冲头、粉末压制装置及方法、以及所制成的小粉饼制造方法及图纸

本发明专利技术揭示了一种用作压缩稀土合金粉末的冲头，它包括：一压缩稀土合金粉末用的冲头表面；其中，该冲头表面包括一突出部，该突出部包括具有表面粗糙度Ｒａ不大于１．００微米的一斜面。本发明专利技术还揭示了一种用作压缩稀土合金粉末的粉末压制装置，它包括：一具有一通孔的阴模；以及一插入该阴模通孔的一冲头；其中，该冲头包括压缩稀土合金粉末用的一冲头表面，该冲头表面包括一突出部，该突出部包括具有表面粗糙度Ｒａ不大于１．００微米的一斜面。本发明专利技术还揭示了一种利用该装置进行压制的粉末压制方法，以及由该方法所制得的小粉饼。（*该技术在2020年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种例如用作将稀土合金粉末压制成小粉饼的冲模，一种用在音圈马达上的磁铁制造，使用以上冲模的粉末压制装置及粉末压制方法，使用以上压制方法形成的小粉饼，和一烧结物体及用该烧结物体的音圈马达。
技术介绍
以图14及图15作为参考，本说明将复盖压制稀土合金粉末成为小粉饼8的传统方法(见图16)。小粉饼8是烧结制成，并用作音圈马达的磁铁等。为了制造小粉饼8使用了如图14所示的压制操作成套工具1。成套工具1包括一具有通孔2的下模3，一预先插入通孔2的下冲头4及一插入通孔2的上冲头5。下冲头4配置有其中间大体为凸弧形4a的上表面及两边缘各自形成凸缘状突出部4b。上冲头5具有形成凹穴5a的下表面。下冲头4及上冲头5各自均用如凝结碳化物之类硬质合金制成，并为防止破碎及裂纹，突出部4b的尖端及边缘部5b均以0.8毫米倒角。在压制时，首先将下冲头4降下以在通孔2中形成空穴6，再往空穴6中输入稀土合金粉末7。然后，在磁场定向影响下空穴6中的稀土合金粉末7在下冲头4及上冲头5之间被压缩。如图15所示对稀土合金粉末7的压缩操作不断进行直到上冲头5的两边缘部5b大约要接触下冲头4的突出部4b(例如直到冲头之间空隙约1毫米)为止，以形成尽量与最终产品接近的形状。结果，可获得如图16所示小粉饼8。小粉饼8大体形成弧形截面，并包括上冲头5的凹穴5a所形成的上表面8a、下冲头4突出部4a所形成的下表面8b、下冲头4突出部4b所形成的斜面8c以及通孔2壁面所形成的端面8d。如图16所示，小粉饼8有裂纹问题，该裂纹A沿上表面8a与斜面8c之间边界线发展。以下将叙述裂纹A产生原因。如图14所示，当稀土合金粉末7被输入时，按预定间隔插入若干层与稀土合金粉末7颜色不同的标记材料B，然后再进行压缩操作。而如图15所示在下冲头4突出部4b与上冲头5的边缘部5b之间标记材料B各层之间的间隙发现为非常狭窄。这说明在下冲头4突出部4b与上冲头5的相应边缘部5b之间的稀土合金粉末7密度较之其它部分高得多。这可推测为在压缩时，由于不良的流动性稀土合金粉末7被夹持在下冲头4突出部4b尖端与上冲头5的边缘部5b尖端之间而不能流动，并在边界部8e处压缩成如此之高的密度。因此，当小粉饼8从阴模中通孔2取出时，施加在小粉饼8上压力被释放，使高度压缩区域如边界部8e处大量膨胀，常常会发生裂纹或破裂。烧结过程中也会发生类似问题。如果稀土合金粉末7在不小于0.5MA/m的强磁场中其方向由图16中箭头C所示(沿突出部4b纵向)受到压缩，磁化稀土合金粉末7颗粒互相排斥，使接近空穴6周边区域粉末密度较空穴6中心部分地区为高，进而增大靠近突出部4b处密度。此外，如果输入的稀土合金粉末7在空穴6上边缘被输料盒(未表示出)下边缘所扫平，则将要被突出部4b所压缩的区域输入了较需要过量的稀土合金粉末7。由于稀土合金粉末7并不具有足够的流动性，在这区域的密度经压缩后较其它部分为高。因此，在这些情况中，当小粉饼8从空穴6取出时，更易于在边界部8e处发展裂纹或破裂。
技术实现思路
本专利技术主要目的是提供一种冲头、粉末压制装置及粉末压制方法，该方法能在产品上防止发展裂纹或破裂，从而提高生产率。本专利技术另一目的是提供用上述方法制造的小粉饼。根据本专利技术的第一个方面，提供了一种用作压缩稀土合金粉末的冲头，它包括一压缩稀土合金粉末用的冲头表面；其中，该冲头表面包括一突出部，该突出部包括具有表面粗糙度Ra不大于1.00微米的一斜面。根据本专利技术的第二个方面，提供了一种用作压缩稀土合金粉末的粉末压制装置，它包括一具有一通孔的阴模；以及一插入该阴模通孔的一冲头；其中，该冲头包括压缩稀土合金粉末用的一冲头表面，该冲头表面包括一突出部，该突出部包括具有表面粗糙度Ra不大于1.00微米的一斜面。根据本专利技术的第三个方面，提供了一种使用冲头及阴模的粉末压制方法，该冲头包括一压缩稀土合金粉末用的一冲头表面，该冲头表面包括一突出部，该突出部设有其表面粗糙度Ra不大于1.00微米的一斜面，该阴模具有供冲头插入的通孔，该方法包括第一步，往通孔中形成的空穴中输入稀土合金粉末；以及第二步，利用冲头压缩输入空穴中的稀土合金粉末。根据本专利技术的第四个方面，提供了一种使用冲头及阴模的粉末压制方法制成的小粉饼，该冲头包括一压缩稀土合金粉末用的一冲头表面，该冲头表面包括一突出部，该突出部设有一其表面粗糙度Ra不大于1.00微米的斜面，该阴模具有供冲头插入的通孔，该方法包括第一步，往通孔中形成的空穴中输入稀土合金粉末；以及第二步，利用冲头压缩输入空穴中的稀土合金粉末。稀土合金粉末具有锐边颗粒及不良的流动性。因此，即便在压缩时进行震动，稀土合金粉末压缩时在空穴中也不能流畅地运动，使小粉饼密度很难均匀一致。但按照本专利技术，通过将冲头表面突出部尖端倒角宽度减小到不大于0.5毫米或更小，由此减少边缘部分压缩及堵塞稀土合金粉末数量，可以改善边缘部分周围稀土合金粉末流动性。因此，压缩时当压力施加在冲头表面突出部尖端时，稀土合金粉末沿突出部斜面向密度较低区间运动，而不停滞在突出部尖端。因此，有可能获得密度均匀的小粉饼，并可防止由于密度不均匀引发的裂纹或破裂。按照本专利技术，使斜面表面粗糙度Ra不大于1.0微米，可以使压缩时改善稀土合金粉末流动性成为可能。因此，诸如在突出部尖端周围高密度区域的稀土合金粉末沿斜面移动流向低密度区域。结果，有可能提高空穴中稀土合金粉末密度的均匀性。所以，有可能获得密度高度均匀的小粉饼，使防止由于密度不均匀引发的裂纹或破裂成为可能。最好冲头表面用合金钢或硬质合金(烧结碳化物)制成。这种情况可以改进冲头表面的磨损阻力。因此，为提高稀土合金粉末的流动性，使突出部尖端倒角宽度不大于0.5毫米或冲头表面粗糙度Ra不大于1.0微米，冲头表面实质上可避免磨损，使压制保持良好。此外，较好的是，至少冲头表面突出部的HRA硬度不小于75并不大于93。在这种情况时，即使冲头表面突出部加工成锐边，由于韧性的改进，冲头也可长期使用而不损坏突出部尖端。如稀土合金粉末中加入润滑剂，流动性将变得更小。但是，由于按照本专利技术可以增大稀土合金粉末的流动性，即使加入了润滑剂也可提高空穴中粉末密度均匀性。如果稀土合金粉末系用突然冷却方法制成，其流动性变得极坏，因为稀土合金粉末粒度分布曲线变得很陡，而颗粒尺寸限制在很小范围内。但是，由于按照本专利技术可以增大稀土合金粉末的流动性，即使稀土合金粉末系用突然冷却方法制成，空穴中粉末密度均匀性也可改善。较好的是，压制后制成的小粉饼密度在3.90克/厘米3-4.60克/厘米3之间。此时，小粉饼可获得必需的强度，同时可获得具有良好磁力性能的稀土磁铁。在压制时，如果沿一垂直于冲头压缩方向的方向对空穴中稀土合金粉末施加一磁场，磁化稀土合金粉末7颗粒互相排斥，使接近空穴6周边区域的粉末密度较空穴6中心部分地区的为高。但是，由于按照本专利技术可以增大冲头表面上稀土合金粉末的流动性，高密度区域稀土合金粉末将流向低密度区域。因此，即使稀土合金粉末在磁场中定向，也可减小空穴中稀土合金粉末密度的差别。此外，如果稀土合金粉末处在不小于0.5MA/m的磁场中定向，磁化稀土合金粉末7颗粒互相排斥力加大，使空穴6中粉末密度分布不均匀，并使接近空穴6周边区域粉末本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用作压缩稀土合金粉末的冲头，它包括：一压缩稀土合金粉末用的冲头表面；其中，该冲头表面包括一突出部，该突出部包括具有表面粗糙度Ｒａ不大于１．００微米的一斜面。

【技术特征摘要】
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【专利技术属性】
技术研发人员：小原公一，木户胁伸次，
申请(专利权)人：株式会社新王磁材，
类型：发明
国别省市：JP[日本]