用于制备稀土烧结磁体的方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及一种用于制备稀土烧结磁体的方法和装置，并且更特别地，涉及一种 通过向模具进料合金粉末、用该粉末填充该模具腔体并在磁场下模制该粉末的用于制备独 特形状（典型地为C或D形状）的稀土烧结磁体的方法。
【背景技术】
[0002] 现今凭借稀土烧结磁体（典型地为钕基磁体）的优越磁性，它们广泛用于在硬盘、 空气调节器、混合动力汽车等中安装的发动机、传感器以及其它器件。
[0003] 通常，通过如下的粉末冶金法制备稀土烧结磁体。首先，根据预先确定的组成混合 原材料。使用高频感应电炉，将混合物熔化并铸成合金。通过研磨机例如颚式破碎机、布朗 磨机或销棒磨机（pin mill)，或者氢爆裂（或氢脆处理）粗破碎该合金并随后通过喷磨机 等细磨，得到具有1至10 μπι的平均颗粒尺寸的细粉。将细粉模制成所需形状的压坯同时 施加磁场用于赋予磁各向异性。烧结并热处理该压还以形成烧结磁体。
[0004] 在通过粉末冶金法的稀土烧结磁体的制备中，在磁场下模制的步骤典型地使用由 冲模、上冲头和下冲头组成的模具。通过用细粉填充在冲模和下冲头之间限定的模具腔体， 并且推动上冲头以向该粉末施加单轴压力来进行模制。用细粉完全填充模具腔体使得粉末 填充料的上表面可与冲模的顶部齐平。
[0005] 在模制步骤中，为了改善成品率的目的，实施将粉末填充料压缩模制成与最终磁 体产品的形状接近的压坯形状。在最终磁体产品具有C形状的一个实例中，将粉末模制成 近似C形状的压坯。为此目的，使上冲头和下冲头的压力表面成形为非平面。在这种情况 下，如果用细粉完全填充模具腔体使得粉末的上表面可与冲模的顶部齐平，那么待模制的 磁体产品的每个高度的在腔体中的粉末填充料量在水平地分隔开的位置之中是不均匀的。 当以这种状态压缩模制该粉末填充料时，模制的压坯因填充量的不同而具有变化的密度。 当烧结该压坯时出现问题。即，由于压坯中不同位置之间的收缩差异，烧结体可为翘曲的或 变形的并且在最坏的情况下为开裂的或破裂的。这些问题导致成品率的下降。
[0006] 作为防止烧结体开裂或破裂的手段，专利文件1公开了一种将冲头的工作表面倒 角、并且调整倒角宽度和/或改善工作表面的粗糙度的方法。尽管该方法对于防止烧结体 开裂或破裂是有效的，但该方法受限于具有允许将模具倒角的特定形状的磁体的制备。由 于上面指出的压坯密度的问题仍未解决，该方法对抑制烧结体翘曲或变形来说是基本上无 效的。
[0007] 专利文件2公开了一种包括箱壳体和用于将粉末平整为平面的导向部件（guide) 的粉末进料箱，其中粉末被弄平与待模制的压坯的上部形状一致。该方法消除了填充量的 差异以及由此消除了压坯密度的变化。然而，进料箱的装配是不方便的，这表明了无效率。 需要多个导向部件以满足每个上冲头的形状。因此该装置是冗余的。
[0008] 引用列表
[0009] 专利文件 I :JP-A 2001-058294
[0010] 专利文件 2 :JP-A 2005-205481
[0011] 发明公开
[0012] 本发明的一个目的是提供用于制备独特形状（典型地为C或D形状）的稀土烧结 磁体的方法和装置，该方法对防止烧结体翘曲或变形以及甚至开裂或破裂是有效的，同时 改善了成品率。
[0013] 本发明涉及一种通过使用模具单轴压缩稀土磁体形成合金粉末来制备稀土烧结 磁体的方法，该模具包括冲模、上冲头和下冲头，该上冲头和下冲头中的一者或两者具有成 形为非平面的压力表面。在冲模和下冲头之间限定腔体。进料器包括用于向腔体中进料合 金粉末的射枪（shooter)。该射枪在其下端出口处提供有主筛，该主筛具有与上冲头或下 冲头的压力表面基本上相同的非平面形状的筛分表面。当通过射枪向腔体中进料合金粉末 时，向射枪施加微振动以帮助合金粉末通过主筛并落入腔体中。随后用合金粉末填充腔体， 使得待模制的磁体产品的每个高度的粉末填充料量保持均匀而不依赖于位置。因此，压缩 的压坯在其整体上具有均匀的密度。该方法对防止烧结体翘曲或变形以及甚至开裂或破裂 是有效的。只要仅配置具有与上冲头或下冲头的压力表面基本上相同的非平面形状的筛分 表面的筛，该方法就能够提供多种产品形状并且确保烧结磁体的有效制备。
[0014] 本发明提供了如下所定义的磁体制备方法和装置。
[0015] [1]用于使用模具和进料器从相应的合金粉末制备稀土烧结磁体的方法，
[0016] 所述模具包括：冲模、具有压力表面的上冲头、和具有压力表面的下冲头，上冲头 和下冲头中的一者或两者的压力表面成形为非平面，在冲模和下冲头之间限定腔体，该进 料器包括具有用于合金粉末经过的下端出口的射枪，该出口与腔体对齐，
[0017] 所述方法包括步骤：通过射枪从进料器向腔体中进料合金粉末直到该腔体填充有 合金粉末，在磁场下在上冲头和下冲头之间压缩腔体中的合金粉末填充料以进行单轴压力 模制从而形成预制体（precursor)，并热处理该预制体，
[0018] 其特征在于：该射枪在其下端出口处提供有主筛，使得主筛接近地设置在该腔体 上方，该主筛具有与上冲头或下冲头的压力表面基本上相同的非平面形状的筛分表面，
[0019] 在通过射枪向腔体中进料合金粉末的步骤期间，向该射枪施加微振动以帮助合金 粉末通过主筛并落入腔体中。
[0020] [2] [1]的方法，其中该主筛具有10至22目的开孔。
[0021] [3] [1]或[2]的方法，其中该上冲头和下冲头中的一者或两者的压力表面的至少 一部分是拱顶或逆拱顶形状的弯曲表面。
[0022] [4] [1]或[2]的方法，其中上冲头的压力表面是弓形拱顶形状的弯曲表面，并且 下冲头的压力表面由弓形拱顶形状的弯曲表面部分和从该弯曲表面部分的相对边缘延伸 并向着该拱顶的凸面倾斜的两个侧缘组成。
[0023] [5] [1]至[4]中任一项的方法，其中该射枪在其内部在该主筛上方提供有至少一 个辅助筛。
[0024] [6] [5]的方法，其中该辅助筛具有与该主筛的筛分表面基本上相同的非平面形状 的筛分表面。
[0025] [7] [5]或[6]的方法，其中布置该主筛和辅助筛使得它们的开孔向着顶部变得更 大。
[0026] [8] [1]至[7]中任一项的方法，其中该进料器包括设置于主筛上方的用于将合金 粉末分配遍及主筛的粉末分配器，使得合金粉末可通过整个主筛下落。
[0027] [9] [1]至[8]中任一项的方法，其中该进料器包括用于产生微振动的活塞振动 器。
[0028] [10] [9]的方法，其中该活塞振动器以30至200Hz的频率和30至300N的起振力 产生振动。
[0029] [11]用于从相应的合金粉末制备稀土烧结磁体预制体的装置，包括模具和进料 器，
[0030] 所述模具包括冲模、具有压力表面的上冲头、和具有压力表面的下冲头，将上冲头 和下冲头中的一者或两者的压力表面成形为非平面，在冲模和下冲头之间限定腔体，
[0031] 所述进料器包括：具有用于合金粉末经过的下端出口的射枪，该出口与模具腔体 对齐；在该射枪的下端出口处提供的主筛，该主筛具有与上冲头或下冲头的压力表面基本 上相同的非平面形状的筛表面；以及用于向该射枪施加微振动的工具，
[0032] 其中通过射枪向模具腔体中进料合金粉末，同时向该射枪施加微振动以帮助合金 粉末通过主筛并落入腔体中，并且彼此相对地推动上冲头和下冲头以在磁场下向腔体中的 合金粉末施加单轴压力从而形成预制体。
[0033] 本发明的有益效果
[0034] 本发明对于以一致的方式并且高产率地制备独特形状（典型地为C或D形状）和 品质的稀土烧结磁体，同时防止烧结体翘曲或变形以及甚至开裂或破裂是有效的。本方法 能够提供多种产品形状并且确保烧结磁体的有效制备。这在工业中有很大价值。
[0035] 附图简述
[0036] 图1是一个示例性的C形状磁体的透视图。
[0037] 图2示出了在本发明的磁体制备方法中使用的一个