风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法.pdf

摘要
申请专利号：	CN201410508756.7	申请日：	2014.09.28
公开号：	CN104269979A	公开日：	2015.01.07
当前法律状态：	授权	有效性：	有权
法律详情：	授权\|\|\|实质审查的生效IPC(主分类):H02K 15/03申请日:20140928\|\|\|公开
IPC分类号：	H02K15/03	主分类号：	H02K15/03
申请人：	宁波市展发磁业科技有限公司
发明人：	文波; 虞建芳
地址：	315151 浙江省宁波市鄞州区鄞江镇四明东路101号
优先权：	2014.09.05 CN 201410451694.0
专利代理机构：	宁波市鄞州甬致专利代理事务所(普通合伙) 33228	代理人：	代忠炯
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内容摘要

本发明公开一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，根据待包裹永磁体的尺寸裁剪好金属板材，然后根据永磁体外轮廓形状冲压拉伸成与永磁体外轮廓贴合的金属壳体；将金属壳体扣合在永磁体外轮廓上，然后放入真空度≤1KPa的真空环境下夹住工件，再使用冷焊机对金属壳体结合缝隙进行冷焊；焊接后在常温下进行加压，压力≥280KPa，检测组合磁体密封度，焊接合格后用平面磨磨去组合磁体焊接痕迹并达到所需要求的尺寸；最后进行抛光，清洗，装盒。本发明具有能有效保证永磁体在高温环境下的磁稳定性、不降磁以维持风力发电机持续发电能力，且环境污染小、加工简单、降低成本的优点。

权利要求书

权利要求书1. 一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，其特征在于，该方法步骤包括：(1)按照配方比例：Fe60-75％，Ni25-40％，和Cr1-3％、Mn1-3％、Si1-3％、Cr1-3％、Cu1-3％、Co1-3％、C1-3％中的任一种或者任意两种、多种的组合，上述配方中各组分重量百分比之和为100％；将上述金属壳体原料配料混合，然后在真空感应熔炼炉中熔融熔炼，冷却后得到铸锭，对铸锭加热至850-1000℃锻造、反复镦粗、拔长，制备成厚度10-15mm的板坯，然后在850-900℃采用温轧工艺获得厚度0.3-0.5mm的金属壳体；然后根据待钕铁硼永磁体的尺寸裁剪好金属板材，然后根据永磁体外轮廓形状冲压拉伸成与永磁体外轮廓贴合的金属壳体；(2)将步骤(1)的金属壳体扣合在永磁体外轮廓上，然后放入真空度≤1KPa的真空环境下夹住永磁体工件，再使用冷焊机对金属壳体结合缝隙进行冷焊；(3)焊接后在常温下进行加压，压力≥280KPa，检测组合磁体密封度，焊接合格后用平面磨磨去金属壳体焊接痕迹并达到所需要求的尺寸。2. 根据权利要求1所述的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，其特征在于，步骤(2)的冷焊条件为：焊丝直径0.1—0.2mm，氩气流量1-2L/min，焊接脉冲频率1—5每秒；每次焊接的焊缝长度为10-20mm，待工件冷却至40-65℃后再继续冷焊。3. 根据权利要求2所述的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，其特征在于，还包括平面磨磨去金属壳体焊接痕迹之后的抛光，清洗，装盒步骤。

说明书

说明书风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法
技术领域
本发明涉及一种风力发电机技术领域，具体涉及一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法。
背景技术
风力发电机或永磁电动机中用的钕铁硼永磁体，由于使用环境苛刻，要求永磁体具有磁性稳定性好，高温环境下不降磁，以维持风力发电机持续发电能力。
现有技术的永磁体，由于在长时间的发电过程，温度会逐渐提高，甚至会提升到80-100℃这样的高温，目前应用的永磁体在这样的高温环境下，磁性大幅度下降，从而严重影响风力发电机运转的稳定性，降低发电功率。
此外，目前使用的风力发电机中用的钕铁硼永磁体，为了防止永磁体表面腐蚀或划伤，往往采用电化学电镀方法在钕铁硼永磁体外表面镀上一层单一金属作为保护层，但这种工艺往往存在如下一些不足：1.由于化学电镀过程污染大、容易排放含有重金属的废液，对环境造成巨大影响和破坏；2.化学电镀过程耗电量大、能耗高，大大提高了生产成本；3.由于是在钕铁硼永磁体外表面镀上一层金属保护层，该金属保护层的硬度和强度不是太理想，很容易造成表面划伤的缺陷，一旦划伤，还需要重复电镀或去除电镀层再返工再加工，整个过程工艺复杂、处理难度大，大大提升了企业的成本。
发明内容
本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能有效保证永磁体在高温环境下的磁稳定性、不降磁以维持风力发电机持续发电能力，且环境污染小、加工简单、降低成本的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法。
为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，该方法步骤包括：
(1)按照配方比例：Fe60-75％，Ni25-40％，和Cr1-3％、Mn1-3％、Si1-3％、Cr1-3％、Cu1-3％、Co1-3％、C1-3％中的任一种或者任意两种、多种的组合，上述配方中各组分重量百分比之和为100％；将上述金属壳体原料配料混合，然后在真空感应熔炼炉中熔融熔炼，冷却后得到铸锭，对铸锭加热至850-1000℃锻造、反复镦粗、拔长，制备成厚度10-15mm的板坯，然后在850-900℃采用温轧工艺获得厚度0.3-0.5mm的金属壳体；然后根据待包裹永磁体的尺寸裁剪好金属板材，然后根据永磁体外轮廓形状冲压拉伸成与永磁体外轮廓贴合的金属壳体；
(2)将步骤(1)的金属壳体扣合在永磁体外轮廓上，然后放入真空度≤1KPa的真空环境下夹住工件，再使用冷焊机对金属壳体结合缝隙进行冷焊；
(3)焊接后在常温下进行加压，压力≥280KPa，检测组合磁体密封度，焊接合格后用平面磨磨去金属壳体焊接痕迹并达到所需要求的尺寸。
本发明步骤(2)的冷焊条件为：焊丝直径0.1—0.2mm，氩气流量1-2L/min，焊接脉冲频率1—5每秒(即每秒内1—5个脉冲数)；每次焊接的焊缝长度为10-20mm，待工件冷却至40-65℃后再继续冷焊；采用上述工艺，可以保证工件表面温度不会急剧上升，并散热快速，防止应力大。
本发明的步骤还包括平面磨磨去金属壳体焊接痕迹之后的抛光，清洗，装盒步骤。
本发明的优点和有益效果：
1.本发明首次提出在永磁体的外表面包裹一层金属壳体来实现温度补充，经过检测发现采用这种工艺制备出的永磁体在风力发电机中使用，即使温度达到80-100℃这样的高温，永磁体仍然保持良好的磁性，组合磁体检测结果：Br＝11.64kGs(20℃)。Br＝11.36kGs(100℃)，α(负温度系数)＝-0.03％；比传统的-0.11％的负温度系数大大降低，保持了风力发电机的稳定性。
2.本发明首次采用真空冷焊工艺，有效防止金属壳体在空气环境下焊接造成的爆裂问题，同时采用冷焊焊接，有效降低了待焊材料永磁体和金属壳体的表面温度，从而充分保证永磁体的磁稳定性。
3.本发明的工艺也适用于永磁电动机上使用的永磁体。本发明采用在钕铁硼永磁体外表面包覆一层由特定组成成分——Fe60-75％，Ni25-40％，和Cr1-3％、Mn1-3％、Si1-3％、Cr1-3％、Cu1-3％、Co1-3％、C1-3％中的任一种或者任意两种、多种的组合制备的金属壳体，有效保证了制备出的永磁体具有温度补偿功效，才保证最终产品温度达到80-100℃这样的高温，永磁体仍然保持良好的磁性(负温度系数-0.03％)。
附图说明
图1是本发明永磁体结构示意图。
图2是图1的横截面剖视图。
如图所示：1-钕铁硼永磁体，2-金属壳体。
具体实施方式
下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。
本发明的钕铁硼永磁体为市售产品，如可以采用山西力腾高科磁业有限公司销售的材料牌号：N48H的钕铁硼，只要适用于风力发电机或永磁电动机上的钕铁硼永磁体均适用本发明。
如图1-2所示的本发明的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体，包括钕铁硼永磁体1，所述的钕铁硼永磁体1的外部包裹有一层金属壳体2；其加工方法具体实施方式如下：
首先，金属壳体的制备工艺采用行业常规技术，大致过程如下：按照配方比例将金属壳体原料配料混合，然后在真空感应熔炼炉中熔融熔炼，冷却后得到铸锭，对铸锭加入至850-1000℃锻造、反复镦粗、拔长，制备成厚度10-15mm的板坯，然后在850-900℃采用温轧工艺获得厚度0.3-0.5mm的金属壳体。
然后风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，该方法步骤包括：
(1)根据待包裹永磁体的尺寸裁剪好金属板材，然后根据永磁体外轮廓形状冲压拉伸成与永磁体外轮廓贴合的金属壳体；
(3)将步骤(1)的金属壳体扣合在永磁体外轮廓上，然后放入真空度≤1KPa的真空环境下夹住工件，再使用冷焊机对金属壳体结合缝隙进行冷焊；
(3)焊接后在常温下进行加压，压力≥280KPa，检测组合磁体密封度，焊接合格后用平面磨磨去金属壳体焊接痕迹并达到所需要求的尺寸；最后进行抛光，清洗，装盒。
本发明步骤(2)的冷焊条件为：焊丝直径0.1—0.2mm，氩气流量1-2L/min，焊接脉冲频率1—5每秒；每次焊接的焊缝长度为10-20mm，待工件冷却至40-65℃后再继续冷焊；采用上述工艺，可以保证工件表面温度不会急剧上升，并散热快速，防止应力大。
本发明首次提出在永磁体的外表面包裹一层金属壳体来实现温度补充，经过检测发现采用这种工艺制备出的永磁体在风力发电机中使用，即使温度达到80-100℃这样的高温，永磁体仍然保持良好的磁性，组合磁体检测结果，本实施例以铁64.84wt％，镍33.16％，和Mn2％制备的厚度为0.4mm的金属壳体为例包裹在N48H的钕铁硼永磁体外表面为例进行检查：Br(剩余磁化强度)＝11.64kGs(20℃)。Br＝11.36kGs(100℃)，α(负温度系数)＝-0.03％；比传统的-0.11％的负温度系数大大降低，保持了风力发电机的稳定性。
本实施例的钕铁硼永磁体如图所示为方形，也可以采用其他如圆柱、圆台、梯形等等可适用于风力发电机或永磁发电机使用的形状均可。

资源描述

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1、(10)申请公布号 CN 104269979 A (43)申请公布日 2015.01.07 CN 104269979 A (21)申请号 201410508756.7 (22)申请日 2014.09.28 201410451694.0 2014.09.05 CN H02K 15/03(2006.01) (71)申请人宁波市展发磁业科技有限公司地址 315151 浙江省宁波市鄞州区鄞江镇四明东路 101 号 (72)发明人文波虞建芳 (74)专利代理机构宁波市鄞州甬致专利代理事务所 ( 普通合伙 ) 33228 代理人代忠炯 (54) 发明名称风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁。

2、体温度补偿构件加工方法 (57) 摘要本发明公开一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，根据待包裹永磁体的尺寸裁剪好金属板材，然后根据永磁体外轮廓形状冲压拉伸成与永磁体外轮廓贴合的金属壳体；将金属壳体扣合在永磁体外轮廓上，然后放入真空度 1KPa 的真空环境下夹住工件，再使用冷焊机对金属壳体结合缝隙进行冷焊；焊接后在常温下进行加压，压力 280KPa，检测组合磁体密封度，焊接合格后用平面磨磨去组合磁体焊接痕迹并达到所需要求的尺寸；最后进行抛光，清洗，装盒。本发明具有能有效保证永磁体在高温环境下的磁稳定性、不降磁以维持风。

3、力发电机持续发电能力，且环境污染小、加工简单、降低成本的优点。 (66)本国优先权数据 (51)Int.Cl. 权利要求书 1 页说明书 3 页附图 1 页 (19)中华人民共和国国家知识产权局 (12)发明专利申请权利要求书1页说明书3页附图1页 (10)申请公布号 CN 104269979 A CN 104269979 A 1/1 页 2 1. 一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，其特征在于，该方法步骤包括： (1) 按照配方比例： Fe60-75， Ni25-40，和 Cr1-3、 Mn1-3、 Si1-3、 Cr1-3、 Cu1。

4、-3、 Co1-3、 C1-3中的任一种或者任意两种、多种的组合，上述配方中各组分重量百分比之和为 100 ；将上述金属壳体原料配料混合，然后在真空感应熔炼炉中熔融熔炼，冷却后得到铸锭，对铸锭加热至 850-1000锻造、反复镦粗、拔长，制备成厚度 10-15mm 的板坯，然后在 850-900采用温轧工艺获得厚度 0.3-0.5mm 的金属壳体；然后根据待钕铁硼永磁体的尺寸裁剪好金属板材，然后根据永磁体外轮廓形状冲压拉伸成与永磁体外轮廓贴合的金属壳体； (2) 将步骤 (1) 的金属壳体扣合在永磁体外轮廓上，然后放入真空度 1KPa 的真空环境下夹住永。

5、磁体工件，再使用冷焊机对金属壳体结合缝隙进行冷焊； (3) 焊接后在常温下进行加压，压力 280KPa，检测组合磁体密封度，焊接合格后用平面磨磨去金属壳体焊接痕迹并达到所需要求的尺寸。 2. 根据权利要求 1 所述的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，其特征在于，步骤(2)的冷焊条件为：焊丝直径0.10.2mm，氩气流量1-2L/min，焊接脉冲频率15每秒；每次焊接的焊缝长度为10-20mm，待工件冷却至40-65后再继续冷焊。 3. 根据权利要求 2 所述的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，其特征在于，。

6、还包括平面磨磨去金属壳体焊接痕迹之后的抛光，清洗，装盒步骤。权利要求书 CN 104269979 A 2 1/3 页 3 风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法技术领域 0001 本发明涉及一种风力发电机技术领域，具体涉及一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法。背景技术 0002 风力发电机或永磁电动机中用的钕铁硼永磁体，由于使用环境苛刻，要求永磁体具有磁性稳定性好，高温环境下不降磁，以维持风力发电机持续发电能力。 0003 现有技术的永磁体，由于在长时间的发电过程，温度会逐渐提高，甚至会提升到 80-100这样的。

7、高温，目前应用的永磁体在这样的高温环境下，磁性大幅度下降，从而严重影响风力发电机运转的稳定性，降低发电功率。 0004 此外，目前使用的风力发电机中用的钕铁硼永磁体，为了防止永磁体表面腐蚀或划伤，往往采用电化学电镀方法在钕铁硼永磁体外表面镀上一层单一金属作为保护层，但这种工艺往往存在如下一些不足： 1. 由于化学电镀过程污染大、容易排放含有重金属的废液，对环境造成巨大影响和破坏； 2. 化学电镀过程耗电量大、能耗高，大大提高了生产成本； 3. 由于是在钕铁硼永磁体外表面镀上一层金属保护层，该金属保护层的硬度和强度不是太理想，很容易造成表面划伤的缺陷。

8、，一旦划伤，还需要重复电镀或去除电镀层再返工再加工，整个过程工艺复杂、处理难度大，大大提升了企业的成本。发明内容 0005 本发明针对现有技术的上述不足，提供一种能有效保证永磁体在高温环境下的磁稳定性、不降磁以维持风力发电机持续发电能力，且环境污染小、加工简单、降低成本的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法。 0006 为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，该方法步骤包括： 0007 (1) 按照配方比例： Fe60-75 ， Ni25-40 ，和 C。

9、r1-3 、 Mn1-3 、 Si1-3 、 Cr1-3、 Cu1-3、 Co1-3、 C1-3中的任一种或者任意两种、多种的组合，上述配方中各组分重量百分比之和为 100 ；将上述金属壳体原料配料混合，然后在真空感应熔炼炉中熔融熔炼，冷却后得到铸锭，对铸锭加热至 850-1000锻造、反复镦粗、拔长，制备成厚度 10-15mm 的板坯，然后在 850-900采用温轧工艺获得厚度 0.3-0.5mm 的金属壳体；然后根据待包裹永磁体的尺寸裁剪好金属板材，然后根据永磁体外轮廓形状冲压拉伸成与永磁体外轮廓贴合的金属壳体； 0008 (2) 将步骤 (1) 的金属。

10、壳体扣合在永磁体外轮廓上，然后放入真空度 1KPa 的真空环境下夹住工件，再使用冷焊机对金属壳体结合缝隙进行冷焊； 0009 (3) 焊接后在常温下进行加压，压力 280KPa，检测组合磁体密封度，焊接合格后用平面磨磨去金属壳体焊接痕迹并达到所需要求的尺寸。说明书 CN 104269979 A 3 2/3 页 4 0010 本发明步骤(2)的冷焊条件为：焊丝直径0.10.2mm，氩气流量1-2L/min，焊接脉冲频率 15 每秒 ( 即每秒内 15 个脉冲数 ) ；每次焊接的焊缝长度为 10-20mm，待工件冷却至 40-65后再继续冷焊；采用上述工艺。

11、，可以保证工件表面温度不会急剧上升，并散热快速，防止应力大。 0011 本发明的步骤还包括平面磨磨去金属壳体焊接痕迹之后的抛光，清洗，装盒步骤。 0012 本发明的优点和有益效果： 0013 1. 本发明首次提出在永磁体的外表面包裹一层金属壳体来实现温度补充，经过检测发现采用这种工艺制备出的永磁体在风力发电机中使用，即使温度达到 80-100这样的高温，永磁体仍然保持良好的磁性，组合磁体检测结果： Br 11.64kGs(20 )。Br 11.36kGs(100 )， ( 负温度系数 ) -0.03 ；比传统的 -0.11的负温度系数大大降低，保持了风力发电机。

12、的稳定性。 0014 2. 本发明首次采用真空冷焊工艺，有效防止金属壳体在空气环境下焊接造成的爆裂问题，同时采用冷焊焊接，有效降低了待焊材料永磁体和金属壳体的表面温度，从而充分保证永磁体的磁稳定性。 0015 3. 本发明的工艺也适用于永磁电动机上使用的永磁体。本发明采用在钕铁硼永磁体外表面包覆一层由特定组成成分Fe60-75， Ni25-40，和 Cr1-3、 Mn1-3、 Si1-3、 Cr1-3、 Cu1-3、 Co1-3、 C1-3中的任一种或者任意两种、多种的组合制备的金属壳体，有效保证了制备出的永磁体具有温度补偿功效，才保证最终产品温度达到 80-100这样。

13、的高温，永磁体仍然保持良好的磁性 ( 负温度系数 -0.03 )。附图说明 0016 图 1 是本发明永磁体结构示意图。 0017 图 2 是图 1 的横截面剖视图。 0018 如图所示： 1- 钕铁硼永磁体， 2- 金属壳体。具体实施方式 0019 下面通过实施例进一步详细描述本发明，但本发明不仅仅局限于以下实施例。 0020 本发明的钕铁硼永磁体为市售产品，如可以采用山西力腾高科磁业有限公司销售的材料牌号： N48H 的钕铁硼，只要适用于风力发电机或永磁电动机上的钕铁硼永磁体均适用本发明。 0021 如图 1-2 所示的本发明的风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体，包。

14、括钕铁硼永磁体 1，所述的钕铁硼永磁体 1 的外部包裹有一层金属壳体 2 ；其加工方法具体实施方式如下： 0022 首先，金属壳体的制备工艺采用行业常规技术，大致过程如下：按照配方比例将金属壳体原料配料混合，然后在真空感应熔炼炉中熔融熔炼，冷却后得到铸锭，对铸锭加入至 850-1000锻造、反复镦粗、拔长，制备成厚度 10-15mm 的板坯，然后在 850-900采用温轧工艺获得厚度 0.3-0.5mm 的金属壳体。 0023 然后风力发电机或永磁电动机用钕铁硼永磁体温度补偿构件加工方法，该方法步骤包括：说明书 CN 104269979 A 4 。

15、3/3 页 5 0024 (1) 根据待包裹永磁体的尺寸裁剪好金属板材，然后根据永磁体外轮廓形状冲压拉伸成与永磁体外轮廓贴合的金属壳体； 0025 (3) 将步骤 (1) 的金属壳体扣合在永磁体外轮廓上，然后放入真空度 1KPa 的真空环境下夹住工件，再使用冷焊机对金属壳体结合缝隙进行冷焊； 0026 (3) 焊接后在常温下进行加压，压力 280KPa，检测组合磁体密封度，焊接合格后用平面磨磨去金属壳体焊接痕迹并达到所需要求的尺寸；最后进行抛光，清洗，装盒。 0027 本发明步骤(2)的冷焊条件为：焊丝直径0.10.2mm，氩气流量1-2L/min，焊接脉。

16、冲频率 15 每秒；每次焊接的焊缝长度为 10-20mm，待工件冷却至 40-65后再继续冷焊；采用上述工艺，可以保证工件表面温度不会急剧上升，并散热快速，防止应力大。 0028 本发明首次提出在永磁体的外表面包裹一层金属壳体来实现温度补充，经过检测发现采用这种工艺制备出的永磁体在风力发电机中使用，即使温度达到 80-100这样的高温，永磁体仍然保持良好的磁性，组合磁体检测结果，本实施例以铁 64.84wt，镍 33.16，和Mn2制备的厚度为0.4mm的金属壳体为例包裹在N48H的钕铁硼永磁体外表面为例进行检查： Br( 剩余磁化强度 ) 11.64kGs(20 )。Br 11.36kGs(100 )， ( 负温度系数 ) -0.03 ；比传统的 -0.11的负温度系数大大降低，保持了风力发电机的稳定性。 0029 本实施例的钕铁硼永磁体如图所示为方形，也可以采用其他如圆柱、圆台、梯形等等可适用于风力发电机或永磁发电机使用的形状均可。说明书 CN 104269979 A 5 1/1 页 6 图 1 图 2 说明书附图 CN 104269979 A 6 。

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