一种大高径比辐射环的取向压制装置制造方法
【专利摘要】本实用新型公开了一种大高径比辐射环的取向压制装置，所述取向压制装置设于压机的支架上，所述压机上设有上压头、下压头、支架和控制器；其特征是，所述上压头下表面上设有垫块，垫块下表面上设有管状上冲头；垫块内设有第一圆柱形空腔，上冲头内设有上端位于第一圆柱形空腔内并可相对于上冲头上、下移动的上芯铁；所述下压头上表面上设有用于穿入第二圆柱形空腔内的管状下冲头，下冲头内设有下芯铁，下芯铁露出下冲头上端之外；控制器分别与压机和励磁线圈电连接。本实用新型具有适用于制作大高径比辐射环；改造投资少，适用范围广的特点。
【专利说明】—种大高径比辐射环的取向压制装置
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及永磁材料制作领域，尤其是涉及一种用于制作大高径比的辐射环的大高径比辐射环的取向压制装置。
【背景技术】
[0002]烧结钕铁硼辐射环产品主要用于高档稀土永磁电机领域，具有便于组装，电机转动平稳、噪音小等优点，市场前景好。生产辐射环的主要难题是如何获得磁场强度高且均匀的福射取向磁场。目前径向取向技术主要有两种:一种是双极头对冲法，利用两个同极相对的励磁场对冲后产生向外辐射的磁场进行取向，例如专利CN00125615.7 ;另一种取向方法是四极聚磁法，采用四个极头同极向中心聚磁的方法进行取向，例如专利CN01111509.2。
[0003]双极头对冲法和四极聚磁法存在制作大高径比的辐射环时径向取向磁场较低的缺点。根据磁场连续性原则，当成型毛坯的高径比大于I时，即便是在理想状态下(磁阻、漏磁、磁损等均不计)并且采用饱和磁极化强度最高的钴铁合金0?约为2.4T)做芯铁，当芯铁磁场强度达到饱和时，取向磁场仅为1.25T，低于钕铁硼磁粉取向常用的1.5T。在实际生产中磁阻、漏磁是无法避免的，所以采用现有技术制备高径比为0.5的径向取向辐射环时，取向磁场强度很难达到1.5T，无法实现大高径比高性能径向取向辐射环的制作。
[0004]中国专利CN00125615.7，授权
【公开日】2001年5月2日，公开了一种一次成型径向取向烧结钕铁硼辐射环的制作工艺，a.将秤好的粉料置入模具下模的阴模型腔内；b.由CP机程控开动液压机将上模向下模靠拢，此时上压头、上芯棒、上电磁铁同步下行，当行至上压头与阴模板接触后暂停； c.暂停后上下电磁铁、同时对辐射环进行充磁并开始径向取向；d.当充磁的磁场强度达到> 1.5T时，上压头继续下压进行双向压制，压力达到>15兆帕时卸压；e.上，下电磁铁反向退磁(此时已完成粉体的径向取向动作)；f.上模提升、下模退出，辐射环出模；g.出模后的辐射环进行烧结即成产品。该发明采用的是双极头对冲法，存在设备通用性差、所制作的辐射环高度较低的缺点。
【发明内容】
[0005]本实用新型的发明目的是为了克服现有技术中制作的辐射环高径比低的问题，提供了一种用于制作大高径比的辐射环的大高径比辐射环的取向压制装置。
[0006]为了实现上述目的，本实用新型采用以下技术方案:
[0007]—种大高径比辐射环的取向压制装置，所述取向压制装置设于压机的支架上，所述压机上设有上压头、下压头、支架和控制器；所述上压头下表面上设有垫块，垫块下表面上设有管状上冲头；垫块内设有第一圆柱形空腔，上冲头内设有上端位于第一圆柱形空腔内并可相对于上冲头上、下移动的上芯铁；
[0008]所述支架上设有两个同轴励磁线圈和位于两个励磁线圈之间的阴模；励磁线圈的轴心线平行于水平面，两个励磁线圈内均设有圆形轭铁，阴模由导磁材料制成，阴模上设有第二圆柱形空腔，阴模分别与两块圆形轭铁相接触；[0009]所述下压头上表面上设有用于穿入第二圆柱形空腔内的管状下冲头，下冲头内设有下芯铁，下芯铁露出下冲头上端之外；控制器分别与压机和励磁线圈电连接。
[0010]垂直压机是指磁场取向方向与压制方向垂直的压机，是目前国内最主要的永磁材料制备压机，在钕铁硼领域占有率达到90%以上。
[0011]本实用新型的优点是装置简单实用，安置在普通垂直压机上即可使用，可以在一台压机上实现方块、圆柱及辐射环磁体的全能生产，大大提高压机的利用率，减少压机投入。同时，在取向压制时通过分步加料可以在不影响辐射环性能的情况下提高辐射环高度。本实用新型的阴模、下芯铁、上冲头和下冲头围成用于放磁粉的模腔。
[0012]使用本实用新型制作大高径比辐射环的过程如下:
[0013]将永磁粉放入模腔，压机带动上压头下行，上、下芯铁闭合，励磁线圈通电产生磁场，磁场同极相对，磁力线在阴模中聚集后穿过模腔对磁粉进行取向，然后进入芯铁，通过上、下芯铁导出，并通过压机支架回到轭铁形成磁回路。
[0014]在取向的同时完成压制，然后，上压头上行，带动上冲头及上芯铁脱离阴模；
[0015]在模腔内再次加入磁粉，重复取向压制，经过多次放入磁粉、取向压制的过程，获得大高径比的辐射环生坯，辐射环生坯最高高度可以与阴模上表面平齐。将取向压制得到的辐射环生坯放入真空烧结炉烧结，烧结温度100(ni2(TC，保温0.5飞小时，并进行必要的回火处理。
[0016]本实用新型的取向压制装置通过合理的磁路设计在普通垂直压机上实现大高径比辐射环的取向压制，即在同一台压机上根据生产需要更换装置既可以生产平行取向磁体也可以制作辐射取向磁体；通过多次加入磁粉、取向压制提高辐射环高度，使辐射环高度可以提高一倍以上。
[0017]作为优选，所述上芯铁的轴向剖面呈T字形，所述上冲头上端设有向外水平延伸的环形边，环形边与垫块下表面相连接；所述上冲头的内径小于第一圆柱形空腔的直径；所述第一圆柱形空腔内设有弹簧，弹簧两端分别与上压头下表面和上芯铁上端相连接。
[0018]作为优选，上冲头和下冲头均由无磁钢材料制成。
[0019]作为优选，所述阴模由纯铁材料制成。
[0020]作为优选，阴模的高度为25毫米至45毫米。
[0021]作为优选，阴模的高度与下芯铁外径之间的比例为2:1至2.4:1。
[0022]因此，本实用新型具有如下有益效果:(I)适用于制作大高径比辐射环；(2)改造投资少，适用范围广；(3)结构简单，使用方便。
【专利附图】
【附图说明】
[0023]图1是本实用新型的一种结构示意图；
[0024]图2是本实用新型的另一种结构示意图。
[0025]图中:上压头1、下压头2、垫块3、上冲头4、第一圆柱形空腔5、上芯铁6、励磁线圈
7、圆形轭铁8、第二圆柱形空腔9、下冲头10、下芯铁11、弹簧12、模腔13、阴模14。
【具体实施方式】
[0026]下面结合附图和【具体实施方式】对本实用新型做进一步的描述。[0027]如图1、图2所示的实施例是一种大高径比辐射环的取向压制装置，取向压制装置设于压机的支架上，压机上设有上压头1、下压头2、支架和控制器；上压头下表面上设有垫块3，垫块下表面上设有管状上冲头4 ;垫块内设有第一圆柱形空腔5，上冲头内设有上端位于第一圆柱形空腔内并可相对于上冲头上、下移动的上芯铁6 ；
[0028]支架上设有两个同轴励磁线圈7和位于两个励磁线圈之间的阴模14 ;励磁线圈的轴心线平行于水平面，两个励磁线圈内均设有圆形轭铁8，阴模由导磁材料制成，阴模上设有第二圆柱形空腔9，阴模分别与两块圆形轭铁相接触；
[0029]下压头上表面上设有用于穿入第二圆柱形空腔内的管状下冲头10，下冲头内设有下芯铁11，下芯铁露出下冲头上端之外；控制器分别与压机和励磁线圈电连接。
[0030]上芯铁的轴向剖面呈T字形，上冲头上端设有向外水平延伸的环形边，环形边与垫块下表面相连接；上冲头的内径小于第一圆柱形空腔的直径；第一圆柱形空腔内设有弹簧12，弹簧两端分别与上压头下表面和上芯铁上端相连接。上冲头和下冲头均由无磁钢材料制成。阴模的高度与下芯铁外径之间的比例为2:1。上、下芯铁和阴模采用纯铁材料，纯铁材料的优点是价格低，磁导率高。选择高度为40毫米的阴模。
[0031]采用本实用新型制作辐射环的过程如下:
[0032]采用铸锭法制备钕铁硼合金，采用机械法制备粗粉+气流磨制备细粉，磁粉均粒度为4.2 u m ；
[0033]在控制器里预设取向压制的次数为3次，第一次取向压制时在上、下压头上加的压力为4兆帕，保压时间为2秒；第二次取向压制压力6兆帕，保压4秒；第三次取向压制压力10兆帕，保压12秒；
[0034]使用本实用新型制作大高径比辐射环的过程如下:
[0035]将永磁粉放入模腔，压机带动上压头下行，上、下芯铁闭合，励磁线圈通电产生磁场，磁场同极相对，磁力线在阴模中聚集后穿过模腔对磁粉进行取向，然后进入芯铁，通过上、下芯铁导出，并通过压机支架回到轭铁形成磁回路。
[0036]在取向的同时完成压制，然后，上压头上行，带动上冲头及上芯铁脱离阴模；
[0037]在模腔内再次加入磁粉，重复取向压制，经过多次放入磁粉、取向压制的过程，获得大高径比的辐射环生坯，辐射环生坯最高高度可以与阴模上表面平齐。将取向压制得到的辐射环生坯放入真空烧结炉烧结，烧结温度100(Tll2(rC，保温0.5飞小时，并进行必要的回火处理。
[0038]分三次取向压制是为了降低每次取向压制辐射环的高径比，前两次加压的目的是将取向后的磁粉固定；每次取向压制的磁粉松装高度为20毫米，压制后高度约为12毫米；但要给进一步提高密度留有空间，以便提高多次辐射环间的结合力；最后一次加压的目的是进一步提高成型辐射环密度。
[0039]应理解，本实施例仅用于说明本实用新型而不用于限制本实用新型的范围。此外应理解，在阅读了本实用新型讲授的内容之后，本领域技术人员可以对本实用新型作各种改动或修改，这些等价形式同样落于本申请所附权利要求书所限定的范围。
【权利要求】
1.一种大高径比辐射环的取向压制装置，所述取向压制装置设于压机的支架上，所述压机上设有上压头(I )、下压头(2)、支架和控制器；其特征是，所述上压头下表面上设有垫块(3)，垫块下表面上设有管状上冲头(4);垫块内设有第一圆柱形空腔(5)，上冲头内设有上端位于第一圆柱形空腔内并可相对于上冲头上、下移动的上芯铁(6)； 所述支架上设有两个同轴励磁线圈(7)和位于两个励磁线圈之间的阴模(14);励磁线圈的轴心线平行于水平面，两个励磁线圈内均设有圆形轭铁(8)，阴模由导磁材料制成，阴模上设有第二圆柱形空腔(9)，阴模分别与两块圆形轭铁相接触； 所述下压头上表面上设有用于穿入第二圆柱形空腔内的管状下冲头(10)，下冲头内设有下芯铁(11)，下芯铁露出下冲头上端之外；控制器分别与压机和励磁线圈电连接。
2.根据权利要求1所述的一种大高径比辐射环的取向压制装置，其特征是，所述上芯铁的轴向剖面呈T字形，所述上冲头上端设有向外水平延伸的环形边，环形边与垫块下表面相连接；所述上冲头的内径小于第一圆柱形空腔的直径；所述第一圆柱形空腔内设有弹簧(12)，弹簧两端分别与上压头下表面和上芯铁上端相连接。
3.根据权利要求1所述的大高径比辐射环的取向压制装置，其特征是，上冲头和下冲头均由无磁钢材料制成。
4.根据权利要求1所述的大高径比辐射环的取向压制装置，其特征是，所述阴模由纯铁材料制成。
5.根据权利要求1或2或3或4所述的大高径比辐射环的取向压制装置，其特征是，阴模的高度为25毫米至45毫米。
6.根据权利要求1或2或3或4所述的大高径比辐射环的取向压制装置，其特征是，阴模的高度与下芯铁外径之间的比例为2:1至2.4:1。
【文档编号】B22F3/03GK203437641SQ201320537872
【公开日】2014年2月19日 申请日期:2013年9月2日 优先权日:2013年9月2日
【发明者】郝忠彬, 吴美浩, 洪群峰, 王成胜, 黎龙贵 申请人:浙江东阳东磁有限公司