各向同性粘結釹鐵硼在無刷電機中的應用
朱明歧 姜書英（上海磁鋼廠）
【摘 要】釹鐵硼磁體的出現是永磁領域劃時代的革命，然而以指數增長的釹鐵硼磁體在電機中的應用更為人們所關注。文中介紹各向同性快淬釹鐵硼粉及制成的粘結磁體的性能，成型工藝，并指出各向同性粉結釹鐵硼磁體在無剛電機中的廣泛應用。
【主題詞】各向同性永磁材料，稀土永磁材料，粘結磁體，性能，磁粉，成型，無刷電機．應用
1 引 言
1990年燒結釹鐵硼Vd-Fe-B稀土永磁在電機（發電機和音圈電機）中的應用約占總產量1 550t的百分之80，而各向同性粘結州一Fe-B也正以迅猛的速度擴展去占領這一領域。目前，美國通用汽車公司Delco Remy分部制備的快淬粉是生產各向同性粘結Fe-B的產要原料，這類各向同性沾結磁體最普遍的用途之一是無刷電機的磁環。這些電機在小尺寸內具有較高的轉矩和較低的成本。愿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翩備的_Yd-Fe-B薄帶碎片具有更高的化學穩定性和抗腐蝕能力即便在粘結粉末狀態下也比燒結Yd-Fe-B顯現出遠為優越的抗蝕性和穩定性。
2各向同性粉
各向同性粉的顯微結構是由直徑小于0．1μm的微晶椰成。粉料熱穩定性高的原因是由于極微細的品粒尺寸和總量較低的稀土含量．其化學性活潑的晶間相所占體積百分比較低。這種極微細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稟矯頑力溫度系數遠低于取向材料。表1根據CM公司的樣本，列出了該公司生產的四種各向同性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
現已商品化生產的各向同性磁體絕大多采用cLM公司的MQ粉來研制和開發的。
各向同性粘結Yd-Fe-B磁體不需磁場取向工藝，制作周期快，可做成各種復雜形狀，可在任何方向上磁化，其次是內稟矯頑力的溫度系數較低。
成本是削約lVd-Fe-B磁體推廣應用的關健因素。制盛環形或弧型的無刷電機用的粘結Vd-Fe-B磁體一般用膠合劑組合在電機內。由于各向同性磁體比鐵氧體貴，因此設法降低電機制造的總成本，直接成形法就是目前開發的很有效的方法。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Vd-Fe-B磁體易于裝配的特點預示著它在無刷電機上應用有著堅實的地位。
4應用
4。1今天計算機技術的發展給各向同性粘結Vd-Fe-B提供了又一個用武之地，美國在硬盤驅動器的世界市場上占據主導地位，硬盤驅動器工業已較為成熟，硬盤驅動器發展的動力在于更大的數據存貯能力和更快的存取時間。與此同時．驅動器的外殼不斷縮小，現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Vd一Fe-B磁體恰好能滿足這個要求。現在1 00兆位的5. 25時硬盤驅動器的高度幾乎都是原高度的一半。而30兆位以下的驅動器日趨從5. 25時轉為使用3.5時．目前各占一半。圖2表示了5年內主軸電機磁體的市場增長。根據每磅200美元磁體成本推測，這個市場的總容量為1000萬美元。
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Vd - Fe-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的，而且粘結磁體的磁性能較低，很容易通過磁體濃度盼少量增加來補償。粘結Fe-B材料漆僅具有此種無刷也機所需
磁能積，而且易于制成所要求的盡寸，可以說所有粘結.Vd-Fe-B作主軸電機用磁環，在技術生都是可行的。在允許盡寸內，1 0MCOe磁俸表現出很好的工作狀態。
4．2家用空調風扇就是無刷電機應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·可不增加電機成本。它通過減少電機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備便宜．轉子的整個工藝可以自動化生產，轉子磁體在成形后不要機加工。各向同性Vd-Fe-B磁體電機比鐵氧體電機在性能上提高百分之30，在尺寸上減少百分之10。
5結語
a。各向同性粘結Vd-Fe--B性能比各向異性鐵氧體高，耐腐蝕和化學穩定性比燒結Vd-Fe-B高，因此近幾年在無刷電機上應用迅速擴展，
6．直接成形法可補償該類磁體制造帶來的成本增加。
c．計算機主軸電機將是各向同性粘結Vd-Fe-B磁體的潛在市場。
國際電機業的新生力量
新的電機公司以其雄厚的航空、軍事技術，將致力予提供各類電動機于應用中，典型的應用包括飛機輪閘的冷卻、進氣裝置、貨載傳送帶驅動、軍事車輛轉塔控制、衛星通訊系統的陀螺儀平衡盤、低溫泵驅動系統、小型發電機以及軍事、工業系統。
電機的種類有永磁有刷和無刷直流電動機、交流、直流伺服機、同步電動機和磁阻電動機、交流感應電動機（帶逆變器）、力矩電動機、步進電動機及各種發電機。產品規格從低壓、幾十瓦至500伏、50千瓦；頻率范圍從50～100HZ；速度可達2rl000轉／分，該公司還有擴展設計、開發及生產的能力。
（范麗潔譯自《OEM》1990.6）
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