一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法技术

本发明专利技术公开了一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，属于永磁材料制备技术领域。该方法采用气动压制装置对烧结钕铁硼粉料进行压制成型，然后将压坯取出进行等静压处理、高温烧结、回火处理以及套孔和磨加工处理，得到烧结钕铁硼多极磁环；所述的气动压制装置包括取向机构和压制模具，其中取向机构由偶数个沿圆周方向均匀间隔分布的烧结钕铁硼磁瓦组成，烧结钕铁硼磁瓦之间围绕形成模具安装腔，压制模具对应安装于模具安装腔内。采用本发明专利技术的技术方案能够有效制造出小尺寸烧结钕铁硼多极磁环，其制造过程较为方便，设备投入成本较低，制得的多级磁环磁性能较好，同时也提高了其压制合格率以及整体效率。

【技术实现步骤摘要】
一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法
本专利技术属于永磁材料制备
，更具体的说，设计一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法。
技术介绍
烧结钕铁硼多极磁环是近年来发展的新产品，是烧结钕铁硼永磁材料发展的一个新方向，其主要应用于高性能永磁电机和传感器中，具有精度高、运行平稳和噪音低等优点，是高转速、高精度控制电机的首选，在高速驱动电机、伺服电机等的工业设备自动化、数字化、智能化装备等领域都得到广泛应用。烧结钕铁硼多极磁环相比于传统通过多片瓦型磁块拼接成的磁环，具有以下优点：其整体磁性能提高40％～60％，材料利用率高，同时其制造周期也较短。然而，目前关于小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造很少，其生产技术难点主要存在于取向磁场设计和磁场取向下的压制方式设计。现有技术中主要采用的是脉冲磁场取向方式和液压压制方式生产多极磁环，通过将磁场压机的线包置于模具外部，并给其通入电流提供磁场，从而对模具内的烧结钕铁硼粉末进行取向，不仅设备投入成本较高，线包耗电量大，且生产小尺寸多极磁环时，由于磁环尺寸较小，多个线包很难排布，不能有效生产出小尺寸多极磁环；同时采用脉冲磁场取向方式会打乱了模具内已取向好的粉末的分布，其磁性能相对较差；而采用液压压制方式进行压制时其控制的尺寸精度较低，容易造成压坯开裂或不成型，其压制合格率以及整体效率较低。经检索，中国专利申请号为201210265156.3的申请案公开了一种辐射取向烧结钕铁硼磁环的模具及其制作工艺，其模具包括导磁聚磁环、阴模、上压头组件和下压头组件，阴模设置于聚磁导磁环内，上压头组件和下压头组件设置于阴模内并且上压头组件和下压头组件的压制面相向设置，上压头组件与下压头组件的压制面的面积与阴模型腔的横截面积相同。其制作工艺包括以下步骤：1、上压头组件升至最高；2、将磁粉放入阴模的型腔内；3、将磁粉压制成磁饼；4、撤去磁场；5、升出阴模的型腔；6、取出磁饼；7、进行等静压压制；8、套孔；9、完成。该申请案虽然能够制得磁环，但该申请案主要是对烧结钕铁硼磁环的压制模具进行设计，对磁环的取向装置并未做过多说明，其仍可能采用脉冲磁场取向方式对模具内的烧结钕铁硼粉末进行取向，其整体设计有待进一步改进。
技术实现思路
1.要解决的问题本专利技术的目的在于解决现有采用方法制造小尺寸烧结钕铁硼多极磁环时制造不便，其磁性能较差，且压制合格率和效率低的问题，提供了一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法。采用本专利技术的技术方案能够有效制造出小尺寸烧结钕铁硼多极磁环，其制造过程较为方便，设备投入成本较低，制得的多级磁环磁性能较好，同时也提高了其压制合格率以及整体效率。2.技术方案为了解决上述问题，本专利技术所采用的技术方案如下：本专利技术的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，采用气动压制装置对烧结钕铁硼粉料进行压制成型，然后将压坯取出进行等静压处理、高温烧结、回火处理以及加工处理，得到烧结钕铁硼多极磁环；所述的气动压制装置包括取向机构和压制模具，其中取向机构由偶数个沿圆周方向均匀间隔分布的烧结钕铁硼磁瓦组成，烧结钕铁硼磁瓦之间围绕形成模具安装腔，压制模具对应安装于模具安装腔内。更进一步的，所述压制模具包括上压头、下压头和模腔，模腔安装于模具安装腔内，上压头对应安装于模腔上方，下压头对应安装于模腔下方，上压头和下压头的压制面面积与模腔的横截面积相匹配，且上压头和下压头分别与其对应的第一气缸和第二气缸活塞固定相连，利用气缸驱动其上下移动。更进一步的，所述烧结钕铁硼磁瓦包括四个并其沿圆周方向均匀间隔分布。更进一步的，所述烧结钕铁硼磁瓦固定安装于磁瓦固定环内部。更进一步的，所述磁瓦固定环内设有与烧结钕铁硼磁瓦的数量和尺寸相匹配的卡槽，烧结钕铁硼磁瓦安装于卡槽内并沿磁瓦固定环的圆周方向均匀分布。更进一步的，所述取向机构与压制模具安装于支撑平台上，所述支撑平台包括固定相连的支撑板和支撑腿，取向机构通过固定块固定安装于支撑板上，所述支撑板上设有与取向机构内模腔的压制孔尺寸位置相对应的避让孔，下压头可穿过支撑板上的避让孔沿模腔上下运动。更进一步的，所述支撑腿包括多个，且每个支撑腿均与其对应的第三气缸活塞固定相连，利用第三气缸驱动支撑平台上下移动。更进一步的，采用气动压制装置进行压制时，将压制模具的下压头运动至模腔内的下边缘处，将压制模具的上压头向上运动脱离模腔，再将制作得到的烧结钕铁硼粉料放入模腔内，接着将上压头向下运动至模腔内的上边缘处，最后利用两个气缸同时驱动上压头和下压头进行双向压制成型。更进一步的，压制成型后取出压坯时，将下压头保持不动，将上压头向上运动脱离模腔，接着再驱动支撑平台向下运动，从而带动取向机构向下运动直至压坯脱离模腔，取出压坯即可。更进一步的，将等静压处理后的压坯转入真空烧结炉中进行高温烧结，烧结温度为1050～1100℃，保温时间为3～4h，保温结束后通入惰性气体或氮气冷却至室温；随后将其升温至880～920℃，并保温1.5～2.5h，保温结束后通入惰性气体或氮气冷却至室温；然后将其再次升温至450～520℃，并保温3～5h，保温结束后通入惰性气体或氮气冷却至室温；两次回火处理完成后出炉得到烧结钕铁硼多极磁柱。3.有益效果相比于现有技术，本专利技术的有益效果为：(1)本专利技术的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，通过自制得到气动压制装置并对该装置的具体结构进行优化，利用该气动压制装置对烧结钕铁硼粉料进行压制成型，并将该压坯进行等静压处理、烧结和回火处理以及套孔和磨加工处理，从而能够有效制造出小尺寸烧结钕铁硼多极磁环，其相对于传统制造方法而言，制造过程较为方便，设备投入成本较低，制得的多级磁环磁性能较好，且压制时尺寸控制精确，其压制合格率以及整体效率得到了有效提高。(2)本专利技术的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，通过对压制模具的具体结构进行优化设计，采用气缸分别驱动上压头和下压头上下移动，对模腔内的烧结钕铁硼粉料进行双向压制成型，一方面采用气缸驱动相比于液压驱动，其尺寸控制精度更高，不容易造成压坯开裂或不成型，其压制效率和压制合格率都得到了有效提高；另一方面采用双向压制方式，制得的磁环密度更加均匀，产品质量稳定可靠。(3)本专利技术的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，通过对取向机构进行优化设计，采用了磁瓦固定环和烧结钕铁硼磁瓦自制永磁取向机构，将烧结钕铁硼磁瓦安装于磁瓦固定环内部的卡槽内并沿磁瓦固定环的圆周方向均匀分布，从而能够利用烧结钕铁硼磁瓦对模腔内的烧结钕铁硼粉料进行取向，避免了传统采用线包生产小尺寸烧结钕铁硼多极磁环难以排布以及耗电量大的问题，同时其提供了永恒磁场，也避免了采用脉冲磁场取向方式导致制得的磁环磁性能较差的问题，其磁性能较好，该取向装置简单有效，磁瓦分布均匀对称，保证了其生产出的磁环表磁分布的均匀性。且相邻的烧结钕铁硼磁瓦之间设有间隙，避免了磁瓦闭路而产生消磁现象。(4)本专利技术的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，通过将取向机构与压制模具安装于支本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，其特征在于：采用气动压制装置对烧结钕铁硼粉料进行压制成型，然后将压坯取出进行等静压处理、高温烧结、回火处理以及加工处理，得到烧结钕铁硼多极磁环；所述的气动压制装置包括取向机构(1)和压制模具，其中取向机构(1)由偶数个沿圆周方向均匀间隔分布的烧结钕铁硼磁瓦(12)组成，烧结钕铁硼磁瓦(12)之间围绕形成模具安装腔(13)，压制模具对应安装于模具安装腔(13)内。/n

【技术特征摘要】
1.一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，其特征在于：采用气动压制装置对烧结钕铁硼粉料进行压制成型，然后将压坯取出进行等静压处理、高温烧结、回火处理以及加工处理，得到烧结钕铁硼多极磁环；所述的气动压制装置包括取向机构(1)和压制模具，其中取向机构(1)由偶数个沿圆周方向均匀间隔分布的烧结钕铁硼磁瓦(12)组成，烧结钕铁硼磁瓦(12)之间围绕形成模具安装腔(13)，压制模具对应安装于模具安装腔(13)内。


2.根据权利要求1所述的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，其特征在于：所述压制模具包括上压头(2)、下压头(3)和模腔(4)，模腔(4)安装于模具安装腔(13)内，上压头(2)对应安装于模腔(4)上方，下压头(3)对应安装于模腔(4)下方，上压头(2)和下压头(3)的压制面面积与模腔(4)的横截面积相匹配，且上压头(2)和下压头(3)分别与其对应的第一气缸和第二气缸活塞固定相连，利用气缸驱动其上下移动。


3.根据权利要求2所述的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，其特征在于：所述烧结钕铁硼磁瓦(12)包括四个并其沿圆周方向均匀间隔分布。


4.根据权利要求3所述的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，其特征在于：所述烧结钕铁硼磁瓦(12)固定安装于磁瓦固定环(11)内部。


5.根据权利要求4所述的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，其特征在于：所述磁瓦固定环(11)内设有与烧结钕铁硼磁瓦(12)的数量和尺寸相匹配的卡槽(112)，烧结钕铁硼磁瓦(12)安装于卡槽(112)内并沿磁瓦固定环(11)的圆周方向均匀分布。


6.根据权利要求1-5中任一项所述的一种小尺寸烧结钕铁硼多极磁环的制造方法，其特征在于：所述取向机构(1)与压制模具安装于支撑平台(6)上，所述支撑平台(6)包括固定相连...

【专利技术属性】
技术研发人员：孙红军，周军，宋伟，刘军，聂明，王立异，
申请(专利权)人：中钢天源股份有限公司，
类型：发明
国别省市：安徽;34