一种高性能辐向取向稀土永磁管及其热变形成型方法与流程

文档序号:12724443阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种高性能辐向取向稀土永磁管,其特征在于,原料成分为RE-Fe-B,RE为以Nd为代表的镧系稀土元素或钇元素中的一种或多种;所述原料成分中还必须包含Co元素,同时可以添加Ni、Mn、Cr、Al、Sn、Ga、Ti、Zn、Zr、Mo、Ag、W、Nb和Cu中的一种或多种元素;利用非晶纳米晶钕铁硼快淬薄带破碎制成亚微米磁粉,采用衔接角0°≦α≦90°的水平加载卧式旋转双动挤压装置,先热压制成全密度各向同性磁体,再正向挤压分流热流变成辐向取向永磁管;该永磁管微观上为纳米片状晶结构,具有2:14:1型合金相,晶粒长度为0.2~2微米,厚度约50nm。

2.如权利要求1所述的高性能辐向取向稀土永磁管,其特征在于,该永磁管长度大于50mm,管径和壁厚在1~150mm范围,为近净成形无缝管,辐向取向结构,其最大磁能积达50MGOe以上,永磁管前端切除10~20mm后,各部位磁能积不均匀性小于5%。

3.如权利要求1所述的高性能辐向取向稀土永磁管的热变形成型方法,其特征在于,包括以下步骤:

1)将RE-Fe-B快淬带破碎制成各向同性合金粉末,筛选备用;

2)在模具内壁、垫片、压杆断面及侧面等可能与磁粉接触的部位喷涂高温水溶性润滑剂,或直接加垫平滑的石墨材料做润滑处理;

3)将步骤1)得到的各向同性RE-Fe-B合金粉末装模,冷压压实,在500~600℃真空热压成全密度各向同性RE-Fe-B磁体坯料;

4)将该全密度各向同性磁体坯料在氩气保护环境下升温至850~950℃,保温10s~5min后正向挤压热流变完成辐向取向;

5)热流变完成后脱模,迅速降至室温,得到近净成形辐向取向无缝稀土永磁管。

4.如权利要求3所述的方法,其特征在于:步骤3)中仅开启坯料感应加热线圈(4)对磁粉和模具系统加热,该线圈可以根据坯料长度及模具直径进行调整或更换;热压过程中,热挤压顶杆(1)在压力作用下向右移动,热挤压底杆(7)向左移动,将磁粉热压成全密度各向同性RE-Fe-B磁体坯料。

5.如权利要求3所述的方法,其特征在于:步骤3)中,获得全密度各向同性磁体坯料(11)后,立即退出热挤压底杆(7),换上热变形芯杆(13),根据需要加设长度为20~120mm的热流变感应线圈(8),通入氩气,升温至850~950℃,做好热流变准备。

6.如权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤3)和步骤4)均在外模套(5)中进行,模具采用热挤压腔(12)与热流变型腔(6)无缝衔接设计,衔接角0°≦α≦90°,热压全密度各向同性磁体和热流变取向挤压成管连续一体完成;且热压在真空度高于10-3Pa条件下进行,热流变在抽真空后充入氩气环境下完成。

7.如权利要求3所述的方法,其特征在于:步骤4)所述热流变过程采用正向分流挤压形式完成,固定外模套(5)和热变形芯杆(13),热压顶杆(1)向右移动,热压各向同性磁体毛坯(11)在热变形芯杆(13)顶端发生分流,在热变形芯杆(13)和外模套(5)之间构成的热流变型腔(6)中向右流动发生流变取向,形成永磁管(14)。

8.如权利要求3所述的方法,其特征在于:步骤4)中,热变形芯杆(13)顶端为锥形,锥度大于2,即半顶角45°≦β≦90°,且热变形芯杆(13)直径不小于挤压腔(12)直径;在热流变腔(6)内,距离热挤压腔(12)和热流变腔(6)衔接处右侧20~80mm处增加可浮动内模环(9),当永磁管流变至该环时推动其向右移动,该环与内壁摩擦力为0.1~1MPa。

9.如权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤4)中,所述热挤压过程在卧式旋转双动挤压机上分流正向挤压完成,采用液压机水平加载加压,水平行程为2~12m,装载盘直径为50~600mm,压力为400~1200MPa,热挤压杆(1)移动速度为3~20mm/s;当挤压厚壁长管时,挤压热流变成形过程中热挤压杆(1)、外模套(5)、装载盘(10)和热流变芯杆(13)同步低频旋转,频率为0.2~5Hz。

10.如权利要求3所述的方法,其特征在于,步骤4),中利用拉拔机抽出热变形芯杆(13),稀土永磁管(14)由辊道送出,完成脱模;按照不同尺寸要求,通过锯切该稀土永磁管可以获得磁环、磁瓦或磁片。

11.如权利要求3所述的方法,其特征在于在步骤5)中,通过调整模具形状、原料成分及工艺参数还可以在卧式挤压机上通过双动正向或双动反向挤压制备单硬磁主相或双(多)硬磁主相的管状、棒状或板条状各向异性磁体。

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