专利名称：径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺及其成型模具的制作方法
技术领域：
本发明属于电机配件制造技术领域，特别涉及一种径向取向电机用钕铁硼磁瓦的 制作工艺及其成型模具。
背景技术：
钕铁硼产品的应用领域非常广泛，其产品形状也逐渐多样化、复杂化。目前钕铁硼 产品的成型方法普遍采用粉末压型而成，为节约配方成本，同时追求磁性能最大化，避免充 磁取向不充分，一般采用压制方向与充磁取向方向垂直的压机来完成。由于此成型方法的 压制密度不能设置过高，一般处于4-5g/cm3，故造成生坯强度很差。而当产品是异形时，产 品就很难直接成型为所需形状的毛坯，特别是偏薄、偏大的产品，若直接成型，其成品率很 低，例如厚度< 8mm、弧面积> 400mm2的电机用大磁瓦。目前，大部分此类产品都是先压制 成大块的方形毛坯，完成后由线切割加工出所需形状，此方法存在的缺陷是加工成本高， 且材料浪费大、收得率低、一致性差。目前也有在压制时一次成型瓦型磁体的方法，而此类 一次成型的方式由于磁瓦较薄、烧结温度过高，导致磁瓦弧度难以控制，达不到既定要求， 如中国专利号或申请号00125615. 7,200820222089. 6,200810061099. 0公开的内容。另外，目前充磁取向技术也存在明显缺陷，其实现径向充磁取向难度很大，一般都 是采用平行充磁取向，这就局限了钕铁硼的应用范围，且降低了产品的应用效果。鉴于现有技术的上述现状，研究一套超薄异形大磁瓦的成型方案，寻找一种简单 的径向充磁取向方法，是钕铁硼生产工艺的两个重要课题，若得到有效解决，将大幅度降低 很多钕铁硼产品的加工成本，提高钕铁硼产品的质量，甚至拓宽钕铁硼产品的应用范围。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是针对现有技术的状况，提供一种工艺简单、一致性 好、收得率高、材料浪费少的烧结成型的径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺。本发明解决技术问题所采取的技术方案如下径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作 工艺，其按以下步骤进行a、将粉料倒入方形磁体成型模具的阴模的方形腔内；b、驱动上冲头向下滑动，伸入所述的方形腔中，当上冲头接触到粉料后停止向下 滑动；C、阴模的两电磁铁同时对方形腔中的粉料进行充磁取向；d、当充磁的磁场强度到达设定值时，上冲头继续向下滑动，同时下冲头也开始向 上滑动，上冲头、下冲头对粉料进行双向压制而形成方形磁体；e、将两电磁铁反向退磁；f、上冲头向上滑动，同时下冲头向上滑动将成型的方形磁体顶出所述的方形腔；g、将成型的方形磁体放置于磁瓦成型模具的烧结陶瓷板的凹陷部内进行烧结，所 述的凹陷部底面呈凸弧形或凹弧形，烧结形成磁瓦。
优选的，所述方形磁体的成型模具包括阴模、上冲头、下冲头，阴模包括两块电磁 铁，两电磁铁的相对面相平行且之间留有空隙，两电磁铁的相对内侧面通过两根方条固定 相连，两电磁铁的内侧面与两方条的内侧面形成一方形腔，方形腔用于盛装粉料；上冲头对 应于方形腔的上开口，上冲头可沿方形腔滑动；下冲头对应于方形腔的下开口，下冲头可沿 方形腔滑动。优选的，烧结陶瓷板凹陷部的长、宽与方形磁体相适配。优选的，f步骤后，将成型的方形磁体进行真空封装，将真空封装好的方形磁体放 入等静压机中进行等静压处理。优选的，g步骤中，方形磁体放置于烧结陶瓷板的凹陷部烧结时，方形磁体的上部 加压一陶瓷盖板。优选的，对g步骤后成型的磁瓦进行修整。优选的，d步骤当充磁的磁场强度到达15-20T时，上冲头继续向下滑动，下冲头 开始向上滑动，上冲头、下冲头对粉料进行双向压制而形成成型的方形磁体，当压力达到 5-8MPa时，保持压力l_3s后卸压。本发明还提供了一种径向取向电机用钕铁硼方形磁体的成型模具，包括阴模、上 冲头、下冲头，阴模包括两块电磁铁，两电磁铁的相对面相平行且之间留有空隙，两电磁铁 的相对内侧面通过两根方条固定相连，两电磁铁的内侧面与两方条的内侧面形成一方形 腔，方形腔用于盛装粉料；上冲头对应于方形腔的上开口，上冲头可沿方形腔滑动；下冲头 对应于方形腔的下开口，下冲头可沿方形腔滑动。优选的，所述的两块电磁铁的内侧面各形成两条纵向方槽，两电磁铁的方槽一一 相对应，方槽与所述的方条相适配，两方条分别插入两电磁铁相对应的方槽中，并与两电磁 铁通过螺栓固定相连。本发明还提供了一种径向取向电机用钕铁硼磁瓦的成型模具，其包括烧结陶瓷 板，烧结陶瓷板形成凹陷部，该凹陷部的底面呈凸弧形或凹弧形。本发明径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺可以简单实现超薄异形大磁瓦的 成型，其节约了机加工成本、减少了材料用量、提高了产品质量；而且为径向取向效果的实 现提供了一种可行方法，有利于进一步拓宽钕铁硼产品的应用范围。
图1是本发明实施例方形磁体成型模具的俯视图。图2是图1 (无上下冲头时)的A向视图。图3是图1 (带上下冲头时)的A向视图。图4是图3的纵向剖视图。图5是方形磁体成型模具的立体结构分解图。图6是烧结前磁体在陶瓷板上的结构示意图。图7是烧结后磁体在陶瓷板上的结构示意图。图8是磁体垂直取向结构示意图。图9是磁体径向取向结构示意图。图10是另一实施例陶瓷板的结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图及实施例对发明做详细描述。本发明径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺采用方形磁体的成型模具和磁瓦 的成型模具。如图1-5所示，方形磁体的成型模具包括阴模1、上冲头3、下冲头4，阴模1包 括两块电磁铁91、92及两方条101、102，两电磁铁91、92的相对内侧面相平行且两者之间留 有空隙，电磁铁91、92的内侧面形成两条纵向方槽，方槽与方条101、102相适配，两电磁铁 的方槽一一相对应。两方条101、102分别插入两电磁铁相对应的方槽中，并与两电磁铁固 定(如通过螺栓)相连。由两电磁铁91、92、两方条101、102围成一方形腔2，方形腔2用 于盛装粉料5。上冲头3位于方形腔2上开口的正上方，其滑动式地适配于方形腔2的上 开口，在外力(如液压机)的驱动下，上冲头3可沿方形腔2作上下滑动，且其下端面与成 型方形磁体7的上表面形状相同；下冲头4位于方形腔2下开口的正下方，其滑动式地适配 于方形腔2的下开口，在外力(如液压机)的驱动下，可沿方形腔2作上下滑动，且下冲头 4的上端面与成型方形磁体7的下表面形状相同。如图6-7所示，磁瓦的成型模具包括烧结陶瓷板6，烧结陶瓷板6形成凹陷部，该凹 陷部的底面呈凸弧形，且该凹陷部的长、宽规格与成型的方形磁体7相适配。下面以制作某一具体的电机用钕铁硼磁瓦产品的工艺作详细说明，其步骤如下 (可参考图1-9)a、称取含有钕、铁、镝、铌、硼、铜、钴、铝等元素的粉料重量215 225g，粉料的粒 度3. 6 4. 2 μ m，然后将称好的粉料5倒入方形磁体成型模具的阴模1的方形腔2内，方形 腔2的下开口由下冲头4封住；b、通过液压机驱动上冲头3向下滑动，上冲头3以速度0. 2-0. 3m/s向下滑动，伸 入阴模1的方形腔2中，当上冲头3接触到粉料5后停止向下滑动；c、阴模1的两块电磁铁91、92同时对方形腔2中的粉料5进行充磁取向，充磁时 间 l"3s ；d、当充磁的磁场强度到达15-20T(如17T)时，上冲头3继续向下滑动，同时下冲 头4也开始向上滑动，上下冲头对粉料5进行双向压制，当压力达到5-8MPa时(如6MPa)， 保持压力l_3s后卸压；从而压制形成方形磁体7 ；e、将两块电磁铁91、92反向退磁；f、将上冲头3向上滑动，同时下冲头4向上滑动逐步将方形磁体7顶出方形腔2 ；g、将成型的方形磁体7采用复合白袋进行真空封装，将真空封装好的方形磁体7 放入等静压机中，压机中有液压油，采用此方式可以使方形磁体7的各个面受到相同压力。 经过等静压处理后，方形磁体7的密度便会提高；h、方形磁体7放置于烧结陶瓷板6的凹陷部内，该凹陷部的底面呈凸弧形，于方形 磁体7之上加压一定重量的陶瓷盖板，此举作用是对方形磁体7有一个向下塌陷的力，并进 行烧结，烧结温度为40 1080°C，时间为25-28h。由于方形磁体7是毛坯，在此烧结过程 中，其自然收缩塌陷，从而逐步形成瓦形磁体即磁瓦8，而且在自然塌陷过程中，实现了垂直 取向(参见图8)转变为径向取向(参见图9)，从而垂直磁场取向压制的方形磁体7经烧结 后变为径向取向的磁瓦8 ；
i、对成型的磁瓦8进行修整。上述只是对本发明制作某一具体的电机用钕铁硼磁瓦产品的工艺进行说明，制作 钕铁硼磁瓦的其它具体产品时，各参数均会有改变之处，而这些改变也应视为本发明的保 护范围。当然，上述实施例烧结陶瓷板6的凹陷部底面也可以是凹弧形，参见图10，其也可 以达到相同或相近的技术效果，在此不再详述。本发明将压制后垂直取向的方形磁体(生坯)放于陶瓷板的凹陷内进行烧结，而 生坯具有较疏松、密度低等特点，经过烧结，其自然收缩塌陷，与此同时，垂直取向变为径向 取向，最终形成瓦形磁体。本发明通过烧结时在模具上控制磁瓦弧度，即通过烧结模具的调 整便可控制磁瓦的弧度，其形状可控度高，而且采用径向取向磁瓦可以大大提高电机在气 隙场中产生的能量。此外，前述方形磁体的成型模具、磁瓦的成型模具可单独运用于其它电机用钕铁 硼的制作工艺中，这也是本发明要求保护的内容。 以上对本发明的优选实施方式进行了详细说明，对应本领域的普通技术人员，依 据本发明提供的思想，在本发明具体的实施方式和应用范围上均会有改变之处，这些改变 也应视为本发明的保护范围。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明保护范围的限 制。
权利要求
径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺，其特征是按以下步骤进行a、将粉料倒入方形磁体成型模具的阴模的方形腔内；b、驱动上冲头向下滑动，伸入所述的方形腔中，当上冲头接触到粉料后停止向下滑动；c、阴模的两电磁铁同时对方形腔中的粉料进行充磁取向；d、当充磁的磁场强度到达设定值时，上冲头继续向下滑动，同时下冲头也开始向上滑动，上冲头、下冲头对粉料进行双向压制而形成方形磁体；e、将两电磁铁反向退磁；f、上冲头向上滑动，同时下冲头向上滑动将成型的方形磁体顶出所述的方形腔；g、将成型的方形磁体放置于磁瓦成型模具的烧结陶瓷板的凹陷部内进行烧结，所述凹陷部的底面呈凸弧形或凹弧形，通过烧结形成磁瓦。
2.如权利要求1所述的径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺，其特征在于所述方 形磁体的成型模具包括阴模、上冲头、下冲头，阴模包括两块电磁铁，两电磁铁的相对面相 平行且之间留有空隙，两电磁铁的相对内侧面通过两根方条固定相连，两电磁铁的内侧面 与两方条的内侧面形成一方形腔，方形腔用于盛装粉料；上冲头对应于方形腔的上开口，上 冲头可沿方形腔滑动；下冲头对应于方形腔的下开口，下冲头可沿方形腔滑动。
3.如权利要求1所述的径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺，其特征在于所述烧 结陶瓷板凹陷部的长、宽与方形磁体相适配。
4.如权利要求1所述的径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺，其特征在于f步骤 后，将成型的方形磁体进行真空封装，将真空封装好的方形磁体放入等静压机中进行等静 压处理。
5.如权利要求1所述的径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺，其特征在于g步骤 中，方形磁体放置于烧结陶瓷板的凹陷部烧结时，方形磁体的上部加压一陶瓷盖板。
6.如权利要求1所述的径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺，其特征在于对g步 骤后成型的磁瓦进行修整。
7.如权利要求1所述的径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺，其特征在于d步骤 当充磁的磁场强度到达15-20T时，上冲头继续向下滑动，下冲头开始向上滑动，上冲头、下 冲头对粉料进行双向压制而形成成型的方形磁体，当压力达到5_8MPa时，保持压力卜3s后 卸压。
8.径向取向电机用钕铁硼方形磁体的成型模具，其特征在于包括阴模、上冲头、下冲 头，阴模包括两块电磁铁，两电磁铁的相对面相平行且之间留有空隙，两电磁铁的相对内侧 面通过两根方条固定相连，两电磁铁的内侧面与两方条的内侧面形成一方形腔，方形腔用 于盛装粉料；上冲头对应于方形腔的上开口，上冲头可沿方形腔滑动；下冲头对应于方形 腔的下开口，下冲头可沿方形腔滑动。
9.如权利要求8所述的径向取向电机用钕铁硼方形磁体的成型模具，其特征在于所 述的两块电磁铁的内侧面各形成两条纵向方槽，两电磁铁的方槽一一相对应，方槽与所述 的方条相适配，两方条分别插入两电磁铁相对应的方槽中，并与两电磁铁通过螺栓固定相 连。
10.径向取向电机用钱铁硼磁瓦的成型模具，其特征在于包括烧结陶瓷板，烧结陶瓷2板形成凹陷部，该凹陷部的底面呈凸弧形或凹弧形。
全文摘要
本发明公开了径向取向电机用钕铁硼磁瓦的制作工艺及其成型模具。该工艺步骤如下a、将粉料倒入方形磁体成型模具的阴模的方形腔；b、驱动上冲头向下滑动，当接触到粉料后停止滑动；c、两电磁铁同时粉料进行充磁取向；d、当充磁到达设定值时，上冲头继续向下滑动，同时下冲头向上滑动，上下冲头对粉料进行双向压制而成方形磁体；e、两电磁铁反向退磁；f、上冲头向上滑动，下冲头向上滑动将成型的方形磁体顶出方形腔；g、将方形磁体置于磁瓦成型模具的烧结陶瓷板的凹陷部内进行烧结，凹陷部的底面呈凸弧形或凹弧形，烧结形成磁瓦。本发明制作工艺可以简单实现超薄异形大磁瓦的成型，节约了加工成本、减少了材料用量、提高了产品质量。
文档编号H02K15/03GK101867267SQ201010181900
公开日2010年10月20日 申请日期2010年5月24日 优先权日2010年5月24日
发明者俞军英, 刘新华, 李义昌, 杨万坤, 赵小娟, 陆晓辉, 陈思恩, 陈春辉, 韩君己 申请人:浙江西子富沃德电机有限公司