本發(fā)明是關(guān)于一種環(huán)形釹鐵硼磁石的模具及其制作方法，尤其是一種設(shè)有環(huán)狀成形槽的模具及以該模具擠制環(huán)形釹鐵硼磁石的方法。

背景技術(shù)：

一般而言，現(xiàn)有的釹鐵硼磁石(Nd-Fe-B Magnet)制作方法主要包含燒結(jié)成形工藝、粘結(jié)成形工藝以及熱壓成形工藝等。其中，運(yùn)用熱壓成形工藝所制作的釹鐵硼磁石主要包含等向性釹鐵硼熱壓磁石(MQΙΙ)及異向性釹鐵硼熱壓磁石(MQΙΙI)等產(chǎn)品，所述釹鐵硼熱壓磁石具有高磁特性（最大磁能積可達(dá)30~50MGOe）、且通過熱壓工藝能夠使磁石的易磁化軸沿徑向方向輻射排列，因此可供制造便于組裝的細(xì)長環(huán)形磁石或弧形磁石。再者，所述環(huán)形或弧形磁石在充磁過程中，通過變更充磁線圈的位置與數(shù)量，即可改變充磁極數(shù)及磁偏角。據(jù)此，運(yùn)用熱壓成形工藝所制作的釹鐵硼磁石能夠廣泛應(yīng)用于各式馬達(dá)、發(fā)電機(jī)、壓縮機(jī)、音箱或磁力軸承等構(gòu)件當(dāng)中，例如電動車中所采用的電動輔助轉(zhuǎn)向馬達(dá)(Electric Power Steering, EPS)對于異向性釹鐵硼熱壓磁石即存在高度需求，使得熱壓成形工藝成為近年來釹鐵硼磁石的主流制造方法的一。

請參照圖1所示，是一種現(xiàn)有運(yùn)用熱壓成形工藝的環(huán)形釹鐵硼磁石制作方法的流程圖，該方法主要將釹、鐵、硼及其它金屬原料（例如：鈷）熔解(dissolving)形成金屬溶液，所述金屬溶液可借助(rapid-quenching)快淬產(chǎn)生金屬薄片，再將該金屬薄片粉碎(pulverizing)以制備磁性粉末。接著，該方法依序采用冷壓(cold pressing)及熱壓(hot pressing)工藝將磁性粉末壓實(shí)，以提升磁性粉末密度使其形成磁性粉體。其中，磁性粉體經(jīng)熱壓工藝處理后，即可成形為等向性釹鐵硼熱壓磁石，但是，該方法可以再進(jìn)一步對所述等向性釹鐵硼熱壓磁石進(jìn)行擠壓(extrusion)工藝處理以成形異向性釹鐵硼熱壓磁石。上述運(yùn)用熱壓成形工藝的環(huán)形釹鐵硼磁石制作方法的一實(shí)施例已揭露于美國公開第2010/0172783號「MATERIAL FOR ANISOTROPIC MAGNET AND METHOD OF MANUFACTURING THE SAME」專利申請案當(dāng)中。

請一并參照圖2所示，其中，上述擠壓工藝可以利用一現(xiàn)有模具9進(jìn)行，該現(xiàn)有模具9可用以制作環(huán)形磁石，該現(xiàn)有模具9包含一模仁91及一沖頭92，該模仁91具有一容室911，該容室911可供容置一工件W，該工件W為經(jīng)過上述冷壓及熱壓等工藝處理的等向性釹鐵硼熱壓磁石。借此，通過對該現(xiàn)有模具9加熱，使位于該容室911中的工件W升溫而呈現(xiàn)塑性狀態(tài)，該沖頭92即可沿著一軸向位移，并伸入該容室911以擠壓該工件W。其中，該沖頭92與該模仁91的內(nèi)周面具有一間距，使得該沖頭92與該模仁91之間可以形成呈環(huán)狀的一成形槽93，該工件W受到該沖頭92擠壓時(shí)將會變形而進(jìn)入該成形槽93，使該工件W成形為環(huán)形磁石，該環(huán)形磁石即為一異向性釹鐵硼熱壓磁石。

該工件W在該軸向上與該沖頭92接觸的部分受到擠壓后，必須沿著該沖頭92的表面流動至該沖頭92側(cè)緣，才能沿著該軸向流動進(jìn)入該成形槽93，使得該工件W與該現(xiàn)有模具9接觸的部分會承受一摩擦力；相對地，該工件W在該軸向上并未與該沖頭92接觸的部分可以直接沿著該軸向流動以進(jìn)入該成形槽93。據(jù)此，該工件W與該沖頭92在該軸向上接觸的部分受到擠壓變形所產(chǎn)生的應(yīng)變量較大，而該工件W在該軸向上并未與該沖頭92接觸的部分的應(yīng)變量則較小，導(dǎo)致現(xiàn)有模具9所成形的環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的材料應(yīng)變量不同。已知高溫成形磁石的磁特性與其應(yīng)變量相關(guān)，因此現(xiàn)有模具9所成形的環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的材料應(yīng)變量不同，會造成該環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的磁特性產(chǎn)生落差，進(jìn)而導(dǎo)致該環(huán)形磁石的配向度不均勻，可能使得后續(xù)充磁加工困難或者對磁石成品品質(zhì)造成不良影響。

更詳言之，請一并參照圖3所示，是該現(xiàn)有模具9所成形的一環(huán)形磁石M’，該環(huán)形磁石M’具有一內(nèi)周面M1’及一外周面M2’。如上所述，該環(huán)形磁石M’內(nèi)外側(cè)的材料應(yīng)變量不同，造成該環(huán)形磁石M’于其內(nèi)周面M1’具有較大的材料應(yīng)變量，而該環(huán)形磁石M’于其外周面M2’具有較小的材料應(yīng)變量，導(dǎo)致該環(huán)形磁石M’靠近其外周面M2’的部分配向度較差，若所欲制造為磁特性需求較高的磁石時(shí)，必須以切削等方式加工移除該環(huán)形磁石M’靠近其外周面M2’的部分，將大幅增加磁石生產(chǎn)成本及工藝?yán)щy度。

有鑒于此，亟需提供一種進(jìn)一步改良的環(huán)形釹鐵硼磁石的模具及其制作方法，以改善上述現(xiàn)有模具9導(dǎo)致釹鐵硼磁石的配向度不均勻的且大幅增加磁石生產(chǎn)成本及工藝?yán)щy度等缺點(diǎn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明的一個(gè)目的是提供一種環(huán)形釹鐵硼磁石的模具，通過 在一個(gè)模具的沖頭設(shè)置一個(gè)成形槽，該成形槽在徑向上呈環(huán)狀，能夠讓一個(gè)工件流動至該成形槽內(nèi)側(cè)的部分與該工件流動至該成形槽外側(cè)的部分受到擠壓變形所產(chǎn)生的應(yīng)變量相近。

本發(fā)明的另一個(gè)目的是提供一種環(huán)形釹鐵硼磁石的制作方法，利用上述模具成形一個(gè)環(huán)形磁石，以避免該環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的磁特性不均等。

為達(dá)到前述目的，本發(fā)明所運(yùn)用的技術(shù)內(nèi)容包含有：

一種環(huán)形釹鐵硼磁石的模具的一個(gè)實(shí)施例，包含：一個(gè)模仁，該模仁內(nèi)部設(shè)有一個(gè)容室，該模仁具有一個(gè)軸向及垂直該軸向的徑向；及一個(gè)沖頭，該沖頭活動地設(shè)于該容室中，該沖頭在該軸向上朝向該容室的一個(gè)表面形成一個(gè)擠壓面，該沖頭設(shè)有一個(gè)成形槽，該成形槽在所述徑向上呈環(huán)狀，且該成形槽連通該擠壓面；其中，該沖頭的成形槽在所述徑向上具有一個(gè)最大半徑，該容室在所述徑向上具有一個(gè)半徑，該容室的半徑大于該成形槽的最大半徑。

一種環(huán)形釹鐵硼磁石的模具的另一個(gè)實(shí)施例，包含：一個(gè)模仁，該模仁內(nèi)部設(shè)有一個(gè)容室及一個(gè)成形槽，該模仁具有一個(gè)軸向及垂直該軸向的徑向，該模仁在該軸向上朝向該容室的一個(gè)表面形成一個(gè)擠壓面，該成形槽在所述徑向上呈環(huán)狀，且該成形槽連通該擠壓面；及一個(gè)沖頭，該沖頭活動地設(shè)于該容室中；其中，該模仁的成形槽在所述徑向上具有一個(gè)最大半徑，該容室在所述徑向上具有一個(gè)半徑，該容室的半徑大于該成形槽的最大半徑。

如上所述環(huán)形釹鐵硼磁石的模具，其中，該最大半徑為該成形槽的外側(cè)緣至該模具中心在所述徑向上的距離，該容室為圓柱狀容槽，使該容室在所述徑向上具有該半徑。借此，該模具所成形的環(huán)形磁石的最大半徑即為該成形槽的最大半徑。

如上所述環(huán)形釹鐵硼磁石的模具，其中，該成形槽在所述徑向上另具有一最小半徑，該容室的半徑、該成形槽的最大半徑及最小半徑的關(guān)系符合下式所示：

Rr + 0.5 Rp ≦ Rs ≦ Rr + 2 Rp

其中，Rs為該容室的半徑，Rr為該成形槽的最大半徑，Rp為該成形槽的最小半徑。借助使該模具的尺寸符合上式，可以避免該模具所成形的環(huán)形磁石受到材料應(yīng)變量不足影響而導(dǎo)致必須去除的部位較大，并且避免工件因流動速度過慢而無法產(chǎn)生足夠的材料應(yīng)變量，因而導(dǎo)致該模具所成形的環(huán)形磁石的磁特性提升有限。

如上所述環(huán)形釹鐵硼磁石的模具，其中，該最大半徑為該成形槽的外側(cè)緣至該模具中心在所述徑向上的距離，該最小半徑為該成形槽的內(nèi)側(cè)緣至該模具中心在所述徑向上的距離，該容室為圓柱狀容槽，使該容室在所述徑向上具有該半徑。借此，該模具所成形的環(huán)形磁石的最小半徑即為該成形槽的最小半徑，該環(huán)形磁石的最大半徑即為該成形槽的最大半徑。

如上所述環(huán)形釹鐵硼磁石的模具，其中，該沖頭為一個(gè)圓柱體，該沖頭在所述徑向上具有一個(gè)半徑，該沖頭的半徑等于該容室的半徑，使得該沖頭能夠封閉該容室。

如上所述環(huán)形釹鐵硼磁石的模具，其中，該容室可供容置一個(gè)工件，該工件為一個(gè)圓柱體，該工件在所述徑向上具有一個(gè)半徑，該工件的半徑等于該容室的半徑，使得該工件能夠容置并固定于該容室中。

如上所述環(huán)形釹鐵硼磁石的模具，其中，該沖頭能夠抵接該模仁在所述徑向上環(huán)繞該容室的內(nèi)周面，以封閉該容室。

如上所述環(huán)形釹鐵硼磁石的模具，其中，該模仁呈套筒狀，該模仁在該軸向上的二側(cè)各具有一個(gè)第一開口及一個(gè)第二開口，該第一開口及該第二開口分別連通該容室，該沖頭經(jīng)由該第一開口伸入該容室，該模具另設(shè)有一個(gè)下墊塊，該下墊塊能夠置入該容室中以封閉該第二開口。借助設(shè)置該下墊塊，可使該容室中的工件或擠制成品容易自該容室中被取出。

一種環(huán)形釹鐵硼磁石的制作方法，能夠利用如上所述環(huán)形釹鐵硼磁石的模具進(jìn)行，該環(huán)形釹鐵硼磁石的制作方法包含：將一個(gè)工件置入該模仁內(nèi)部的容室中；加熱該模具，使該容室中的工件能夠上升至一個(gè)工作溫度以呈塑性狀態(tài)；致動該沖頭，使該沖頭沿著該軸向位移并伸入該容室中，以利用該沖頭的擠壓面擠壓該工件，使該工件變形而被擠入該成形槽中；及使該工件被擠入該成形槽的部分冷卻以成形為一個(gè)擠制成品。

如上所述環(huán)形釹鐵硼磁石的制作方法，其中，該工作溫度低于該工件的熔點(diǎn)，以防止因高溫導(dǎo)致該工件內(nèi)部組織產(chǎn)生晶粒成長的現(xiàn)象。

借助上述結(jié)構(gòu)與步驟，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具的成形槽在所述徑向上具有一最大半徑，該模具的模仁的容室在所述徑向上具有一半徑，通過設(shè)計(jì)使該容室的半徑大于該成形槽的最大半徑，能夠在一工件受到該沖頭擠壓變形時(shí)，迫使該工件的外周部分在軸向上受到該沖頭擠壓，讓該工件流動至該成形槽內(nèi)側(cè)的部分與該工件流動至該成形槽外側(cè)的部分受到擠壓變形所產(chǎn)生的應(yīng)變量相近，以避免所成形的環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的磁特性產(chǎn)生落差，進(jìn)而控制該環(huán)形磁石的配向度使其呈現(xiàn)較均勻的狀態(tài)，達(dá)到提升釹鐵硼磁石成品的品質(zhì)的功效。再者，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具及其制作方法能夠避免其所成形的環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的磁特性不均等，不會產(chǎn)生該環(huán)形磁石特定部分配向度較差的情形，因此也無須加工移除該環(huán)形磁石的配向度較差的部分（例如：該環(huán)形磁石靠近其外周面的部分），能夠達(dá)到降低磁石生產(chǎn)成本及工藝?yán)щy度的功效。

附圖說明

圖1：現(xiàn)有運(yùn)用熱壓成形工藝的環(huán)形釹鐵硼磁石制作方法的流程圖。

圖2：現(xiàn)有擠壓工藝及其使用的現(xiàn)有模具的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖3：現(xiàn)有模具所成形的一環(huán)形磁石的外觀示意圖。

圖4：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石模具一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖5：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石模具一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖6：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石制作方法實(shí)施例的流程示意圖。

圖7：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石制作方法實(shí)施例致動使一沖頭伸入一模仁的容室中的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖8：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石制作方法實(shí)施例以該沖頭擠壓該工件的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖9：該工件受到該沖頭擠壓時(shí)的結(jié)構(gòu)剖視放大示意圖。

圖10：現(xiàn)有模具所成形的一環(huán)形磁石的材料應(yīng)變量分布圖。

圖11：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具及其制作方法實(shí)施例所成形的一環(huán)形磁石的材料應(yīng)變量分布圖。

圖12：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具及其制作方法實(shí)施例所成形的一環(huán)形磁石的外觀示意圖。

圖13：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具一實(shí)施例的沖頭的結(jié)構(gòu)剖視放大示意圖。

圖14：三種模具尺寸條件下該沖頭抵壓該工件后所移動的行程與該沖頭的負(fù)荷的關(guān)系圖。 圖15：尺寸條件a的模具的工件外觀示意圖與所成形的環(huán)形磁石的材料應(yīng)變量分布圖。

圖16：尺寸條件b的模具的工件外觀示意圖與所成形的環(huán)形磁石的材料應(yīng)變量分布圖。

圖17：尺寸條件c的模具的工件外觀示意圖與所成形的環(huán)形磁石的材料應(yīng)變量分布圖。

圖18：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石模具另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)分解示意圖。

圖19：本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石模具另一實(shí)施例的結(jié)構(gòu)剖視示意圖。

圖20：本明環(huán)形釹鐵硼磁石模具另一實(shí)施例的模仁的結(jié)構(gòu)剖視放大示意圖。

附圖標(biāo)記說明：

〔本發(fā)明〕

1 模具 1’ 模具

11 模仁 11a 第一開口

11b 第二開口 111 容室

112 成形槽 113 擠壓面

12 沖頭 121 擠壓面

122 成形槽 13 下墊塊

2 工件

Rr 最大半徑 Rs 半徑

Rp 最小半徑

M 環(huán)形磁石 Ma 環(huán)形磁石

Mb 環(huán)形磁石 Mc 環(huán)形磁石

M1 內(nèi)周面 M2 外周面

Rs1 半徑 H1 高度

Rs2 半徑 H2 高度

Rs3 半徑 H3 高度

A 前段部分

〔現(xiàn)有〕

9 模具

91 模仁 911 容室

92 擠壓頭 93 成形槽

W 工件 M’ 環(huán)形磁石

M1’ 內(nèi)周面 M2’ 外周面。

具體實(shí)施方式

為讓本發(fā)明的上述及其他目的、特征及優(yōu)點(diǎn)能更明顯易懂，下文特舉本發(fā)明的較佳實(shí)施例，并配合所附圖式，作詳細(xì)說明如下：

請參照圖4及5所示，是本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具1的一實(shí)施例，該模具1可包含一模仁11及一沖頭12，該模仁11內(nèi)部設(shè)有一容室111以供容置一工件2，且該模仁11具有一軸向及垂直該軸向的徑向等方向。該工件2可以為一等向性釹鐵硼熱壓磁石，制備該等向性釹鐵硼熱壓磁石的方式是本發(fā)明所屬領(lǐng)域中具有通常知識者均可理解實(shí)施者，例如前述美國公開第2010/0172783號專利申請案即揭示其中一種等向性釹鐵硼熱壓磁石的制備方式，故不再行列舉詳述該等向性釹鐵硼熱壓磁石的制備方式。該沖頭12活動地設(shè)于該模仁11的容室111中，且該沖頭12可沿著該軸向位移，以伸入該容室111中。該沖頭12在該軸向上朝向該容室111的一表面形成一擠壓面121，該擠壓面121能夠擠壓該容室111中的工件2。該沖頭12設(shè)有一成形槽122，該成形槽122在所述徑向上呈環(huán)狀，且該成形槽122連通該擠壓面121。此外，該沖頭12能夠抵接該模仁11在所述徑向上環(huán)繞該容室111的內(nèi)周面，以封閉該容室111。

更詳言之，在本實(shí)施例中，該模仁11呈套筒狀，該模仁11在該軸向上的二側(cè)各具有一第一開口11a及一第二開口11b，該第一開口11a及該第二開口11b分別連通該容室111。該沖頭12可以經(jīng)由該第一開口11a伸入該容室111中；相對地，該模具1可另設(shè)有一下墊塊13，該下墊塊13可以置入該容室111中以封閉該第二開口11b。借助設(shè)置該下墊塊13，該下墊塊13能夠用以進(jìn)行退料，因此可使該容室111中的工件2或擠制成品容易自該容室111中被取出。

值得注意的是，該沖頭12的成形槽122在所述徑向上具有一最大半徑Rr，該最大半徑Rr為該成形槽122的外側(cè)緣至該模具1中心在所述徑向上的距離；該模仁11的容室111為圓柱狀容槽，該容室111在所述徑向上具有一半徑Rs，該半徑Rs為該模仁11環(huán)繞該容室111的內(nèi)周面至該模具1中心的距離。該容室111的半徑Rs大于該成形槽122的最大半徑Rr。其中，該容室111所容置的工件2為一圓柱體，該沖頭12也為一圓柱體，故該工件2與該沖頭12在所述徑向上分別具有一半徑，該工件2的半徑及該沖頭12的半徑均等于該容室111的半徑Rs；換言之，該沖頭12的半徑及該工件2的半徑也大于該成形槽122的最大半徑Rr。

參閱圖6所示，是本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石制作方法實(shí)施例的流程示意圖，據(jù)由上述模具1，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石制作方法實(shí)施例包含以下步驟：將一工件2置入該模仁11的容室111中，并且加熱該模具1，使放置于該容室111中的工件2上升至一工作溫度，該工作溫度低于該工件2的熔點(diǎn)，以防止因高溫導(dǎo)致該工件2內(nèi)部組織產(chǎn)生晶粒成長的現(xiàn)象。但是，該工件2為等向性釹鐵硼熱壓磁石，于該工作溫度下，該工件2的富釹相（Nd-rich phase）為熔融狀態(tài)，使該工件2呈塑性狀態(tài)，有助于本方法的實(shí)施。

請一并參照圖7及8所示，在位于該容室111中的工件2被升溫至預(yù)設(shè)的工作溫度，以呈現(xiàn)紅熱而具有可塑性的狀態(tài)后，致動該模具1的沖頭12，使該沖頭12沿著該軸向位移并伸入該容室111中。借此，該沖頭12的擠壓面121能夠擠壓該工件2，以推移呈塑性狀態(tài)的工件2，使該工件2變形而被擠入該成形槽122中。

請參照圖9所示，其中，該工件2的中央部分將在該軸向上受到該沖頭12的擠壓面121擠壓，進(jìn)而沿著該擠壓面121流動至該沖頭12朝向該成形槽122的內(nèi)側(cè)緣，并沿著該軸向流動進(jìn)入該成形槽122；相對地，由于該容室111的半徑Rs大于該成形槽122的最大半徑Rr，使得該工件2的半徑大于該成形槽122的最大半徑Rr，該工件2的外周部分也將在該軸向上受到該擠壓面121擠壓，進(jìn)而沿著該擠壓面121流動至該沖頭12朝向該成形槽122的外側(cè)緣，并沿著該軸向流動進(jìn)入該成形槽122。換言之，該工件2受到擠壓變形而流動至該成形槽122內(nèi)側(cè)與外側(cè)的部分均可與該擠壓面121接觸而承受一摩擦力，因此該工件2流動至該成形槽122內(nèi)側(cè)的部分與該工件2流動至該成形槽122外側(cè)的部分受到擠壓變形所產(chǎn)生的應(yīng)變量相近。

該工件2被擠入該成形槽122的部分經(jīng)冷卻后即可成形為一擠制成品，本實(shí)施例的模具1的成形槽122呈環(huán)狀，因此該擠制成品將對應(yīng)該成形槽122形成環(huán)形，該工件2被擠入該成形槽122的部分經(jīng)冷卻后可借助后續(xù)充磁加工等處理以形成環(huán)形磁石成品，所述環(huán)形磁石即為異向性釹鐵硼熱壓磁石。

借此，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具1及其制作方法實(shí)施例借助設(shè)計(jì)使該模仁11的容室111的半徑Rs大于該沖頭12的成形槽122的最大半徑Rr，可以在該工件2受到該沖頭12擠壓變形時(shí)，讓該工件2流動至該成形槽122內(nèi)側(cè)的部分與該工件2流動至該成形槽122外側(cè)的部分受到擠壓變形所產(chǎn)生的應(yīng)變量相近，以避免該模具1所成形的環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的磁特性產(chǎn)生落差，進(jìn)而控制該環(huán)形磁石的配向度使其呈現(xiàn)較均勻的狀態(tài)。

再者，請參照圖3及10所示，其中，圖10是上述現(xiàn)有模具9所成形的一環(huán)形磁石M’的材料應(yīng)變量分布圖。由于該現(xiàn)有模具9的工件W受到其沖頭92擠壓變形時(shí)，該工件W的中央部分將在該軸向上與該沖頭92接觸，進(jìn)而沿著該沖頭92的表面流動至該沖頭92側(cè)緣，才能進(jìn)入該成形槽93以成形為該環(huán)形磁石M’，該工件W與該沖頭92接觸時(shí)將承受一摩擦力，造成該工件W于該成形槽93內(nèi)側(cè)所產(chǎn)生的應(yīng)變量較大；相對地，由于該模仁91的容室911的半徑等于該成形槽93的最大半徑，該工件W的外周部分在該軸向上并未與該沖頭92接觸，容易直接進(jìn)入該成形槽93以成形為該環(huán)形磁石M’，造成該工件W于該成形槽93外側(cè)所產(chǎn)生的應(yīng)變量較小。據(jù)此，如圖10所示，該現(xiàn)有模具9所成形的環(huán)形磁石M’于其內(nèi)周面M1’具有較大的材料應(yīng)變量，而該環(huán)形磁石M’于其外周面M2’具有較小的材料應(yīng)變量，造成該環(huán)形磁石M’內(nèi)外側(cè)的磁特性不均等，進(jìn)而導(dǎo)致該環(huán)形磁石M’的配向度不均勻。

請參照圖11及12所示，其中，圖11是本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具1及其制作方法實(shí)施例所成形的一環(huán)形磁石M的材料應(yīng)變量分布圖，圖12是該環(huán)形磁石M的外觀示意圖，該環(huán)形磁石M同樣具有一內(nèi)周面M1及一外周面M2。由于該工件2的半徑（即該容室111的半徑Rs）大于該成形槽122的最大半徑Rr，使得該工件2的外周部分也將在該軸向上受到該沖頭12的擠壓面121擠壓，進(jìn)而沿著該擠壓面121流動至該沖頭12朝向該成形槽122的外側(cè)緣，并進(jìn)入該成形槽122以成形為該環(huán)形磁石M。據(jù)此，如圖10所示，該工件2流動至該成形槽122內(nèi)側(cè)的部分與該工件2流動至該成形槽122外側(cè)的部分受到擠壓變形所產(chǎn)生的應(yīng)變量相近，使得該環(huán)形磁石M于其內(nèi)周面M1及外周面M2均具有足夠的材料應(yīng)變量，因此該環(huán)形磁石M內(nèi)外側(cè)的配向度較為均勻。

由此可知，相較上述現(xiàn)有模具9所成形的環(huán)形磁石M’于其外周面M2’具有較小的材料應(yīng)變量，導(dǎo)致該環(huán)形磁石M’靠近其外周面M2’的部分配向度較差，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具1及其制作方法實(shí)施例所成形的環(huán)形磁石M能夠避免其內(nèi)外側(cè)的磁特性不均等，進(jìn)而控制該環(huán)形磁石M的配向度使其呈現(xiàn)較均勻的狀態(tài)，不會產(chǎn)生該環(huán)形磁石M特定部分配向度較差的情形。

請參照圖13所示，是本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具1實(shí)施例的沖頭12的結(jié)構(gòu)剖視放大示意圖，該沖頭12的成形槽122呈環(huán)狀，因此除了上述最大半徑Rr外，該成形槽122在所述徑向上另具有一最小半徑Rp，該最小半徑Rp為該成形槽122的內(nèi)側(cè)緣至該模具1中心在所述徑向上的距離。如圖11及12所示，該模具1實(shí)施例所成形的環(huán)形磁石M的最小半徑即為該成形槽122的最小半徑Rp；該環(huán)形磁石M的最大半徑即為該成形槽122的最大半徑Rr。已知該成形槽122的最大半徑Rr與最小半徑Rp的差值將決定該成形槽122的開口的大小，進(jìn)而影響該工件2流動進(jìn)入該成形槽122的難易度，而該容室111的半徑Rs會影響該工件2的尺寸，也將影響該工件2受到擠壓變形時(shí)的流動情形。據(jù)此，該沖頭12擠壓該工件2時(shí)的負(fù)荷與該成形槽122的最大半徑Rr、最小半徑Rp及該容室111的半徑Rs等模具1的尺寸有關(guān)。

請一并參照圖14所示，是三種不同尺寸條件的模具1中，該沖頭12抵壓該工件2后所移動的行程與該沖頭12的負(fù)荷的關(guān)系圖，所述三種尺寸條件分別為a：Rs1 = Rr + 0.5 Rp、b：Rs2 = Rr + 1 Rp、以及 c：Rs3 = Rr + 2 Rp。在尺寸條件a下，該容室111的半徑Rs1等于該最大半徑Rr與0.5倍的該最小半徑Rp的總和；在尺寸條件b下，該容室111的半徑Rs2等于該最大半徑Rr與該最小半徑Rp的總和；而在尺寸條件c下，該容室111的半徑Rs3等于該最大半徑Rr與2倍的該最小半徑Rp的總和。但是，上述三種尺寸條件a、b、c的模具1的成形槽122具有相同的最大半徑Rr與最小半徑Rp，因此各模具1可用以成形相同尺寸的環(huán)形磁石M。

其中，為了觀察不同尺寸條件的模具1對于所成形的環(huán)形磁石M的影響，已設(shè)計(jì)使不同尺寸條件的模具1均能以相同體積的工件2進(jìn)行擠制。請一并參照第15、16及17圖所示，在尺寸條件a下，該工件2的半徑等于該容室111的半徑Rs1；在尺寸條件b下，該工件2的半徑等于該容室111的半徑Rs2；而在尺寸條件c下，該工件2的半徑等于該容室111的半徑Rs3。借助選定三種尺寸條件a、b、c下工件2的高度，使尺寸條件a下該工件2的高度H1、尺寸條件b下該工件2的高度H2及尺寸條件c下該工件2的高度H3的比例如下式(1)所示：(1)

即可使尺寸條件a、b、c下工件2皆具有相同體積，因此三種尺寸條件a、b、c的模具1均均能以相同體積的工件2進(jìn)行擠制，以排除工件2體積對各模具1所成形的環(huán)形磁石M的影響成分。

更詳言之，請參照圖15所示，在尺寸條件a下，由于該容室111的半徑Rs1最小，該工件2的半徑也最小，該工件2與該擠壓面121接觸所承受的摩擦力也較低，使得該沖頭12擠壓該工件2時(shí)的負(fù)荷較低。因此，該工件2較容易流動進(jìn)入該成形槽122，使得該模具1所成形的一環(huán)形磁石Ma容易達(dá)到較高的高度。但是，該環(huán)形磁石Ma的一前段部分A可能受到材料應(yīng)變量不足影響而具有較差的磁特性，必須加工去除。

請參照圖16所示，在尺寸條件b下，該容室111的半徑Rs2適中，使得該沖頭12擠壓該工件2時(shí)的負(fù)荷適中。因此，該工件2能夠以合理速度流動進(jìn)入該成形槽122，以快速達(dá)到均勻的應(yīng)變，使得該模具1所成形的一環(huán)形磁石Mb不易形成需去除的部位。

請參照圖17所示，在尺寸條件c下，該容室111的半徑Rs3最大，該工件2的半徑也最大，該工件2與該擠壓面121接觸所承受的摩擦力也較高，使得該沖頭12擠壓該工件2時(shí)的負(fù)荷較高。因此，該工件2較不易流動進(jìn)入該成形槽122，但是進(jìn)入該成形槽122的部分可以獲得十分均勻的應(yīng)變量。此外，該工件2的流動速度較慢會間接降低材料應(yīng)變量，使得該模具1所成形的一環(huán)形磁石Mc較適用于對磁特性需求適中的應(yīng)用。

承上所述，若該容室111的半徑Rs小于該最大半徑Rr與0.5倍的該最小半徑Rp的總和，該模具1所成形的環(huán)形磁石受到材料應(yīng)變量不足影響而必須去除的部位可能較大，將會增加磁石生產(chǎn)成本；相對地，若該容室111的半徑Rs大于該最大半徑Rr與2倍的該最小半徑Rp的總和，該工件2可能因流動速度過慢而無法產(chǎn)生足夠的材料應(yīng)變量，因而導(dǎo)致該模具1所成形的環(huán)形磁石的磁特性提升有限。據(jù)此，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具1實(shí)施例的尺寸較佳符合下式(2)：

Rr + 0.5 Rp ≦ Rs ≦ Rr + 2 Rp (2)

雖然在前述實(shí)施例的模具1當(dāng)中，該成形槽122設(shè)置于該沖頭12，使該模具1形成一背向擠型模具。但是，請參照第18及19圖所示，在本發(fā)明部分實(shí)施例的模具1’中，同樣包含一模仁11及一沖頭12，但是，該模仁11內(nèi)部同時(shí)設(shè)有一容室111及一成形槽112，該容室111供容置一工件2，該成形槽112連通該容室111。其中，該模仁11具有一軸向及垂直該軸向的徑向，該模仁11在該軸向上朝向該容室111的一表面形成一擠壓面113，該成形槽112在所述徑向上呈環(huán)狀，且該成形槽112連通該擠壓面113。由于該成形槽112設(shè)置于該模仁11，使該模具1’形成一正向擠型模具。

請一并參照圖20所示，是該模具1’的模仁11的結(jié)構(gòu)剖視放大示意圖，該模仁11的成形槽112在所述徑向上具有一最大半徑Rr，該最大半徑Rr為該成形槽112的外側(cè)緣至該模具1’中心在所述徑向上的距離；該模仁11的容室111為圓柱狀容槽，該容室111在所述徑向上具有一半徑Rs，該半徑Rs為該模仁11環(huán)繞該容室111的內(nèi)周面至該模具1’中心的距離。該容室111的半徑Rs也大于該成形槽112的最大半徑Rr。

該沖頭12同樣能夠抵接該模仁11在所述徑向上環(huán)繞該容室111的內(nèi)周面，以封閉該容室111。借此，當(dāng)該沖頭12沿著該軸向位移并伸入該容室111時(shí)，該沖頭12能夠擠壓該工件2，以推移呈塑性狀態(tài)的工件2，使該工件2變形而被擠入模仁11的成形槽112中。其中，該工件2的中央與外周部分將在該軸向上受到該模仁11的擠壓面113擠壓，讓該工件2流動至該成形槽122內(nèi)側(cè)的部分與該工件2流動至該成形槽122外側(cè)的部分受到擠壓變形所產(chǎn)生的應(yīng)變量相近，故該模具1’同樣能夠提升釹鐵硼磁石成品的品質(zhì)及降低磁石生產(chǎn)成本及工藝?yán)щy度。

據(jù)此，本發(fā)明部分各實(shí)施例的模具1、1’可以為背向擠型模具或正向擠型模具，均可用以制作環(huán)形磁石，并且達(dá)成避免該模具1、1’所成形的環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的磁特性產(chǎn)生落差，進(jìn)而控制該環(huán)形磁石的配向度使其呈現(xiàn)較均勻的狀態(tài)等效果。

此外，當(dāng)該模具1’為正向擠型模具時(shí)，該成形槽112在所述徑向上另具有一最小半徑Rp，該最小半徑Rp為該成形槽112的內(nèi)側(cè)緣至該模具1中心在所述徑向上的距離，該成形槽112的最大半徑Rr、最小半徑Rp及該容室111的半徑Rs也較佳符合上式(2)。

借助前揭的結(jié)構(gòu)與方法特征，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具1及其制作方法實(shí)施例的主要特點(diǎn)在于：

通過在一模具1、1’的沖頭12或模仁11設(shè)置一成形槽122、112，該成形槽122、112在徑向上呈環(huán)狀，使該成形槽122、112在所述徑向上具有一最大半徑Rr，該模仁11的容室111在所述徑向上具有一半徑Rs，該容室111的半徑Rs大于該成形槽122、112的最大半徑Rr。借此，該容室111可供容置一工件2，該工件2的半徑將大于該成形槽122、112的最大半徑Rr，以在該工件2受到該沖頭12擠壓變形時(shí)，迫使該工件2的外周部分在軸向上受到該沖頭12或該模仁11的擠壓面121、113擠壓，讓該工件2流動至該成形槽122、112內(nèi)側(cè)的部分與該工件2流動至該成形槽122、112外側(cè)的部分受到擠壓變形所產(chǎn)生的應(yīng)變量相近。相較上述現(xiàn)有模具9所成形的環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的材料應(yīng)變量不同，會造成該環(huán)形磁石內(nèi)外側(cè)的磁特性產(chǎn)生落差，進(jìn)而導(dǎo)致該環(huán)形磁石的配向度不均勻，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具1、1’及其制作方法實(shí)施例能夠有效避免所成形的環(huán)形磁石M內(nèi)外側(cè)的磁特性產(chǎn)生落差，進(jìn)而控制該環(huán)形磁石的配向度使其呈現(xiàn)較均勻的狀態(tài)，以確實(shí)提升釹鐵硼磁石成品的品質(zhì)。

此外，相較上述現(xiàn)有模具9所成形的環(huán)形磁石M’于其外周面M2’具有較小的材料應(yīng)變量，導(dǎo)致該環(huán)形磁石M’靠近其外周面M2’的部分配向度較差，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具1、1’及其制作方法實(shí)施例能夠避免其所成形的環(huán)形磁石M內(nèi)外側(cè)的磁特性不均等，不會產(chǎn)生該環(huán)形磁石M特定部分配向度較差的情形。因此，即使所欲制造為磁特性需求較高的磁石時(shí)，也無須移除該環(huán)形磁石M靠近其外周面M2的部分，確實(shí)能夠降低磁石生產(chǎn)成本及工藝?yán)щy度。

綜上所述，本發(fā)明環(huán)形釹鐵硼磁石的模具及其制作方法實(shí)施例借助設(shè)計(jì)使該模仁11的容室111的半徑Rs大于該沖頭12或該模仁11的成形槽122、112的最大半徑Rr，確可達(dá)到提升釹鐵硼磁石成品的品質(zhì)及降低磁石生產(chǎn)成本及工藝?yán)щy度等諸多功效。