专利名称：一次成型辐射取向烧结钕铁硼磁环的制作工艺及其模具的制作方法
技术领域：
本发明涉及环形钕铁硼磁钢的一次成型辐射取向烧结工艺及其制作模具。
目前钕铁硼磁钢的制作是采用垂直取向的成型工艺，即首先压制一个方块形坯的工件(密度3．5g／cm3)，经过等静压机的等静压，使密度达到4．5g／cm3，然后进行烧结工艺，最后磨削和线切割加工成瓦形磁钢，此工艺的缺点是材料损失较多，加工费用高，提高了电机磁钢的成本，另外，由于瓦形磁钢需以拼合装配，费工又费时，拼合缝处漏磁损失多，降低了整机性能，影响电机功率和使用寿命。原垂直取向的成型制作模具，是单向压制模具，无法保证产品的上下密度一致性，易产生肉裂、缺角等不良品，质量不稳定。
本发明的目的在于克服现有技术的缺陷而提供一种以一次成型辐射取向的工艺方法来取代垂直取向的成型工艺，以达到降低生产成本、提高磁钢生产效率、确保产品质量稳定可靠的烧结钕铁硼磁环的制作工艺是本发明的一个目的；同时为实施上述工艺而提供一种实行双向压制、保证产品密度一致、提高产品质量的制作模具是本发明的另一目的。
根据上述目的，实施本发明的制作工艺如下一次成型辐射取向烧结钕铁硼磁环的制作工艺，其特征在于a．将秤好的粉料置入模具下模的阴模型腔内；b．由CP机程控开动液压机将上模向下模靠拢，此时上压头、上芯棒、上电磁铁同步下行，当行至上压头与阴模板接触后暂停；c．暂停后上下电磁铁同时对磁环进行充磁并开始辐射取向；d．当充磁的磁场强度达到≥1．5T时，上压头继续下压进行双向压制，压力达到≥15MPa时卸压；e．上、下电磁铁反向退磁(此时已完成粉体的辐射取向动作)；f．上模提升、下模退出，磁环出模；g．出模后的磁环进行烧结即成产品。
实施本发明的制作模具包括上模和下模，上模的上模板上与压机横梁、下与座板固定，座板通过垫片与上接杆固定，上接杆可随上模板同步下降，上接杆内外分别设有相对上接杆下降而上升的复合型上芯棒和固定一体的上平板、上电磁铁和上衬圈，上接杆下端的上芯棒外设有与上接杆固定同步下降的垫块和压圈，以及由压圈肩胛定位的上压头；下模与上模同轴线安装，包括固定一体的阴模板、下电磁铁和中平板，内设有上端持平的由垫圈和压圈肩胛定位的阴模和复合型下芯棒，下压头设在下芯棒外并由与下接杆固定的垫块、下冲压圈肩胛定位，阴模与下芯棒所形成的环形腔即为阴模型腔，下芯棒的末端连接下平板，其特征在于a．所述的上模上芯棒的顶端与上模板之间设有使上芯棒浮动的弹簧；b．所述的下模下芯棒中部的下接杆外设有与压机下横梁固定的中模板，中平板与下平板之间设有与中模板滑动配合的4根导柱，而下平板与下油缸连接，下油缸活塞的升降通过下平板、导柱带动中平板及相关零件以中模板为导向作升降运动。
本发明与现有技术相比，由于以一次成型辐射取向的工艺方法取代了垂直取向的成型工艺，并以实行双向压制的制作模具作为上述工艺实施的保证，因此具有下列优点①一次成型密度高，可达到5-5．5g／cm3，烧结变形小，材料利用率高，损失少；②省去等静压、线切割等加工工序，使生产成本大大降低；③压制时由CP机程控，实现半自动化操作，操作方便，速度快，提高了生产效率；④由于模具的阴模板是通过4根导柱连接下缸，当上模压制时，阴模向下浮动，实行双向压制，保证了产品上下密度一致，杜绝产品肉裂、缺角等不良品出现，使产品质量稳定可靠；⑤改变以往磁瓦拼装式工艺，实现整体装配工艺，无漏磁损失，使电机功率提高，使用寿命延长。
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图1为本发明一次成型辐射取向的磁环压制原理图。
图2为辐射取向磁环多极充磁示意图。
图3为辐射取向模具上模结构示意图。
图4为辐射取向模具下模结构示意图。
下面将对辐射取向的制作工艺及其制作模具再作详细描述。
制作工艺如下a．将秤好的粉料均匀地置入模具下模的阴模型腔(20)内；b．按已设计好的程序由CP机程控，开动液压机将上模向下模靠拢，此时上压头(8)、上芯棒(9)、上电磁铁(2)同步下行，当行至上压头与阴模板(3)接触后暂停，此时上下电磁铁与上下芯棒的端面碰在一起；c．暂停后上下电磁铁(2)、(4)同时对磁环进行充磁并开始辐射取向；d．当充磁的磁场强度达到≥1．5T时，上油缸带动上模继续向下，上压头继续下压，进入阴模型腔，下模以低于上压头1／2速度向下浮动，上电磁铁与上芯棒向上浮动，实施双向压制，压力达到≥15MPa时卸压。从取向充磁、压制、退磁结束，上下电磁铁与上下芯棒两端面始终接触在一起，以保证模腔内的磁场强度≥1．5F。
e．上、下电磁铁反向退磁(此时已完成粉体的辐射取向动作)；f．上模提升，下模以导柱以中模板为导向下行退出，磁环出模；g．出模后的磁环进行烧结即成产品。
制作模具(参见图1-4)由同轴线安装的上模和下模组成。
上模的上模板(10)上与压机横梁、下与座板(11)固定，而座板又通过垫片与上接杆(1)固定，使上接杆随上模板同步下降，上接杆内外分别设有相对上接杆下降而上升的复合型上芯棒(9)和固定一体的上平板(13)、上电磁铁(2)、上衬圈(14)，上芯棒顶部设有使其浮动的弹簧(12)，上接杆下端的上芯棒外设有与上接杆固定同步下降的垫块(15)和压圈(17)，以及由压圈肩胛定位的上压头(8)，并在上接杆与上衬圈之间设有耐磨导套(16)。
下模包括固定一体的阴模板(3)、下电磁铁(4)和中平板(23)，阴模板内设有由垫圈(18)和压圈(19)肩胛定位的阴模(7)和复合型下芯棒(6)，三者上端持平，通过垫圈和压圈使阴模肩胛定位，下压头(5)设在下芯棒(6)外并由与下接杆(24)相固定的垫块(22)、下冲压圈(21)肩胛定位，下压头与阴模(7)的高度差使阴模与下芯棒形成一个环形腔即为阴模型腔(20)，下芯棒中部的下接杆外设有与压机下横梁固定的中模板(26)，下芯棒的末端与下平板(27)连接，而下平板又与下油缸连接，中平板(23)与下平板之间设有与中模板滑动配合的4根导柱(25)，下油缸活塞的升降通过下平板、导柱带动中平板及相关零件以中模板为导向作升降运动，实现双向压制工艺的实现，同时为磁环出模提供条件。
权利要求
1．一种一次成型辐射取向烧结钕铁硼磁环的制作工艺，其特征在于a．将秤好的粉料置入模具下模的阴模型腔(20)内；b．由CP机程控开动液压机将上模向下模靠拢，此时上压头(8)、上芯棒(9)、上电磁铁(2)同步下行，当行至上压头与阴模板(3)接触后暂停；c．暂停后上下电磁铁(2)、(4)同时对磁环进行充磁并开始辐射取向；d．当充磁的磁场强度达到≥1．5T时，上压头继续下压进行双向压制，压力达到≥15MPa时卸压；e．上，下电磁铁反向退磁(此时已完成粉体的辐射取向动作)；f．上模提升、下模退出，磁环出模；g．出模后的磁环进行烧结即成产品。
2．一种一次成型辐射取向烧结钕铁硼磁环的制作模具，包括上模和下模，上模的上模板(10)上与压机横梁、下与座板(11)固定，座板通过垫片与上接杆(1)固定，上接杆可随上模板同步下降，上接杆内外分别设有相对上接杆下降而上升的复合型上芯棒(9)和固定一体的上平板(13)、上电磁铁(2)和上衬圈(14)，上接杆下端的上芯棒外设有与上接杆固定同步下降的垫块(15)和压圈(17)，以及由压圈肩胛定位的上压头(8)；下模与上模同轴线安装，包括固定一体的阴模板(3)、下电磁铁(4)和中平板(23)，内设有上端持平的由垫圈(18)和压圈(19)肩胛定位的阴模(7)和复合型下芯棒(6)，下压头(5)设在下芯棒外并由与下接杆固定的垫块(22)、下冲压圈(21)肩胛定位，阴模与下芯棒所形成的环形腔即为阴模型腔(20)，下芯棒的末端连接下平板(27)，其特征在于a．所述的上模上芯棒(9)的顶端与上模板(10)之间设有使上芯棒浮动的弹簧(12)；b．所述的下模下芯棒(6)中部的下接杆(24)外设有与压机下横梁固定的中模板(26)，中平板(23)与下平板(27)之间设有与中模板滑动配合的4根导柱(25)，而下平板与下油缸连接，下油缸活塞的升降通过下平板、导柱带动中平板及相关零件以中模板为导向作升降运动。
全文摘要
一种一次成型辐射取向烧结钕铁硼磁环的制作工艺及其模具,将磁粉置入阴模型腔,由CP机程控,上模向下模靠拢压制,上下电磁铁同时充磁并辐射取向进行双向压制,充磁达一定强度后卸压,反向退磁,下模以导柱导向退出,磁环出模,而后进行烧结。模具为上述工艺的双向压制和滋环出模提供条件。本发明的优点有:一次成型密度高、烧结变形小,材料利用率高,损失少;省去静压、线切割工序,使生产成本降低,程控操作方便,速度快,生产效率高;产品质量稳定可靠,无肉裂、缺角次品;无漏磁损失,使电机功率提高,使用寿命延长。
文档编号H01F1/08GK1293436SQ0012561
公开日2001年5月2日 申请日期2000年9月28日 优先权日2000年9月28日
发明者庞秀山, 陈振龙, 朱时春 申请人:宁波金鸡钕铁硼强磁材料有限公司