CN105935766B - 粉末成型装置及使用该装置制造稀土烧结磁体 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及粉末成型装置及使用该装置制造稀土烧结磁体。当通过将粉末材料(5)引入在下冲头(2)和冲模(1)之间的空腔(11)中、将在上冲头(3)和下冲头(2)之间的材料压缩成型为所需形状的压坯(51)及向上移动下冲头(2)以推出压坯(51)来成型粉末材料(5)时，通过围绕下冲头(2)安装垫(24)并使该该垫含浸润滑剂来向冲模(1)的内表面涂布润滑剂。由于在每个成型操作中涂布了润滑剂，因此能够连续地进行成型操作。

Description

粉末成型装置及使用该装置制造稀土烧结磁体
交叉引用相关申请
根据35U.S.C.§119(a)，该非临时申请要求于2015年3月5日在日本提交的专利申请No.2015-043326的优先权，其全部内容作为参考并入本文。
技术领域
本发明涉及一种粉末成型装置和一种使用该装置来制造稀土烧结磁体的方法。
背景技术
由于优异的磁性性能，以Nd磁体为代表的稀土烧结磁体目前在硬盘驱动器、空调、混合动力车辆等中利用的电动机、传感器及其它组件中广泛使用。
通常，利用粉末冶金法通过以下步骤来制造稀土烧结磁体。首先，将原料根据预定组成混合，在感应熔炼炉等中熔融，并铸造成合金锭。通过研磨机(例如颚式破碎机、布朗磨机或销棒粉碎机)，或者通过氢破碎处理来粗破碎该合金锭，并且随后通过喷射磨机等微粉碎至具有1至10μm的平均粒径的微粉末。在磁场中将该粉末压制成具有所需形状的压坯以赋予磁各向异性，随后烧结并热处理。
在利用常规粉末冶金法的稀土烧结磁体的制造中所涉及的磁场中压制工艺(in-magnetic-field pressing process)是冲模压制工艺，该冲模压制工艺包括步骤：使用由冲模、上冲头和下冲头构成的模具，在冲模和下冲头之间限定的空腔中填充微粉末，并在上冲头和下冲头之间单轴向压制该粉末。常规操作是将润滑剂涂布(施涂)于冲模的内表面，用以减小在上冲头和下冲头与冲模内表面之间的摩擦并有助于压坯的分离。
对于润滑剂的涂布，通常采用将润滑剂喷射至冲模内表面的方法。利用该方法，在每个成型步骤中或在预定次数的成型周期后，中断成型操作以花费时间来进行润滑剂涂布操作。这意味着，润滑剂涂布操作导致生产率的降低。期待的是，具有一种能够有效地涂布润滑剂从而由此改进稀土烧结磁体的生产率的措施。
引用列表
专利文件1：JP-A H04-214803
专利文件2：JP-A H09-104902
专利文件3：JP-A 2000-197997
专利文件4：JP-A 2003-025099
专利文件5：JP-A 2006-187775
发明内容
本发明的一个目在于，提供一种粉末成型装置，该粉末成型装置包括适合于相对地上下移动的冲模、上冲头和下冲头，设计该粉末成型装置使得在粉末材料的压缩成型期间将润滑剂有效地涂布至所需部位，而不降低生产率，并且还提供一种使用该装置来制造稀土烧结磁体的方法。
在一个方面，本发明提供了一种粉末成型装置，该粉末成型装置包括适合于相对地上下移动的冲模、上冲头和下冲头，该冲模具有由内表面包围并且在上端和下端之间延伸的通孔，上冲头具有下表面，下冲头具有上表面，通过如下来操作该装置：移动下冲头从下方进入冲模以限定出在下冲头的上表面和冲模的内表面之间的空腔，将粉末材料引入空腔，移动上冲头从上方进入冲模以在压力下压缩上冲头和下冲头之间的粉末材料，由此将粉末材料成型为所需形状的压坯，相对地向上移动上冲头直到冲模在上端打开，相对地向上移动下冲头用以推出压坯，并从冲模的上端移出压坯。根据本发明，下冲头设置有围绕其整个周面的带状槽，在该槽中安装由可含浸润滑剂的弹性材料构成的涂布器或垫，下冲头设置有用于向该垫供给润滑剂的润滑剂管路。利用该构造，将润滑剂通过润滑剂管路供给至该垫以使该垫含浸润滑剂，当在成型操作期间下冲头在冲模中相对地上下移动时，润滑剂从该垫涂布至冲模内表面，并且每当重复该成型操作时就重复润滑剂涂布操作。
在优选实施方案中，该垫由可含浸至少0.01g/cm2的润滑剂的毡、非织造物或海绵制成。
优选地，该粉末成型装置还包括用于施加穿过在下冲头的上表面和冲模的内表面之间的空腔的磁场的设备。在优选的实施方案中，粉末材料是稀土合金粉末，将磁场施加于稀土合金粉末用于磁化、分散和定向，并在此状态下进行压缩成型以形成稀土合金的压坯。
在优选的实施方案中，当通过利用上冲头和/或下冲头来压缩压坯从而在预定压力下将压坯夹持在上冲头和下冲头之间时，通过相对于冲模向上移动上冲头和下冲头以从冲模中推出压坯。更优选地，当在预定压力下将压坯夹持在上冲头和下冲头之间时，通过相对于冲模向上移动上冲头和下冲头来推出压坯，并且在上冲头和下冲头移动期间增大或减小夹持压力。
在优选的实施方案中，润滑剂是至少一种选自硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸甲酯、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、花生酸、山萮酸和二十四酸的试剂溶解在挥发性溶剂中而成的。
在另一方面，本发明提供了一种用于制造稀土烧结磁体的方法，该方法包括将稀土合金粉末压缩成型为压坯的步骤和热处理压坯以烧结的步骤，压缩成型步骤使用如上所限定的粉末成型装置。
具体地，在本发明的粉末成型装置中，当围绕下冲头的整个周面安装的带状垫含浸有润滑剂时，进行粉末材料的压缩成型。随后，在每个成型操作时或每当下冲头在冲模中上下移动时，润滑剂从该垫涂布至冲模内表面。由于用于在冲模内限定将填充有粉末材料的空腔的操作和用以推出压坯的操作引起下冲头移动经过经受压制的冲模内表面的部分的上方，以及上冲头和下冲头沿其滑动经过的冲模内表面的部分的上方的全部，因此，润滑剂能够涂布至冲模内表面的全部所需部分。此外，由于其弹性，围绕下冲头周面安装的弹性材料垫连续滑动并与冲模内表面紧密接触，由此，润滑剂均匀并有效地从该垫涂布至冲模内表面。这减小了上冲头和下冲头与冲模之间的摩擦，并有助于压坯的分离。有效的粉末压制是可能的。
发明有益效果
本发明的粉末成型装置使得能够一边在成型操作的同时涂布润滑剂、一边进行粉末材料的连续成型，而无需中断成型操作。以高效率进行稀土合金等的压坯的压缩成型是可能的。使用该粉末成型装置，能够有效地制造稀土烧结磁体。
附图简要说明
图1是根据本发明的一个实施方案的粉末成型装置的示意性剖视图，该粉末成型装置包括冲模、上冲头和下冲头。
图2是该粉末成型装置的示意性剖视图，其中由下冲头的上表面和冲模的内表面限定出的空腔填充有粉末材料。
图3是该粉末成型装置的示意性剖视图，其中下冲头相对地向下移动以限定出用于允许上冲头置于粉末材料上的临时空腔。
图4是该粉末成型装置的示意性剖视图，其中上冲头从上方插入冲模直到上冲头与粉末材料邻接。
图5是该粉末成型装置的示意性剖视图，其中冲模中的粉末材料在上冲头和下冲头之间被压缩成所需形状的压坯。
图6是该粉末成型装置的示意性剖视图，其中上冲头相对地向上移动直到冲模的上端打开。
图7是该粉末成型装置的示意性剖视图，其中下冲头相对地向上移动用以推出压坯，使得可以从冲模打开的上端移出压坯。
图8是下冲头的透视图。
具体实施方式
在以下的描述中，类似的附图标记表示附图中所示若干视图中类似或相应的部件。还应理解，术语如“顶(部)”、“底(部)”、“上(部)”、“下(部)”等是常用词语，且不应解释为限制性术语。就任意冲头或冲模或二者可以彼此面对或背离移动的意义而言，使用术语“相对的”或“相对地”。
简言之，本发明的粉末成型装置包括适合于相对地上下移动的冲模、上冲头和下冲头。在冲模中在位于上冲头和下冲头之间将粉末装料压缩成型为所需形状的压坯。本发明的方法包括使用该粉末成型装置将稀土合金粉末压缩成型为压坯的步骤和热处理压坯以烧结，由此产生稀土烧结磁体的步骤。图1至7中示出一种示例性的粉末成型装置。
图1至7示出从使用一个实施方案中的粉末成型装置来压缩成型粉末材料的步骤到移出粉末材料的成型压坯的步骤的整个过程。如图1所示的那样，粉末成型装置包括四方筒状的冲模1，适合于从下方移入冲模1中的四方块状的下冲头2，和适合于从上方移动进入冲模1中的四方块状的上冲头3。作为工作表面，冲模1具有由内表面包围且在上端和下端之间轴向延伸的通孔，上冲头3具有下表面，并且下冲头2具有上表面。设置它们使得上冲头3的下表面和下冲头2的上表面通过冲模1的通孔轴向相对。
冲模1、下冲头2和上冲头3适合于沿着共同的轴4相对地上下移动。例如，当下冲头2向上移动和/或冲模1向下移动时，下冲头2从下方进入冲模1的通孔并向冲模1的上端移动。通过下冲头2和冲模1的相对地移动，下冲头2在冲模1内上下移动。同样地，当上冲头3向下移动和/或冲模1向上移动时，上冲头3从上方进入冲模1的通孔。通过上冲头3和冲模1的相对地移动，上冲头3在冲模1内上下移动。
参考图8，下冲头2在其顶部并在其周面设置有四方带状(或环状)的槽21。该槽21打孔有预定数量(每侧3个口，四侧上共计12个口)的等间距排出口22，该排出口22与在下冲头2中钻出的润滑剂管路23(如图1至7所示)流体连通。需要时，驱动润滑剂供应设备(未示出)以将润滑剂泵浦通过管路23并且通过排出口22排出润滑剂。
涂布器垫24安装在该槽21中。该垫24由可含浸润滑剂的弹性材料制成。即，该垫24含浸有将会通过排出口22排出的润滑剂。该垫24从下冲头2的周面突出约10至1000μm的距离，使得当下冲头2移动进入冲模1的通孔时，该垫24在合适的压力下保持与冲模1的内表面紧密接触。当下冲头2在冲模1内相对地上下移动时，润滑剂从该垫24自动排出，并涂布至冲模1的内表面。
该垫24可以由任意的弹性材料制成，只要该弹性材料可含浸润滑剂即可。其可选自公知的材料，例如，毡、非织造物和海绵材料。优选地，该弹性材料可含浸至少0.01g/cm2、更优选至少0.04g/cm2、且进一步更优选至少0.1g/cm2的润滑剂，尽管含浸量不受特别限定。可以通过调节弹性材料的厚度等来获得合适的含浸量。如果含浸量小于0.01g/cm2，则根据润滑剂的类型，有可能得不到足以发挥符合要求的润滑效果的涂覆量。
本文所使用的润滑剂不受特别限定。可以使用在粉末压缩成型中所使用的任何公知的润滑剂。合适的润滑剂包括硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸甲酯、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、花生酸、山萮酸和二十四酸。为了薄且均匀地涂布润滑剂，优选将一种或多种润滑剂溶解在挥发性溶剂中。可以根据润滑剂的类型选择任何合适的挥发性溶剂。优选从在150℃或以下的温度下蒸发的那些溶剂(例如具有沸点在50至150℃范围内的氟碳化合物和醇类)中作出选择,使得它们可在压坯烧结期间在与稀土元素反应之前蒸发。
使用该粉末成型装置，如下地将粉末材料例如稀土合金粉末压缩成型。首先，将下冲头2从图1的状态相对地向上移动。下冲头2从下方插入冲模1中，从而如图2所示，在下冲头2的上表面和冲模1的内表面之间限定出预定体积的空腔11。将粉末材料5引入空腔11。此时，将下冲头2设置在合适的位置以调节空腔11的体积，并且用粉末材料5填充空腔11直到该材料与冲模1的上端齐平。这确保了粉末材料5的装入量总是预定的恒定体积而无需测量。
从该状态开始的顺序如图3和4所示。下冲头2相对地向下移动以在粉末装料5上方限定出临时空腔12，该临时空腔12允许上冲头3进入冲模1的通孔(图3)。上冲头3相对地向下移动进入临时空腔12以建立图4的状态，即，上冲头3与粉末装料5的顶部邻接。一旦限定出临时空腔12并随后将上冲头3移入冲模的顺序防止粉末装料5的一部分在由上冲头3等的进入所引起的风压的影响下而溢出超过冲模1的上端。
尽管未示出，但优选将磁场产生设备设置在冲模1内或冲模1周围，使得可将施加磁场穿过冲模1中的粉末装料5。该设置保证了当使用稀土合金粉末作为粉末材料5来制造稀土烧结磁体时，施加磁场穿过空腔11中的稀土合金粉末5以磁化、分散和定向。随后，通过压缩成型以使在所施加的磁场下被磁化、分散和定向的稀土合金粉末成形。所得到的稀土烧结磁体由此在磁性性能方面得以提高。
接着，如图5所示，向下移动上冲头3以在预定压力下将粉末装料5压缩，从而在冲模1内且在上冲头3和下冲头2之间形成预定形状(通常为四方块状)的压坯51。此时，尽管在图5中将上冲头3朝向固定的下冲头2移动以压缩粉末装料5，但可接受的是，也将下冲头2向上移动以施加压力，由此通过上冲头3和下冲头2二者的压力将粉末材料5压缩。
在以这种方式成型压坯51之后，顺序如图6和7所示。上冲头3相对地向上移动并从冲模1中退出，由此如图6所示，冲模1的上端打开(或保持可进入)。如图7所示，下冲头2相对地向上移动用以推出压坯51，并且将压坯51从冲模1打开的上端推出。此时，尽管图6和7中描述了向上移动上冲头3以使冲模1的上端打开和向上移动下冲头2以从冲模1的上端推出压坯51的顺序，但可接受的是，一边使上冲头3和/或下冲头2在预定压力下压紧压坯51，即在上冲头3和下冲头2之间在预定压力下夹持压坯51，一边相对于冲模1向上移动上冲头3和下冲头2二者来推出压坯51。将压坯51保持在压力下的状态下从冲模1推出压坯51对于防止压坯在推出(脱模)步骤期间破裂或碎裂是有效的。
值得注意的是，当从冲模1推出压坯51时，将该压坯51夹持在上冲头3和下冲头2之间的(夹持)压力优选设定为低于成型步骤的压力。可接受的是，一旦释放成型步骤的压力，再次进行压缩以设定预定压力。可选地，可以以预定的中间压力在中途中断降低成型步骤的压力的步骤。当保持该预定的中间压力时，可以进行推出步骤。同样地，在用于推出的上冲头3和下冲头2的移动期间，该夹持压力可保持恒定，或在上冲头3和下冲头2的移动期间逐渐增大或减小。推出步骤期间的夹持压力的逐渐减小对于防止压坯由于压力的突然改变而破裂或碎裂是有效的。
在推出压坯51超过冲模1的上端之后(图7)，通过任何合适的设备移出在下冲头2上的压坯51。之后，将下冲头2相对地向下移动，重新开始图1的状态。如果需要，清洁冲模1、下冲头2和上冲头3，并重复上述操作。以这种方式，连续进行粉末材料5的成型。
在粉末成型装置中，驱动润滑剂供应设备(未示出)以将润滑剂通过润滑剂管路23泵浦至在下冲头2中的排出口22，由此将预定量的润滑剂从排出口22排出至垫24，由此该垫24含浸有合适量的润滑剂。在该状态中，重复成型操作。在成型操作期间，与下冲头2的相对的向上/向下移动相配合，润滑剂从该垫24排出并涂布至冲模1的整个内表面。当冲模内表面一直有效地覆盖有润滑剂涂层时，重复成型操作。该润滑剂涂层对于减小上冲头3和下冲头2与冲模1的内表面之间的摩擦以及有助于压坯的分离方面是有效的。因此，有效的粉末压制是可能的。
当需要使用稀土合金粉末作为粉末材料5来制造稀土烧结磁体时，使由此成型的稀土合金粉末的压坯51经受利用任何常规方法的烧结热处理和公知的后处理，由此获得稀土烧结磁体。
在围绕下冲头2的整个外周面安装的带状垫24总是含浸有润滑剂的状态下操作本发明的粉末成型装置以压缩成型粉末材料。当在每次成型操作中下冲头2在冲模1内上下移动时，将在垫24中的润滑剂涂布至冲模1的内表面。本文中，在冲模1内限定出用于填充粉末材料5的空腔11的图1至3的操作期间和在推出压坯51的图6和7的操作期间，下冲头2移动经过经受成型的冲模内表面的部分和上冲头3滑过的冲模内表面的部分的全部，确保了润滑剂被涂布至冲模内表面的全部所需部分。此外，由于其弹性，垫24沿冲模内表面并在与其紧密接触的状态下滑动，在此期间垫24中的润滑剂被均匀地涂布至冲模内表面。
因此，粉末成型装置确保能够连续进行由均匀一致的润滑剂涂层辅助的成型操作，而无需中断成型操作。能够以高效的方式压缩成型稀土合金的压坯。即，使用该粉末成型装置，能够使有效地制造稀土烧结磁体。
以下给出试验例用于进一步阐述本发明。
试验例1
将由25.0wt％的Nd、7.0wt％的Pr、1.0wt％的Co、1.0wt％的B、0.2wt％的Al、0.1wt％的Zr、0.2wt％的Cu及余量Fe构成的Nd基磁体合金通过氢爆裂进行粗破碎，且通过喷射磨机微粉碎，得到具有平均粒径为3.2μm的微粉末(稀土烧结磁体形成用合金粉末)。使用图1至8中所示的成型装置，将微粉末压制成压坯，其被烧结为稀土烧结磁体。在此使用的润滑剂是在氢氟醚溶剂(来自旭硝子有限公司(Asahi Glass Co.,Ltd)的AE3000)中的0.03％的硬脂酸溶液。在此使用的垫24是1.2mm厚的3D非织造物(来自Toray Industries,Inc.的
Figure BDA0000934486450000091
最大润滑剂含浸量～0.11g/cm2)。该成型操作如下。
从图1的状态开始，将下冲头2相对地向上移动并从下方引入冲模1，以限定出如图2所示的在下冲头2的上表面和冲模1的内表面之间的空腔11。用粉末材料5填充空腔11。调节粉末材料5的量，使得在空腔11中的粉末装料可具有1.9g/cm3的密度。
从该状态开始，如图3所示，将下冲头2相对地向下移动，以在粉末装料5的上方限定出临时空腔12，用于允许上冲头3移动进入冲模1。上冲头3相对地向下移动，插入临时空腔12，并设置在上冲头3与粉末装料5的顶部邻接的位置(图4)。此时，驱动围绕冲模1设置的磁场发生设备(未示出)以施加0.1T的磁场穿过粉末装料，用于磁化和定向粉末颗粒。在保持所施加的磁场以防止该定向被无序的状态下，将上冲头3向下移动以在预定压力下压缩粉末装料5，直到粉末装料达到3.8g/cm3的密度，形成如图5所示的压坯51。此时，由于压坯处于磁化状态(其表明在后续处理期间，在磁性吸力的作用下压坯是脆性的)，因此施加反方向的弱磁场用于退磁处理。此后，以如图6和7所示的顺序，将上冲头3相对地向上移动并退出冲模1，以打开冲模1的上端(图6)。将下冲头2相对地向上移动以推出压坯51。然后，从冲模1的打开的上端移出压坯51。以标准方式在1050℃下烧结并在500℃下热处理由此收回的压坯51，获得稀土烧结磁体。
在上述成型操作顺序期间，驱动润滑剂供应设备(未示出)以将润滑剂通过管路23泵浦至在下冲头2中的排出口22，由此将预定量的润滑剂从排出口22排出至垫24，由此该垫24含浸有合适量的润滑剂。然后，当下冲头2上下移动时，将润滑剂从该垫24涂布至冲模1的内表面。特别地，当从图6至图7向上移动下冲头2时，将润滑剂涂布至经受成型的冲模内表面的整个部分。可以重复成型操作而无需涂布润滑剂的特别步骤。全天运行该成型装置，除了用于系统的安全确认和调整所需的检修停止时间。重复该成型操作超过30天。检验了周期时间(task time)、合格品数量、失败品数量和模具调整次数。将结果示于表1。以标准方式在1050℃下烧结并在500℃下热处理所得到的压坯51，获得稀土烧结磁体。
试验例2
除了垫24是0.49mm厚的具有～0.04g/cm2的最大润滑剂含浸量的毡垫以外，在与试验例1相同的条件下成型压坯。类似地烧结和热处理压坯，获得稀土烧结磁体。如在试验例1中那样，在30天的成型操作期间，检验了周期时间、合格品数量、失败品数量和模具调整次数。将结果示于表1。
试验例3
省去垫24，并且不从下冲头供给润滑剂。作为替代，在图1的状态下，通过喷嘴向冲模1的内表面喷射润滑剂。喷嘴安装在机械手上使得可调节喷射位置。喷射润滑剂的步骤耗时15秒。另外，在与试验例1相同的条件下，成型、烧结并热处理合金粉末的压坯，获得稀土烧结磁体。如在试验例1中那样，在30天的成型操作期间，记录了周期时间、合格品数量、失败品数量和模具调整次数。将结果示于表1。
【表1】
Figure BDA0000934486450000111
在使用本发明的成型装置和方法成型粉末材料的试验例1和2中，周期时间短，意味着高的生产率，并且减小了失败品(裂纹和碎片的产生)数量。由于通过该垫24均匀地涂布润滑剂，模具受到极少的或者零缺陷，并且由此防止了由模具抛光操作所导致的工作效率的下降。在试验例2中，由于其薄度，该毡垫破裂一次，但是在替换后，可以无问题地继续成型操作。
将日本专利申请No.2015-043326作为参考并入本文。
尽管已经描述了一些优选的实施方案，但是可以根据上述教导对其进行许多修改和变形。由此，将理解的是，可以不背离所附权利要求书的范围而以不同于具体描述的其它方式来实施本发明。

Claims (5)

1.用于制造稀土烧结磁体的方法，其包括将稀土合金粉末压缩成型为压坯的步骤和热处理压坯以烧结的步骤，该压缩成型步骤使用粉末成型装置，该粉末成型装置包括冲模、上冲头、下冲头和磁场产生设备，该冲模、上冲头和下冲头各自适合于相对于彼此上下移动，该冲模具有由内表面包围并且在上端和下端之间延伸的通孔，上冲头具有下表面，下冲头具有上表面，其中，
下冲头设置有围绕其整个周面的带状槽、安装在该槽中的由选自毡、非织造物或海绵并能含浸至少0.01g/cm2的润滑剂的弹性材料构成的垫、以及用于向该垫供给润滑剂的润滑剂管路，
将润滑剂通过润滑剂管路供给至该垫以使该垫含浸润滑剂，并且当在成型操作期间下冲头在冲模中相对于冲模上下移动时，润滑剂从该垫涂布至冲模内表面，
该压缩成型步骤进一步包括：
移动下冲头从下方进入冲模以限定出在下冲头的上表面和冲模的内表面之间的空腔，将稀土合金粉末引入空腔，
将下冲头相对于冲模向下移动以在稀土合金粉末上方限定出用于允许上冲头移动进入冲模的临时空腔，移动上冲头从冲模上方进入临时空腔，并将上冲头设置在上冲头与稀土合金粉末的顶部邻接的位置，
通过磁场产生设备将磁场施加于稀土合金粉末用于磁化、分散和定向，
在保持所施加的磁场以防止该定向被无序的状态下，相对于冲模向下移动上冲头以在压力下压缩上冲头和下冲头之间的稀土合金粉末，以将稀土合金粉末成型为所需形状的压坯，
相对于冲模向上移动上冲头直到冲模在上端打开，相对于冲模向上移动下冲头以推出压坯，并从冲模的上端移出压坯。
2.权利要求1所述的方法，其中，该垫能含浸至少0.1g/cm2的润滑剂。
3.权利要求1所述的方法，其中，通过使用上冲头和/或下冲头压缩压坯以在预定的压力下将压坯夹持在上冲头和下冲头之间，从而将压坯从冲模推出，并且通过在夹持压坯时相对于冲模向上移动上冲头和下冲头将压坯从冲模推出。
4.权利要求3所述的方法，其中，在将压坯从冲模中推出时，在上冲头和下冲头移动期间增大或减小夹持压力。
5.权利要求1所述的方法，其中，该润滑剂是至少一种选自硬脂酸、硬脂酸锌、硬脂酸钙、油酸甲酯、癸酸、月桂酸、肉豆蔻酸、棕榈酸、花生酸、山萮酸和二十四酸的试剂溶解在挥发性溶剂中而成的。
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Families Citing this family (10)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US11167517B2 (en) * 2015-08-25 2021-11-09 Sumitomo Electric Industries, Ltd. Powder compaction mold and method for manufacturing powder compact
CN106424498B (zh) * 2016-09-30 2018-01-12 中国南方航空工业(集团)有限公司 一种弧形锻件的成形方法及使用的模具
CN106270330B (zh) * 2016-09-30 2018-12-14 中国南方航空工业(集团)有限公司 一种高温合金弧形件的锻造方法
KR102448157B1 (ko) * 2017-05-29 2022-09-27 미쓰비시 마테리알 가부시키가이샤 절삭 인서트용 압분체의 분말 성형 프레스 방법 및 분말 성형 프레스 장치
KR101799498B1 (ko) * 2017-08-10 2017-11-20 박병곤 윤활제 공급이 가능한 분말성형금형 및 이를 이용한 분말성형방법
CN110346020A (zh) * 2018-04-04 2019-10-18 广东科达洁能股份有限公司 粉料计量装置及自动化生产线
CN110568219B (zh) * 2019-08-27 2021-06-15 北京自动化控制设备研究所 分子电子型角加速度计动电转换器烧结装置及方法
CN112103071B (zh) * 2020-09-18 2022-02-11 江西荧光磁业有限公司 一种钕铁硼磁粉成型压铸装置及其实施方法
CN114918841A (zh) * 2022-02-28 2022-08-19 泉州众志新材料科技有限公司 一种树脂金刚石磨片的制备方法
CN116727667B (zh) * 2023-08-16 2023-11-17 沈阳拓普新材料有限公司 一种粉末冶金成型模具

Family Cites Families (36)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1920308B1 (de) * 1969-04-22 1971-03-04 Nukem Gmbh Vorrichtung zur schmierung von presswerkzeugen fuer pulver metallurgische zwecke
DE2629990C3 (de) * 1976-07-03 1981-01-15 Magnetfabrik Bonn Gmbh Vorm. Gewerkschaft Windhorst, 5300 Bonn Preßwerkzeug für anisotrope Dauermagnete
JPH0276695U (zh) 1988-11-21 1990-06-12
JPH03291307A (ja) * 1990-04-05 1991-12-20 Nkk Corp 金型潤滑方法および金型潤滑装置
JPH04214803A (ja) 1991-02-28 1992-08-05 Sumitomo Special Metals Co Ltd 希土類・鉄・ボロン系永久磁石用合金粉末の成型方法
JPH09104902A (ja) 1995-10-05 1997-04-22 Shin Etsu Chem Co Ltd 粉末成形方法
JPH09168898A (ja) 1995-12-21 1997-06-30 Toyota Auto Body Co Ltd 粉末磁場成形用金型装置
JPH108102A (ja) * 1996-06-19 1998-01-13 Sumitomo Special Metals Co Ltd 磁石合金粉末のプレス成形方法
JP3445112B2 (ja) * 1997-09-25 2003-09-08 日立粉末冶金株式会社 粉末冶金における粉末成形方法，成形用金型および押型の潤滑方法
JP3193912B2 (ja) * 1998-11-02 2001-07-30 住友特殊金属株式会社 粉体プレス装置および粉体プレス方法
US6482349B1 (en) 1998-11-02 2002-11-19 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Powder pressing apparatus and powder pressing method
US6432158B1 (en) * 1999-10-25 2002-08-13 Sumitomo Special Metals Co., Ltd. Method and apparatus for producing compact of rare earth alloy powder and rare earth magnet
JP3233359B2 (ja) 2000-03-08 2001-11-26 住友特殊金属株式会社 希土類合金磁性粉末成形体の作製方法および希土類磁石の製造方法
JP2002086300A (ja) * 2000-09-11 2002-03-26 Takako:Kk 粉末成形方法および装置
JP2003025099A (ja) 2001-07-12 2003-01-28 Sumitomo Special Metals Co Ltd 粉末プレス装置および粉末プレス方法
US6423673B1 (en) 2001-09-07 2002-07-23 3M Innovation Properties Company Azeotrope-like compositions and their use
TWI221619B (en) 2002-04-24 2004-10-01 Mitsubishi Electric Corp Apparatus for moulding permanent magnet
JP2004106041A (ja) * 2002-09-20 2004-04-08 Sumitomo Special Metals Co Ltd プレス装置および磁石の製造方法
JP4178546B2 (ja) * 2002-11-21 2008-11-12 三菱マテリアルＰｍｇ株式会社 粉末成形体の成形方法及び焼結体
JP2004298891A (ja) * 2003-03-28 2004-10-28 Mitsubishi Materials Corp 粉末成形金型装置及び粉末成形体の成形方法
JP2005277180A (ja) 2004-03-25 2005-10-06 Tdk Corp 磁石の製造方法、磁性粉末の成形方法及び乾式成形装置
JP2006142313A (ja) * 2004-11-16 2006-06-08 Mitsubishi Materials Pmg Corp 粉末成形金型装置、粉末成形装置及び粉末成形方法
JP2006187775A (ja) 2004-12-28 2006-07-20 Tdk Corp 粉末成形装置及び粉末成形方法
US20090234329A1 (en) * 2005-10-17 2009-09-17 Kaneka Corporation Medical Catheter Tubes and Process for Production Thereof
JP2007217511A (ja) 2006-02-15 2007-08-30 Nippon Koyu Ltd 溶剤希釈型フッ素系潤滑剤組成物
WO2008061342A1 (en) * 2006-11-20 2008-05-29 Stackpole Limited Method and apparatus for die wall lubrication
JP2008272774A (ja) * 2007-04-26 2008-11-13 Sumitomo Electric Ind Ltd 粉末成形用金型および該粉末成形用金型で成形された圧粉成形体
JP2009012039A (ja) * 2007-07-04 2009-01-22 Sumitomo Electric Ind Ltd 粉末成形用金型、該粉末成形用金型を用いて成形した成形体および焼結体
CN101911226B (zh) * 2007-12-25 2013-07-24 株式会社爱发科 永磁体的制造方法
JP4993135B2 (ja) * 2008-07-08 2012-08-08 信越化学工業株式会社 熱伝導性シリコーン組成物
WO2012014746A1 (ja) 2010-07-30 2012-02-02 株式会社シクロケム αリポ酸複合体
WO2012063815A1 (ja) 2010-11-12 2012-05-18 東芝ライテック株式会社 Ｌｅｄ点灯装置およびｌｅｄ照明装置
JP2012234872A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 圧粉成形体の成形方法
JP2012234871A (ja) * 2011-04-28 2012-11-29 Sumitomo Electric Ind Ltd 圧粉成形体の成形方法
JP5906054B2 (ja) 2011-10-14 2016-04-20 住友電気工業株式会社 圧粉成形体の成形方法
JP6044504B2 (ja) 2012-10-23 2016-12-14 トヨタ自動車株式会社 希土類磁石の製造方法

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