CN101513673B - 用于挤出机的一次挤出多件磁体的流道装置及用该装置的制备方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了用于挤出成型机的一次挤出多件稀土类磁体的流道装置，以及利用该挤出流道装置制备一次挤出多件稀土类磁体的方法。所述流道装置包括装置主体(1)，芯棒(2)，冷却管(3)，冷却器(5)，主热流道(6)，多个分热流道(7)，温度传感器(8)和(12)，混炼料入口(9)。本发明能够高效获得质地均匀、磁性能非常均一、长度方向上尺寸精度高、无锥度、无针眼、耐腐蚀性好的新型稀土类磁体。

Description

用于挤出机的一次挤出多件磁体的流道装置及用该装置的制备方法

技术领域

本发明涉及用于挤出成型机的一次挤出多件稀土类磁体的流道装置，以及利用该挤出流道装置制备一次挤出多件稀土类磁体的方法。

背景技术

永磁材料的主要应用领域之一是电机，在大多数微型电机的结构中，永磁体呈圆环状或瓦片状，永磁体与转子的间隙很小0.10～0.15mm甚至更小，这个间隙由永磁体公差、转子公差、装配公差等累计而成。磁体的公差偏大或者长度方向上有锥度，就会直接影响到间隙尺寸的变化，从而影响到间隙磁场的强弱和合理分布，造成电机运转不平稳，并存在噪声、振动等诸多技术问题。因此，电机除需要磁体磁性能强、磁场均匀之外，还要求磁体质地均匀，尺寸公差(特别在长度大于10mm时)、形位公差小。永磁电机磁体的磁极有1对到几十对，磁极的精确分布以及每个磁极强度的一致性，也影响电机的性能，磁体的质地均匀一致是关键。

长期以来永磁电机大量使用廉价的铁氧体磁体，但是铁氧体磁体的磁性能较低、体积较大、重量较重、能耗较大。随着磁性材料技术的发展，粘结钕铁硼磁体已经成为替代的铁氧体永磁体的优良材料之一。

粘结钕铁硼磁体通常用压缩成形和注塑成形方法制备。压缩成形的粘结钕铁硼磁体存在下列缺点：在压制高度上受到限制，例如，薄壁(1mm)圆环磁体在高度大于10mm的很难制备、磁体的密度不均匀、磁体形状有一定的变形，磁体成形后锥度大等；注塑成形的粘结钕铁硼磁体，磁性能比压缩成形的低。挤出成形粘结钕铁硼磁体是一种新的制备方法，利用这种方法制备的磁体磁性能虽然略低于压缩成形的磁体，但是高于注塑成形的性能，并远高于铁氧体，而且便于制成性能高、薄壁圆环形状、瓦片状磁体或者其它形状的长条形状磁体。挤出成形的磁体比起压缩成形、注塑成形的磁体，质地非常均匀、尺寸精度很高，在长度方向上无锥度，同样功率的电机，采用粘结钕铁硼磁体重量可以远低于铁氧体、耗能小，较好地满足电机的要求。但挤出成形的生产效率很低，通常一台机器只能设置一个挤出口，提高生产效率的途径之一就是一次挤出多件磁体。

中国专利号ZL96119267.4、发明名称为“稀土类粘结磁体和稀土类粘结磁体用组合物”，中国专利号ZL 961119416、发明名称为“稀土类粘结磁体和稀土类磁体组合物”，均给出了挤出成形粘结钕铁硼的成份和概括的制备方法，但未涉及一次挤出多件粘结钕铁硼的制备技术条件。

中国申请号200410027810.2、发明名称为“一种稀土粘结永磁体及其制造方法”，给出挤出成形的流程方框图，无挤出成形的工艺参数，并提出在磁场中挤出成形，带来磁场成形的一系列问题，而且只对各向异性钕-铁-氮磁粉与高分子粘结剂，混合后在磁场中成形，未涉及到其它成份，未涉及一次挤出多件粘结钕铁硼的制备技术条件。

中国申请号93110051.2、发明名称为“磁取向挤出成型粘结永磁体材料的制造方法”，只针对铁氧体粉末的挤出成形技术，不涉及粘结钕铁硼粉末，而粘结钕铁硼粉末与铁氧体粉末在本质上有很大差异，粒度相差数10倍，形状不规则，受力后有很大的形变量等；该专利中，虽有工艺流程，但无具体的工艺参数，更未涉及一次挤出多件粘结钕铁硼的制备技术条件。

中国申请号90102636.9、发明名称为“树脂粘合型磁体及其生产方法”需要在磁场中成型，增加了一套磁场成型设备。成型时对挤出装置轻微振动，给成型带来麻烦。该专利未涉及到一次挤出多件粘结钕铁硼的制备技术条件。

事实上多件挤出技术在塑料工业中应用很广泛，但制备粘结钕铁硼磁体的挤出成形技术还是有很大的差异性，塑料挤出成形的密度和尺寸等容易一致，成份不易偏析，或者成份有一定偏析也不会影响使用，因此，长年来塑料多件挤出成形的技术比较成熟了。但对一套装置多件的粘结钕铁硼磁体来说，其应用对尺寸精度要求很高，密度一致、成份无偏析，因此一次挤出多件粘结钕铁硼磁体与塑料的一次挤出多件挤出成形技术差异很大。另外，由于磁体原料中磁粉含85％以上，只有少量粘结剂(尼龙、树脂等)，磁粉与粘结剂的密度相差6倍左右，挤出过程可能产生成份偏析或者密度不均匀，因此，一套装置多件的粘结钕铁硼磁体挤出技术对工艺参数的控制更加苛刻。

本发明提供一种一次挤出多件稀土类磁体的装置，以及利用该挤出流道装置制备一次挤出多件稀土类磁体的方法，以克服现用磁体制备技术存在的上述缺陷，提高挤出成形技术磁体生产效率。

发明内容

鉴于上述的需要，本发明人首先对一次挤出多件磁体的技术困难进行了如下的分析。

与稀土类磁体一套挤出装置单件挤出技术相比，稀土类磁体一套挤出装置多件挤出技术在挤出装置结构上更复杂，影响磁体性能的工艺因素也更多。

主要的困难集中在以下几个方面：

1、通常一套挤出装置单件挤出磁体的出口会设在挤出装置中心附近，有良好的中心对称性，挤出产品的直线度非常好。

对于一套挤出装置多件挤出技术来说，多个挤出装置出口不得不分散在挤出装置四周，同一件产品不同部位离中心的距离差异较大，因此会存在受热不均问题，产品的直线度会受到很大影响。

2、另外，比较一套挤出装置单件挤出技术来说，一套挤出装置多件挤出技术的多流道位挤出成形时的压力、挤出温度、挤出速度和冷却温度等关键参数都会存在有差异。因此，对一套挤出装置多件挤出技术的整个过程的控制要求更严格。

3、混合料在挤出装置中的流动性对产品的最终形成有至关重要的作用。考虑到磁性粉末与粘结剂的流动性的极大差异性，为提高混合料的流动性，就必须提高混合料中粘结剂的含量，但由此会造成磁体磁性能的下降，而通过提高工艺温度来调整流动性差异又会带来进一步防氧化等难题。

4、一套挤出装置单件的挤出方法只需考虑在挤出单件磁体的周围冷却，容易达到均匀冷却效果，因此挤出的磁体密度容易一致，磁性能一致，磁体不易变形，尺寸和形位公差容易得到保证。

但是，一套挤出装置多件挤出成形时，温度分布复杂得多，相邻流道中间部位热量得不到有效散发，导致产品的外侧和中心部位温差大，温度高的一侧混合料流动快，易出现产品开裂，变形；另外，混合料在各流道处的挤出的压力不同，阻力不均匀等现象，也会导致各流道挤出速度的不一致，从而导致产品变形。

所以在一套挤出装置多件挤出成形技术中必须考虑避免发生磁体的密度差异、成份偏析、质地不均匀、尺寸不一致性、形状变形、弯曲，氧化，挤不出，磁体断裂，发生混炼料流淌，混炼料不流动或堵塞、“竹节”等诸多问题。

要解决以上技术问题，就必须综合挤出装置结构、流道的挤出压力、挤出温度、挤出速度和冷却温度等工艺参数的合理匹配问题。

最好，考虑原料、原料配比、添加剂的选择等问题。比如需要调整粘结钕铁硼的成份。钕铁硼粉的颗粒形状呈片状，挤出时流动性差，为了保证磁性能和流动性，不能光考虑增加粘结剂的份额，使其流动顺畅，当粘结剂增加到一定程度之后，磁体可能变软。为了保证磁性能、机械性能和流动性，成份中还需要添加非钕铁硼的磁性材料、铁氧体磁粉，铁氧体磁粉的粒度比起钕铁硼粉细很多，铁氧体磁粉的颗粒形状更加接近球形，添加铁氧体磁粉有利于以后挤出成形的流动性，铁氧体磁粉同时还有永磁性，还不影响磁性。另外，粘结剂可以选择聚酰胺树脂、几种树脂中的一种或几种。

再来考虑一次挤出多件装置的各流道的温度、挤出压力、挤出速度和冷却温度等工艺参数。

由于原料入口主流道处的压力相同，但各个流道的压力、阻力会有不同(虽然尽量采用了流动均一化设计的流道)，这就会导致磁体挤出速度不一致，速度不一致会导致密度的差异以及性能不一致，严重的时候，会导致某个流道的挤出速度慢，或甚至于温度过低，混炼料在流道中堵塞不出料，那么就达不到一次多件的效果了。为了缩小差异，挤出温度设置要低。因此，我们考虑，通过对一次挤出多件的每一个工件的加热温度、流道不同位置的温度、冷却固化温度分别单独控制，可以达到单独平衡流道阻力，控制挤出速度的目的。比如，通过对慢速侧提高温度可以提高原料的流动性并一定程度上扩充流道，从而提高速度。或者对快速侧降低温度来减慢速度，来使各流道的挤出速度一致，从而使挤出的磁体密度和磁性能达到一致。

综上所述，为了解决上述技术难题，本发明首先提供了一种用于挤出成型机的一次挤出多件稀土类磁体的流道装置，所述流道装置包括装置主体1，芯棒2，冷却管3，冷却器5，主热流道6，多个分热流道7，温度传感器8和12，混炼料入口9；其中：

所述装置主体1，设置在外购的挤出成型机的物料挤出部位；

所述芯棒2，位于主热流道6的中心线上，同时处于分热流道7的中心线上；

所述主热流道6位于挤出成形装置主体中心线左端，且在挤出机的混炼料入口9的右端，主热流道6右端与芯棒2接触；

所述分热流道7，位于主热流道6的右端，与主热流道6相通，形成一个主热流道和多个分热流道的一个流道系统；

所述冷却器5位于分热流道7的中心部位，冷却器5的右端伸出到装置主体1外部，冷却器5内套有冷却管3；

所述温度传感器8和12分别设置于分热流道7的两侧。

其中，所述芯棒2的左端呈锥形，其右端通过螺栓10与装置主体1固定。

其中，所述主热流道6的横截面呈圆柱状的空间，所述分热流道7均匀分布在装置主体1的主热流道6右边的横截面圆周上。

其中，所述分热流道7的出口为装置主体1的外端，磁体在多个分热流道7出口处分别被挤出。

其中，所述主热流道6的横截面圆周直径大于要求成形磁体截面等效直径的3倍。

其中，所述分热流道7分布的圆周角度为360°/N，分热流道7的截面积的总和小于主热流道的截面积。

其中，所述分热流道7的截面形状，由所要求的磁体截面的形状决定，分热流道7出口的截面形状与所要求的磁体截面形状相同。

其中，所述冷却器5由盖板13和螺栓11与装置主体1固定。

其中，所述温度传感器8，位于分热流道7的靠远离装置主体1的一侧，温度传感器12，位于分热流道7的靠近装置主体1的一侧，且温度传感器12与8，设置对应于装置主体1的同一截面上。

其中，所述温度传感器12测定分热流道靠近冷却器部位的温度，温度传感器(8)测定分热流道的外测的温度。

根据本发明的另一方面，本发明还提供了一种利用如上所述的流道装置制备一次挤出多件稀土类磁体的方法，所述方法包括：

(a)经过均匀混合和混炼，制备含有稀土类磁粉的混炼料，将该混炼料装入所述流道装置，其中，所述流道装置包括装置主体1，芯棒2，冷却管3，冷却器5，主热流道6，多个分热流道7，温度传感器8和12，混炼料入口9；

(b)在主热流道的挤出压力为3MPa以上、温度为240～320℃和挤出速度为1～10mm/s；以及在分热流道前部的挤出压力为3MPa以上、温度为220～300℃和挤出速度为2～8mm/s；在分热流道后部的挤出压力为3MPa以上、温度为135～260℃、挤出速度为2～8mm/s的条件下进行一次挤出成型，得到多件稀土类磁体。

其中，所述稀土类磁粉包括以NdFeB为主相的R-Fe-B-M磁粉，或者以NdFeN为主相的R-Fe-N-M磁粉。

其中，所述稀土类磁粉还包括铁氧体磁粉0～70wt％(占全部重量)。

其中，所述混炼料还包括粘结剂，所述粘结剂选自聚酰胺树脂、液晶树脂、聚苯硫醚、含氟树脂中的一种或一种以上。

其中，一次挤出多件稀土类磁体的形状为圆环筒形状、瓦片形状长条、扇形长条、或其它等截面的长条。

其中，一次挤出多件稀土类磁体的密度4.1～6.1g/cm³。挤出成形的磁体的磁性能达到8～90kJ/m³。

本发明的有益效果是通过利用所述的挤出流道装置制备一次挤出多件稀土类磁体的方法，由于在挤出流道装置中添加冷却器，因而控制了挤出过程的温度、流速、压力，并能够高效获得质地均匀、磁性能非常均一、长度方向上尺寸精度高、无锥度、无针眼、耐腐蚀性好的新型稀土类磁体。

此外，本发明与现有技术的不同点在于：本专利具有①一次挤出多件；②无需磁场取向；③高填充比、流动性差的原料挤出成形；④有挤出流道工艺参数等特点。一次挤出多件稀土类磁体的密度4.1～6.1g/cm³，一次挤出多件稀土类磁体的磁能积达到8～90kJ/m³。

附图说明

图1a和图1b表示本发明的一次挤出多件稀土类磁体的流道装置示意图；

图2表示本发明的冷却调节原理图；

图3表示本发明的所得到的瓦片形状长条磁体；

图4表示本发明的所得到的扇形长条磁体；

图5表示本发明的所得到的圆环筒形状磁体。

附图标记：

挤出成形装置主体1，芯棒2，冷却管3，成形后的磁体4，冷却器5，主热流道6，分热流道7，温度传感器8和12，混炼料入口(挤出机挤出料筒)9，螺栓10和11，盖板13。

具体实施方式

通过以下实施例来对本发明作进一步具体说明，但并不仅限于以下实施例和实施例中的工艺参数范围。

如图1a和1b所示，装置主体1，设定在外购的挤出机给出物料挤出部位。根据不同规格的挤出机说明书给出的空间和安装方式，设计和配装挤出装置，挤出装置主热流道6与挤出机挤出料筒9配合，挤出装置主体的右端留有被挤出磁体的空间，以及留有安装、调试、修理挤出装置的空间。因为不同规格的挤出机说明书给出的空间和安装方式不同，设计和配装挤出装置不同，这是外购挤出机的技术问题。

芯棒2位于主热流道6的中心线上，通过过盈配合镶嵌在装置主体1的内部中心部位，芯棒2通过螺栓10、与主体1固定。芯棒2的左端呈锥形，还处于多个分热流道7的中心线上，便于被挤出的主热流道6的混炼料，均匀分流到各个分热流道7中。

主热流道6是存放待挤出混炼料的空间，主热流道6位于挤出成形装置主体中心线左端，位于挤出机的混料料入口9(外购挤出机带有的)的右端，主热流道6右端与芯棒2接触(参见图1a)，主热流道6呈圆柱状空间，它起到保有充分的待挤出混炼料，主热流道6中的待挤出混炼料，将流向多个分热流道7。

多个挤出分热流道7，位于主热流道6的右端，与主热流道6相通，形成一个主热流道6和多个分热流道7的一个流道系统，多个挤出分热流道7的出口为装置外端，出口处有被挤出的磁体4(参见图1a)。多个(N个)挤出分热流道7分布在装置主体1中。多个(N个)挤出分热流道7均匀分布在装置主体1的主热流道6右边的横截面圆周上，该横截面圆周直径大于要求成形磁体截面等效直径的3倍，多个(N个)挤出分热流道7分布的圆周角度为360°/N。多个(N个)挤出分热流道7的截面积的总和小于主热流道6的截面积，分热流道7的截面形状，由所要求的磁体截面的形状决定，分热流道7出口的截面形状与所要求的磁体4截面形状相同。多个(N个)挤出分热流道7是用于混炼料在挤出流动过程形成多个磁体的通道，多个分热流道7的出口端的出料口的形状是所要求的磁体端面的形状，使混炼料从由主热流道6流向分热流道7直到挤出成形为成形后的磁体4。

冷却管3套在冷却器5内，冷却器5由盖板13和螺栓11与主体1固定。冷却器5内有温度传感器12，冷却器5的外壳保护冷却管，冷却器5位于多个分热流道7的中心部位，冷却器5的右端伸出装置主体外部(参见图1a)，冷却器5与装置主体1用螺栓11固定。冷却管3调节多个分热流道靠近冷却器部位的温度，冷却分热流道的混炼料热量，挤出过程中尽量满足使混炼料冷却的速度、使挤出成形的混炼料在各分热流道中挤出压力得到控制、挤出压力均衡一致，因而使混炼料在分热流道中，①不断流、②混炼料在各个分热流道中流动的混炼料密度一致，③混炼料在各分热流道中流经同一装置主体1横截面时的冷却状态一致，④还能调节主热流道以及各分热流道中的挤出压力。

温度传感器8，位于分热流道7的靠远离主体1的一侧，温度传感器12，位于分热流道7的靠近装置主体1的一侧。参见图1a，温度传感器12测定分热流道靠近冷却器部位的温度，温度传感器8测定分热流道的外测的温度。由温度传感器12与温度传感器8的温度测定差异，判定分热流道的内外侧的温度分布，通过调节分热流道的内外侧的温度，改善分热流道的挤出温度，控制挤出物料的状态以及挤出物料的品质。

由挤出机给出240～320℃的待挤出的混炼料，呈软化状态，既有很好的流动性，又不能使混炼料中的各种成份偏析，也不能使混炼料因温度过高而劣化，挤出的混炼料必须充满各处的分热流道，挤出过程中混炼料中不产生空隙、气泡，这样的混炼料从挤出机的挤出机构挤到主热流道6中，主热流道6中的混炼料被均匀挤入多个分热流道7，混炼料流向分热流道7直至到分热流道7的出口的过程中，被挤出的混炼料的温度逐渐降低，温度降低到分热流道7的出口处时，使混炼料随着温度的降低逐渐固化结硬，挤出至成为完全固化结硬的磁体4。本段所述的工艺参数见表1和表2。

如图2所示，套在冷却器5中的冷却管3控制调节多个分热流道靠近冷却器部位的温度，冷却分热流道混炼料的热量，以及控制速度的原理图。各分热流道内中心部位的温度传感器12与温度传感器8比较的温度之差，传递到流道温度比较器A1，促使加热器A2加热或减少、停止加热，改变混炼料的温度，混炼料的软化程度有所改变，从而控制了主热流道6的混炼料的软化程度、温度、压力和挤出速度。主热流道6的混炼料的软化程度、温度、压力和挤出速度影响和控制了各分热流道中混炼料的温度，挤出压力和挤出速度，以至使各分热流道的同一截面处的混炼料温度一致，挤出速度一致，和挤出压力一致，各分热流道同一截面处的密度一致，使挤出的成形磁体密度一致，避免挤出断流、磁体不形成竹节，磁体不开裂，磁体不形成锯齿状等等缺陷，符合需要磁体的密度、尺寸、形状和磁性等技术要求。

如图2所示，冷却器控制从主热流道6直至挤出成形磁体4全过程的工艺稳定性，即挤出过程各个分热流道的温度，速度和压力的稳定性和一致性。从而制备出的成形后的磁体4的密度4.1～6.1g/cm³。挤出成形的磁体4的磁能积达到8～90kJ/m³。

一次挤出多件稀土类磁体的形状可以是：圆环筒形状、瓦片形状长条、扇形长条、其他等截面的长条，其尺寸及其精度，由需求而定。

一次挤出多件稀土类磁体的尺寸精密及公差，举例如下：

①瓦片形状长条磁体：

外径R3.60mm公差为±0.02mm；

内径r2.90mm公差为±0.02mm；

瓦片幅宽度5.6mm，公差±0.02mm；

长度10-500mm(长度公差由切割机决定，属于切割技术)。

磁体长度500mm弯曲度小于0.10mm；

中心角119°，高度2.1mm，公差±0.02mm，

②扇形长条磁体：

外径R6.00mm公差为±0.02mm；

内径r3.00mm公差为±0.02mm；

幅宽度5mm公差为±0.02mm；

长度5-300mm的(长度公差由切割机决定，属于切割技术)磁体弯曲度小于0.05mm。

③圆环筒形状磁体：

外径Φ22mm公差为±0.03mm；

内径Φ20mm公差为±0.03mm；

长度5-300mm的磁体弯曲度小于0.03mm；

挤出成型各流道的温度、挤出速度、挤出压力列入表1。一次挤出多件稀土类磁体的制备方法及其磁体，挤出料在各个部位，例如：各部位某点的温度、压力、流动速率，把这些因素控制在135～320℃、挤出压力大于或等于3MPa、挤出速度1～10mm/s范围内，具体的各部位的条件，如表1，按照挤出的磁体可以达到要求的尺寸、密度、磁性、形状。挤出各流道的温度、挤出速度、挤出压力见表1。

表1

部位	主热流道6	分热流道7前部(近主流道)	分热流道7后部(近出口)	成形后的磁体4
					温度(℃)	240～320	220～300	135～260	≤135
挤出速度(mm/s)	1～10	2～8	2～8	2～8
					挤出压力(MPa)	≥3	≥3	≥3	-

获得的磁体各点质地均匀、因此磁性能非常均一，尺寸可以达到技术要求。在长度300mm的弯曲度小于0.08mm的条件下，内外径公差很小，制备中可以保证，长度方向上尺寸精度高并无锥度、生产过程中无气孔，无断流，无不连续状态，无杂质，无成份偏析，因此不产生针眼，与一次挤出单件的尺寸精度、密度、磁性能无差异。一次挤出多件稀土类磁体密度4.1～6.1g/cm³。一次挤出多件稀土类磁体4的磁能积达到8～90kJ/m³。

实施例1

磁体所用NdFeB磁粉占全部重量的84wt％，铁氧体磁粉占全部重量的1wt％，粘合剂PPS重量占全部重量的15wt％。经过均匀混合和混炼，做成混炼粉料。使用本发明的挤出流道装置，在表2所示的挤出装置各个流道的温度、挤出速度、挤出压力的条件下进行一次挤出成形，得到多件磁体。

表2

部位	主热流道6	分热流道7前部(近主流道)	分热流道7后部(近出口)	成形后的磁体4
					温度(℃)	310～320	290～300	250～260	≤135
挤出速度(mm/s)	3～4	5～6	5～6	5～6
					挤出压力(MPa)	≥10	≥8	≥7	-

获得的瓦片形状磁体各点质地均匀、因此磁性能非常均一，尺寸可以达到图纸要求，所得到的瓦片形状磁体如图3所述，其中，外径R3＝3.60mm，公差±0.02mm，内径r3＝2.90mm公差±0.02mm，瓦片幅度W3＝5.6mm，公差±0.02mm，中心角α3＝119°，高度H3＝2.1mm，公差±0.02mm，长度L3＝300mm(长度公差由切割机决定，属于切割技术)。

在长度300mm的弯曲度小于0.08mm的条件下，内外经公差很小，制备中可以保证，说明长度方向上尺寸精度高并无锥度、生产过程中无气孔，无断流，无不连续状态，无杂质，无成份偏析，因此不产生无针眼，与一次挤出单件的尺寸精度、密度、磁性能无差异；磁体无锥度、无气孔、无断流，无不连续状态，无杂质，无成份偏析等现象。粘结剂充分包覆磁体表面，所以耐腐蚀性好，挤出成形的瓦片形状稀土类磁体密度4.3～4.8g/cm³。挤出成形的瓦片形状磁体4的磁能积达到32～48kJ/m³。

实施例2

磁体所用NdFeB磁粉占全部重量的96wt％，聚酰胺树脂重量占全部重量的4wt％。经过均匀混合和混炼，做成混炼粉料。使用本发明的挤出流道装置，在表3所示的挤出装置各个流道的温度、挤出速度、挤出压力的条件下进行一次挤出成形，得到多件磁体。

表3

部位	主热流道6	分热流道7前部(近主流道)	分热流道7后部(近出口)	成形后的磁体4
					温度(℃)	240～243	220～230	135～145	≤135
挤出速度(mm/s)	2～3	4～5	4～5	4～5
					挤出压力(MPa)	≥10	≥9	≥6	-

获得的扇形长条磁体各点质地均匀、因此磁性能非常均一，尺寸达到图纸要求，所得到的扇形长条磁体如图4所述，其中，外径R4＝9.0mm，公差±0.05mm，内径r4＝4.50mm公差±0.05mm，扇形幅度W4＝7mm，公差±0.05mm，中心角α4＝46±0.05°，高度H4＝4.5mm，公差±0.05mm，长度L4＝300±0.05mm(长度公差由切割机决定，属于切割技术)。

在长度300mm的弯曲度小于0.05mm的条件下，内外径公差很小，制备中可以保证，说明长度方向上尺寸精度高并无锥度、生产过程中无气孔，无断流，无不连续状态，无杂质，无成份偏析，因此不产生无针眼，与一次挤出单件的尺寸精度、密度、磁性能无差异；磁体无锥度、无气孔、无断流，无不连续状态，无杂质，无成份偏析等现象。粘结剂充分包覆磁体表面，所以耐腐蚀性好，挤出成形的扇形长条磁的稀土类磁体密度5.8～6.1g/cm³。挤出成形的扇形长条磁体4的磁能积达到64～90kJ/m³。

实施例3

磁体所用NdFeB磁粉占全部重量的22wt％，铁氧体磁粉占全部重量的70wt％，聚酰胺树脂重量占全部重量的8.0wt％。经过均匀混合和混炼，做成混炼粉料。使用本发明的挤出流道装置，在表4所示的挤出装置各个流道的温度、挤出速度、挤出压力的条件下进行一次挤出成形，得到多件磁体。

表4

部位	主热流道6	分热流道7前部(近主流道)	分热流道7后部(近出口)	成形后的磁体4
					温度(℃)	250～255	245～249	145～150	≤135
挤出速度(mm/s)	3～5	2～8	2～8	2～8
					挤出压力(MPa)	≥3	≥3	≥3	-

获得圆环筒形状的磁体各点质地均匀、因此磁性能非常均一，尺寸达到图纸要求，所得到的圆环筒形状磁体如图5所述，其中，外径φ51＝17.30±0.05mm，内径φ52＝15.30±0.05mm，外圆面的圆度0.025mm，外圆面的同轴度0.03mm，内圆面的圆度0.025mm，长度L5＝300±0.10mm(长度公差由切割机决定，属于切割技术)。在长度300mm的弯曲度小于0.05mm的条件下，内外径公差很小，制备中可以保证，说明长度方向上尺寸精度高并无锥度、生产过程中无气孔，无断流，无不连续状态，无杂质，无成份偏析，因此不产生无针眼，与一次挤出单件的尺寸精度、密度、磁性能无差异；磁体无锥度、无气孔、无断流，无不连续状态，无杂质，无成份偏析等现象。粘结剂充分包覆磁体表面，所以耐腐蚀性好，圆环筒形状挤出的稀土类磁体密度4.1～4.8g/cm³。挤出成形的磁体4的磁能积达到8～16kJ/m³。

实施例4

磁体所用NdFeB磁粉占全部重量的46wt％，铁氧体磁粉占全部重量的40wt％，PPS重量占全部重量的14wt％。经过均匀混合和混炼，做成混炼粉料。使用本发明的挤出流道装置，在表5所示的挤出装置各个流道的温度、挤出速度、挤出压力的条件下进行一次挤出成形，得到多件磁体。

表5

部位	主热流道6	分热流道7前部(近主流道)	分热流道7后部(近出口)	成形后的磁体4
					温度(℃)	300～310	280～290	245～255	≤135
挤出速度(mm/s)	1～2	2～3	2～3	2～3
					挤出压力(MPa)	≥5	≥4	≥4	-

得到瓦片形状磁体(类似实施例1的图3)外径R3＝6.45mm，内径r3＝5.4mm，高H3＝3.6mm，幅宽W3＝20mm的挤出速度见表5；扇形磁体或者圆环形磁体的壁厚(外径-内径)类似于瓦片形状磁体(类似实施例1的图3)外径R3＝6.45mm，内径r3＝5.4mm的挤出速度见表5。瓦片形状挤出的稀土类磁体密度4.1～4.6g/cm³。挤出成形的磁体的磁能积达到24～32kJ/m³。

实施例5

磁体所用NdFeB磁粉占全部重量的88wt％，粘合剂聚酰胺树脂占全部重量的9wt％，液晶树脂重量占全部重量的1wt％、聚苯硫醚重量占全部重量的1wt％、含氟树脂重量占全部重量的1wt％。经过均匀混合和混炼，做成混炼粉料。使用本发明的挤出流道装置，在表6所示的挤出装置各个流道的温度、挤出速度、挤出压力的条件下进行一次挤出成形，得到多件磁体。

表6

部位	主热流道6	分热流道7前部(近主流道)	分热流道7后部(近出口)	成形后的磁体4
					温度(℃)	240～250	220～230	190～200	≤135
挤出速度(mm/s)	5～10	2～8	2～8	2～8
					挤出压力(MPa)	≥6	≥3	≥3	-

得到瓦片形状磁体(类似实施例1的图3)外径R3＝3.6mm，内径r3＝2.7mm，高H3＝2.1mm，幅宽W3＝4.5mm；扇形磁体或者圆环形磁体的壁厚(外径-内径)类似于瓦片形状磁体，(类似实施例1的图3)外径R3＝3.6mm，内径r3＝2.7mm的挤出速度见表6。瓦片形状挤出的稀土类磁体密度5.2～5.6g/cm³。挤出成形的磁体的磁能积达到52～60kJ/m³。

本发明通过上面的实施例进行举例说明，但是，本发明并不限于这里所描述的特殊实例和实施方案。任何本领域中的技术人员很容易在不脱离本发明精神和范围的情况下进行进一步的改进和完善，因此本发明只受到本发明权利要求的内容和范围的限制，其意图涵盖所有包括在由附录权利要求所限定的本发明精神和范围内的备选方案和等同方案。

Claims (12)

1.一种用于挤出成型机的一次挤出多件稀土类磁体的流道装置，其特征在于，

所述流道装置包括装置主体(1)，芯棒(2)，冷却管(3)，冷却器(5)，主热流道(6)，多个分热流道(7)，第一温度传感器(8)和第二温度传感器(12)，混炼料入口(9)；其中，

所述装置主体(1)，设置在外购的挤出成型机的物料挤出部位；

所述芯棒(2)，位于主热流道(6)的中心线上，同时处于分热流道(7)的中心线上；

所述主热流道(6)位于装置主体(1)中心线左端，且在挤出机的混炼料入口(9)的右端，主热流道(6)右端与芯棒(2)接触；

所述分热流道(7)，位于主热流道(6)的右端，与主热流道(6)相通，形成一个主热流道和多个分热流道的一个流道系统，所述主热流道(6)的横截面呈圆柱状的空间，所述分热流道(7)均匀分布在装置主体(1)的主热流道(6)右边的横截面圆周上，所述主热流道(6)的横截面圆周直径大于要求成形磁体截面等效直径的3倍；

所述冷却器(5)位于分热流道(7)的中心部位，冷却器(5)的右端伸出到装置主体(1)外部，冷却器(5)内套有冷却管(3)；

所述第一温度传感器(8)位于分热流道(7)的靠远离装置主体(1)的一侧，所述第二温度传感器(12)位于分热流道(7)的靠近装置主体(1)的一侧，且所述第一温度传感器(8)与所述第二温度传感器(12)，设置对应于装置主体(1)的同一截面上；所述第二温度传感器(12)测定分热流道靠近冷却器部位的温度，所述第一温度传感器(8)测定分热流道的外测的温度。

2.如权利要求1所述的流道装置，所述芯棒(2)的左端呈锥形，其右端通过螺栓(10)与装置主体(1)固定。

3.如权利要求1所述的流道装置，所述分热流道(7)的出口为装置主体(1)的外端，磁体在多个分热流道(7)出口处分别被挤出。

4.如权利要求1所述的流道装置，所述分热流道(7)分布的圆周角度为360°/N，N为多个分热流道的数目，分热流道(7)的截面积的总和小于主热流道的截面积。

5.如权利要求1所述的流道装置，所述分热流道(7)的截面形状，由所要求的磁体截面的形状决定，分热流道(7)出口的截面形状与所要求的磁体截面形状相同。

6.如权利要求1所述的流道装置，所述冷却器(5)由盖板(13)和螺栓(11)与装置主体(1)固定。

7.一种利用如权利要求1～6所述的流道装置制备一次挤出多件稀土类磁体的方法，所述方法包括：

(a)经过均匀混合和混炼，制备含有稀土类磁粉的混炼料，将该混炼料装入所述流道装置，其中，所述流道装置包括装置主体(1)，芯棒(2)，冷却管(3)，冷却器(5)，主热流道(6)，多个分热流道(7)，第一温度传感器(8)和第二温度传感器(12)，混炼料入口(9)；

(b)在主热流道(6)的挤出压力为3MPa以上、温度为240～320℃和挤出速度为1～10mm/s；以及在分热流道(7)前部的挤出压力为3MPa以上、温度为220～300℃和挤出速度为2～8mm/s；在分热流道(7)后部的挤出压力为3MPa以上、温度为135～260℃、挤出速度为2～8mm/s的条件下进行一次挤出成型，得到多件稀土类磁体。

8.如权利要求7所述的制备方法，所述稀土类磁粉包括以NdFeB为主相的R-Fe-B-M磁粉，或者以NdFeN为主相的R-Fe-N-M磁粉。

9.如权利要求7或8所述的制备方法，所述稀土类磁粉还包括占全部重量0～70wt％的铁氧体磁粉。

10.如权利要求7所述的制备方法，所述混炼料还包括粘结剂，所述粘结剂选自聚酰胺树脂、液晶树脂、聚苯硫醚、含氟树脂中的一种以上。

11.如权利要求7所述的制备方法，一次挤出多件稀土类磁体的形状为圆环筒形状、瓦片形状长条、扇形长条或其它等截面的长条。

12.如权利要求7所述的制备方法，一次挤出多件稀土类磁体的密度4.1～6.1g/cm³，挤出成形的磁体的磁能积达到8～90kJ/m³。

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