[发明专利]极异方性环形磁石制造方法及其加压配向模具结构

说明书

技术领域

本发明涉及一种极异方性环形磁石的制造方法及其模具结构，尤指一种能够在制造过程中，提高环形胚体的真圆度，以降低研磨工时和材料损失的制造方法及其模具结构。

背景技术

极异方性环形磁石主要是运用在马达上，例如微小马达、无芯马达、无刷马达、步进马达等，依据马达种类的不同，可作为马达机心的外转子、内转子或内、外永磁型定子等。

现有极异方性环形磁石以粉末冶金一体烧结而成，其磁束密度远大于传统的胶合型多极圆筒状磁石，品质也较为稳定。其制程大致包括(1)粉体制程、(2)加压成型及磁极配向、(3)烧结、(4)研磨、以及(5)充磁检测等步骤，以下简略说明各步骤：

(1)粉体制程：将磁石的原料造粒成粉体，并将粉体进行适当的粒子径、颗粒强度、流动性、可配向性的筛选，再依比例计量混合。

(2)加压成型及磁极配向：将混合完成的粉体填入具有环形模穴的模具后予以加压成型为环形胚体，并在环形模穴的内缘或外缘施予轴向电流形成多极磁场，以对胚体内缘或外缘产生磁极配向。

(3)烧结：将加压及磁极配向后的环形胚体利用高温炉具烧结，使内部的晶粒与晶界致密，如此增加胚体的强度及硬度。一般在烧结过程中，晶粒的排列会因磁场配向自动产生变化，使晶粒的结晶磁异向性轴顺着磁力线的弯曲方向排列，让环形胚体在磁极配向位置的收缩率高于磁极交界位置，导致胚体轮廓变成多边形。如图1所示，若欲制造外径配向数为八极的磁石，则胚体1的磁极配向位置在烧结后会大幅度收缩，使外轮廓形成八边形；如图2所示，若欲制造内径配向数为六极的磁石，则胚体1磁极配向位置在烧结后，内径轮廓会形成六边形。

(4)研磨：因胚体轮廓在烧结后会随极配向数量形成多边形，又环形磁石大多使用于马达转子，其真圆度关系马达转子旋转时的顺畅度，故须将烧结后呈多边形的环形胚体进行研磨加工，凭借磨床、去毛边机等加工机研磨成接近真圆的轮廓。

(5)充磁检测：研磨后的环形胚体再经过充磁作业、外观检查、抽样检查、测试、洗净、包装等流程，即成为极异方性环形磁石。

上述烧结过程中，由于环形胚体在磁极配向位置与磁极交界位置的收缩率差异极大，使后续将该多边形环形胚体研磨成接近真圆时耗费工时，而且需研磨去除相当大的体积，导致材料浪费及增加研磨工时成本，再者，研磨过量也容易降低磁力，使研磨后的成品与预定的磁力强度产生较大差异，甚至无法符合产品需求。

因此，如何改善环形胚体在烧结过程中，因磁极配向位置与磁极交界位置收缩率差异过大，导致后续增加研磨工时、浪费材料成本等缺点，将是本发明人所欲解决的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种应用在极异方性环形磁石的制造方法及其模具结构，其方法将模具的环形模穴设计成对应于磁极配向位置的空间较宽，对应于磁极交界位置的空间较窄，使加压后胚体能形成相对应的轮廓形状，让胚体在后续烧结完成后即能够较趋近于真圆，如此减少研磨工时和材料损失，以克服传统磁石在制造过程中，因收缩率不同而形成多边形的轮廓，造成后续研磨工时长、材料损失的缺点。

为达成上述目的，本发明极异方性环形磁石的制造方法，将粉体填入具有环形模穴的模具后予以加压成型为环形胚体，并且在在环形模穴的外缘或内缘施予轴向电流形成多极磁场以对胚体进行磁极配向，使该胚体具备外径配向或内径配向后予以烧结，再对烧结后的胚体加以研磨，其特征在于：

所述加压成型及磁极配向后的环形胚体在对应于内径配向或外径配向位置的肉厚较厚、对应于磁极交界位置的肉厚较薄，使后续进行烧结工程时该胚体在收缩率较高的磁极配向位置，与收缩率相对较低的磁极交界位置，两个位置在烧结后的厚度能够彼此接近而趋近于真圆，进而减少后续研磨工时及材料损失。

依据上述制造方法，在模具的环形模穴的内缘施予轴向电流形成多极磁场，便可制造出内径配向的极异方性环形磁石。故本发明另提供一种内径配向的极异方性环形磁石加压配向模具结构，其结构包含：一具有环形模穴和多极磁场的中模、一组能够在模穴内相向位移加压的上模与下模，所述粉体填入中模的环形模穴中，凭借上模与下模相向位移能够使粉体被加压成环形胚体，并通过位在模穴内缘的多极磁场在胚体上产生磁极配向，其特征在于：

中模的环形模穴内缘设有一衬套，该衬套在对应于多极磁场位置的厚度较薄，对应于多极磁场的磁场交界位置厚度相对较厚，使加压及磁极配向后的环形胚体，在对应于磁极配向位置的厚度大于磁极交界位置的厚度。

以下进一步说明各元件的具体实施方式：