ВаО 6 Ре О 90 ПВХ 6% ДОФ 69ВаО 6 Ге Оз 90 ПВХ 6 Доф 4;ВаО 6 Ге Оз 90 ПУ 10; ЯшСо 90 ПУ 10, ЯшСо 90 ПУ 10; ЯшСор 90 ПУ 10, ЯшСо 90 ПВХ 6 ДОФ 4;ВаО 6 Ре Оэ 90 ПУ 10, ЯшСо 90 Сила тока, 1, АПродолжение табл. Сила магнитногопритяжения, Г,г/см Трехпо- пятиполюсный люсный магнит магнит 440 450 110 115 520 530 72 75 160 165 170 178 172 177 165 1731294479 Таблица 2 Сила тока, А Примеростоян- импульсного ного Предлагаемый 70 2,0 73 2,0 2,0 168 2,0 15 172 50 2,0 170 100 2,0 Известньзй 69 160 П р и м е ч а н и е. В примерах 1-3,7 используют материал на основе поливинилхлорида и феррита бария, в примерах 4-6, 8 - на основе полиуретана и порошка БвСо,Таблица 3Величина тока, А, в проводнике первом Сила магнитПример ного притяжения, г/см втором 17 110 190 520 П р и м е ч а н и е. В примерах 1 и 2 используют материал наоснове поливинилхлорида и феррита бария,в примерах 3-4 - материал на основе полиуретана и порошка ЯшСо . 1 5 2 17 3 25 70 (импульс) 70 (импульс) Диаметр проводника, мм О 20 (импульс) 70 (импульс) Сила магнитногопритяжения,г/см/9 Тираж 741 ВНИИПИ Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий 13035, Москва, Ж, Раушская наб., д. 4