通过改进的mim加工得到的净成形的对准且烧结的磁体的制作方法_2

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.如方案10所述的方法,其中所述永磁体被嵌入到所述模具。
[0021] 方案12.如方案1所述的方法,其中所述应用磁场到所述原料包括将永磁体放置 在包含所述原料的模具附近。
[0022] 方案13.如方案1所述的方法,还包括在所述注射成型期间加热所述原料。
[0023] 方案14.如方案1所述的方法,其中限定了所述预定形状的所述永磁体的实现不 包括任何机加工。
[0024]方案15. -种制造永磁体的方法,该方法包括: 提供磁性材料; 提供聚合物粘合剂; 将所述磁性材料和所述聚合物粘合剂混合成原料; 将所述原料传送给限定了预定磁体形状的模具; 应用磁场到所述模具中的所述原料以将所述磁性材料中的至少一部分对准;以及 烧结所述预定形状。
[0025] 方案16.如方案15所述的方法,其中所述应用所述磁场发生在所述原料已经被 接收到所述模具内之后。
[0026] 方案17.如方案15所述的方法,其中所述应用所述磁场基本上与将所述原料引 入所述模具同时发生。
[0027] 方案18.如方案15所述的方法,其中所述传送所述原料到模具是通过金属注射 成型。
[0028] 方案19.一种制造永磁体马达的方法,该方法包括: 构造所述马达的转子和定子中的至少一个以具有设置在其中的永磁体,所述构造包 括: 将磁性材料和聚合物粘合剂混合成原料; 注射成型所述原料以将其在模具形成为预定形状,所述预定形状对应所述至少一个转 子或定子中的互补形状; 应用磁场到所述模具中的所述原料以将所述磁性材料中的至少一部分对准; 烧结所述预定形状;以及 将所述烧结磁体放置到所述至少一个转子或定子中的所述互补形状中;以及 将所述转子和所述定子放置成彼此旋转合作,使得当向所述马达施加电流时,所述转 子相对于所述定子旋转。
[0029] 方案20.如方案19所述的方法,其中所述注射成型包括金属注射成型。
【附图说明】
[0030] 在结合下面附图阅读时,可最佳地理解本发明的如下具体描述,其中同样的结构 由同样的附图标记指示,附图中: 图1是联合本发明被使用的金属注射成型工艺的示意图; 图2示出了本发明一个方面的简化图; 图3示出了本发明另一个方面的简化图;以及 图4示出了用于车辆应用的带有根据本发明制造的磁体的永磁体马达的分解图。
【具体实施方式】
[0031] 先参照图1,示出了当前的MM工艺。其中,金属粉末(或材料)100被与合适的热 塑性粘合剂110混合115以产生均匀的原料120。热塑性粘合剂110有助于确保聚合物材 料中固有的一直的、可重复的成形。原料120然后被引入到注射成型机器或装置130中以形 成带有至多约40体积百分比塑料粘合剂的未经处理零件140。此后,使未经处理零件140 经受溶剂和热脱粘操作150以去除粘合剂。一开始大部分粘合剂110都被化学地去除,而 任何残留的(经常因其在注射成型期间将临时的部件保持在一起的能力而被称为"龙骨") 的粘合剂此后通过热去除来烘干掉。此后,得到的部件(被称为半处理零件160)进而被烧 结170成具有期望的最终形状的高密度零件或物件180,其中少量的收缩导致了基本上紧 实的金属部件。
[0032] 前体材料的组成决定了最终的物件180的整体组成并且根据期望的机械和磁性 性质来选择前体材料的组成。如上所述,Nd-Fe-B当处于粉末或颗粒形式时形成了合适的 磁性材料前体。同样地,聚合物粘合剂110 (其可由两个或更多的聚合物成分构成)优选地 是粉末形式以有利于与磁性材料前体的充分混合。粘合剂110可以是溶剂、润滑剂等的形 式,粘合剂被用于通过有助于减少在前体粉末的表面之间的界面能以及避免表面粉末聚集 来加速磁性材料前体的机械合金化和涂覆过程,减少界面能进而增加了表面粉末的均匀包 裹或分布。溶剂可以是酒精、氯化物溶剂或商业上可获得的工业溶剂,以及固体润滑剂,例 如氮化硼粉末、二硫化钼(MbS2)粉末等。重要的是,本发明-其着重于使用MIM工艺-允许 以更少成本的方式制造具有更好的磁性的净成形磁体。而且,由于消除了研磨或机加工操 作而实现了更好的材料利用。
[0033] 在另一实施例中,原料120可很少地依赖(或不依赖)聚合物粘合剂110,并且替代 地可使用振动技术(例如声波或超声波振动)作为实现原料120压实措施的方式。在这种 情况下,一旦磁性材料100被提供或以其它方式被引入到注射成型机器130内,使其经受振 动或其它无粘合剂的压实方法能产生致密的部件,该部件具有高度的尺寸稳定性且不会有 由后续的移除粘合剂110所导致的任何收缩。在一个特定的实施例中,可通过扬声器、换能 器等将振动引入到填满原料的模具中。更具体地,可以不同的程度完成对模具内的成形磁 体的振动施加(无论是声学的、超声波的还是其它的)。例如,可能有利的是避免原料120的 完全(或接近完全)压实以仍然允许所施加的磁场适当地旋转或以其它方式对准磁性材料。 无论如何,本方法可能是有益的,因为其能震动或以其他方式移开或重新布置磁性材料100 的磁性微粒以使它们有更多的机会来旋转到所施加的磁场的对准方向。在优选的形式中, 这种搅动将在外部磁场被施加的同时发生以最大化微粒对准的机会。如上所述,这种没有 使用粘合剂110而是基于振动的方法将尤其有益于非圆形粉末。无论如何,超声波振动和 磁性对准的组合将改善带有更高非圆形体积分数的粉末的取向,以及减少或消除本发明的 改进的MIM工艺对聚合物粘合剂的使用。
[0034] 虽然未示出,但是各种不同的其它步骤(其中的一些步骤在上面没有讨论)可被用 作生产Nd-Fe-B(或相关的)永磁体的更大工艺的一部分。这些步骤可包括恪化初始合金、 对其进行浇铸(例如通过稻谷(paddy)铸件、铰链式铸型铸件、条铸件等),然后对其进行粗 碎或粗磨操作。由此,可使用各种粉末冶金步骤,例如粉碎或相关的精磨、共混、加压(例如 通过轴向压力机、横向压力机、等静压压力机等)、烧结或老化、烧结、热处理和任选的表面 处理,例如通过涂覆(包括电涂覆等)。另一步骤,这取决于对将最终的部件放置在特定构造 (例如,基于永磁体的马达)中的需要,可包括现场磁化该材料,而在其它情况下,该零件可 被预磁化。
[0035] 接着参照图2和3,改进图1的MM工艺的两种不同方式允许磁粉末对准以由原 料120生产完全定向(S卩,各向异性)的压实部件180。在任一种形式中,注射成型装置130 在其输出端处或附近与磁化特征相组合。形式为共混的或混合的原料120的磁粉末前体被 放置在料斗231、331或其它合适的容器中并由螺杆232、332沿着该螺杆的轴向尺寸供给到 线性腔。可使用任选的加热器233、333来在原料120被供给到形成在注射成型机器230、 330的远端(S卩,出口)端部的模具234、334内时升高原料120的温度。
[0036] 在一种形式中(在图2中具体被示出),这可通过将被合适地构造的磁化线圈235 放置在注射或压缩模具机器230的流动通道236周围来实现。以这种方式,在线圈235内 形成的磁场在成型操作期间在原料120流过模具234时被施加到原料120,该模具234位于 注射成型机器230的流体下游。所施加的磁场一一其可通过高电流电源供应237形成在磁 化线圈235内并且由开关238致动一一将迫使每个粉末微粒在流过模具234的过程中或之 后旋转,从而将其磁轴定向为沿着所应用的磁场,使得在后续对该零件致密时,这种定向被 永久地设置。磁化线圈235在模具234的外部的放置、大小和形状产生了横跨以期望最终 部件形状形成在模具234内的流动通道236的期望磁场。在线圈235、高电流电源供应237 和开关238的替换方式中,磁化特征可由放置在室的周围的永磁体(未示出)构成并且被构 造成产生期望的对准磁场,该室限定了流动通道236。
[0037] 具体参照图3,图2中方法的替换方法包括使用软磁体分路器,该分路器起到带有 线圈335的轭或其它磁顺从设备的作用。在一种形式中,该分路器由高导磁率铁、铁-钴、或 钢制成,该分路器被用于施加横跨模具334的磁场。流动通道336因此被可磁化的轭334A 和334B包围,使得穿过包裹在轭334A和334B的一部分周围的导线线圈的电流将它们磁化 并
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