专利名称：稀土永磁体的取向压制成型方法及用于该方法的制备装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及1种稀土永磁体压制成型方法及压制成型装置，特别涉及用于压制成型的磁场取向装置和加料装置。
背景技术：
稀土永磁体分为烧结稀土永磁体和粘结稀土永磁体，烧结稀土永磁体极大部分为各向异性磁体。将松散状态的稀土永磁合金粉末(以下简称“磁粉，平均粒径数μm )置于压机模腔内，使其在外加充磁磁场和压力作用下成型(压制后体积为压制前体积的35％～50％)，磁粉取向压制成型后经过烧结程序成为烧结稀土永磁体，例如烧结钕铁硼磁体的最大磁能积为280～400KJM-3(35～50MGOe)。从开始压制到压制结束，磁粉需要始终处于不小于1194KA/m(15000Oe)的连续磁场(充磁磁场)中，足够高的充磁磁场可以保证磁粉在其密度较低时能够按照充磁磁场的方向磁化并排列整齐，连续的充磁磁场使磁粉的磁化方向在其受压力作用而逐渐成为产品的过程中保持不变。充磁磁场使压制成型的烧结稀土永磁体毛坯会存在部分剩磁，导致其表面容易吸引磁粉，影响产品质量，因此需要对烧结稀土永磁体毛坯施加1个与充磁磁场方向相反的反磁场(退磁磁场)来降低毛坯的剩磁，使之不再吸引磁粉，退磁磁场的大小需要根据不同磁粉的磁性能而能够进行调节。
粘结稀土永磁体是将磁粉和粘接剂的混合物置于模腔内，使其在压力作用下成型，不需要再经过烧结程序。如果磁粉在压制成型过程中没有受到外加充磁磁场的取向作用，压制成型后成为各向同性粘结稀土永磁体，磁性能较低，例如各向同性粘结钕铁硼磁体的最大磁能积为48～64KJM-3(6～8MGOe)。如果磁粉在压制成型过程中受到外加充磁磁场的取向作用，压制成型后成为各向异性粘结稀土永磁体，其压制成型过程同上述烧结稀土永磁体的压制成型过程。各向异性粘结稀土永磁体的最大磁能积为同样材料制成的各向同性粘结稀土永磁体的数倍，例如各向异性粘结钕铁硼磁体的最大磁能积可达到200KJM-3(25MGOe)。
压制方向与充磁磁场方向垂直，稀土永磁体中磁粉的磁化方向呈辐射状，压制成型的稀土永磁体称为辐射取向磁环。压制方向与充磁磁场方向平行，稀土永磁体中磁粉的磁化方向相互平行，压制成型的稀土永磁体称为平行取向磁体。压制方向与充磁磁场方向垂直，稀土永磁体中磁粉的磁化方向相互平行，压制成型的稀土永磁体称为垂直取向磁体。
现有技术取向压制成型稀土永磁体时通常采用下述方法提供取向磁场和加料1.稀土永磁体取向压制成型需要充磁磁场在1194KA/m以上，满足此项指标的现有技术永久磁路的体积和制造成本超过电磁铁，因此现有技术取向压制成型设备中均采用电磁铁提供充磁磁场和退磁磁场，电磁铁体积较大，容纳电磁铁的压机体积也较大，压机的制造成本较高。电磁铁工作时需要消耗电能，电磁铁线圈通电后会产生温升，需要采取冷却手段(油冷或者水冷)。每压制1次需要消耗较多的电能、设备折旧、人工。
2.重力法加料，使磁粉依靠自己的重量进入模腔。在压制成型某些产品时，例如辐射取向磁环、平行取向磁环、垂直取向瓦形磁体，模腔加料口为窄缝，磁粉很难加入窄缝内，模腔内的磁粉也不易分布均匀(分布不均会影响产品质量)，重力法加料不易采用自动化生产。
由于上述原因，我国现有技术生产的烧结钕铁硼磁体通常是先压制成型为1个尺寸较大的方形或者长圆柱磁体，再经过磨、机械切割、电火花线切割等后加工方法，加工成为薄圆片、细长条、圆环、瓦形等适合用户需要的产品。材料损耗率较高，后加工耗能和人工也较多。
各向异性辐射取向磁环不能采用上述方法制备，需要直接取向压制成型，目前市场所需要量较大的小尺寸各向异性辐射取向磁环由于压制成本过高，无法大量生产。例如磁盘驱动器的主轴电机，需要使用尺寸为外径20mm，内径18mm，高度13.5mm的辐射取向磁环，重5克。目前采用各向同性粘结钕铁硼磁体，最大磁能积为64KJM-3(8MGOe)，如果改用各向异性粘结钕铁硼磁体，最大磁能积为200KJM-3(25MGOe)，将大幅度提高电机的性能。但是各向异性粘结钕铁硼磁体成型时需要充磁磁场和退磁磁场，形成辐射取向磁场的磁通必须通过芯柱才能闭合，为了避免由于芯柱饱和使辐射取向磁场变成平行取向磁场，1次压制的加料高度只能等于环内径的1/2(9mm)，压制成型后高度为4.5mm，需要经过3次加料压制才能完成上述辐射取向磁环。如果采用电磁铁的压机压制成型上述辐射取向磁环，其生产成本将超过用户所能接受的价格。
发明内容
针对现有技术中电磁铁体积较大，使压机体积也较大，电磁铁耗电能较多，当模腔为窄缝时，重力法加料使磁粉不易加入其中，不易实现自动化生产。本发明提供1种采用永久磁路代替电磁铁来取向压制成型稀土永磁体和采用上压头将磁粉压入模腔代替重力法加料的方法。与电磁铁相比，永久磁路不需要用电，减少电能消耗；不发热，不需要采取冷却手段；没有电磁铁所需的磁场上升和下降时间，缩短压制1块产品的时间；体积较小，缩小压机体积和制造成本。用上压头将磁粉压入模腔的方法可以解决由于模腔窄缝引起的加料困难，有利于取向压制成型的自动化生产。
本发明的稀土永磁体取向压制成型过程包括加料、充磁、压制、退磁、脱模等5个步骤。
a.加料其特征为用上压头将料盒中的磁粉压入阴模内，下压头、阴模不动，上压头下移，将磁粉压入阴模内。
b.充磁其特征为由永久磁路提供足够的充磁磁场，上压头、下压头不动，阴模向上移动，使磁粉位于充磁永久磁路工作气隙中，磁粉的磁化方向按照充磁磁场方向排列。
c.压制其特征为充磁磁场保持稳定不变，并且没有时间限制，下压头、阴模不动，上压头向下，将磁粉压制成型为稀土永磁体。
d.退磁其特征为由永久磁路提供可调节的退磁磁场，下压头、上压头不动，阴模向下移动，使已经压制成型的稀土永磁体通过退磁永久磁路的工作气隙，被退磁。
e.脱模下压头、上压头不动，阴模继续向下移动，直到整个稀土永磁体从阴模中脱出，上压头上移，完成脱模，用推料杆将其推向成品区。
充磁永久磁路、退磁永久磁路被固定在压机的模架上，共同为阴模的组成部分，在整个过程中，下压头始终保持位置不变，依靠阴模和上压头的动作完成稀土永磁体的压制成型。
本发明的取向压制成型装置中的加料装置包括料盒、料仓，加料时，料盒移动到阴模上方，加料结束后，料盒回到料仓下方。其特征为料盒可移动，通过选用不同的料盒高度可以改变磁粉在开始压制时的密度，可实现自动加料。
本发明的取向压制成型装置中提供充磁磁场的充磁永久磁路包括辐射取向磁环压制成型充磁永久磁路、平行取向磁体压制成型充磁永久磁路、垂直取向磁体压制成型充磁永久磁路，其特征为a.辐射取向磁环压制成型充磁永久磁路由2组磁化方向相反的轴向磁化烧结钕铁硼磁体、1组径向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成。轴向磁化和径向磁化烧结钕铁硼磁体的联合应用使它们所产生的磁力线大部分流向工作气隙，减少了工作气隙旁边的导磁材料的漏磁；工作气隙的磁通由多组烧结钕铁硼磁体共同提供，降低了每组磁体的磁通，有利于设计每组磁体的工作点在最大磁能积，充分利用磁体的磁性能，也有利于减少每组磁体的漏磁。磁路中磁力线的分布为径向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料流入工作气隙，其中一部分经下芯杆、外回路上部回到该径向磁化烧结钕铁硼磁体，另一部分经下芯杆、外回路下部回到该径向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路；第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料流入工作气隙，再经下芯杆、外回路上部回到第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路；第2组轴向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料流入工作气隙，再经过下芯杆、外回路下部回到第2组轴向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路。工作气隙磁力线方向呈辐射状，并与压制方向相互垂直，工作气隙磁场为1194～1592KA/m。本发明的永久磁路同时使用2组轴向磁化和1组径向磁化的烧结钕铁硼磁体，在达到压制成型稀土永磁体所需要的取向磁场时，减小了磁路体积和降低了磁路成本。
b.平行取向磁体压制成型充磁永久磁路由2组磁化方向相同的轴向磁化烧结钕铁硼磁体、2组磁化方向相反的径向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成。轴向磁化和径向磁化烧结钕铁硼磁体的联合应用使它们所产生的磁力线大部分流向工作气隙，减少了工作气隙旁边的导磁材料的漏磁；工作气隙的磁通由多组烧结钕铁硼磁体共同提供，降低了每组磁体的磁通，有利于设计每组磁体的工作点在最大磁能积，充分利用磁体的磁性能，也有利于减少每组磁体的漏磁。磁路中磁力线的分布为第1组径向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料、上压头流入工作气隙和下芯杆，再经下压头、导磁材料、第2组径向磁化烧结钕铁硼磁体、外回路流回第1组径向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路；第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料、上压头流入工作气隙和下芯杆，再经下压头、导磁材料、第2组轴向磁环烧结钕铁硼磁体、外回路回到第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路。工作气隙磁力线方向与压制方向相互平行，工作气隙磁场为1194～1592KA/m。本发明的永久磁路同时使用2组轴向磁化和2组径向磁化的烧结钕铁硼磁体，在达到压制成型稀土永磁体所需要的取向磁场时，减小了磁路体积和降低了磁路成本。
c.垂直取向磁体压制成型充磁永久磁路由2组磁化方向相同的轴向磁化烧结钕铁硼磁体、2组磁化方向相反的径向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成。轴向磁化和径向磁化烧结钕铁硼磁体的联合应用使它们所产生的磁力线大部分流向工作气隙，减少了工作气隙旁边的导磁材料的漏磁；工作气隙的磁通由多组烧结钕铁硼磁体共同提供，降低了每组磁体的磁通，有利于设计每组磁体的工作点在最大磁能积，充分利用磁体的磁性能，也有利于减少每组磁体的漏磁。磁路中磁力线的分布为第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料流入工作气隙，其中一部分经导磁材料、第2组轴向磁化烧结钕铁硼磁体、外回路上部回到第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路；另一部分经导磁材料、第2组轴向磁化烧结钕铁硼磁体、外回路下部回到第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路；第1组径向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料流入工作气隙，再经导磁材料、第2组径向磁化烧结钕铁硼磁体、外回路上部回到第1组径向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路；第1组径向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料流入工作气隙，再经导磁材料、第2组径向磁化烧结钕铁硼磁体、外回路下部回到第1组径向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路。工作气隙磁力线方向与压制方向相互垂直，工作气隙磁场为1194～1592KA/m。本发明的永久磁路同时使用2组轴向磁化和2组径向磁化的烧结钕铁硼磁体，在达到压制成型稀土永磁体所需要的取向磁场时，减小了磁路体积和降低了磁路成本。
本发明的取向压制成型装置中提供退磁磁场的退磁永久磁路包括辐射取向磁环压制成型退磁永久磁路、平行取向磁体压制成型退磁永久磁路、垂直取向磁体压制成型退磁永久磁路，其特征a.辐射取向磁环压制成型退磁永久磁路由1组径向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成。径向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线，其中一部分通过退磁磁场强度调节装置、外回路上部、下芯杆流入工作气隙，再经导磁材料回到径向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路；另一部分通过退磁磁场强度调节装置、外回路下部、下芯杆流入工作气隙，再经导磁材料回到径向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路。工作气隙磁力线方向呈辐射状，并且与辐射取向磁环压制成型充磁永久磁路工作气隙的磁力线方向相反。工作气隙磁场通过退磁磁场强度调节装置可以调节。
b.平行取向磁体压制成型退磁永久磁路由2组磁化方向相同的轴向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成。第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料、下压头流入工作气隙和下芯杆，再经上压头、导磁材料、第2组轴向磁化烧结钕铁硼磁体、外回路上部、退磁磁场调节装置、外回路下部回到第1组轴向磁化烧结钕铁硼，形成闭合磁路。工作气隙磁力线方向与压制方向相互平行，并且与平行取向磁体压制成型充磁永久磁路工作气隙的磁力线方向相反。工作气隙磁场通过退磁磁场强度调节装置可以调节。
c.垂直取向磁体压制成型退磁永久磁路由2组轴向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成。第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体中的磁力线通过导磁材料流入工作气隙，其中一部分经导磁材料、第2组轴向磁化烧结钕铁硼磁体、退磁磁场调节装置一边、外回路上部、退磁磁场调节装置另一边回到第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路；另一部分经导磁材料、第2组轴向磁化烧结钕铁硼磁体、退磁磁场调节装置一边、外回路下部、退磁磁场调节装置另一边回到第1组轴向磁化烧结钕铁硼磁体，形成闭合磁路。工作气隙磁力线方向与压制方向相互垂直，并且与垂直取向磁体压制成型充磁永久磁路工作气隙的磁力线方向相反。工作气隙磁场通过退磁磁场调节装置可以调节。
与现有技术相比，由于在取向压制成型装置中用永久磁路取代电磁铁提供充磁磁场和退磁磁场，用上压头将磁粉压入模腔代替重力法加料，本发明所提供的方法有如下优点1.节能，永久磁路工作时不需要消耗电能，也不会产生热量，所以不需要冷却手段。
2.节省压机制造成本，永久磁路体积大幅度小于可替代的电磁铁体积，压机体积也能大幅度缩小，可降低全套取向压制成型设备的制造成本。
3.有利于稀土永磁体取向压制成型工序的自动化生产，利用上压头将磁粉压入模腔内，可以使稀土永磁体的取向压制成型过程实现全自动生产，节约人力。
4.缩短压制每件产品的时间，由于电磁铁在提供充磁磁场和退磁磁场时磁场上升和下降各需要1秒，压制时，要等待充磁磁场上升至最大值才能开始压制，要等待充磁磁场下降至0后才能提供退磁磁场。永久磁路没有磁场上升和下降时间，产品在模具内从充磁磁场移动至退磁磁场所需时间小于电磁铁的磁场上升和下降所需时间。
5.由于上述4项优点降低了压制成型1件稀土永磁体产品的生产成本，用本发明所提供的方法可以直接压制成型用户所需形状和尺寸的稀土永磁体产品，减少后加工消耗的电能、工具损耗、后加工设备折旧、人工等，也减少了稀土永磁体原材料的消耗。例如现有技术生产瓦形磁体是用垂直取向压制成型方法压制1个方块，然后用线切割将方块加工成瓦形，线切割加工消耗钼丝、电能和人工，同时形成较多的边角废料。采用本发明所提供的方法可以直接成型瓦形磁体，不需要经过线切割加工，也不会产生边角废料。现有技术生产圆环是先生产1个较长圆柱，然后用掏孔的方法加工成圆管，再用内圆切片机或线切割加工成用户所需要的圆环厚度，掏孔损失较多的稀土永磁体原材料，切片或线切割加工也要消耗较多后加工费用。本发明所提供的方法可以直接成型圆环磁体，不需要经过掏孔、切片、线切割加工，也不会产生掏孔形成稀土永磁体材料损失。
6.辐射取向磁环压制成型成本的降低使大批量生产各向异性钕铁硼辐射取向磁环成为可能。辐射取向磁环主要用于永磁电机，在汽车、空调、计算机等行业中有广泛的应用。现在主要采用永磁铁氧体和各向同性粘结钕铁硼生产辐射取向磁环，永磁铁氧体的磁能积为24KJM-3(3MGOe)，各向同性粘结钕铁硼的磁能积为64KJM-3(8MGOe)。如果采用本发明所提供方法制造的烧结钕铁硼和各向异性粘结钕铁硼辐射取向磁环，由于烧结钕铁硼的磁能积为280～400KJM-3(35MGOe～50MGOe)，各向异性粘结钕铁硼的磁能积为200KJM-3(25MGOe)，永磁电机的体积可以缩小，节约制造电机的铜材和钢材，减轻重量。大部分永磁电机需要的辐射取向磁环高度与直径比接近1或大于1，由于取向磁场受压制成型设备中模具芯柱磁饱和的影响，要保证压制时充磁磁场不小于1194KA/m，每次压制成型的辐射取向磁环高度只能小于等于直径的1/4，1个辐射取向磁环的压制成型需要多次加料压制才能完成。用本发明的方法可节约电力，缩短压制时间，降低生产成本。并且可以避免磁场阻碍磁粉进入阴模型腔造成的加料困难，使加料变得容易。
图1(a)为本发明实施方式中辐射取向磁环压制成型过程的压制前准备状态示意图，图1(b)为加料过程示意2(a)～(d)为第1、2、3、4次压制辐射取向磁环的工序示意图。
图3(a)～(c)为辐射取向磁环退磁、脱模、被推至成品区等工序示意图。
图4(a)为辐射取向磁环压制成型装置中充磁永久磁路结构示意图，图4(b)为辐射取向磁环压制成型充磁永久磁路中磁力线分布5(a)为辐射取向磁环压制成型装置中的退磁永久磁路结构示意图，图5(b)为辐射取向磁环压制成型退磁永久磁路中磁力线分布6(a)～(d)为本发明实施方式中平行取向磁体压制成型过程的加料、压制成型、退磁、脱模等工序示意图。
图7(a)为平行取向磁体压制成型装置中的充磁永久磁路结构示意图，图7(b)为平行取向磁体压制成型充磁永久磁路中磁力线分布8(a)为平行取向磁体压制成型装置中的退磁永久磁路结构示意图，图8(b)为平行取向磁体压制成型退磁永久磁路中磁力线分布9(a)～(d)为本发明实施方式中垂直取向磁体压制成型过程的加料、压制成型、退磁、脱模等工序示意图。
图10(a)为垂直取向磁体压制成型装置中的充磁永久磁路结构示意图，图10(b)为垂直取向磁体压制成型充磁永久磁路磁力线分布11(a)为垂直取向磁体压制成型装置中的退磁永久磁路结构示意图，图11(b)为垂直取向磁体压制成型退磁永久磁路磁力线分布图具体实施方式
实例1压制1个高度与直径比为1的辐射取向磁环具体步骤a、如图1(a)所示为辐射取向磁环压制前准备状态，上压头R1下平面与阴模R7上平面之间的高度差等于料盒3的高度，磁粉8在开始压制时所要达到的密度将决定料盒3的高度，需要的密度越大则料盒3的高度越高；此时阴模R7上平面与下压头R6上平面之间的高度差为第1次压制磁环的加料高度；下芯杆R5上平面与阴模R7上平面在同一水平面，并且在整个压制过程中保持相对位置不变。
b、如图1(b)所示辐射取向磁环加料过程，首先，料盒3移到阴模R7的上方；然后，上压头R1将磁粉8压入阴模R7内，实现加料。
c、如图2(a)所示第1次压制第1个辐射取向磁环R9，首先，上压头R1上升到准备状态的位置，料盒3回到料仓4下方，准备压制第1个辐射取向磁环R9；然后，上压头R1向下，直到上压头R1的下平面与阴模R7的上平面在同一水平面；阴模R7、下芯杆R5同时向上移动，使阴模R7内的磁粉8经过退磁永久磁路R7B之后，到充磁永久磁路R7A工作气隙空间内；此时，阴模R7和下芯杆R5停止运动，上压头R1向下运动，将磁粉8压结实，第1个辐射取向磁环R9压制完成。在上压头R1向下压制过程中，磁粉8始终处于充磁永久磁路R7A的工作气隙空间内。
d、如图2(b)所示第2次压制第2个辐射取向磁环R10，第1个辐射取向磁环R9压制完成後依然保留在阴模R7内，继续重复之前的b动作，将相同体积的磁粉8压入阴模R7内；重复c动作，使刚刚被加入的磁粉8再次位于充磁永久磁路R7A的工作气隙中；压制时压力为5～7t/cm2，将第2次加料的磁粉8与已经压制的第1个辐射取向磁环R9直接压制成1个新的第2个辐射取向磁环R10，第2个辐射取向磁环R10高度为第1个辐射取向磁环R9高度的2倍e、如图2(c)所示第3次压制第3个辐射取向磁环R11，其加料、压制动作与第2个辐射取向磁环R10的加料、压制相同。第3个辐射取向磁环R11高度为第1个辐射取向磁环R9高度的3倍。
f、如图2(d)所示第4次压制辐射取向磁环R12，其加料、压制动作与第3个辐射取向磁环R11的加料、压制相同。辐射取向磁环R12高度为第1个辐射取向磁环R9高度的4倍。此时，辐射取向磁环R12压制成型。
g、如图3(a)所示辐射取向磁环R12退磁，首先上压头R1、下压头R6保持不动，阴模R7、下芯杆R5同时向下移动，使已压制成型的辐射取向磁环R12通过退磁永久磁路R7B的工作气隙空间，完成对辐射取向磁环R12的退磁。
h、如图3(b)所示辐射取向磁环R12脱模，首先，上压头R1、下压头R6保持不动，下芯杆R5、阴模R7同时向下移动，直到辐射取向磁环R12的下平面与阴模R7上平面在同一水平面；然后，上压头R1向上移动，直到其下平面比辐射取向磁环R12的上平面高1mm，辐射取向磁环R12脱模过程完成。
i、如图3(c)所示将辐射取向磁环R12推至成品区14，推料杆13将已退磁的辐射取向磁环R12推至成品区14。
j、如图4(a)所示辐射取向磁环压制成型装置中的充磁永久磁路R7A，其中上压头R1、下压头R6、R7A7、R7A8为非导磁材料；下芯杆R5、外回路R7A4、R7A5、R7A6、R7A9为导磁材料；R7A1、R7A3为轴向磁化的烧结钕铁硼磁体，R7A1与R7A3磁化方向相反；R7A2为径向磁化的烧结钕铁硼磁体。充磁永久磁路R7A的磁力线分布如图4(b)所示。
k、如图5(a)所示辐射取向磁环压制成型装置中的退磁永久磁路R7B，其中上压头R1、下压头R6、R7B3、R7B6为非导磁材料；下芯杆R5、退磁磁场强度调节装置R7B2、外回路R7B4、R7B5为导磁材料；R7B1为径向磁化的烧结钕铁硼磁体，磁化方向与R7A2相反。退磁永久磁路R7B的磁力线分布如图5(b)所示。
在压制成型外径为44mm、内径为40mm、高度为44mm的辐射取向磁环R12时，充磁永久磁路R7A的工作气隙磁场可达到1194KA/m，其外形尺寸为长150mm、宽150mm、高80mm，；退磁永久磁路R7B工作气隙磁场可调。其外形尺寸为长150mm、宽150mm、高50mm。
取向压制成型相同尺寸的辐射取向磁环的辐射取向电磁铁外形尺寸为长588mm，宽508mm，高462mm。加料、取向压制成型1次耗电0.025度，加料、取向压制成型4次共耗电0.1度。因为充磁磁场上升和下降各需1秒，4次加料、取向压制成型的时间增加8秒用于充磁磁场的上升和下降。由于发热，电磁铁需水冷。1台压机需要2人操作，1人称料，1人加料和取走成品。
实例2压制1个平行取向磁体的具体步骤l、压机在压制平行取向磁体前的准备状态与压制辐射取向磁环时相同。加料过程如图6(a)所示平行取向磁体加料，磁粉8在开始压制时所要达到的密度将决定料盒3的高度，需要的密度越大则料盒3的高度越高。首先，料盒3移到阴模P7的上方；然后，上压头P1将磁粉8压入阴模P7内，实现加料。
m、如图6(b)所示平行取向磁体P9的压制过程，首先，上压头P1上升到准备状态的位置，料盒3回到料仓4下方；然后，上压头P1向下，直到上压头P1的下平面与阴模P7的上平面在同一水平面；阴模P7、下芯杆P5同时向上移动，使阴模P7内的磁粉8经过退磁永久磁路P7B之后，到充磁永久磁路P7A工作气隙空间内；此时，阴模P7和下芯杆P5停止运动，上压头P1向下运动，将磁粉8压结实，平行取向磁体P9压制完成。在上压头P1向下压制过程中，磁粉8始终处于充磁永久磁路P7A的工作气隙空间内。
n、如图6(c)所示平行取向磁体P9退磁，首先，上压头P1、下压头P6保持不动，阴模P7、下芯杆P5同时向下移动，使已压制成型的平行取向磁体P9通过退磁永久磁路P7B的工作气隙空间，完成对平行取向磁体P9的退磁。
o、如图6(d)所示平行取向磁体P9脱模，首先，上压头P1、下压头P6保持不动，下芯杆P5、阴模P7同时向下移动，直到平行取向磁体P9的下平面与阴模P7上平面在同一水平面；然后，上压头P1向上移动，直到其下平面比平行取向磁体P9的上平面高1mm，平行取向磁体P9脱模过程完成。
p、如图7(a)所示平行取向磁体P9压制成型装置中的充磁永久磁路P7A，其中下芯杆P5D、P7A6、P7A8、P7A10为非导磁材料；上压头P1、下芯杆P5C、下芯杆P5E、下压头P6、外回路P7A4、P7A7、P7A9为导磁材料；P7A1、P7A5为轴向磁化的烧结钕铁硼磁体，P7A1与P7A5磁化方向相同；P7A2、P7A3为径向磁化的烧结钕铁硼磁体，P7A2与P7A3磁化方向相反。充磁永久磁路P7A的磁力线分布如图7(b)所示。
q、如图8(a)所示平行取向磁体P9压制成型装置中的退磁永久磁路P7B，其中下芯杆P5B、P7B2、P7B5、P7B9为非导磁材料；上压头P1、下芯杆P5A、下芯杆P5C、下压头P6、外回路P7B4、退磁磁场强度调节装置P7B6、P7B7、P7B8为导磁材料；P7B1、P7B3为轴向磁化的烧结钕铁硼磁体，P7B1与P7B3磁化方向相同，P7B1与P7A1磁化方向相反，P7B3与P7A5磁化方向相反。退磁永久磁路P7B的磁力线分布如图8(b)所示。
在压制成型外径为100mm的平行取向磁体P9时，加料高度与充磁永久磁路P7A工作气隙磁场参数如表1所示，其外形尺寸为长350mm、宽350mm、高350mm；退磁永久磁路P7B的工作气隙磁场可调，其外形尺寸为长350mm、宽350mm、高150mm。
取向压制成型相同尺寸的平行取向磁体的平行取向电磁铁外形尺寸为长548mm，宽548mm，高500mm。加料、取向压制成型1次耗电0.1度。因为充磁磁场上升和下降各需1秒，1次加料、取向压制成型的时间增加2秒用于充磁磁场的上升和下降。由于发热，电磁铁需油冷。1台压机需要2人操作，1人称料，1人加料和取走成品。
表1 平行取向压制成型加料高度与充磁永久磁路工作气隙磁场参数
实例3压制1个垂直取向磁体的具体步骤r、压机在压制垂直取向磁体前的准备状态与压制辐射取向磁环时相同。加料过程如图9(a)所示垂直取向磁体加料，磁粉8在开始压制时所要达到的密度将决定料盒3的高度，需要的密度越大则料盒3的高度越高。首先，料盒3移到阴模V7的上方；然后，上压头V1将磁粉8压入阴模V7内，实现加料。
s、如图9(b)所示垂直取向磁体V9的压制过程，首先，上压头V1上升到准备状态的位置，料盒3回到料仓4下方；然后，上压头V1向下移动，直到上压头V1的下平面与阴模V7的上平面在同一水平面；此时，阴模V7向上移动，使阴模V7内的磁粉8经过退磁永久磁路V7B之后，到充磁永久磁路V7A工作气隙空间内；此时，阴模V7停止运动，上压头V1向下运动，将磁粉8压结实，垂直取向磁体V9压制完成。在上压头V1向下压制过程中，磁粉8始终处于充磁永久磁路V7A的工作气隙空间内。
t、如图9(c)所示垂直取向磁体V9退磁，首先，上压头V1、下压头V6保持不动，阴模V7向下移动，使已压制成型的垂直取向磁体V9通过退磁永久磁路V7B的工作气隙空间，完成对垂直取向磁体V9的退磁。
u、如图9(d)所示垂直取向磁体V9脱模，首先，上压头V1、下压头V6保持不动，阴模V7向下移动，直到垂直取向磁体V9的下平面与阴模V7上平面在同一水平面；然后，上压头V1向上移动，直到其下平面比垂直取向磁体V9的上平面高1mm，垂直取向磁体V9脱模过程完成。
v、如图10(a)所示垂直取向磁体压制成型装置中的充磁永久磁路V7A，其中上压头V1、下压头V6、V7A1、V7A6、V7A7、V7A11为非导磁材料；外回路V7A4、V7A5、V7A9为导磁材料；V7A3、V7A10为轴向磁化的烧结钕铁硼磁体，V7A3与V7A10磁化方向相同；V7A2、V7A8为径向磁化的烧结钕铁硼磁体，V7A2与V7A8磁化方向相反。充磁永久磁路V7A的磁力线分布如图10(b)所示。
w、如图11(a)所示垂直取向磁体压制成型装置中的退磁永久磁路V7B，其中上压头V1、下压头V6、V7B1、V7B2、V7B6、V7B7、V7B8、V7B9、V7B13、V7B14为非导磁材料；退磁磁场强度调节装置V7B12、外回路V7B4、V7B5、V7B10为导磁材料；V7B3、V7B11为轴向磁化的烧结钕铁硼磁体，V7B3与V7B11磁化方向相同，V7B3与V7A3磁化方向相反，V7B11与V7A10磁化方向相反。退磁永久磁路V7B的磁力线分布如图11(b)所示。
在压制成型加料空间长150mm、宽150mm的垂直取向磁体时，加料空间取向长度与充磁永久磁路V7A工作气隙磁场参数如表2所示，其外形尺寸为长400mm、宽400mm、高400mm。；退磁永久磁路V7B工作气隙磁场可调，其外形尺寸为长400mm、宽400mm、高100mm取向压制成型相同尺寸的垂直取向磁体的垂直取向电磁铁外形尺寸为长552mm，宽630mm，高510mm。加料、取向压制成型1次耗电0.1度。因为充磁磁场上升和下降各需1秒，1次加料、取向压制成型的时间增加2秒用于充磁磁场的上升和下降。由于发热，电磁铁需油冷。1台压机需要2人操作，1人称料，1人加料和取走成品。
表2 垂直取向压制成型加料空间取向长度与充磁永久磁路工作气隙磁场参数
权利要求
1.1种稀土永磁体的取向压制成型方法下压头、阴模不动，上压头将料盒中的磁粉压入阴模内，然后，下压头、上压头不动，阴模向上移动，使磁粉位于充磁磁场内，磁粉的磁化方向按照充磁磁场的方向排列，此时，下压头和阴模不动，上压头向下将磁粉压制成型为磁体，上压头、下压头不动，阴模向下移动，使已经压制成型的磁体通过退磁磁场，磁体被退磁，上压头、下压头依然保持不动，阴模继续向下移动，直至整个磁体位于阴模外，上压头上移，随后用推料杆将磁体推至成品区，其特征在于a.上压头将料盒中的磁粉压入阴模内；b.充磁磁场由充磁永久磁路提供；c.退磁磁场由退磁永久磁路提供；
2.为实现权利要求1的加料装置，包括料盒、料仓，加料时，料盒移动到阴模上方，加料结束后，料盒回到料仓下方，其特征在于料盒可移动，通过选用不同的料盒高度可以改变磁粉在开始压制时的密度，可实现自动加料；
3.为实现权利要求1提供充磁磁场的装置，是辐射取向磁环压制成型充磁永久磁路、平行取向磁体压制成型充磁永久磁路、垂直取向磁体压制成型充磁永久磁路，其特征在于a.辐射取向磁环压制成型充磁永久磁路由2组磁化方向相反的轴向磁化烧结钕铁硼磁体、1组径向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成，轴向磁化和径向磁化烧结钕铁硼磁体的联合应用使它们所产生的磁力线大部分流向工作气隙，减少了工作气隙旁边的导磁材料的漏磁；工作气隙的磁通由多组烧结钕铁硼磁体共同提供，降低了每组磁体的磁通和漏磁，工作气隙磁力线方向呈辐射状，并与压制方向相互垂直，工作气隙磁场为1194～1592KA/m；b.平行取向磁体压制成型充磁永久磁路由2组磁化方向相同的轴向磁化烧结钕铁硼磁体、2组磁化方向相反的径向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成，轴向磁化和径向磁化烧结钕铁硼磁体的联合应用使它们所产生的磁力线大部分流向工作气隙，减少了工作气隙旁边的导磁材料的漏磁；工作气隙的磁通由多组烧结钕铁硼磁体共同提供，降低了每组磁体的磁通和漏磁，工作气隙磁力线方向与压制方向相互平行，工作气隙磁场为1194～1592KA/m；c.垂直取向磁体压制成型充磁永久磁路由2组磁化方向相同的轴向磁化烧结钕铁硼磁体、2组磁化方向相反的径向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成，轴向磁化和径向磁化烧结钕铁硼磁体的联合应用使它们所产生的磁力线大部分流向工作气隙，减少了工作气隙旁边的导磁材料的漏磁；工作气隙的磁通由多组烧结钕铁硼磁体共同提供，降低了每组磁体的磁通和漏磁，工作气隙磁力线方向与压制方向相互垂直，工作气隙磁场为1194～1592KA/m；
4.为实现权利要求1提供退磁磁场的装置，是辐射取向磁环压制成型退磁永久磁路、平行取向磁环压制成型退磁永久磁路、垂直取向方块压制成型退磁永久磁路，其特征在于a.辐射取向磁环压制成型退磁永久磁路由1组径向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成，工作气隙磁力线方向呈辐射状，并且与辐射取向磁环压制成型充磁永久磁路工作气隙的磁力线方向相反，工作气隙磁场通过退磁磁场强度调节装置可以调节；b.平行取向磁体压制成型退磁永久磁路由2组磁化方向相同的轴向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成，工作气隙磁力线方向与压制方向相互平行，并且与平行取向磁体压制成型充磁永久磁路工作气隙的磁力线方向相反，工作气隙磁场通过退磁磁场强度调节装置可以调节；c.垂直取向磁体压制成型退磁永久磁路由2组轴向磁化烧结钕铁硼磁体、导磁材料组成，工作气隙磁力线方向与压制方向相互垂直，并且与垂直取向磁体压制成型充磁永久磁路工作气隙的磁力线方向相反，工作气隙磁场通过退磁磁场调节装置可以调节。
全文摘要
1种稀土永磁体压制成型方法及压制成型装置中的磁场加料装置和取向装置。压制成型方法为，上压头将料盒中的磁粉压入阴模内；上、下压头不动，阴模上移，使磁粉位于充磁磁场内；下压头和阴模不动，上压头向下将磁粉压制成型为磁体；上、下压头不动，阴模下移，磁体通过退磁磁场；上下压头保持不动，阴模下移，直至整个磁体位于阴模外，上压头上移，用推料杆将磁体推至成品区。加料装置包括料盒和料仓，料盒的高度可以改变。充磁磁场、退磁磁场分别由充磁永久磁路、退磁永久磁路提供，这2个永久磁路被固定在压机的模架上，共同为阴模的组成部分。压制成型过程中，下压头始终保持位置不变，依靠阴模和上压头的动作完成稀土永磁体的压制成型。
文档编号H01F7/02GK1996514SQ200610168009
公开日2007年7月11日 申请日期2006年12月22日 优先权日2006年12月22日
发明者姚燕, 姚云甫 申请人:姚燕, 姚云甫