CN103317130A - 一种制备永磁材料径向柱的模具及其使用方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种制备永磁材料径向柱的模具及其使用方法，属于磁性材料制造技术领域，包括主模板Ⅱ（201）、副模板Ⅱ（207）、上压头Ⅱ、下压头Ⅱ，还包括中间块体（206），中间块体的中央设置有数量不少于两个的圆型腔（205），中间块体的两端设置有凸起体（204），所述的主模板Ⅱ与副模板Ⅱ上对称的开有U型槽（208），凸起体分别安装在U型槽内，上压头Ⅱ、下压头Ⅱ分别为直径略小于圆型腔的实心圆柱体。有益效果是：本发明的模具压制的磁柱表面光滑，不需磨加工除棱，同时磁柱表面无暗裂纹；制成电机声音小；制备相同直径、不同长度的磁柱方便；压制过程无需等静压处理；压制过程无需重复拆装模具，加工效率高。

Description

一种制备永磁材料径向柱的模具及其使用方法

技术领域

本发明涉及一种制备永磁材料径向柱的模具及其使用方法，属于磁性材料制造技术领域。

背景技术

与传统电机相比，稀土永磁电机具有效率高、噪声低的优点，同时与电子控制器配合可进行无级调速，因此被广泛用于点钞机、洗衣机、电冰箱、空调等电子产品领域。作为电机转子的组成部分，径向柱的市场需求量也随之攀升。

传统卧式压法制作径向柱的原理是将轴向充磁的圆柱模具旋转90°，采用单模一/单模二柱压制。传统模具如图1、图2和图3所示，模具由主模板Ⅰ101、副模板Ⅰ103及侧板102围成方型腔104，使用时将上压头Ⅰ105、下压头Ⅰ106配合，放置在模具的方型腔104内，再向压头围成的腔体内加入磁粉，处理后得到径向柱。传统模具的操作步骤包括：开机，调试工作压力在0.2～1.0MPa的低压力状态，调整充退磁电流为5A，将磁粉加入到模具内，用刮板均匀分布磁粉，对样品依次进行取向、压制、退磁、脱模、包装，然后在15Mpa压力下等静压成型，成型后的磁柱样品经真空烧结处理，得径向柱产品。

使用传统模具制备永磁材料径向柱时，发现存在以下问题：

（1）由于压机压力及模具中压头合模时的作用力与反作用力，制备的径向柱在充磁方向有细小暗裂纹，样品易内裂；

（2）烧结后径向柱表面不光滑，在充磁方向上有前后两个0.5～1.2mm棱，浪费了磁粉，同时不利于后期磨加工；

（3）合模时上下压力不一致使压坯密度不均，最终磁体磁通密度不均，造成磁场两极偏差大，超过200Gs，制成电机后声音大；

（4）传统模具进行磁柱烧结时，等静压时间长，磁柱接触空气时间长，氧含量增加；

（5）传统模具不能灵活调整径向柱长度，当制备的径向柱的长度改变时，需更换新模具；

（6）使用传统磨具压制磁柱时，需重复拆装模具，生产效率低。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供一种制备永磁材料径向柱的模具及其使用方法，使用该模具压制的生坯表面光滑无棱角，后续加工方便，磁柱表面无暗裂纹；磁场两级偏差小，制成电机声音小；无需等静压处理，减少磁柱氧含量；制备相同直径，不同长度的径向柱快速方便；加工效率高。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案是：一种制备永磁材料径向柱的模具，包括主模板Ⅱ、副模板Ⅱ、上压头Ⅱ、下压头Ⅱ，主模板Ⅱ与副模板Ⅱ通过螺钉Ⅰ紧固连接，还包括中间块体，中间块体的中央设置有数量不少于两个的圆型腔，中间块体的两端设置有凸起体，所述的主模板Ⅱ与副模板Ⅱ上对称的开有U型槽，凸起体分别安装在U型槽内，上压头Ⅱ、下压头Ⅱ分别为直径略小于圆型腔的实心圆柱体。   

进一步，所述的U型槽的两端对称开有两个螺孔，在中间块体的凸起体上设有与U型槽的螺孔对应的螺孔，通过螺钉Ⅱ实现中间块体与主模板Ⅱ、副模板Ⅱ的固定连接。

进一步，主模板Ⅱ、副模板Ⅱ、中间块体以Cr-12合金钢为材质。

进一步，上压头Ⅱ、下压头Ⅱ以Mn-70合金钢为材质。

本发明还提供了上述制备永磁材料径向柱的模具的使用方法，包括以下步骤：

开机，调试工作压力在3～4MPa的状态下，调整充退磁电流为5A，将磁粉加入模具内，用刮板均匀分布磁粉，对样品依次进行取向、压制、退磁、脱模处理，对脱模后磁柱进行真空烧结处理，得到径向柱。

与传统模具压制磁柱相比，本发明的有益效果是： 

（1）本发明的模具，中间块体上的圆型腔为一体式结构，在磁柱压制过程中，腔内的磁柱受力均匀，压制得到的烧结磁柱样品表面光滑，无棱角，不需磨加工除棱，磁柱表面无暗裂纹，不会内裂。

（2）使用本发明的模具，合模时磁柱各方向受到压力均匀一致，压坯密度均匀，因此磁柱内部磁通密度均匀，磁场两级偏差小于160Gs，制成电机后声音小。

（3）使用本发明的模具，通过调整上、下压头在圆型腔内的高度，就可制备直径相同、长度不同的径向柱样品，无需更换新模具，方便快捷。

（4）使用该模具压制磁柱时，压力可增加至3～4MPa，使压制磁柱密度达到4.5～5.0g/cm³，比传统磁柱性能好，同时压制过程无需等静压，减少了磁柱中氧含量，也缩短了生产时间。 

（5）使用本发明的模具压制磁柱，压制过程无需重复拆装模具，只需调整上下压头的位置、高度，压制速度可从传统模具的80柱/小时提高到160柱/小时，工作效率得到很大提高。

附图说明

图1为传统模具的示意图；

图2为传统模具的A-A向剖视图；

图3为传统模具的压头结构示意图；

图4 为本发明模具的剖视图；

图5为本发明的副模板结构示意图； 

图6 为本发明的上、下压头配合示意图。

图中：101、主模板Ⅰ，102、侧板，103、副模板Ⅰ，104、方型腔，105、上压头Ⅰ，106、下压头Ⅰ，201、主模板Ⅱ，202、螺钉Ⅰ，203、螺钉Ⅱ，204、凸起体，205、圆型腔，206、中间块体，207、副模板Ⅱ，208、U型槽，209、上压头Ⅱ，210、下压头Ⅱ。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明作进一步说明。

如图4、图5和图6所示，一种制备永磁材料径向柱的模具，包括主模板Ⅱ201、副模板Ⅱ207、上压头Ⅱ209、下压头Ⅱ210，主模板Ⅱ201与副模板Ⅱ207通过螺钉Ⅰ202紧固连接，还包括中间块体206，中间块体206的中央设置有数量不少于两个的圆型腔205，中间块体206的两端设置有凸起体204，所述的主模板Ⅱ201与副模板Ⅱ207上对称的开有U型槽208，凸起体204分别安装在U型槽208内，上压头Ⅱ209、下压头Ⅱ210分别为直径略小于圆型腔205的实心圆柱体。

优选的，U型槽208的两端对称开有两个螺孔，在中间块体206的凸起体204上设有与U型槽208的螺孔对应的螺孔，通过螺钉Ⅱ203实现中间块体206与主模板Ⅱ201、副模板Ⅱ207的固定连接，使模具整体结构更稳固结实。

优选的，主模板Ⅱ201、副模板Ⅱ207、中间块体206以Cr-12合金钢为材质；上压头Ⅱ209、下压头Ⅱ210以Mn-70合金钢为材质。模具结构整体性能优越，满足径向柱的压制要求。

一种制备永磁材料径向柱的模具的使用方法，包括以下步骤：开机，调试工作压力在3～4MPa的状态下，调整充退磁电流为5A，将磁粉加入模具内，用刮板均匀分布磁粉，对样品依次进行取向、压制、退磁、脱模处理，对脱模后磁柱进行真空烧结处理，得到径向柱。

使用该模具制备永磁材料径向柱时，先根据需要确定中间块体206上的圆型腔205的尺寸及数量，然后通过螺钉将主模板Ⅱ201、副模板Ⅱ207与中间块体206固定连接，模具组装完毕。打开工作电机，调试仪器工作压力在3～4MPa的状态下，调整充退磁电流为5A，将下压头Ⅱ210安装在圆型腔205内，将需要的磁粉加入到圆型腔205内，用刮板将磁粉均匀分布，再将上压头Ⅱ209安装在圆型腔205内，然后将模具内的磁粉样品依次进行取向、压制、退磁、脱模处理，再对脱模后磁柱进行真空烧结处理，得到需要的径向柱产品。使用本发明模具压制永磁材料，当生产中需要制备直径相同，长度不同的径向柱新产品时，只要调整上下压头在圆型腔205内的高度，就可以获得需要的磁柱样品，不需重开新模具。该模具结构简单，使用方便，压制磁柱性能好，节省磁粉，与传统的压制过程相比，步骤简单，工作效率高。

Claims (5)

1.一种制备永磁材料径向柱的模具，包括主模板Ⅱ（201）、副模板Ⅱ（207）、上压头Ⅱ（209）、下压头Ⅱ（210），主模板Ⅱ（201）与副模板Ⅱ（207）通过螺钉Ⅰ（202）紧固连接，其特征在于，还包括中间块体（206），中间块体（206）的中央设置有数量不少于两个的圆型腔（205），中间块体（206）的两端设置有凸起体（204），所述的主模板Ⅱ（201）与副模板Ⅱ（207）上对称的开有U型槽（208），凸起体（204）分别安装在U型槽（208）内，上压头Ⅱ（209）、下压头Ⅱ（210）分别为直径略小于圆型腔（205）的实心圆柱体。

2.根据权利要求1所述的一种制备永磁材料径向柱的模具，其特征在于，所述的U型槽（208）的两端对称开有两个螺孔，在中间块体（206）的凸起体（204）上设有与U型槽（208）的螺孔对应的螺孔，通过螺钉Ⅱ（203）实现中间块体（206）与主模板Ⅱ（201）、副模板Ⅱ（207）的固定连接。

3.根据权利要求1或2所述的一种制备永磁材料径向柱的模具，其特征在于，所述的主模板Ⅱ（201）、副模板Ⅱ（207）、中间块体（206）以Cr-12合金钢为材质。

4.根据权利要求1或2所述的一种制备永磁材料径向柱的模具，其特征在于，所述的上压头Ⅱ（209）、下压头Ⅱ（210）以Mn-70合金钢为材质。

5.一种制备永磁材料径向柱的模具的使用方法，其特征在于，包括以下步骤：

开机，调试工作压力在3～4MPa的状态下，调整充退磁电流为5A，将磁粉加入模具内，用刮板均匀分布磁粉，对样品依次进行取向、压制、退磁、脱模处理，对脱模后磁柱进行真空烧结处理，得到径向柱。

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