一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法技术

本发明专利技术公开了一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法，其特征在于：采用压制方向与磁场取向方向平行的成型压机压制，毛坯料规格取向方向按一出一设计，一次近终成型。本发明专利技术的制备方法由于坯料磁化取向方向短，磁场均匀性高，可以降低成型磁场和加工工艺对磁钢磁偏角的影响，磁偏角合格率高；同时由于粉料填充高度小，粉料填充均匀性好，生坯压制应力小，可以省却等静压二次压制过程直接进炉烧结；烧结后毛坯料变形小，外径尺寸控制精度高，无须套孔、外圆磨和切片工序，加工损耗少，加工效率高，材料利用率可达到90％，2°磁偏角合格率达到99.99％以上，可实现磁偏角免检，对缩短产品生产周期，降低综合生产成本有重要作用。

【技术实现步骤摘要】
一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法
本专利技术涉及稀土永磁材料
，特别涉及一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法。
技术介绍
近年来汽车行业蓬勃发展，烧结钕铁硼磁钢以其优异的性能被广泛应用于汽车电机制造领域。随着电机精度要求越来越高，对所使用钕铁硼磁钢的要求不仅仅局限在剩磁、矫顽力、最大磁能积等普通性能上，同时也将磁偏角作为一个重要指标，并提出了更高的要求，由原来的磁偏角＜5°提升至＜3°，甚至是＜2°要求。为达到磁偏角的要求，目前行业内普遍采用增加坯料余量的方式，挑出磁力线均匀、磁偏角小的部分进行加工。如对于圆片磁钢，传统生产工艺通常采用垂直压制方式先成型方块或圆柱坯料，再经过多道机加工工序(包含磨削、线切割套孔、无心磨、切片、线切割、倒角等)才能制备得到，但其磁偏角合格率难以保证，需通过加工分档、磁偏角全检的方式才能满足发货需求，加工工序多，生产周期较长，材料利用率低(50％-60％)；对于不充磁发货产品更是需要额外增加黑片退磁工序，生产成本大幅提高。为解决烧结钕铁硼磁钢磁偏角不良的问题，专利号为CN201710676791.3的中国专利中公开了一种改善稀土烧结钕铁硼磁偏角的方法，包括配料-熔炼-制粉-成型-烧结，该方法将速凝甩带工艺制得的速凝薄带搅拌后磨成合金粉末，然后将合金粉末进行取向压制成型、等静压、烧结后制得烧结钕铁硼毛坯料。其中成型模具为整体结构的无磁模具，可以保证合金粉末在取向压型时更加均匀以改善磁偏角。专利号为CN201410807225.8的中国专利公开了一种降低烧结钕铁硼磁偏角的制备方法和装置，在不改变烧结钕铁硼原有配方的前提下，通过在制粉过程中添加提高粉料流动性的添加剂，在成型过程中提高磁场强度、调节模具支架上成型模具使其处在线圈磁极的中心位，同时配合坯料规格设计，以保证模腔中的粉料在成型取向压制过程中处在磁场中心最好场区内，从而达到减小磁偏角、提高成型材料利用率的目的。专利号为CN201510712527.1的中国专利公开了一种钕铁硼磁体的取向压制方法，将钕铁硼微粉与润滑剂混合进行取向压制得到钕铁硼磁体压坯，然后直接经过烧结得到方块毛坯。该方法虽然能够不经过等静压工序制备钕铁硼磁体，但其最大磁偏角在2°以上，且制得的钕铁硼磁体仍为方块毛坯，需要多道后加工工序方可得磁钢成品，材料损耗率较高。上述方法均采用取向方向和压制方向垂直的压制方法制备方块钕铁硼坯料，虽然能在一定程度上改善烧结钕铁硼磁钢的磁偏角，但需经多道机加工才能制成所要求的成品规格，材料利用率只有60％左右；同时，也存在磁化方向头尾料取向不一致问题，难以满足更高要求的磁偏角产品(磁偏角＜2°)的生产需求。
技术实现思路
针对现有技术的不足和缺陷，本专利技术提供一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法，提高材料利用率和磁偏角合格率，减少加工工序，降低低磁偏角圆片磁钢的综合生产成本。为实现上述目的，本专利技术提供以下技术方案。一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法，采用压制方向与磁场取向方向平行的成型压机压制，毛坯料规格取向方向按一出一设计，一次近终成型。由此规避垂直压减少取向尺寸后存在的深孔填粉问题；同时，磁化取向方向短，磁场均匀性高，可以降低成型磁场和后续加工对磁偏角的影响。本专利技术的有益效果为：本专利技术的制备方法通过磁场取向方向与压制方向平行压制的方式，由于毛坯料取向方向一出一设计，磁化取向方向短，磁场强度高且均匀性好，不存在料头料尾取向不一致问题，可以降低成型磁场和加工工艺对磁钢磁偏角的影响，磁偏角合格率高；同时由于取向方向尺寸小，粉料填充一致性好，生坯压制应力小，可以省却等静压二次压制过程直接进炉烧结，一次近终成型；烧结后毛坯料变形小，外径尺寸和垂直度控制精度高；只需要进行上下端面磨，外圆不磨，加工工序少，加工效率高，材料利用率达到90％。本专利技术所述方法制备的圆片磁钢，材料利用率高，2°磁偏角合格率达到99.99％以上，可实现磁偏角免检，对于不充磁发货产品极为有利；对于缩短产品生产周期，降低产品综合成本有重要作用。本方法亦可用于有磁偏角要求的瓦型、方片磁钢制备，能够在高质量烧结钕铁硼磁钢生产中得到推广使用。作为本专利技术的一种改进，所述成型压机包括喂料装置、模具、上缸、上线圈、下缸、下线圈，其中模具包括上模、下模和阴模；上模与上线圈固定于上缸上并随上缸同步升降移动；下模固定在下缸；阴模与下线圈固定于下缸上并随下缸同步升降移动；阴模与下模之间形成有用于放置钕铁硼粉料的模腔，上线圈、下线圈通电时在模腔内形成的磁场方向与上缸、下缸移动方向平行。通过上线圈、下线圈的双线圈设置，在模腔内形成与上缸下缸移动方向平行的匀强磁场区，磁场强度高且均匀性好。作为本专利技术的一种改进，一次近终成型是指所述毛坯料和所述磁钢成品均为圆柱体，且毛坯料与磁钢成品的外径尺寸相同，取向高度比值为(1.05-1.2)：1。作为本专利技术的一种改进，制备过程包括以下步骤：a.喂料装置将钕铁硼粉料填充进成型压机的模具的模腔内；b.成型压机的上压头向下移动至充磁取向位置h，对模腔内钕铁硼粉料进行预压，使得钕铁硼粉料的密度ρ达到预压密度设定值；c.成型压机位于上缸、下缸两侧的上线圈和下线圈对模腔内的钕铁硼粉料进行充磁取向，同时成型压机对模腔内钕铁硼粉料进行压制，使得钕铁硼粉料的密度ρ达到生坯密度设定值；d.成型压机上缸保持现有压力，上线圈和下线圈对模腔内生坯进行反向退磁，然后阴模下降，上压头随上缸一起上升，使压制出的钕铁硼生坯从模腔内脱出；e.脱模后的钕铁硼生坯再进行后续加工。其中，所述圆柱形阴模型腔内钕铁硼粉料的标准单重为m，所述圆柱形阴模型腔的横截面积为S，成型压机的上压头与下压头接触时，上压头的位置为H，钕铁硼粉料的预压密度设定值为ρ，所述充磁取向位置为h，由于可知充磁取向位置h＝H-m/(S×ρ)，因此要得到预压密度预设值，需要将上压头移动至圆柱形模腔内预设的充磁取向位置。作为本专利技术的一种改进，所述钕铁硼粉料预压后密度预定值的范围为1.8g/cm3-2.0g/cm3。通过上述改进，使得预压密度合适，如果预压密度过高，在取向时粉末间相互接触摩擦力加大，影响磁粉易磁化轴的转动，即粉料成型时的取向度，会导致磁偏角偏大；如果预压密度过低，整个充磁取向到压制成型的过程中上压头行程过长，会导致粉料在取向后排列成的束状结构受到的破坏性较大，从而造成磁偏角偏大。作为本专利技术的一种改进，在步骤a中，先将钕铁硼粉料储存至喂料装置内，喂料装置中设有能够往复运动的刮杆，通过刮杆的往复运动和钕铁硼粉料自身重力的共同作用将钕铁硼粉料填充进模具内。平行压制方式喂料面积大，填粉高度小，粉料填充均匀，生坯压制应力小，可以省却等静压二次压制过程直接进炉烧结，烧结后毛坯料变形小，外径尺寸控制精度高。作为本专利技术的一种改进，所述钕铁硼生坯密度为3.8g/cm3-4.3g/cm3。通过上述改进，使得圆片形钕铁硼生坯密度位于合适的范围。生坯密度低，毛坯料强度不足，在装盆和烧结转运过程中容易导致生坯缺角；生坯密度高，烧结时毛坯料收缩比越小，外径尺寸控本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法，其特征在于：采用压制方向与磁场取向方向平行的成型压机压制，毛坯料规格取向方向按一出一设计，一次近终成型。/n

【技术特征摘要】
1.一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法，其特征在于：采用压制方向与磁场取向方向平行的成型压机压制，毛坯料规格取向方向按一出一设计，一次近终成型。


2.根据权利要求1所述的一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法，其特征在于：所述成型压机包括喂料装置、模具、上缸、上线圈、下缸、下线圈，其中模具包括上模、下模和阴模；上模与上线圈固定于上缸上并随上缸同步升降移动；下模固定在下缸；阴模与下线圈固定于下缸上并随下缸同步升降移动；阴模与下模之间形成有用于放置钕铁硼粉料的模腔，上线圈、下线圈通电时在模腔内形成的磁场方向与上缸、下缸移动方向平行。


3.根据权利要求1所述的一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法，其特征在于：一次近终成型是指毛坯料和磁钢成品均为圆柱体，且毛坯料与磁钢成品的外径尺寸相同，取向高度比值为(1.05-1.2)：1。


4.根据权利要求1所述的一种低磁偏角圆片磁钢的制备方法，其特征在于：制备过程包括以下步骤：
a.喂料装置将钕铁硼粉料填充进成型压机的模具的模腔内；
b.成型压机的上压头向下移动至充磁取向位置，对模腔内钕铁硼粉料进行预压，使得钕铁硼粉料的密度ρ达到预压密度设定值；
c.成型压机位于上缸、下缸两侧的上线圈和下线圈对模腔内的钕铁硼粉料进行充磁取向，同时成型压机对模腔内钕铁硼粉料进行压制，使得钕铁硼粉料的密度ρ达到生坯密度设定值；
d.成...

【专利技术属性】
技术研发人员：吴盼盼，刘志敏，俞文斌，杨联方，欧阳习科，
申请(专利权)人：宁波韵升股份有限公司，宁波韵升磁体元件技术有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33