一種可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備的制作方法
【專利摘要】本實用新型公開了一種可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備，該設(shè)備包括上沖、下沖、陰模以及電磁鐵，上沖和下沖相對設(shè)置于陰模的上下兩端，電磁鐵設(shè)于陰模的旁側(cè)，還包括用于向陰模填料的喂料靴、與陰模配合的預(yù)壓上沖和驅(qū)動所述預(yù)壓上沖運作的預(yù)壓上沖驅(qū)動器。利用上述設(shè)備對釹鐵硼粉末進(jìn)行預(yù)壓壓制和成型壓制，使得毛坯體的各部位均歷經(jīng)壓縮比相對較大和壓縮比相對較小的前后兩次壓制，這樣壓制成型得到的壓坯各處密度均勻，燒結(jié)后可均勻收縮，不會變形，同時在進(jìn)行磁場取向時具有較好的磁性能。
【專利說明】—種可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及燒結(jié)鋁鐵硼粉末壓制成型工藝設(shè)備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其是涉及一種可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備。
【背景技術(shù)】
[0002]成型是制作燒結(jié)釹鐵硼毛坯的一道重要工序。在制造燒結(jié)釹鐵硼的過程中，需要將釹鐵硼粉末放入壓機中進(jìn)行壓制成型，得到壓坯，然后進(jìn)行燒結(jié)，得到最終的燒結(jié)毛坯。
[0003]粉末成型理論中，定義粉末的壓縮比為粉末壓縮前的高度(H)與壓縮后的高度(h)的比值，用K表示，即K=H/h。當(dāng)不考慮粉末的橫向流動時，K=H/h=d/rO，d為壓坯密度，r0為粉末松裝密度。
[0004]目前燒結(jié)釹鐵硼粉末的制作流程為:鑄片(得到釹鐵硼合金片)-氫碎(得到粗顆粒)-氣流磨(得到細(xì)顆粒)-攪拌(使粒度均勻)。由上述工藝得到的釹鐵硼粉末流動性比較差。當(dāng)粉末的流動性好時，即使壓坯各處的壓縮比K不同，由于粉末可以從密度高的部位橫向流動到密度低的部位，所以最終得到的壓坯密度基本一致。而當(dāng)粉末的流動性差時，若各部位的松裝密度相同，則壓縮比K大的部位，其密度也會大。
[0005]用于制作燒結(jié)釹鐵硼的粉末的粉末流動性不佳，所以在制作用于軸向取向的瓦形磁鋼時(例如用于制作音圈馬達(dá)電機用磁鋼的毛坯)，常常會遇到燒結(jié)后的毛坯產(chǎn)生變形的情況，分析其原因，有很大一部分是由于粉末流動性不佳導(dǎo)致成型后得到的毛坯其各部位的密度不均勻?qū)е碌?，其具體分析如下:
[0006]壓坯如圖1、圖2所示，壓坯為軸向取向的瓦形壓坯，這類壓坯燒結(jié)后得到的燒結(jié)毛坯可用于制作音圈馬達(dá)用的磁鋼。如圖3所示，壓制瓦形磁鋼時，先裝填粉末，粉末上表面為平面，磁鋼的凹面對應(yīng)下沖頭，凸面對應(yīng)上沖頭。
[0007]粉料填充好后，上沖與下沖相對移動，對粉末進(jìn)行壓縮，得到壓坯。若忽略粉末的橫向移動，即粉末只會在豎直方向上壓縮，則明顯可以看出，壓坯兩側(cè)的部位，即部位A和部位C處的壓縮比會大于部位B處的壓縮比，對于某些流動性較好的粉末(如粘接釹鐵硼粉末)，其橫向移動可減少各部位的密度差，使得部位A、C與部位B處的密度基本相同。對于流動性較差的燒結(jié)釹鐵硼粉末，其粉體的橫向移動較少，也會導(dǎo)致部位A、C處的密度大于部位B處的密度，足以影響到毛坯的變形。
[0008]由于燒結(jié)釹鐵硼的燒結(jié)可歸為液相燒結(jié)，液相燒結(jié)的一個特點是:在燒結(jié)收縮后，瓦片各部位的密度一致，瓦片部位A、C處密度較高，所以其收縮較少，部位B處密度較低，所以收縮較多，這樣會導(dǎo)致:
[0009]1.磁鋼兩端面會產(chǎn)生一個凹陷，這是由于收縮不一致造成的，可參見圖4。
[0010]2.磁鋼整體產(chǎn)生翹曲，這是由于收縮不一致產(chǎn)生的彎矩造成的，可參見圖5。
[0011]若將瓦形磁鋼的凸面對于下沖頭，凹面對于上沖頭，則具體分析類似。
[0012]目前燒結(jié)釹鐵硼成型壓機已有相當(dāng)部分采用了配有自動喂料系統(tǒng)的全自動壓機，粉末在喂料靴中可均勻的填滿模具型腔，但由于使用自動喂料系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)導(dǎo)致了粉末上表面必然為平面，所以使用配有自動喂料系統(tǒng)的全自動壓機生產(chǎn)瓦形產(chǎn)品時，常常會由于上述問題導(dǎo)致磁鋼燒結(jié)后的變形。釹鐵硼燒結(jié)后變形問題也是釹鐵硼磁性材料加工行業(yè)亟待突破的重要研究課題。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0013]針對上述現(xiàn)有技術(shù)存在的不足，本實用新型的目的是提供一種可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備，以解決因釹鐵硼壓坯密度差異導(dǎo)致的釹鐵硼燒結(jié)變形問題，進(jìn)而提聞欽鐵砸磁性能。
[0014]為了實現(xiàn)上述目的，本實用新型所采用的技術(shù)方案是:
[0015]一種可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備，包括上沖、下沖、陰模以及電磁鐵，上沖和下沖相對設(shè)置于陰模的上下兩端，電磁鐵設(shè)于陰模的旁側(cè)，還包括用于向陰模填料的喂料靴、與陰模配合的預(yù)壓上沖和驅(qū)動所述預(yù)壓上沖運作的預(yù)壓上沖驅(qū)動器。
[0016]其中，所述預(yù)壓上沖驅(qū)動器和所述預(yù)壓上沖設(shè)于所述喂料靴的前端，預(yù)壓上沖驅(qū)動器設(shè)于預(yù)壓上沖的上方。還包括一與陰模上端面齊平的輸送平臺，所述喂料靴通過滾珠絲桿活動設(shè)置于該輸送平臺上。
[0017]優(yōu)選地，所述上沖為瓦形凹面模，所述下沖為瓦形凸面模；所述預(yù)壓上沖為凹面模,預(yù)壓上沖的凹面由三段凹面圓弧構(gòu)成,分別為中段凹面圓弧、左段凹面圓弧和右段凹面圓弧，左段凹面圓弧和右段凹面圓弧對稱地設(shè)置于中段凹面圓弧的左右兩側(cè)，左段凹面圓弧和右段凹面圓弧的弧長和半徑相等，且左段凹面圓弧和右段凹面圓弧的半徑大于中段凹面圓弧的半徑。
[0018]采用上述技術(shù)方案后，本實用新型和現(xiàn)有技術(shù)相比所具有的優(yōu)點是:
[0019]本實用新型設(shè)立預(yù)壓上沖及預(yù)壓上沖驅(qū)動器，先使用預(yù)壓上沖和下沖對陰模模腔內(nèi)的釹鐵硼粉末進(jìn)行預(yù)壓壓制，得到預(yù)壓坯，然后使用上沖頭和下沖頭對預(yù)壓坯進(jìn)行成型壓制，得到最終的壓坯。使用預(yù)壓上沖和下沖壓制得到的預(yù)壓坯，其各部位的密度會存在差異。預(yù)壓上沖的成型面形狀則與預(yù)壓毛坯的上表面相吻合，通過設(shè)計預(yù)壓上沖的外形，使得成型壓制時預(yù)壓坯各部位的壓縮比與其密度成反比，即預(yù)壓坯密度低的部位壓縮比大，密度高的部位壓縮比小，這樣當(dāng)成型壓制完成后，可以得到密度均勻的壓坯。由于本實用新型增加預(yù)壓工序，使得成型得到的壓坯各處密度均勻，燒結(jié)后可均勻收縮，不會變形，同時在進(jìn)行磁場取向時具有較好的磁性能。
【專利附圖】
【附圖說明】
[0020]下面結(jié)合附圖和實施例對本實用新型進(jìn)一步說明:
[0021]圖1為本實用新型【背景技術(shù)】所述的毛坯截面示意圖。
[0022]圖2為本實用新型【背景技術(shù)】所述的毛坯立體形狀示意圖。
[0023]圖3為本實用新型【背景技術(shù)】所述的成型壓制設(shè)備結(jié)構(gòu)示意圖。
[0024]圖4為本實用新型【背景技術(shù)】所述的毛坯凹陷變形示意圖。
[0025]圖5為本實用新型【背景技術(shù)】所述的毛坯翹曲變形示意圖。
[0026]圖6為本實用新型預(yù)壓壓制前釹鐵硼粉末的填裝示意圖。
[0027]圖7為本實用新型預(yù)壓壓制制得預(yù)壓坯的示意圖。[0028]圖8為本實用新型成型壓制制得壓坯的示意圖。
[0029]圖9為本實用新型所述的成型壓制設(shè)備的結(jié)構(gòu)示意圖。
[0030]圖中，1:上沖；2:下沖；3:陰t旲；4:電磁鐵；5:喂料靴；6:預(yù)壓上沖；7:預(yù)壓上沖
驅(qū)動器。
【具體實施方式】
[0031]以下所述僅為本實用新型的較佳實施例，并不因此而限定本實用新型的保護(hù)范圍。
[0032]實施例，見圖6至圖9所示:
[0033]一種可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備，包括上沖1、下沖2、陰模3以及電磁鐵4，上沖I和下沖2相對設(shè)置于陰模3的上下兩端，電磁鐵4設(shè)于陰模3的旁側(cè)。與常規(guī)的釹鐵硼成型系統(tǒng)相同，配有與成型毛坯形狀相符的上沖1、下沖2以及陰模3，陰模3兩側(cè)水平放置有一對電磁鐵4,用于產(chǎn)生取向磁場和退磁磁場,均安裝在壓機機架上。
[0034]還包括用于向陰模3填料的喂料靴5、與陰模3配合的預(yù)壓上沖6和驅(qū)動所述預(yù)壓上沖6運作的預(yù)壓上沖驅(qū)動器7。其中，所述預(yù)壓上沖驅(qū)動器7和所述預(yù)壓上沖6設(shè)于所述喂料靴5的前端，預(yù)壓上沖驅(qū)動器7設(shè)于預(yù)壓上沖6的上方，預(yù)壓上沖驅(qū)動器7采用氣缸控制。將預(yù)壓上沖6以及預(yù)壓上沖驅(qū)動器7安裝在喂料靴5的前部，喂料靴5不但用于自動向陰模3內(nèi)加入釹鐵硼粉料，而且用于前后移動預(yù)壓上沖6。
[0035]還包括一與陰模3上端面齊平的輸送平臺，所述喂料靴5通過滾珠絲桿活動設(shè)置于該輸送平臺上，電機驅(qū)動滾珠絲桿轉(zhuǎn)動，使得喂料靴5在輸送平臺上前進(jìn)、后退以及精確定位。
[0036]本實施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要是增加了預(yù)壓上沖6和預(yù)壓上沖驅(qū)動器7部件，并對喂料靴5的結(jié)構(gòu)進(jìn)行了改進(jìn)，在向陰模3填裝釹鐵硼粉料的同時，便于進(jìn)行預(yù)壓壓制?；趦纱螇褐瞥尚偷脑韥碓O(shè)計預(yù)壓上沖6的成型面形狀，壓制瓦形壓坯的上沖1、預(yù)壓上沖6和下沖2的形狀為:上沖I為瓦形凹面模，下沖2為瓦形凸面模，需要說明的是，瓦形壓坯是釹鐵硼成型壓坯中較為常見的形狀，上沖I和下沖2的形狀也是現(xiàn)有技術(shù)中常見的形狀，區(qū)別在于增加預(yù)壓上沖6，預(yù)壓上沖6為凹面模，預(yù)壓上沖6的凹面由三段凹面圓弧構(gòu)成，分別為中段凹面圓弧、左段凹面圓弧和右段凹面圓弧，左段凹面圓弧和右段凹面圓弧對稱地設(shè)置于中段凹面圓弧的左右兩側(cè)，左段凹面圓弧和右段凹面圓弧的弧長和半徑相等，且左段凹面圓弧和右段凹面圓弧的半徑大于中段凹面圓弧的半徑。本實用新型設(shè)立預(yù)壓上沖6及預(yù)壓上沖驅(qū)動器7，先使用預(yù)壓上沖6和下沖2對陰模3模腔內(nèi)的釹鐵硼粉末進(jìn)行預(yù)壓壓制，得到預(yù)壓坯，然后使用上沖I頭和下沖2頭對預(yù)壓坯進(jìn)行成型壓制，得到最終的壓坯。使用預(yù)壓上沖6和下沖2壓制得到的預(yù)壓坯，其各部位的密度會存在差異。預(yù)壓上沖6的成型面形狀則與預(yù)壓毛坯的上表面相吻合，通過設(shè)計預(yù)壓上沖6的外形，使得成型壓制時預(yù)壓坯各部位的壓縮比與其密度成反比，即預(yù)壓坯密度低的部位壓縮比大，密度高的部位壓縮比小，這樣當(dāng)成型壓制完成后，可以得到密度均勻的壓坯。
[0037]—種可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的方法，上述的設(shè)備進(jìn)行成型壓制，包括如下步驟:S1，預(yù)壓上沖6和上沖I復(fù)位至最高位置，下沖2復(fù)位至最低位置，喂料靴5退回至釹鐵硼粉末加料位置進(jìn)行加料；S2，喂料靴5前進(jìn)至與陰模3對準(zhǔn)的位置，將喂料靴5內(nèi)的釹鐵硼粉末松散均勻地填裝至陰模3的模腔內(nèi)，并將釹鐵硼粉末的上表面刮平；S3，在釹鐵硼粉末的上表面補充填裝釹鐵硼粉末堆；S4，喂料靴5后退使得預(yù)壓上沖6位于陰模3的上方，預(yù)壓上沖驅(qū)動器7驅(qū)動預(yù)壓上沖6下壓至預(yù)壓高度，同時陰模3旁側(cè)的電磁鐵4產(chǎn)生取向磁場，對陰模3內(nèi)的釹鐵硼粉末進(jìn)行第一次磁場取向，得到預(yù)壓坯；S5，電磁鐵4停止產(chǎn)生取向磁場，預(yù)壓上沖6退出陰模3 ;S6，上沖I位于陰模3的上方，上沖I下壓至成型高度，同時陰模3旁側(cè)的電磁鐵4產(chǎn)生取向磁場，對陰模3內(nèi)的預(yù)壓坯進(jìn)行第二次磁場取向，得到壓坯；S7，電磁鐵4產(chǎn)生反向磁場對壓坯進(jìn)行退磁，上沖I回退，下沖2上升將壓坯頂出。
[0038]優(yōu)選地，S3中釹鐵硼粉末堆的填裝位置位于釹鐵硼粉末上表面的中部；S4中預(yù)壓坯中部的壓縮比相對較小，預(yù)壓坯兩邊的壓縮比相對較大；S6中壓坯中部的壓縮比相對較大，壓坯兩邊的壓縮比相對較小。
[0039]以瓦形壓坯為例進(jìn)行說明，毛坯的凸面由上沖I成型，毛坯的凹面由下沖2成型。粉料的松裝密度為2g/cnT3，預(yù)壓坯的平均密度為3.2g/cm~3，壓制后的毛坯密度為4g/cm" 3 ο
[0040]將預(yù)壓上沖6與氣缸的活塞桿連接，并且將氣缸固定在喂料靴5前端，上沖I與下沖2，陰模3置于壓機中間，陰模3的左右側(cè)分別放置用于產(chǎn)生取向磁場的電磁鐵4。上沖I和下沖2的成型面形狀與壓坯形狀吻合。預(yù)壓上沖6的成型面形狀與上沖I基本一致，只是在中間部位有一弧形凹槽，使得預(yù)壓坯在相應(yīng)位置有一弧形凸起，可增大將預(yù)壓坯壓制成壓坯時中間部位的壓縮比。
[0041]運行時的動作順序如下:
[0042]SI，運行時的初始狀態(tài)為預(yù)壓上沖6與上沖I均處于最高位置，下沖2處于最低位置，喂料靴5均回退到后端的加粉位置。
[0043]S2，喂料靴5連同預(yù)壓上沖6通過導(dǎo)軌到達(dá)陰模3上方，滾珠絲桿驅(qū)動喂料靴5前后移動，將喂料靴5中的粉末喂入到陰模3中，由于喂料靴5在向陰模3內(nèi)加入粉料的過程中前后移動，所以可以均勻的把粉料加入到陰模3模腔中，并且可將粉末的上表面刮平。
[0044]S3，在釹鐵硼粉末的上表面補充填裝釹鐵硼粉末堆，釹鐵硼粉末堆的填裝位置位于釹鐵硼粉末上表面的中部。
[0045]S4，絲桿驅(qū)動喂料靴5后退，使得預(yù)壓上沖6位于陰模3上方，氣缸驅(qū)動預(yù)壓上沖6下壓至預(yù)壓高度，同時陰模3兩側(cè)的電磁鐵4產(chǎn)生取向磁場，對陰模3內(nèi)的磁粉取向，得到預(yù)壓坯。預(yù)壓坯的平均密度為3.2g/cm~3，兩邊由于壓縮比比較大，所以密度也大，中部部位壓縮比相對較小，所以密度也更小一些。
[0046]S5，電磁鐵4停止產(chǎn)生取向磁場，同時預(yù)壓上沖6退出陰模3，絲桿驅(qū)動喂料靴5回到最后端的加粉位置。
[0047]S6,上沖I下壓至成型位置,下沖2上壓，同時電磁鐵4產(chǎn)生取向磁場對陰模3內(nèi)的預(yù)壓坯進(jìn)行取向，得到壓坯，其成型后密度為4g/cnT3。在將預(yù)壓坯壓制成壓坯的過程中，預(yù)壓坯中間部位的壓縮比大于兩邊部位的壓縮比，這樣便彌補了預(yù)壓坯中間部位的密度小于兩邊部位密度的問題，使得最后得到的壓坯其密度均勻。
[0048]S7，電磁鐵4產(chǎn)生一個小的反向磁場對壓坯進(jìn)行退磁，然后上沖I回退，下沖2上升將壓坯頂出，完成瓦形壓坯的成型壓制。[0049]本實施例與現(xiàn)有技術(shù)相比，主要區(qū)別在于增加了 S3-S5預(yù)壓成型的工藝步驟，利用預(yù)壓壓制和成型壓制使得毛坯體的各部位均歷經(jīng)壓縮比相對較大和壓縮比相對較小的前后兩次壓制，使得成型得到的壓坯各處密度均勻，燒結(jié)后可均勻收縮，不會變形，同時在進(jìn)行磁場取向時具有較好的磁性能。本實施例中以瓦形磁鋼凸面向下放置的方式成型，當(dāng)然也適用凸面向上放置成型。此外，本實用新型也廣泛適用于燒結(jié)釹鐵硼粉末在粉末成型時，由于壓縮比不同而造成壓坯各部位密度存在差異的問題。需要說明的是，關(guān)于【背景技術(shù)】所涉及的相關(guān)內(nèi)容，是本發(fā)明人為本提出本發(fā)明創(chuàng)造而作出的研究分析，除表明為現(xiàn)有技術(shù)的外，不應(yīng)當(dāng)將其余內(nèi)容視為現(xiàn)有技術(shù)。
[0050]以上所述僅是本實用新型的較佳實施方式，故凡依本實用新型專利申請范圍所述的構(gòu)造、特征及原理所做的等效變化或修飾，均包括于本實用新型專利申請范圍內(nèi)。
【權(quán)利要求】
1.一種可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備，包括上沖(I)、下沖(2)、陰模(3)以及電磁鐵(4)，上沖(I)和下沖(2)相對設(shè)置于陰模(3)的上下兩端，電磁鐵(4)設(shè)于陰模(3)的旁側(cè)，其特征在于:還包括用于向陰模(3)填料的喂料靴(5)、與陰模(3)配合的預(yù)壓上沖(6)和驅(qū)動所述預(yù)壓上沖(6)運作的預(yù)壓上沖驅(qū)動器(7)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備，其特征在于:所述預(yù)壓上沖驅(qū)動器(7)和所述預(yù)壓上沖(6)設(shè)于所述喂料靴(5)的前端，預(yù)壓上沖驅(qū)動器(7)設(shè)于預(yù)壓上沖(6)的上方。
3.根據(jù)權(quán)利要求1或2所述的可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備，其特征在于:還包括一與陰模(3)上端面齊平的輸送平臺，所述喂料靴(5)通過滾珠絲桿活動設(shè)置于該輸送平臺上。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的可提高燒結(jié)釹鐵硼成型壓坯密度一致性的設(shè)備，其特征在于:所述上沖(I)為瓦形凹面模，所述下沖(2)為瓦形凸面模；所述預(yù)壓上沖(6)為凹面模，預(yù)壓上沖(6)的凹面由二段凹面圓弧構(gòu)成,分別為中段凹面圓弧、左段凹面圓弧和右段凹面圓弧，左段凹面圓弧和右段凹面圓弧對稱地設(shè)置于中段凹面圓弧的左右兩側(cè)，左段凹面圓弧和右段凹面圓弧的弧長和半徑相等，且左段凹面圓弧和右段凹面圓弧的半徑大于中段凹面圓弧的半徑。
【文檔編號】H01F41/02GK203791618SQ201420148762
【公開日】2014年8月27日 申請日期:2014年3月28日 優(yōu)先權(quán)日:2014年3月28日
【發(fā)明者】吳科軍, 胡勇 申請人:寧波恒燊磁業(yè)科技有限公司