CN114171280A - 一种汽车eps电机用耦合器感应磁环及其制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明属于汽车零部件制造技术领域，公开了一种汽车EPS电机用耦合器感应磁环及其制备方法。所述汽车EPS电机用耦合器感应磁环按重量份数计，包含80‑95份磁粉，5‑18份粘合剂，1‑5份橡胶助剂，其中所述粘合剂中包含丁腈橡胶。本发明中的电机用耦合器感应磁环能够在汽车EPS领域应用，在100℃时，Br达到0.207T以上，同时耐油性好，磁环的最高工作温度可以达到140℃，高温磁性能稳定性强，硬度高，冲压磁化后边缘毛刺几乎没有，清洁度好。
Description
技术领域
本发明涉及汽车零部件制造技术领域，具体是涉及一种汽车EPS电机用耦合器感应磁环及其制备方法。
背景技术
随着汽车工业的迅猛发展，2020年中国汽车销量2531.1万辆，全球的汽车产量在7803万辆左右，并在不断的增长中。EPS马达电机，即电动助力转向***，是依靠电机提供的辅助扭矩的动力转向***。耦合器组件Coupler hub assmebly，应用于汽车转向电机。其原理是磁环组装在耦合器镶件里，进行不同位置的NS充磁并组装。耦合器组件和ECU上面的感应磁场的元器件保持一定的距离，电机运转时让元器件感应到磁场变化，对应的NS极进行信号的转换传输，为了让芯片在固有的时间和频率下输出1和0，当对应的磁场NS和芯片给ECU输出信号，就会告诉车辆其电信号，转化成相应的扭矩，从而实现方向机的旋转。
为了进一步提升产品性能和客户体验感，全球领先的汽车零部件生产商都在不断的开发新的磁感应耦合器部件，替代传统的转向电机。目前市场上生产的橡胶磁都采用氯化聚乙烯(CPE)橡胶材料作为填充剂，CPE材料80℃左右开始软化变形，在100℃以上或者长时间阳光暴晒，就会分解产生氯化氢，自动催化分解，物理机械性能迅速下降，160℃时开始降解。而耦合器传感器磁环需要最高在100℃环境下工作，并且在100℃时，Br需在0.207T以上(采埃孚设计图纸要求)，同时耐油性要好，因此氯化聚乙烯材料无法满足现有产品的需求。
由于采用常规的CPE，缺陷太多，例如耐温耐油性能差，高温磁性能稳定性差，硬度低，冲压磁化后边缘毛刺多，清洁度差等，部分研究者开始使用NBR材料作为填充剂。然而，常规的橡胶磁生产工艺采用氯化聚乙烯作为填充，因生产工艺配方相对比较简单，采用挤出成型或压延成型方式，通过增塑剂、稳定剂等添加剂的加入，整体的加工性能比较好，产品性能稳定，而NBR材料作为填充剂，其生产的工艺相对氯化聚乙烯材料要复杂的多，同时对工艺控制的要求非常高，找到最佳的橡胶助剂，试制最佳的配方组合，以及过程工序工艺的设计非常的困难。此外，与耦合器镶件的组装要求较高，需要同时满足跳动度、平面度、同心度、位置度、剪切力等要求，对治具及工艺的要求较高，而采用平板硫化模制作技术，磁化的生产效率低，平板硫化后磁环没有取向度，充磁后性能偏低。
发明内容
本发明的目的是为了克服上述背景技术的不足，提供一种汽车EPS电机用耦合器感应磁环，该磁环的最高工作温度可以达到140℃，在100℃，Br不低于0.207T(2070GS)，高温稳定性极好。
为达到本发明的目的，本发明的汽车EPS电机用耦合器感应磁环按重量份数计，包含80-95份磁粉，5-18份粘合剂，1-5份橡胶助剂，其中所述粘合剂中包含丁腈橡胶。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述磁粉为同性锶铁氧体、同性钡铁氧体、异性锶铁氧体、钕铁硼、钐钴、钐铁氮中的一种或多种。
优选地，在本发明的一些实施例中，所述磁粉为同性锶铁氧体、同性钡铁氧体、异性锶铁氧体的一种或多种。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述粘合剂中还包含环氧树脂。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述粘合剂为丁腈橡胶和环氧树脂的组合物，其中，所述丁腈橡胶与环氧树脂的质量比为5-16：0-3。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述橡胶助剂为稳定剂、偶联剂、防老剂、硫化剂、促进剂中的一种或多种。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、钙锌环保稳定剂中的一种或多种；优选地，在本发明的一些实施例中，所述稳定剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-2％。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；优选地，在本发明的一些实施例中，所述偶联剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-2％。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述防老剂为RD、4010防老剂中的一种或多种；优选地，在本发明的一些实施例中，所述防老剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-1％。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述硫化剂为DCP、BIPB、硫磺中的一种或多种；优选地，在本发明的一些实施例中，所述硫化剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-1％。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述促进剂为TAIC、TMTD的一种或多种；优选地，在本发明的一些实施例中，所述促进剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-1％。
另一方面，本发明还提供了一种前述汽车EPS电机用耦合器感应磁环的制备方法，所述方法包括以下步骤：
(1)配料：将磁粉、粘合剂和橡胶助剂按照所需原料比例进行称量；
(2)密炼：将称量好的原料按照加入到密炼机中，密炼至120-150℃；
(3)粉碎：将密炼后的料用直径为
的筛网粉碎过筛；
(4)出片：将粉碎后的颗粒料进行碾压出片，厚度1.4-2.0mm；
(5)连续压延：将出片后的薄片，用连续压延辊进行碾压成要求的厚度尺寸，叠压层数4-10层；
(6)硫化：对连续压延后的片材进行硫化处理；
(7)贴胶：对连续压延后的片材进行贴胶处理；
(8)冲压：对贴胶后的片材进行冲压，冲压成要求的磁环尺寸；
(9)组装：对冲压后的磁环与耦合器镶件用专用治具进行组合，并进行复压清洁包装。
进一步地，在本发明的一些实施例中，所述步骤(6)中硫化温度为160-220℃，硫化时间为45-65分钟。
本发明中的电机用耦合器感应磁环能够在汽车EPS领域应用，在100℃时，Br达到0.207T以上，同时耐油性好，磁环的最高工作温度可以达到140℃，高温磁性能稳定性强，硬度高，冲压磁化后边缘毛刺几乎没有，清洁度好。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。应当理解，以下描述仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本文中所用的术语“包含”、“包括”、“具有”、“含有”或其任何其它变形，意在覆盖非排它性的包括。例如，包含所列要素的组合物、步骤、方法、制品或装置不必仅限于那些要素，而是可以包括未明确列出的其它要素或此种组合物、步骤、方法、制品或装置所固有的要素。
当量、浓度、或者其它值或参数以范围、优选范围、或一系列上限优选值和下限优选值限定的范围表示时，这应当被理解为具体公开了由任何范围上限或优选值与任何范围下限或优选值的任一配对所形成的所有范围，而不论该范围是否单独公开了。例如，当公开了范围“1至5”时，所描述的范围应被解释为包括范围“1至4”、“1至3”、“1至2”、“1至2和4至5”、“1至3和5”等。当数值范围在本文中被描述时，除非另外说明，否则该范围意图包括其端值和在该范围内的所有整数和分数。
本发明要素或组分前的不定冠词“一种”和“一个”对要素或组分的数量要求(即出现次数)无限制性。因此“一个”或“一种”应被解读为包括一个或至少一个，并且单数形式的要素或组分也包括复数形式，除非所述数量明显只指单数形式。
此外，下面所描述的术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不是必须针对相同的实施例或示例。而且，本发明各个实施方式中所涉及到的技术特征只要彼此之间未构成冲突就可以相互组合。
实施例1
一种用于耦合器感应磁环的制备，原料质量配比为86％的异性锶铁氧体磁粉，12％的丁腈橡胶和1％的环氧树脂组成的粘合剂，助剂为稳定剂硬脂酸钙、钛酸酯偶联剂、RD防老剂、BITB硫化剂、TAIC促进剂，其中稳定剂、偶联剂、防老剂、硫化剂、促进剂的质量占比分别为0.3％、0.3％、0.2％、0.1％、0.1％。
上述用于耦合器感应磁环的制备方法包括以下步骤：
(1)配料：将原辅材料按照比例进行称量；
(2)密炼：将称量好的原料加入到密炼机中，密炼至145℃；
(3)粉碎：将密炼后的料用直径为
的筛网粉碎过筛；
(4)出片：将粉碎后的颗粒料进行碾压出片，厚度1.5mm；
(5)连续压延：将出片后的薄片，用四道连续压延辊进行碾压成要求的厚度尺寸，叠压层数6层；
(6)硫化：对连续压延后的片材进行硫化处理，硫化温度200℃，硫化55分钟；
(7)贴胶：对连续压延后的片材进行贴胶处理；
(8)冲压：对贴胶后的片材进行冲压，冲压成要求的磁环尺寸；
(9)组装：对冲压后的磁环与耦合器镶件用专用治具进行组合，并进行复压清洁包装。
实施例2
实施例2与实施例1不同的是成分配比，具体见表1。
实施例3
实施例3与实施例1不同的是成分配比，具体见表1。
实施例4
实施例4与实施例1不同的是成分配比，具体见表1。
实施例5
实施例5与实施例1不同的是成分配比，具体见表1。
实施例6
实施例6与实施例1不同的是磁粉型号为同性钡铁氧体磁粉，成分配比与实施例1相同，具体见表1。
实施例7
实施例7与实施例1不同的是稳定剂为硬脂酸锌，成分配比与实施例1相同，具体见表1。
实施例配比如下：
效果实施例
传统橡胶磁环与本发明实施例磁环的性能对比如下。
本领域的技术人员容易理解，以上所述仅为本发明的实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。
Claims (10)
1.一种汽车EPS电机用耦合器感应磁环，其特征在于，所述汽车EPS电机用耦合器感应磁环按重量份数计，包含80-95份磁粉，5-18份粘合剂，1-5份橡胶助剂，其中所述粘合剂中包含丁腈橡胶。
2.根据权利要求1所述的汽车EPS电机用耦合器感应磁环，其特征在于，所述磁粉为同性锶铁氧体、同性钡铁氧体、异性锶铁氧体、钕铁硼、钐钴、钐铁氮中的一种或多种；优选地，所述磁粉为异性锶铁氧体的一种或多种；优选地，所述粘合剂中还包含环氧树脂；优选地，所述粘合剂为丁腈橡胶和环氧树脂的组合物，其中，所述丁腈橡胶与环氧树脂的质量比为5-16：0-3。
3.根据权利要求1所述的汽车EPS电机用耦合器感应磁环，其特征在于，所述橡胶助剂为稳定剂、偶联剂、防老剂、硫化剂、促进剂中的一种或多种。
4.根据权利要求1所述的汽车EPS电机用耦合器感应磁环，其特征在于，所述稳定剂为硬脂酸钙、硬脂酸锌、钙锌环保稳定剂中的一种或多种；优选地，所述稳定剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-2％。
5.根据权利要求1所述的汽车EPS电机用耦合器感应磁环，其特征在于，所述偶联剂为硅烷偶联剂、钛酸酯偶联剂、铝酸酯偶联剂中的一种或多种；优选地，所述偶联剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-2％。
6.根据权利要求1所述的汽车EPS电机用耦合器感应磁环，其特征在于，所述防老剂为RD、4010防老剂中的一种或多种；优选地，所述防老剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-1％。
7.根据权利要求1所述的汽车EPS电机用耦合器感应磁环，其特征在于，所述硫化剂为DCP、BIPB、硫磺的一种或多种；优选地，所述硫化剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-1％。
8.根据权利要求1所述的汽车EPS电机用耦合器感应磁环，其特征在于，所述促进剂为TAIC、TMTD的一种或多种；优选地，所述促进剂在耦合器感应磁环中的质量占比为0-1％。
9.权利要求1-8任一项所述汽车EPS电机用耦合器感应磁环的制备方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
(1)配料：将磁粉、粘合剂和橡胶助剂按照所需原料比例进行称量；
(2)密炼：将称量好的原料按照加入到密炼机中，密炼至120-150℃；
(3)粉碎：将密炼后的料用直径为
的筛网粉碎过筛；
(4)出片：将粉碎后的颗粒料进行碾压出片，厚度1.4-2.0mm；
(5)连续压延：将出片后的薄片，用连续压延辊进行碾压成要求的厚度尺寸，叠压层数4-10层；
(6)硫化：对连续压延后的片材进行硫化处理；
(7)贴胶：对连续压延后的片材进行贴胶处理；
(8)冲压：对贴胶后的片材进行冲压，冲压成要求的磁环尺寸；
(9)组装：对冲压后的磁环与耦合器镶件用专用治具进行组合，并进行复压清洁包装。
10.根据权利要求9所述汽车EPS电机用耦合器感应磁环的制备方法，其特征在于，所述步骤(6)中硫化温度为160-220℃，硫化时间为45-65分钟。
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| CN202111492839.8A Pending CN114171280A (zh) | 2021-12-08 | 2021-12-08 | 一种汽车eps电机用耦合器感应磁环及其制备方法 |
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|---|---|
| CN (1) | CN114171280A (zh) |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102942719A (zh) * | 2012-09-28 | 2013-02-27 | 青岛科技大学 | 一种多级磁性编码器用磁性复合材料及其制备方法 |
| CN105308692A (zh) * | 2014-03-03 | 2016-02-03 | 内山工业株式会社 | 磁性橡胶组合物、使该组合物交联而成的磁性橡胶成型品、以及磁性编码器 |
| CN109660076A (zh) * | 2018-11-24 | 2019-04-19 | 乐清市吴林电器实业有限公司 | 汽车eps用无刷电机 |
| CN112053823A (zh) * | 2020-08-25 | 2020-12-08 | 横店集团东磁股份有限公司 | 一种高弹性耐老化电机磁条及其制备方法 |
-
2021
- 2021-12-08 CN CN202111492839.8A patent/CN114171280A/zh active Pending
Patent Citations (4)
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