各向异性钕铁硼磁体模压取向成型装置的制作方法

本发明涉及各向异性钕铁硼磁体的生产设备，特别是涉及一种各向异性钕铁硼磁体模压取向成型装置。

背景技术：

人们知道，钕铁硼磁铁是迄今为止磁力最强的永久磁铁，其作为第三代稀土永磁材料，因具有很高的性能而广泛应用于能源、交通、机械、医疗、IT、家电等行业，特别是随着信息技术为代表的知识经济的发展，为钕铁硼稀土永磁功能材料及产业发展不断带来新的用途，并为钕铁硼产业带来更为广阔的市场前景。近年来，电子产品逐渐朝着小型化、薄型化、高性能化的方向发展，为此，对磁性材料也提出了相应的要求。各向异性钕铁硼磁体通常是通过制粉、热压取向成型、固化、研磨、表面涂覆等工艺制备而成。模压成型的各向异性粘结钕铁硼磁体的性能除了与各向异性磁粉有关外，还取决于模压成型过程中产品的取向和压制密度等。然而，传统的磁体模压成型设备在各向异性粘结钕铁硼热压成型过程中通常出现取向率低，磁极取向过程中存在漏磁以及磁极不均匀、磁性能较设计差异大等问题。

技术实现要素：

本发明旨在解决上述问题，而提供一种具有多磁极定位取向，在磁体压制过程中磁极取向均匀，取向效率高，磁体密度及磁体综合性能高，可用于压制壁厚薄且高度方向尺寸大的磁体的各向异性钕铁硼磁体模压取向成型装置。

为实现上述目的，本发明提供一种各向异性钕铁硼磁体模压取向成型装置，该装置包括：

模具组件，其与加热装置相连接，该模具组件由模具主体与模具主体上座、模具主体下座及内套连接而成，模具组件中心设有上下贯通的模具腔，所述模具主体包括设有取向器件的导磁体及无磁体，该模具主体可拆卸连接于第一模板上，第一模板则固定在冲压机上部；

上冲压件，其可拆卸连接于冲压机头下部，该上冲压件可随冲压机头上下运动；

下冲压件，其为管状体，该下冲压件下端可拆卸连接于第二模板上，其上端伸入所述模具主体的模具腔内；

芯杆，其活动穿置于所述下冲压件内，并可上下移动，芯杆的下端与冲压机座活动连接，且

将欲成型的各向异性钕铁硼磁体预压件置于处于加热状态的所述模具主体的模具腔与芯杆之间，并落入下冲压件顶部，启动上冲压件向下运动，上冲压件进入模具主体时，所述取向器件导通并进行磁极取向，同时上冲压件继续下行，将钕铁硼磁体预压件压制成型。

模具主体由多块间隔设置的扇形导磁体与多块扇形无磁体对合固接成圆形柱状体，在模具主体的中央设有形成模具腔的第二中心孔，在模具主体的上下端面上分别设有环形的上凸台和下凸台，在各扇形导磁体上套设有取向器件。

所述导磁体与无磁体的数量相同，且所述导磁体与无磁体的数量等于各向异性钕铁硼磁体预压件的取向磁极数。

模具主体上座是与所述模具主体形状对应的圆形柱状体，其中央设有形成模具腔的第一中心孔，其外表面设有环形限位凸台，模具主体上座的底面设有与模具主体的上凸台相对应的第一环形凹槽。

模具主体下座是与所述模具主体形状对应的圆形柱状体，其中央设有形成模具腔的第三中心孔，模具主体下座的顶面设有与模具主体的下凸台相对应的第二环形凹槽。

所述取向器件为电磁线圈，其设于模具主体的导磁体上。

模具主体通过将其上凸台和下凸台分别嵌入模具主体上座和模具主体下座的第一环形凹槽和第二环形凹槽中而与模具主体上座和模具主体下座连为一体，模具主体上座的第一中心孔、模具主体的第二中心孔及模具主体下座的第三中心孔对合形成模具组件的模具腔，所述内套设于模具组件的模具腔中，并通过过盈配合与模具主体、模具主体上座及模具主体下座相固接。

上冲压件是由模具钢制成的杆状体，其下端设有盲孔，该盲孔下端面十字对称地设有四个取向磁极标识用的凸起，上冲压件的上端设有上凸沿，上冲压件通过上压盖与冲压机头连接。

所述下冲压件是由模具钢制成的管状体，其下端部设有下凸沿，下冲压件通过下压盖与第二模板连接。

所述芯杆包括主杆及延长杆，其中，主杆下端设有螺纹，延长杆上端设有螺孔，主杆与延长杆螺纹连接，延长杆下端设有凸沿，其与冲压机座相连接。

本发明的贡献在于，其有效解决了传统的磁体模压成型设备在磁体成型过程中磁极取向率低，且存在漏磁以及磁极不均匀、磁性能较设计差异大等问题。本发明的装置设有多磁极定位结构，使得在磁体成型过程中实现了多磁极定位取向，因而磁极定位准确，取向均匀，磁极取向效率高，且磁体密度高。由该装置所制备的磁体的综合磁性能高。此外，本发明的装置的模具腔的尺寸可调，可根据用户的要求进行调整，因而可用于压制壁厚薄且高度方向尺寸大的磁体。

【附图说明】

图1是本发明的整体结构示意图。

图2是本发明的部件分解示意图。

图3是模具组件结构剖视图。

图4是模具主体俯视图。

图5是图4的A向视图。

图6是模具主体上座结构剖视图。

图7是模具主体下座结构剖视图。

图8是本发明的模压取向成型装置冲压前状态示意图。

图9是本发明的模压取向成型装置冲压状态示意图。

图10是本发明的模压取向成型装置脱模状态示意图。

【具体实施方式】

下列实施例是对本发明的进一步解释和说明，对本发明不构成任何限制。

参阅图1、图2，本发明的各向异性钕铁硼磁体模压取向成型装置包括模具组件10、上冲压件40、下冲压件50及芯杆60。

如图1～图7所示，所述模具组件10包括模具主体11、模具主体上座12、模具主体下座13及内套14，其中，模具主体11结构如图4、图5所示，该模具主体11包括多块横截面为扇形的导磁体111与多块扇形的无磁体112，本实施例中，所述导磁体111为工业纯铁DT4，无磁体为无磁模具钢HPM75，多块导磁体111与多块无磁体112沿圆周方向间隔设置，导磁体111的数量与无磁体112相同，且所述导磁体111与无磁体112的数量等于各向异性钕铁硼磁体预压件的取向磁极数。本实施例中，该模具主体11由四块扇形导磁体111与四块扇形无磁体112沿圆周方向对合成圆形柱状体，并在各相邻的两块导磁体111与无磁体112的结合部位通过焊接相固定，而形成圆柱状模具主体。在模具主体11的中央设有形成模具腔的第二中心孔1111，在模具主体11的上端面设有环形的上凸台114，在模具主体11的下端面设有环形的下凸台115，用于与模具主体上座12和模具主体下座13的嵌合定位。在各扇形导磁体外部套设有取向器件113，该取向器件113为电磁线圈，其设于模具主体11的导磁体111上，用于向导磁体施加强磁力而进行磁极取向。所述模具主体上座12和模具主体下座13结构如图6、图7所示，图6中，所述模具主体上座12是与所述模具主体11形状对应的圆形柱状体，其由无磁材料制成，用于模具主体11的定位及固定，本实施例中，该无磁材料为无磁模具钢HPM75。在模具主体上座12的中央设有形成模具腔的第一中心孔121，其外表面设有环形限位凸台122，用于与第一模板33的定位。模具主体上座12的底面设有第一环形凹槽123，用于与模具主体的上凸台114的嵌合定位。图7中，所述模具主体下座13是与所述模具主体11形状对应的圆形柱状体，其由与模具主体上座12相同的无磁材料制成，其中央设有形成模具腔的第三中心孔131，模具主体下座13的顶面设有与模具主体的下凸台相对应的第二环形凹槽132，用于与模具主体的上凸台114的嵌合定位。

如图2、图3所示，所述模具主体11通过将其上凸台114和下凸台115分别嵌入模具主体上座12和模具主体下座13的第一环形凹槽123和第二环形凹槽132中而与模具主体上座12和模具主体下座13连接为一体。模具主体上座的第一中心孔121、模具主体的第二中心孔1111及模具主体下座的第三中心孔131对合形成模具组件的模具腔10A，所述内套14设于模具组件的模具腔10A中，并通过过盈配合与模具主体11、模具主体上座12及模具主体下座13相固接，形成模具组件10。如图1所示，所述模具组件10通过连接盖15固定到第一模板33上，该连接盖15是与模具主体上座12形状相对应的圆形板状体，其设有与模具主体的外形相匹配的内孔151，并沿圆周方向设有多个螺孔152，连接盖15用螺钉固定在第一模板33上的安装孔内，其通过内孔与在模具主体上的环形限位凸台122的配合将模具组件10固定在第一模板33上。所述模具组件10与加热装置(图中未示出)，在磁体压制前须对模具组件10进行加热。

本发明中，对冲压机30、冲压机头31、第一模板33、第二模板34及第三模板35并无限制，其可以是公知的冲压机械。本实施例中，在冲压机的冲压机头31下部间隔地设有第一模板33、第二模板34及第三模板35，其中，第一模板33通过导柱与冲压机30的下气缸相连接，其可上下移动，第二模板34为固定模板，其固定在冲压机座32上，用于导向和连接下冲压件50。第三模板35通过导柱与第一模板33相连接，并与第一模板33同步上下移动。

如图1～图3所示，在冲压机头31下部装有上冲压件40，该上冲压件40是由模具钢制成的杆状体，其下端设有盲孔41，该盲孔41下端面十字对称地设有四个块状凸起42，用于取向磁极的标识。上冲压件的上端设有环形的上凸沿43，用于上压盖44相连接。所述上压盖44为圆形盘状体，其上设有与冲压件40的杆体对应的中心孔441及与上冲压件的上凸沿43相对应的环形凹面442，上冲压件40的上凸沿43置于所述环形凹面442内，冲压件40的杆体穿过所述中心孔441向下延伸，上压盖44则用螺钉固定到在冲压机头31下部。该上冲压件40可根据需要拆卸和更换。

图1～图3中，在位于冲压机头31下方的第二模板34上装有下冲压件50，该下冲压件50是由模具钢制成的管状体，其下端部设有下凸沿51，下冲压件50通过下压盖52与第二模板34连接。下压盖52为圆形盘状体，其上设有与下冲压件50的管体对应的中心孔521及与下冲压件的下凸沿51相对应的环形凹面522，下冲压件50的下凸沿51置于所述环形凹面522内，下冲压件50的管体穿过所述中心孔521向上延伸到所述模具组件的模具腔10A内中部，下冲压件50的外径略小于模具组件的模具腔10A的内径，模具腔10A与下冲压件50之间的间隙即为所冲压的各向异性钕铁硼磁环的壁厚。下压盖52用螺钉固定到第二模板34上。该下冲压件50可根据需要拆卸和更换。

如图1～图3所示，在所述下冲压件50内活动穿置有芯杆60，该芯杆60包括主杆61及延长杆62，其中，主杆61下端设有螺纹，延长杆62上端设有螺孔，主杆61与延长杆62螺纹连接，延长杆62下端设有凸沿621，其与冲压机的第三模板35相连接。所述芯杆60可在下冲压件50内上下移动，其用于限定欲成型的各向异性钕铁硼磁环的内径。

本发明的工作过程如图8～图10所示，图8示出了模压取向成型装置冲压前的状态。欲成型的各向异性钕铁硼磁体预压件在压制前，要先对在磁体压制前须对模具组件10进行加热。所述磁体预压件是预压成型的毛坯，将该预压成型毛坯套于伸出于模具组件10之外的所述芯杆60上，并落入模具组件的模具腔10A内的下冲压件50的顶部。如图9，此时，启动冲压机30，冲压机头31驱动上冲压件40向下运动。当上冲压件40进入模具主体11时，所述取向器件113得电导通并对磁体预压件进行磁极取向，上冲压件40推动磁极取向后的磁体预压件继续下行，将钕铁硼磁体预压件压制成所需的磁环。

尽管通过以上实施例对本发明进行了揭示，但是本发明的范围并不局限于此，在不偏离本发明构思的条件下，以上各构件可用所属技术领域人员了解的相似或等同元件来替换。