专利名称：密封高磁场压机的制作方法
技术领域：
本实用新型涉及烧结高性能钕铁硼永磁体生产用的取向成形专用设备，尤其是一种烧结高性能钕铁硼永磁体生产用的密封高磁场压机。
背景技术：
随着电脑和手机小型化的迅猛发展，直接地带动钕铁硼永磁体向小型化、高性能方向发展。硬盘驱动器的VCM以及手机上的振动电机，微型扬声器等器件，都要求用小型化高性能的钕铁硼永磁体来制造。制造高性能的钕铁硼永磁体必须采用低氧工艺，工艺上要求必须有高的取向磁场，因为钕铁硼永磁粉末具有磁团聚性和大的内摩擦力，在取向时高磁场产生的转矩才能克服磁团聚性和大的内摩擦力，获得高的取向度，从而获得高的磁能积。磁场成形工序是称粉，装模，磁场取向，等静压压形，脱模等。低氧工艺最重要环节在制粉和取向成形两个工段。钕铁硼永磁粉末的氧化量能不能控制到最小与相应的取向成形工艺技术有密切的关系。国外发展了脉冲磁场取向+等静压，脉冲磁场取向+橡皮压(RIP)，湿压工艺等。国内的磁场压机因为是开放式压机，氧化严重(氧含量4000-6000ppm)，取向磁场低，为15000-20000奥斯特，较少到25000奥斯特，模具不能高压力一次成形，必须再加等静压，表现效率低下，只能生产中低磁能的产品。
发明内容
本实用新型的目的是针对目前生产钕铁硼永磁体存在的氧化严重、取向磁场低以及模具成形效果差，不能生产高性能钕铁硼永磁体的问题，提供一种具有低氧的操作环境、高的取向磁场、采用楔形模具，可生产高性能钕铁硼永磁体的密封高磁场压机。
本实用新型所述的密封高磁场压机包括压机电磁铁组件3、左密封仓组件1、右密封仓组件7、油压缸组件8、液压站2、真空机械泵4、真空罐5、氮气瓶6和电气控制柜9。左密封仓组件1、右密封仓组件7分别设置于压机电磁铁组件3的左右两侧。油压缸组件8由上油压缸15、下油压缸22、左油压缸29和右油压缸37组成。上油压缸15、下油压缸22分别设置于压机电磁铁组件3的上、下两侧，左油压缸29和右油压缸37分别设置于压机电磁铁组件3的左、右两侧。
压机电磁铁组件3包括塔形极柱36、活动极芯38、线圈34、线圈35、上框板32、下框板28、左框板31、右框板40、上压杆16、横梁41、横梁42、导向杆30、模具支架21、模具23、水冷却板33。上框板32、下框板28、左框板31、右框板40分别设置在压机电磁铁组件3的上侧、下侧、左侧和右侧。上油压缸15设置于上框板32的上面，下油压缸22设置于下框板28的下面，左油压缸29设置于左框板31的左侧，右油压缸37设置于右框板40的右侧。上压杆16通过横梁42与导向杆30连接。模具支架21固定在下框板28上，并通过横梁41与导向杆30连接。压机电磁铁组件3装于压机支架27上。线圈34、线圈35各组之接间设有水冷却板33。线圈34、线圈35置于塔形极柱36的台阶上。
线圈34、线圈35共四组，8个，置于塔形极柱36的4个不同的的台阶上。
左密封仓1、右密封仓7结构相同，对称地分布在密封高磁场压机的左右两侧。左密封仓1上装有橡皮手套固定环13、左绞线轮26、密封仓内门12、密封仓过渡室11、密封仓外门10和通气阀门14。密封仓外门10位于密封仓过渡室11的外侧，密封仓内门12位于密封过渡室11与左密封仓1的连接处。右密封仓7上装有橡皮手套固定环46、右绞线轮18、密封仓内门45、密封仓过渡室44、密封仓外门43和通气阀门41、42。密封仓外门43位于密封过渡室44的外侧，密封仓内门45位于密封仓过渡室44与右密封仓7的连接处。左绞线轮26和右绞线轮18上装有模具牵引绳24。模具牵引绳24上装有模具23和模具25。左密封仓1、右密封仓7分别装于密封仓支架47和密封仓支架20上。密封仓过渡室11、密封仓过渡室44分别装于密封仓过渡室支架48和密封仓过渡室支架19上。
左、右密封仓共设有8个橡皮手套固定环13。密封仓设有多个充高纯氮气阀门和通气阀门14、41。
所述的模具为楔形模具。楔形模具包括上模冲49、下模冲54、楔形阴模50、阴模架51、磁极块52、磁粉53和无磁螺钉55。楔形阴模50由两半拼合而成，内腔为长方直孔，其外表面均呈锥形。楔形阴模50插入阴模架51的锥形孔中。
本实用新型对目前生产钕铁硼永磁体存在的氧化严重、取向磁场低以及模具成形效果差的问题有突破创新1.实现了低氧的操作环境，2.具有了30000-40000奥斯特的高取向磁场电磁铁，3.采用楔形模具。设计两个密封仓，仓内充满了高纯氮气，工人通过密封手套在密封仓内操作，所有磁场成形工序称粉、装模、磁场取向、压形、退磁、脱模等，都在高纯氮气保护下进行。密封仓内换气排氧是用真空泵抽和充高纯氮气相结合的方式进行。物料的流通经过双门控制，始终保持密封仓内充满高纯氮气，保征了钕铁硼永磁粉末在低氧环境下操作的条件。制造高磁场的电磁铁，尤其磁场空间φ110×40-60mm，磁场到达30000-40000奥斯特是比较难的，需要强大的电功率，即需增加安匝数和笨重的体积。经过了磁极模型和磁路磁导法的计算，设计了压机的高取向磁场电磁铁。磁场压机中的模具应该是磁路的一部分，模具空腔中的磁场应该增强，而不是削弱。本实用新型的楔形模具有二个特点无脱模应力，可以提高成品率，实现一次成形；它带有高磁饱和的铁钴钒合金块，它是极头的延续，不会削弱模具空腔中的磁场。以前的磁场压机，模具是固定在电磁铁中间的，磁场成形工序中装模、磁场取向、压形、退磁、脱模等，在时间、空间上都在模具上进行，装模、脱模工序几乎占了一半的时间，本实用新型采用两个活动的模具在电磁铁中循环穿梭，将装模、脱模工序移放到两边密封仓进行，使生产效率提高一倍。
本实用新型密封高磁场压机满足了高性能钕铁硼永磁体低氧工艺对磁场取向压形的要求，氧含量＜2000ppm，高磁场取向可提高Br 200-300 Gs，生产效率比单模具提高近一倍。
图1是密封高磁场压机总体示意图；图2是密封高磁场压机主体结构图；图3是密封高磁场压机电磁铁组件结构图；图4是图3的侧视图；图5是楔形模具的结构图；图6是图5的侧视剖示图；
图7是图1的俯视图。
图中，1左密封仓 2液压站 3压机电磁铁组件 4真空机械泵 5真空罐 6氮气瓶 7右密封仓 8油压缸组件 9电气控制柜10密封仓外门 11密封仓过渡室 12密封仓内门 13橡皮手套固定环 14通气阀门 15上油压缸 16上压杆 17氧测定仪 18右绞线轮 19密封仓过渡室支架 20密封仓支架 21模具支架22下油压缸 23模具 24模具牵引绳 25模具 26左绞线轮27压机支架 28下框板 29左油缸 30导向杆 31左框板 32上框板 33水冷却板 34线包 35线包 36塔形极柱 37右油缸 38活动极芯 39固紧螺钉 40右框板 41通气阀门 42通气阀门 43密封仓外门 44密封仓过渡室 45密封仓内门 46橡皮手套固定环 47密封仓支架 48密封仓过渡室支架 49上模冲50楔形阴模 51阴模架 52磁极块 53磁粉 54下模冲 55无磁螺钉具体实施方式
下面通过附图所示的实施例对本实用新型作进一步说明如图1所示，本实用新型所述的密封高磁场压机包括压机电磁铁组件3、左密封仓组件1、右密封仓组件7、油压缸组件8、液压站2、真空机械泵4、真空罐5、氮气瓶6和电气控制柜9。如图3所示，左密封仓组件1、右密封仓组件7分别设置于压机电磁铁组件3的左、右两侧。油压缸组件8由上油压缸15、下油压缸22、左油压缸29和右油压缸37组成。上油压缸15、下油压缸22分别设置于压机电磁铁组件3的上、下两侧，左油压缸29和右油压缸37分别设置于压机电磁铁组件3的左、右两侧。
如图3、图4所示，压机电磁铁组件3包括塔形极柱36、活动极芯38、线圈34、线圈35、上框板32、下框板28、左框板31、右框板40、上压杆16、横梁41、横梁42、导向杆30、模具支架21、模具23、水冷却板33。上框板32、下框板28、左框板31、右框板40分别设置在压机电磁铁组件3的上侧、下侧、左侧和右侧。上油压缸15设置于上框板32的上面，下油压缸22设置于下框板28的下面，左油压缸29设置于左框板31的左侧，右油压缸37设置于右框板40的右侧。上压杆16通过横梁42与导向杆30连接。模具支架21固定在下框板28上，并通过横梁41与导向杆30连接。压机电磁铁组件3装于压机支架27上。线圈34、线圈35各组之接间设有水冷却板33。线圈34、线圈35置于塔形极柱36的台阶上。
线圈34、线圈35共四组，8个，置于塔形极柱36的4个不同的的台阶上。
如图2所示，左密封仓1、右密封仓7结构相同，对称地分布在密封高磁场压机的左右两侧。左密封仓1上装有橡皮手套固定环13、左绞线轮26、密封仓内门12、密封仓过渡室11、密封仓外门10和通气阀门14。密封仓外门10位于密封仓过渡室11的外侧，密封仓内门12位于密封仓过渡室11与左密封仓1的连接处。右密封仓7上装有橡皮手套固定环46、右绞线轮18、密封仓内门45、密封仓过渡室44、密封仓外门43和通气阀门41。密封仓外门43位于密封过渡室44的外侧，密封仓内门45位于密封仓过渡室44与右密封仓7的连接处。左绞线轮26和右绞线轮18上装有模具牵引绳24。模具牵引绳24上装有模具23和模具25。左密封仓1、右密封仓7分别装于密封仓支架47和密封仓支架20上。密封仓过渡室11、密封仓过渡室44分别装于密封仓过渡室支架48和密封仓过渡室支架19上。
左、右密封仓共设有8个橡皮手套固定环13和橡皮手套固定环46。密封仓设有多个充高纯氮气阀门和通气阀门14、41、42。
如图5-图7所示，所述的模具为楔形模具。楔形模具包括上模冲41、下模冲54、楔形阴模50、阴模架51、磁极块52、磁粉53和无磁螺钉55。楔形阴模50由两半拼合而成，内腔为长方直孔，其外表面均呈锥形。楔形阴模50插入阴模架51的锥形孔中。
图1表示密封高磁场压机方框图，左右密封仓为1、7，液压站2提供液压动力，电气控制柜9提供电磁铁的电源同时控制压形过程，真空系统由机械泵4和真空罐5组成，它负责抽去整个系统的空气，再用高纯氮气填充整个系统，保证密封磁场压机完全是在低氧的条件下运行。
密封磁场压机结构如图2所示，它是垂直于极芯37气空隙的剖图，表示了磁场压机左右密封仓1、7和模具23彼此之间的关系。左右密封仓1、7结构相同对称地分布在压机的左、右两侧。密封仓外门10、43分别位于密封仓过渡室11、44的外面。密封仓内门12位于过渡室11与左密封仓1之间；密封仓内门45位于过渡室44与右密封仓7之间。
密封仓设有8个橡皮手套固定环13、46，可以供四人同时密封操作，密封仓1、7设有多个充高纯氮气阀门和抽气阀门14、41、42(共10个)。密封仓内的氧含量由氧测定仪17来检查。通过左右两个绞线轮26、18的模具牵引绳24将两个模具25、23连系在一起，模具在轨道上运行。当装完粉末的模具23运行到电磁铁中央时(图2所示)，一个循环开始了，定位机构将模具23垫起(模具车不受力)，极芯38将模具夹紧，随后进行磁场取向，压力成形，退磁等工序的操作；与此同时在左密封仓的模具25进行了脱模，装料等工序的操作。当其模具23车被右绞线轮18牵引到右密封室7，左模具25‘被牵引到电磁铁中央，下一个循环开始了，定位机构将模具25垫起(模具车不受力)，两极芯38将模具夹紧，随后进行磁场取向，压力成形，退磁等工序的操作；与此同时在右密封仓7的模具23进行了脱模，装料等工序的操作。两个模具像织布机的梭子，循环往复。压机的生产效率得到提高。
如图3-图4所示，本实用新型的塔形极柱36，具有磁通收敛性。活动的极芯38可以通过左右液压油缸29、37进行控制，调节磁场的空隙，也可以改变磁场的大小，起到固定模具23的作用。线圈34、35共四组，8个，置于4个不同的塔形极柱36的台阶上。线圈之接间设有水冷却板33，带走线圈发生的热量。压机的框架也是电磁铁的外磁轭，压机的上油压缸15位于上框板32的上面，压机的下油压缸22位于下框板28的下面，上压杆16通过横梁42与导向杆30连成一体，保证了位移的精度。模具支架21固定在下框板28的上面。压机也可以实现双向压制。压机的重量由压机支架27承担。
图5-图7表示了楔形模具的结构，楔形阴模50由两半拼合而成，内腔为长方直孔，其外面均为一定角度的锥体。楔形阴模50被插入阴模架51的锥孔中(孔体锥度与楔形阴模50的锥度完全相同)，磁场是经过两个磁极块52作用在磁粉53上。磁极块52是电磁铁磁极的延伸，有缩短气隙，提高磁场的作用。在磁场取向后压力成形时，楔形阴模50受力，微微向阴模架51的锥孔中移动，最后被阴模架51箍紧，经过退磁操作之后，当其在下模冲54处向上用力上推时，因为有锥度，楔形阴模50整体向上脱出，这时脱模应力完全释放，分开两半楔形阴模50，拿开上模冲49和下模冲54，就可以原位安全取出磁粉压块，实现无脱模应力下的安全脱模。
权利要求1.一种密封高磁场压机，包括压机电磁铁组件(3)、左密封仓组件(1)、右密封仓组件(7)、油压缸组件(8)和液压站(2)、真空机械泵(4)、真空罐(5)、氮气瓶(6)、电气控制柜(9)；其特征在于左密封仓组件(1)、右密封仓组件(7)分别设置于压机电磁铁组件(3)的左右两侧；油压缸组件(8)由上油压缸(15)、下油压缸(22)、左油压缸(24)和右油压缸(37)组成；上油压缸(15)、下油压缸(22)分别设置于压机电磁铁组件(3)的上、下两侧，左油压缸(24)和右油压缸(37)分别设置于压机电磁铁组件(3)的左、右两侧。
2.按权利要求1所述的密封高磁场压机，其特征在于压机电磁铁组件(3)包括塔形极柱(36)、活动极芯(38)、线圈(34)、线圈(35)、上框板(32)、下框板(28)、左框板(31)、右框板(40)、上压杆(16)、横梁(41)、横梁(42)、导向杆(30、模具支架(21)、模具(23)、水冷却板(33)；上框板(32)、下框板(28)、左框板(31)、右框板(40)分别设置在压机电磁铁组件(3)的上侧、下侧、左侧和右侧；上油压缸(15)设置于上框板(32)的上面，下油压缸(22)设置于下框板(28)的下面，左油压缸(29)设置于左框板(31)的左侧，右油压缸(37)设置于右框板(40)的右侧；上压杆(16)通过横梁(42)与导向杆(30)连接；模具支架(21)固定在下框板(28)上，并通过横梁(41)与导向杆(30)连接；压机电磁铁组件(3)装于压机支架(27)上；线圈(34)、线圈(35)各组之接间设有水冷却板(33)；线圈(34)、线圈(35)置于塔形极柱(36)的台阶上。
3.按权利要求2所述的密封高磁场压机，其特征在于线圈(34)、线圈(35)共四组，8个，置于塔形极柱(36)的4个不同的的台阶上。
4.按权利要求1所述的密封高磁场压机，其特征在于左密封仓(1)、右密封仓(7)结构相同，对称地分布在密封高磁场压机的左右两侧；左密封仓(1)上装有橡皮手套固定环(13)、左绞线轮(26)、密封仓内门(12)、密封仓过渡室(11)、密封仓外门(10)和通气阀门(14)；密封仓外门(10)位于密封仓过渡室(11)的外侧，密封仓内门(12)位于密封过渡室(11)与左密封仓(1)的连接处；右密封仓(7)上装有橡皮手套固定环(46)、右绞线轮(18)、密封仓内门(45)、密封仓过渡室(44)、密封仓外门(43)和通气阀门(41)；密封仓外门(43)位于密封过渡室(44)的外侧，密封仓内门(45)位于密封仓过渡室(44)与右密封仓(7)的连接处；左绞线轮(26)和右绞线轮(18)上装有模具牵引绳(24)；模具牵引绳(24)上装有模具(23和模具(25)；左密封仓(1)、右密封仓(7)分别装于密封仓支架(47)和密封仓支架(20)上；密封仓过渡室(11)、密封仓过渡室(44)分别装于密封仓过渡室支架(48)和密封仓过渡室支架(19)上。
5.按权利要求4所述的密封高磁场压机，其特征在于左、右密封仓共设有8个橡皮手套固定环(13)、(46)；密封仓设有多个充高纯氮气阀门和通气阀门(14)、(41)。
6.按权利要求2所述的密封高磁场压机，其特征在于所述的模具为楔形模具；楔形模具包括上模冲(49)、下模冲(54)、楔形阴模(50)、阴模架(51)、磁极块(52)、磁粉(53)和无磁螺钉(55)；楔形阴模(50)由两半拼合而成，内腔为长方直孔，其外表面均呈锥形；楔形阴模(50)插入阴模架(51)的锥形孔中。
专利摘要一种密封高磁场压机，包括压机电磁铁组件3、左密封仓组件1、右密封仓组件7、油压缸组件8和液压站2、真空机械泵4、真空罐5、氮气瓶6、电气控制柜9。高磁场电磁铁为压机主体，其上、下、左、右对称地设置了四个油压缸。压机左右为两个手套密封仓。压机电磁铁组件3的上、下、左、右框板分别设置在压机电磁铁组件3的上、下、左、右侧。线圈之接间设有水冷却板33。线圈置于塔形极柱36的台阶上。采用了两套楔型模具组两边穿梭工作，进入电磁铁内取向，压形。装料，脱模在两边密封仓中进行，从而提高了工效。由于全密封充氮保护，使钕铁硼永磁粉末不受氧化。楔型模具释放了脱模应力，提高了压块成形率，取向高磁场达到30000－40000奥斯特，有效地提高了取向度，进而提高了磁能积。
文档编号H01F41/02GK2884468SQ20062000002
公开日2007年3月28日 申请日期2006年1月4日 优先权日2006年1月4日
发明者陈虞才 申请人:陈虞才, 陈航