SU797083A1

SU797083A1 - Device for thermomagnetic treatment of permanent magnets

Info

Publication number: SU797083A1
Application number: SU792733929A
Authority: SU
Inventors: Александр Васильевич Баев; Александр Иванович Гриднев; Николай Васильевич Шарыгин
Original assignee: Новочеркасский Ордена Трудовогокрасного Знамени Политехническийинститут Им. Серго Орджоникидзе; Конструкторское Бюро Постоянныхмагнитов
Priority date: 1979-03-07
Filing date: 1979-03-07
Publication date: 1981-01-15

Description

(54)УСТРОЙСТВО ОБРАБОТКИ П Изобретение относитс к технологическому оборудованию, примен емому при производстве посто нных магнито из коОальт-содержащих сплавов типа апьнико, магнико, тикональ, и может быть использовано, преимущественно, при изготовлении из этих сплавов многополюсных роторов электрических микромашин дл проведени их термомагнитной обработки. Известны устройства дл термомагнитной об)аботки таких магнитов, содержащие многополюсный источник магнитного пол с полюсными наконетниками выполненный в виде электромаг нита или системы с посто нными магиитги«1и и нагревательную газовую или электрическую печь. При использовани этих устройств обрабатываемый магнит нагреваетс в печи примерно до , после чего его перенос т в многополюсный источник магнитного пол , где он самопроизвольно остывает 1 . Основнымнедостатком указанных устройств вл етс то, что они не обеспечивают требуемый температурный регламент термомагнитной обработки, поскольку процесс остывани магнифа идет практически неуправл емо. В ; ЕРМОМАГНИТНОЙ ННЫХ МАГНИТОВ fc|fT--& частности, не удаетс обеспечить необходимую изотермическую выдержку. Это приводит к недоиспользованию маг нитных свойств дорогосто щего сплава и ухудшению параметров изделий, дл которых магниты предназначены (по сравнению с теми параметрами, которые могли бы иметь место при оптимальном регламенте термомагйитной обработки). Другим их недостатком вл етс необходимость переноса раскаленного магнита из печи в источник магнитного пол , так как на это тер етс рабочее врем и часть тепла, сообщаемого магниту в печи. Наиболее близким к предлагаемому вл етс устройство Дл термомагнитной обработки посто нных магнитов, преимущественно многополюсных роторов электрических микромашин, содержащее многополюсный источник магиитного пол с полюсными наконечниками (например, электромагнит), образующими кольцевую полость дл размещени обрабатываемого магнита, и индуктор , присоединенный к генератору тока 2 . Недостатком вл етс то, что дн создани многополюсного пол (54) TREATMENT DEVICE P The invention relates to process equipment used in the production of permanent magnetically from cobalt-containing alloys of the type apnico, magnico, ticonal, and can be used, mainly, in the manufacture of electric micromachines from these alloys of multi-pole rotors thermomagnetic treatment. Devices for thermomagnetic treatment of such magnets are known, containing a multi-pole source of a magnetic field with pole lugs made in the form of an electromagnet or a system with permanent magnets of a type 1 and a heating gas or electric furnace. When using these devices, the treated magnet is heated in the furnace approximately until then it is transferred to a multi-pole source of magnetic field, where it spontaneously cools 1. The main disadvantage of these devices is that they do not provide the required temperature regulation of the thermomagnetic treatment, since the process of cooling the magnet is almost uncontrollable. AT ; HERMOMAGNETIC BANNED MAGNETS fc | fT - & In particular, it is not possible to provide the necessary isothermal holding. This leads to the under-utilization of the magnetic properties of the expensive alloy and the deterioration of the parameters of the products for which the magnets are intended (as compared with those parameters that could have occurred under the optimal regulation of thermo-magitite processing). Their other disadvantage is the need to transfer the hot magnet from the furnace to the source of the magnetic field, since this will lose the working time and part of the heat imparted to the magnet in the furnace. The closest to the present invention is a device for thermomagnetic treatment of permanent magnets, predominantly multi-pole electric micromachines rotors, containing a multi-pole magical field source with pole tips (for example, an electromagnet) forming an annular cavity to accommodate the magnet to be processed, and an inductor connected to the current generator 2 . The disadvantage is that the day of creation of a multipolar field

требуемой напр женности и, топографии нужно, чтобы полюсные наконечники источника пол находились как можно ближе к поверхности обрабатываемого магнита. Этого рассто ни , как показывает опыт, недостаточно дл размещени между магнитом и полюсами индукторов известного типа, имеющих водоохлаждаемые каналы. Если же размещать эти индукторы так, чтобы зона нагрева охватывала магнит вместе с приближенными к нему полюсными наконечниками, то нагрев наконечников приводит к потере ими магнитных свойств, что по эффекту равносильно их удалению от магнита.the required strength and topography requires that the pole pieces of the source of the floor are as close as possible to the surface of the magnet to be machined. Experience shows that this distance is not enough to accommodate inducers of a known type with water-cooled channels between the magnet and the poles. If we place these inductors so that the heating zone covers the magnet together with the pole tips that are close to it, heating the tips leads to the loss of their magnetic properties, which is equivalent to their removal from the magnet.

Цель изобретени - повышение качества термомагнитной обработки посто нных магнитов за счет обеспечени оптимального температурного регламента их термомагнитной обработки при сохранении высокой напр женности и требуемой топографии текстуруювдего магнитного пол .The purpose of the invention is to improve the quality of thermomagnetic processing of permanent magnets by ensuring the optimal temperature regulation of their thermomagnetic processing while maintaining a high intensity and the required texture topography of all magnetic fields.

Указанна цель достигаетс тем, что в известном устройстве полюсные наконечники выполнены с полостью, заполненной охлаждающей средой и охватывают индуктор, который выполнен в виде тонкостенного цилиндрического витка с разрезом по образующей .This goal is achieved by the fact that in the known device the pole pieces are made with a cavity filled with a cooling medium and cover the inductor, which is made in the form of a thin-walled cylindrical coil with a cut along the generatrix.

На фиг. 1 показано предлагаемое устройство, общий вит, на фиг. 2 сечение А-А на фиг. 1. В качестве примера рассматриваетс тот частный случай, обработке подлежит четырехполюсный цилиндрический магвит .FIG. 1 shows the proposed device, common vit, in FIG. 2 section A-A in FIG. 1. As an example, this particular case is considered, a four-pole cylindrical magvit is to be processed.

Устройство состоит из четырехполсного источника магнитного пол (на чертеже не показан) имек цего полюсные наконечники 1, каждый из которы охлаждаетс водой или другим охлаждающим веществом, подаваемым в полость 2 под рубашкой 3,The device consists of a four-field source of a magnetic field (not shown in the drawing), having two pole tips 1, each of which is cooled by water or another coolant supplied to cavity 2 under jacket 3,

В зазор между полюсными наконечниками 1 и обрабатываемым магнитом 4 помещен тонкостенный провод щий цилиндр 5, отделенный от магнита и неконечников изол ционными прокладками б, выполненными, например, из кварца или керамики. Цилиндр имеет сквозную прорезь, к кромкам которой подсоединены токоподводы 7, изолированные друг от друга.A thin-walled conductive cylinder 5 is placed in the gap between the pole tips 1 and the magnet 4 being machined, separated from the magnet and non-tips by insulating gaskets b, made, for example, of quartz or ceramics. The cylinder has a through slot, to the edges of which are connected to the current leads 7, isolated from each other.

К токоподводам 7 при помощи одного или .нескольких болтов 8 с гайками 9, изолированных от ст гиваег.«ых деталей втулками 10, подсоединены зажимы 11 генератора токов высокой частоты.To the current leads 7 by means of one or several bolts 8 with nuts 9, insulated from the details of the bushings 10, clamps 11 of the high-frequency current generator are connected.

Устройство работает следующим образом .The device works as follows.

Предназначенный дл термомагнитной обработки холодный магнит 4 помщаетс в рабочий объем устройства. Включаетс генератор. Токи высокой частоты (пор дка нескольких килогерц , что зависит от разморои магииTalи индуктированные вихреьма токи (мгновенное направлением кото1)ых отмечено на фиг. 1 стрелками) нагревают магнит 4 и индуктор 5. Однако несмотр на теплсотвод и охлаждаемые полюсные наконечники 1 индуктор 5 из-за его малой толщины и высокой плотности токов нагреваетс быстрее магнита. Как только температура инду ,ктора 5 становитс температуры магнита 4, нагрев магнита начинает происходить не только вихревыми токами , но и за счет теплопередачи от индуктора. В этот период раскаленный индуктор 5 нагревает магнит одновременно и индукционно и теплопроводностью . Одновременно с ростом температуры индуктора 5 увеличиваетс и теплоотвод с его внешней поверхности , в то врем как тепловыделение в нем практически остаетс неизмен .ным. Поэтому через некоторое врем послевключени генератора температура индуктора 5 стабилизируетс . После того, как температура магнита 4 сравниваетс с температурой индуктора 5, дальнейший нагрев магнита 4 осуществл етс только вихревыми токами в его теле. Этими токами магнит 4 разогреваетс до требуемой температуры 1260 С. Далее, регулировкой величины тока генератора, и скорости подачи охлаждающего вещества в полости 2 обеспечиваетс требуемый температурный регламент термомагнитн.ой г бработки , включающий изотермическую выдержку и охлаждение с заданными скорост ми. После обработки магнит 4 извлекаетс .из устройства.A cold magnet 4 intended for thermomagnetic processing is inserted into the working volume of the device. The generator turns on. High-frequency currents (on the order of several kilohertz, which depends on the defrosting of the magic of Tal and induced eddy currents (the instantaneous direction of which)) are indicated in Fig. 1 by arrows) heat the magnet 4 and the inductor 5. However, despite the heating rod and the cooled pole tips 1, the inductor 5 is because of its small thickness and high current density, it heats up faster than a magnet. As soon as the temperature of the inductor, Ktor 5 becomes the temperature of the magnet 4, the heating of the magnet begins to occur not only by eddy currents, but also due to heat transfer from the inductor. During this period, the hot inductor 5 heats the magnet at the same time and induction and thermal conductivity. Simultaneously with an increase in the temperature of the inductor 5, the heat dissipation from its outer surface also increases, while the heat release in it remains practically unchanged. Therefore, after some time after the generator is turned on, the temperature of the inductor 5 is stabilized. After the temperature of the magnet 4 is compared with the temperature of the inductor 5, the further heating of the magnet 4 is carried out only by eddy currents in its body. With these currents, the magnet 4 is heated to the required temperature of 1260 C. Next, by adjusting the amount of current of the generator and the flow rate of the coolant in the cavity 2, the required temperature regulation of the thermomagnetic treatment is provided, including isothermal holding and cooling at the specified speeds. After processing, the magnet 4 is removed from the device.

Указанные конструктивные особенности устройства позвол ют.осуществить нагрев обрабатываемого магнита из холодного состо ни до 12бО°С непосредственно в многополюсном источнике магнитного пол .These design features of the device allow the heating of the processed magnet from a cold state to 12 ° C directly in a multipolar source of the magnetic field.

Отсутствие в самом индукторе 5 охлаждающих каналов позвол ет выполнить его тонкостенным, что нар ду с малой толщиной прокладок 6 обеспечивает манимальное рассто ние между полюсными наконечниками 1 и магнитом 4, а значит и требуемые топографию и напр женность магнитного пол в рабочем объеме устройства.The absence in the inductor 5 of the cooling channels allows it to be thin-walled, which, together with the small thickness of the gaskets 6, provides a good distance between the pole pieces 1 and the magnet 4, and hence the required topography and intensity of the magnetic field in the working volume of the device.

Кроме того, высока температура индуктора 5, а значит и мала разность температур между ними и магнитом 4, обуславливают, особенно при изотермической выдержке, малый температурный градиент у поверхности магнита, что обеспечивает требуемую одинаковости температуры по объему магнита и способствует повышению магнитных свойств у обработанных магнитов.In addition, the high temperature of the inductor 5, and therefore the small temperature difference between them and the magnet 4, cause, especially with isothermal exposure, a small temperature gradient at the surface of the magnet, which provides the required temperature uniformity of the magnet and contributes to an increase in the magnetic properties of the processed magnets .

Claims

Invention Formula

The device DL.YA Torm - magniny 111 -). 5 permanent magnet, psi