專利名稱：環(huán)形釹鐵硼永磁體的壓制模具與方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種環(huán)形釹鐵硼永磁體的壓制模具與方法，特別是涉及垂直于磁場方向壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體的模具與方法，根據(jù)本發(fā)明的方法制備的環(huán)形釹鐵硼永磁體有后續(xù)的燒結(jié)工序。
背景技術(shù)：
釹鐵硼是一種各向異性的永磁材料，為提高材料的磁性能，在粉末壓制過程中需要加入一個恒定的磁場，使粉末顆粒沿著磁場方向排列，與此同時，需要對粉末施加一定的壓力，以使粉末的方向固定下來。當(dāng)壓制的壓力方向與磁場方向平行時(軸向取向環(huán)形產(chǎn)品，即圓環(huán)形產(chǎn)品，由于受中心圓孔的限制，必須采用該工藝進行生產(chǎn))，原來沿著磁場方向排列好的粉末，由于受到壓力的作用而改變方向，隨著壓力的增大，粉末改變方向的角度也越大，從而大大地降低了產(chǎn)品的磁能積。為了減小壓力改變粉末方向的影響，以往的工藝方法是1)首先，把毛坯壓制成圓柱形產(chǎn)品，然后采用鉆孔、掏孔或線切割方法再加工內(nèi)孔。顯然，這樣的工藝會浪費材料， 而且鉆孔加工工藝由于受每次加工量的限制，對于孔徑較大的產(chǎn)品，生產(chǎn)周期也長。掏孔或線切割加工工藝方法，雖然可以保留切割下來的料芯，但由于受到產(chǎn)品尺寸的限制，實際利用價值很低。2、提高生產(chǎn)設(shè)備的外加磁場強度，降低壓力的作用對原來排列好的粉末方向的影響。但是，提高外加磁場強度的方法會使設(shè)備的機構(gòu)龐大，制造成本也大大提高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是提供了一種環(huán)形釹鐵硼永磁體的壓制模具和方法，其模具采用磁場方向與壓力方向垂直的成型工藝壓制環(huán)形產(chǎn)品，避免了粉末顆粒因受壓力而改變方向的問題，在保證產(chǎn)品磁性能的前提下，提高了材料利用率，降低了生產(chǎn)成本，并使最終產(chǎn)品的磁性能和一致性均得到較大提高。為此，根據(jù)本發(fā)明的一個方面，提供了一種環(huán)形釹鐵硼永磁體的壓制模具，其特征在于在所述模具的模座上設(shè)置由模腔側(cè)板、模腔底板組成的模腔；在所述模腔內(nèi)還設(shè)有上壓桿和下壓桿；所述下壓桿的上表面和上壓桿的下表面向各自的桿體內(nèi)分別設(shè)有相互耦合的凹槽；所述下壓桿和上壓桿的凹槽所形成的空腔內(nèi)設(shè)置模芯；所述模具設(shè)有輔助工具預(yù)壓桿；以及模芯的軸線方向平行于或重合于環(huán)形釹鐵硼永磁體的軸線方向，并且垂直于模具壓制壓力的方向。優(yōu)選地，所述模芯為圓柱形，在所述下壓桿的上表面和上壓桿的下表面上設(shè)置的凹槽為半徑相同的半圓形。優(yōu)選地，所述預(yù)壓桿接觸面曲面的半徑與所述圓柱形模芯的半徑相當(dāng)。優(yōu)選地，所述預(yù)壓桿的長、寬、厚分別與磁環(huán)的外徑、軸向長度、內(nèi)孔半徑相當(dāng)。根據(jù)本發(fā)明的另外一個方面，提供了一種環(huán)形釹鐵硼永磁體的壓制方法，其特征在于所述壓制方法包括以下步驟根據(jù)永磁體產(chǎn)品的毛坯尺寸，稱量好所需釹鐵硼粉末的重量，分為質(zhì)量相等的兩袋；調(diào)整好模具的上壓桿的可下壓的距離；在所述模腔內(nèi)放入下壓桿，倒入第一袋釹鐵硼粉末，對所述模具施加與壓制壓力方向垂直的磁場，用預(yù)壓桿預(yù)壓；把所述預(yù)壓桿從所述模腔內(nèi)取出，在第一次壓制后的磁體上面的凹槽內(nèi)放入模芯；在所述模腔內(nèi)倒入第二袋釹鐵硼粉末，放入上壓桿，進行第二次壓制；打開模具，取出毛坯； 所述毛坯放入真空塑料袋抽真空封裝；用等靜壓機對封裝在所述真空塑料袋內(nèi)的毛坯進行第三次壓制；剪開所述真空塑料袋，取出所述模芯；把壓好的毛坯放入燒舟，儲存于充滿保護性氣體的密閉容器中。優(yōu)選地，把模具安放在壓機上。本發(fā)明通過采用上述模具和壓制方法，一方面可以生產(chǎn)出磁場方向與壓力方向垂直的環(huán)形釹鐵硼永磁體，避免環(huán)形釹鐵硼永磁體在壓制過程中釹鐵硼粉末顆粒因受壓力而改變方向的問題，從而提高環(huán)形釹鐵硼永磁體的磁能積。另一方面，由于采用了環(huán)狀成型工藝進行生產(chǎn)，減少了鉆孔、掏孔或線切割加工內(nèi)孔，在保證環(huán)形釹鐵硼永磁體的磁性能不變的前提下，提高了材料的利用率，降低了生產(chǎn)成本。


圖1是根據(jù)現(xiàn)有技術(shù)的平行取向壓制釹鐵硼磁環(huán)的示意圖；圖2是根據(jù)本發(fā)明的垂直取向壓制釹鐵硼磁環(huán)的示意圖；圖3是根據(jù)本發(fā)明的垂直取向壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體的模具和預(yù)壓桿的結(jié)構(gòu)示意圖；圖4是根據(jù)本發(fā)明的手動壓機的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實施例方式下面結(jié)合具體實施例，進一步闡述本發(fā)明。附圖1-4中表示的零件有上壓桿1、模腔側(cè)板2、磁環(huán)3、下壓桿4、模腔底板5、模座6、模芯7、銷釘8、模具9、手動壓機10、與壓制壓力方向垂直的磁場11、以及預(yù)壓桿12。請參見圖1-4所示，在所述垂直取向壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體的模具9的模座6上設(shè)置有由模腔側(cè)板2、模腔底板5組成的模腔，模腔底板5和模腔側(cè)板2之間通過銷釘8連接，在所述模腔內(nèi)還設(shè)有下壓桿4和上壓桿1。該模具9還設(shè)有預(yù)壓桿12。所述下壓桿4 的上表面和上壓桿1的下表面向各自的桿體內(nèi)都設(shè)有耦合的凹槽，所述兩個耦合的凹槽耦合后形成壓制磁環(huán)3的環(huán)形模腔，所述模具9處于與手動壓機10所施加的壓制壓力方向垂直的磁場11中。所述下壓桿4和上壓桿1的凹槽所形成的空腔內(nèi)還設(shè)有模芯7。在本發(fā)明的一種實施方式中，所述模芯7為圓柱形，所述下壓桿4的上表面和上壓桿1的下表面向桿體內(nèi)開的耦合凹槽為半徑相同的半圓形。所述預(yù)壓桿12作用在永磁體粉末上，形成與模芯的接觸面，所述預(yù)壓桿12接觸面曲面的半徑與所述圓柱形模芯7的半徑相當(dāng)。在本發(fā)明的一種實施方式中，所述預(yù)壓桿12的長、寬、厚分別與磁環(huán)3的外徑、軸向長度、內(nèi)孔半徑相當(dāng)。使用所述的模具9可以垂直取向壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體，所述壓制方法包括以下步驟根據(jù)永磁體產(chǎn)品毛坯尺寸，稱量好所需釹鐵硼粉末的重量，并分為質(zhì)量相等的兩袋； 把模具9安放在手動或自動的壓機10上，調(diào)整好上壓桿1下壓的距離，通過調(diào)整上壓桿的高度，控制壓坯的直徑；在所述模腔內(nèi)放入下壓桿4，倒入第一袋釹鐵硼粉末，對所述模具9 施加與壓制壓力方向垂直的磁場11 ；用預(yù)壓桿12預(yù)壓；所述預(yù)壓桿12從所述模腔內(nèi)取出， 在第一次壓制后的磁體上面的凹槽內(nèi)放入模芯7 ；在所述模腔內(nèi)倒入第二袋釹鐵硼粉末， 放入上壓桿1，進行第二次壓制；打開模具9，取出毛坯；把所述毛坯放入真空塑料袋抽真空封裝；用等靜壓機對封裝在所述真空塑料袋內(nèi)的毛坯進行第三次壓制；剪開所述真空塑料袋，取出所述模芯7 ；把壓好的毛坯放入燒舟，儲存于充滿保護性氣體的密閉容器中。預(yù)壓時模頭下壓距離和壓力大小參照等靜壓后毛坯料的圓度進行調(diào)整；壓坯壓力方向高度尺寸參照等靜壓后毛坯料的密度進行調(diào)整。成型壓力主要由粉末受壓面積、模具剛性、及工藝來決定。對模具施加與壓制壓力方向垂直的磁場，是在倒入第一袋釹鐵硼粉末之后進行 (包括整個壓制過程)，壓制過程完畢后，磁場會自動取消。用等靜壓機對封裝在所述真空塑料袋內(nèi)的毛坯進行第三次壓制時，已定向的粉末在液體中受到各方向的壓力相同，原方向不會發(fā)生改變，不用再加磁場。用等靜壓機對封裝在所述真空塑料袋內(nèi)的毛坯進行第三次壓制時，已定向的粉末在液體中受到各方向的壓力相同，粉末原方向不會發(fā)生改變。第三次壓制的主要目的是提高毛坯密度一致性，模芯周圍的粉末被壓縮量很小，模芯不會阻礙這種壓縮。
權(quán)利要求
1.一種環(huán)形釹鐵硼永磁體的壓制模具，其特征在于在所述模具的模座上設(shè)有由模腔側(cè)板、模腔底板組成的模腔； 在所述模腔內(nèi)還設(shè)有上壓桿和下壓桿；所述下壓桿的上表面和上壓桿的下表面向各自的桿體內(nèi)分別設(shè)有相互耦合的凹槽； 所述下壓桿和上壓桿的凹槽所形成的空腔內(nèi)設(shè)置模芯； 所述模具設(shè)有輔助工具預(yù)壓桿；以及模芯的軸線方向平行于或重合于環(huán)形釹鐵硼永磁體的軸線方向，并且垂直于模具壓制壓力的方向。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體的模具，其特征在于，所述模芯為圓柱形，在所述下壓桿的上表面和上壓桿的下表面上設(shè)置的凹槽為半徑相同的半圓形。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體的模具，其特征在于，所述預(yù)壓桿接觸面曲面的半徑與所述圓柱形模芯的半徑相當(dāng)。
4.根據(jù)權(quán)利要求1至3其中之一所述的壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體的模具，其特征在于，所述預(yù)壓桿的長、寬、厚分別與磁環(huán)的外徑、軸向長度、內(nèi)孔半徑相當(dāng)。
5.一種環(huán)形釹鐵硼永磁體的壓制方法，其特征在于所述壓制方法包括以下步驟 根據(jù)永磁體產(chǎn)品的毛坯尺寸稱量好所需釹鐵硼粉末的重量，分為質(zhì)量相等的兩袋； 調(diào)整好模具的上壓桿下壓的距離；在所述模腔內(nèi)放入下壓桿，倒入第一袋釹鐵硼粉末，對所述模具施加與壓制壓力方向垂直的磁場，用預(yù)壓桿預(yù)壓；把所述預(yù)壓桿從所述模腔內(nèi)取出，在第一次壓制后的磁體上面的凹槽內(nèi)放入模芯；在所述模腔內(nèi)倒入第二袋釹鐵硼粉末，放入上壓桿，進行第二次壓制，停止對所述模具施加磁場；打開模具，取出毛坯； 所述毛坯放入真空塑料袋抽真空封裝；用等靜壓機對封裝在所述真空塑料袋內(nèi)的毛坯進行第三次壓制； 剪開所述真空塑料袋，取出所述模芯；把壓好的毛坯放入燒舟，儲存于充滿保護性氣體的密閉容器中。
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體的方法，其特征在于，把模具安放在壓機上。
7.根據(jù)權(quán)利要求5或6所述的壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體的方法，其特征在于，采用如權(quán)利要求1-4其中之一所述的模具。
全文摘要
一種壓制環(huán)形釹鐵硼永磁體的模具，在所述模具的模座上設(shè)置由模腔側(cè)板、模腔底板組成的模腔；在所述模腔內(nèi)還設(shè)有上壓桿和下壓桿；所述下壓桿的上表面和上壓桿的下表面向各自的桿體內(nèi)分別設(shè)有相互耦合的凹槽；在所述下壓桿和上壓桿的凹槽所形成的空腔內(nèi)設(shè)置模芯；所述模具設(shè)有輔助工具預(yù)壓桿；模芯的軸線方向平行于或重合于環(huán)形釹鐵硼永磁體的軸線方向，并且垂直于模具壓制壓力的方向。采用本發(fā)明所述的模具可以避免環(huán)形釹鐵硼永磁體在壓制過程中釹鐵硼粉末顆粒因受壓力而改變方向的問題，從而提高環(huán)形釹鐵硼永磁體的磁能積；由于采用環(huán)狀成型工藝進行生產(chǎn)，減少了鉆孔、掏孔或線切割加工內(nèi)孔，提高了材料的利用率，降低了生產(chǎn)成本。
文檔編號H01F7/02GK102528029SQ20101058778
公開日2012年7月4日 申請日期2010年12月14日 優(yōu)先權(quán)日2010年12月14日
發(fā)明者何激文, 胡為坤, 陳倫彪 申請人:北京中科三環(huán)高技術(shù)股份有限公司, 肇慶三環(huán)京粵磁材有限責(zé)任公司