[发明专利]环形钕铁硼永磁体的压制模具与方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环形钕铁硼永磁体的压制模具与方法，特别是涉及垂直于磁场方向压制环形钕铁硼永磁体的模具与方法，根据本发明的方法制备的环形钕铁硼永磁体有后续的烧结工序。

背景技术

钕铁硼是一种各向异性的永磁材料，为提高材料的磁性能，在粉末压制过程中需要加入一个恒定的磁场，使粉末颗粒沿着磁场方向排列，与此同时，需要对粉末施加一定的压力，以使粉末的方向固定下来。当压制的压力方向与磁场方向平行时(轴向取向环形产品，即圆环形产品，由于受中心圆孔的限制，必须采用该工艺进行生产)，原来沿着磁场方向排列好的粉末，由于受到压力的作用而改变方向，随着压力的增大，粉末改变方向的角度也越大，从而大大地降低了产品的磁能积。

为了减小压力改变粉末方向的影响，以往的工艺方法是：1)首先，把毛坯压制成圆柱形产品，然后采用钻孔、掏孔或线切割方法再加工内孔。显然，这样的工艺会浪费材料，而且钻孔加工工艺由于受每次加工量的限制，对于孔径较大的产品，生产周期也长。掏孔或线切割加工工艺方法，虽然可以保留切割下来的料芯，但由于受到产品尺寸的限制，实际利用价值很低。2)提高生产设备的外加磁场强度，降低压力的作用对原来排列好的粉末方向的影响。但是，提高外加磁场强度的方法会使设备的机构庞大，制造成本也大大提高。

发明内容

本发明的目的是提供了一种环形钕铁硼永磁体的压制模具和方法，其模具采用磁场方向与压力方向垂直的成型工艺压制环形产品，避免了粉末颗粒因受压力而改变方向的问题，在保证产品磁性能的前提下，提高了材料利用率，降低了生产成本，并使最终产品的磁性能和一致性均得到较大提高。

为此，根据本发明的一个方面，提供了一种环形钕铁硼永磁体的压制模具，其特征在于：在所述模具的模座上设置由模腔侧板、模腔底板组成的模腔；在所述模腔内还设有上压杆和下压杆；所述下压杆的上表面和上压杆的下表面向各自的杆体内分别设有相互耦合的凹槽；所述下压杆和上压杆的凹槽所形成的空腔内设置模芯；所述模具设有辅助工具预压杆；以及模芯的轴线方向平行于或重合于环形钕铁硼永磁体的轴线方向，并且垂直于模具压制压力的方向。

优选地，所述模芯为圆柱形，在所述下压杆的上表面和上压杆的下表面上设置的凹槽为半径相同的半圆形。

优选地，所述预压杆接触面曲面的半径与所述圆柱形模芯的半径相当。

优选地，所述预压杆的长、宽、厚分别与磁环的外径、轴向长度、内孔半径相当。

根据本发明的另外一个方面，提供了一种环形钕铁硼永磁体的压制方法，其特征在于：所述压制方法包括以下步骤：根据永磁体产品的毛坯尺寸，称量好所需钕铁硼粉末的重量，分为质量相等的两袋；调整好模具的上压杆的可下压的距离；在所述模腔内放入下压杆，倒入第一袋钕铁硼粉末，对所述模具施加与压制压力方向垂直的磁场，用预压杆预压；把所述预压杆从所述模腔内取出，在第一次压制后的磁体上面的凹槽内放入模芯；在所述模腔内倒入第二袋钕铁硼粉末，放入上压杆，进行第二次压制；打开模具，取出毛坯；所述毛坯放入真空塑料袋抽真空封装；用等静压机对封装在所述真空塑料袋内的毛坯进行第三次压制；剪开所述真空塑料袋，取出所述模芯；把压好的毛坯放入烧舟，储存于充满保护性气体的密闭容器中。

优选地，把模具安放在压机上。

本发明通过采用上述模具和压制方法，一方面可以生产出磁场方向与压力方向垂直的环形钕铁硼永磁体，避免环形钕铁硼永磁体在压制过程中钕铁硼粉末颗粒因受压力而改变方向的问题，从而提高环形钕铁硼永磁体的磁能积。另一方面，由于采用了环状成型工艺进行生产，减少了钻孔、掏孔或线切割加工内孔，在保证环形钕铁硼永磁体的磁性能不变的前提下，提高了材料的利用率，降低了生产成本。

附图说明

图1是根据现有技术的平行取向压制钕铁硼磁环的示意图；

图2是根据本发明的垂直取向压制钕铁硼磁环的示意图；

图3是根据本发明的垂直取向压制环形钕铁硼永磁体的模具和预压杆的结构示意图；

图4是根据本发明的手动压机的结构示意图。

具体实施方式

下面结合具体实施例，进一步阐述本发明。

附图1-4中表示的零件有：上压杆1、模腔侧板2、磁环3、下压杆4、模腔底板5、模座6、模芯7、销钉8、模具9、手动压机10、与压制压力方向垂直的磁场11、以及预压杆12。