CN106424719A - 一种磁体平行压制成型方法及其成型设备 - Google Patents

Abstract

本发明公开的磁体平行压制成型方法，压制采用的模具具有模压结构，磁坯形成于模压结构中，并在磁场中受到压力而实现压制成型，其中磁场的方向与压力方向平行。本发明通过采用磁化磁场方向与压力方向平行的方式，可以将磁化压制过程中，使得受力挤压与磁粉磁化相互适应，从而在获得良好的磁体致密结构的同时，得到具有良好磁化形态的磁场形态，从而提高磁体加工成型的效率并提升磁体产品的质量。

Description

一种磁体平行压制成型方法及其成型设备

技术领域

本发明涉及一种磁体压制成型方法及应用该方法的设备，特别是一种磁体平行压制成型方法及其成型设备。

背景技术

从永磁材料的发展历史来看，十九世纪末使用的碳钢，磁能积(BH)max(衡量永磁体储存磁能密度的物理量)不足1MGOe(兆高奥)，而国外批量生产的Nd-Fe-B永磁材料，磁能积已达50MGOe以上。这一个世纪以来，材料的剩磁Br提高甚小，能积的提高要归功于矫顽力Hc的提高。而矫顽力的提高，主要得益于对其本质的认识和高磁晶各向异性化合物的发现，以及制备技术的进步。

二十世纪初，人们主要使用碳钢、钨钢、铬钢和钴钢作永磁材料。二十世纪三十年代末，AlNiCo永磁材料开发成功，才使永磁材料的大规模应用成为可能。五十年代，钡铁氧体的出现，既降低了永磁体成本，又将永磁材料的应用范围拓宽到高频领域。到六十年代，稀土钴永磁的出现，则为永磁体的应用开辟了一个新时代。

1967年，美国Dayton大学的Strnat等，用粉末粘结法成功地制成SmCo5永磁体，标志着稀土永磁时代的到来。迄今为止，稀土永磁已经历第一代SmCo5，第二代沉淀硬化型Sm2Co17，发展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。

此外，在历史上被用作永磁材料的还有Cu-Ni-Fe、Fe-Co-Mo、Fe-Co-V、MnBi、A1MnC合金等。这些合金由于性能不高、成本不低，在大多数场合已很少采用。而AlNiCo、FeCrCo、PtCo等合金在一些特殊场合还得到应用。目前Ba、Sr铁氧体仍然是用量最大的永磁材料，但其许多应用正在逐渐被Nd-Fe-B类材料取代。并且，当前稀土类永磁材料的产值已大大超过铁氧体永磁材料，稀土永磁材料的生产已发展成一大产业。

永磁体应用范围多种多样，其中包括电视机，扬声器，音响喇叭，收音机，皮包扣，数据线磁环，电脑硬盘，手机震动器等等。扬声器这类永磁体是利用通电线圈在磁场中运动的原理来发声。喇叭上的永磁体则是利用线圈中电流发生变化时，电流产生的磁场与之相作用，使得线圈和磁铁相对位置发生改变，带动喇叭上的纸盆发生振动，推动空气并传播这个振动，人耳从而听到声音。总之，永磁体在人们生活中无所不在，它方便了我们的生产生活。

永磁体可以进行如下分类：按材质分，第一大类是:合金永磁材料，包括稀土永磁材料(钕铁硼Nd2Fe14B)、钐钴(SmCo)、铝镍钴(AlNiCo)；第二大类是:铁氧体永磁材料(Ferrite)。

按生产工艺不同分为:烧结铁氧体、粘结铁氧体、注塑铁氧体，这三种工艺依据磁晶的取向不同又各分为等方性和异方性磁体。这些就是市面上的主要永磁材料，还有一些因生产工艺原或成本原因，不能大范围应用而淘汰，如Cu-Ni-Fe(铜镍铁)、Fe-Co-Mo(铁钴钼)、Fe-Co-V(铁钴钒)、MnBi(锰铋)。

小型的永磁体其生产，在现有技术中，都是有大型的磁体成型后，经过切割形成的，在切割后不仅仅需要再行切割、修整，同时采用切割的形式还需要考虑到切割损耗而造成浪费，此外，由于大块结构切割成小块后易于因成型物料的分布不均，而造成同批次磁体的质量不稳定。

发明内容

为解决上述问题，本发明公开的磁体平行压制成型方法通过采用磁化磁场方向与压力方向平行的方式，可以将磁化压制过程中，使得受力挤压与磁粉磁化相互适应，从而在获得良好的磁体致密结构的同时，得到具有良好磁化形态的磁场形态，从而提高磁体加工成型的效率并提升磁体产品的质量。

本发明公开的磁体平行压制成型方法，压制采用的模具具有模压结构，磁坯形成于模压结构中，并在磁场中受到压力而实现压制成型，其中磁场的方向与压力方向平行。磁场的方向与压力方向成同向(即磁力线方向与压力方向同向)或者反向(即磁力线方向与压力方向反向)。本发明方法与现有压制技术的差别仅仅在于限定部分，其余未限定或者陈述的工序均为本领域常规技术，并且与未限定陈述的内容组成完整的技术方案，这里就不做详细陈述。本方案中通过采用磁场方向与压力方向平行的方式，在磁化压制过程中，磁粉收到磁场和压力的影响易于发生位置调整(特别是在初期，密实度较小时更易于发生)，同向的磁场和压力，有利于实现磁场、压力、密实度以及磁粉间的配合，从而可以通过磁粉充磁磁化、磁化颗粒在磁场下位移以及挤压位移等方面的配合，实现对物料密实度、磁体磁场分布等方面的调整，从而实现对磁体产品的性能调整和优化，提高产品品质。

本发明公开的磁体平行压制成型方法的一种改进，模压结构具有多个基本压室，所述模压结构中在一层上形成有多个相互独立的基本压室(由此成型的磁坯也是相互独立，彼此无关联的)排列成一层单元结构，同时模压结构中设置有至少一层单元结构：当单元结构具有多层时，其层间并列平行设置。本方案通过采用多个基本压室结构形成的相互独立的成型结构，并且结构间实现了彼此独立，由此实现小型磁体/磁片的独立生产制备，而无需采用由大块磁体切割的方式，其生产效率高、不易造成材料浪费，且易于成型，对各种造成的磁体的生产均可以实现快速高效生产，同时明显减少了磁体后加工工序、缩短了加工的流程，从而显著降低了生产报废率。通过该方案的实施还能够有效地保证同一批次以及不同批次间的质量稳定性，不会受到大块磁体生产(大块磁体由于不同区域材料分布、密实度、磁化效果等方面原因，导致磁体质量不均一)以及再切割导致的同批次或者不同批次间的质量不一致。

本发明公开的磁体平行压制成型方法的一种改进，同一层单元结构中基本压室的形状相同或者不相同。

本发明公开的磁体平行压制成型方法的一种改进，当单元结构具有多层时，所述不同层单元结构之间，其基本压室的形状相同或者不相同。

本发明方案中，可以通过采用相同形状或者不同形状的基本压室，实现对不同要求的产品压制成型，从而提高产品的生产效率，实现统一批次产品生产的多样化，满足生产实际中对不同形状产品的要求。

本发明公开的应用于前述磁体平行压制成型方法的成型设备，包括模具，所述模具至少具有阴模和阳模，磁坯在阴模和阳模所形成的模腔中完成压制和充磁，其中充磁磁场的方向与压制压力的方向(即磁头设置的方向以及模具及其独立机构的行程方向)平行。

本发明公开的应用于前述磁体平行压制成型方法的成型设备的一种改进，模具具有多个相互独立的模腔，所述模腔在模具的一层上形成有多个相互独立的模腔(由此成型的磁坯也是相互独立，彼此无关联的)并排列成一层模具单元结构，同时模具中设置有至少一层模具单元结构：当模具单元结构具有多层时，其层间并列平行设置。

本发明方案中通过设置的成型设备，具有良好的成型和充磁磁化能力，使得磁体产品的坯体具有良好的压实密度，并且磁粉在磁体中分布均匀，从而可以保证磁体产品具有良好稳定的产品质量。并且可以快速高效地生产具有相同或者不同形状的小型磁体，而无需采用先烧结大块磁体，再行切割后加工得到的方式，从而极大地改善小型磁体的加工效率，其生产效率高、不易造成材料浪费，且易于成型，对各种造成的磁体的生产均可以实现快速高效生产，同时明显减少了磁体后加工工序、缩短了加工的流程，从而显著降低了生产报废率。通过该方案的实施还能够有效地保证同一批次以及不同批次间的质量稳定性，不会受到大块磁体生产(大块磁体由于不同区域材料分布、密实度、磁化效果等方面原因，导致磁体质量不均一)以及再切割导致的同批次或者不同批次间的质量不一致。

本发明方案中，通过采用磁化磁场方向与压力方向平行的方式，可以将磁化压制过程中，使得受力挤压与磁粉磁化相互适应，从而在获得良好的磁体致密结构的同时，得到具有良好磁化形态的磁场形态，从而提高磁体加工成型的效率并提升磁体产品的质量。

附图说明

图1、本发明公开的磁体平行压制成型方法的一种实施例的受力以及磁场方向示意他。

附图标记列表：1、模具，2、模腔。图中表示如图所示情形下，力或磁场的方向指向为由外向内。

具体实施方式

下面结合附图和具体实施方式，进一步阐明本发明，应理解下述具体实施方式仅用于说明本发明而不用于限制本发明的范围。需要说明的是，下面描述中使用的词语“前”、“后”、“左”、“右”、“上”和“下”指的是附图中的方向，词语“内”和“外”分别指的是朝向或远离特定部件几何中心的方向。

方法实施例1

本实施例的压制成型方法，压制采用的模具具有模压结构，磁坯形成于模压结构中，并在磁场中受到压力而实现压制成型，其中磁场的方向与压力方向平行。

方法实施例2

本实施例的压制成型方法，压制采用的模具具有模压结构，磁坯形成于模压结构中，并在磁场中受到压力而实现压制成型，其中磁场的方向与压力方向同向。

方法实施例3

本实施例的压制成型方法，压制采用的模具具有模压结构，磁坯形成于模压结构中，并在磁场中受到压力而实现压制成型，其中磁场的方向与压力方向方向。

与包括而不限于上述实施例相区别的，模压结构具有多个基本压室(即基本压室的数量为一个、两个、三个、四个、五个以及更多个)，模压结构中在一层上形成有多个相互独立的基本压室(即一层上形成的相互独立的基本压室的数量为一个、两个、三个、四个、五个以及更多个)排列成一层单元结构，同时模压结构中设置有至少一层单元结构(即单元结构的数量为一层、两层、三层、四层、五层以及更多层)：当单元结构具有多层时(即单元结构的数量为两层、三层、四层、五层以及更多层时)，其层间并列平行设置。

与包括而不限于上述实施例相区别的，同一层单元结构中基本压室的形状相同。

与包括而不限于上述实施例相区别的，同一层单元结构中基本压室的形状不相同。

与包括而不限于上述实施例相区别的，当单元结构具有多层时，所述不同层单元结构之间，其基本压室的形状相同。

与包括而不限于上述实施例相区别的，当单元结构具有多层时，所述不同层单元结构之间，其基本压室的形状不相同。

包括而不限于上述方法实施例的实施，均可采用包括而不限于下述设备实施例的进行实施，而不超出所要求保护的范围。

设备实施例1

本实施例中成型设备，包括模具，所述模具至少具有阴模和阳模，磁坯在阴模和阳模所形成的模腔中完成压制和充磁，其中充磁磁场的方向与压制压力的方向平行。

设备实施例2

本实施例中成型设备，包括模具，所述模具至少具有阴模和阳模，磁坯在阴模和阳模所形成的模腔中完成压制和充磁，其中充磁磁场的方向与压制压力的方向平行，模具具有多个相互独立的模腔(即模腔的数量为一个、两个、三个、四个、五个以及更多个)，所述模腔在模具的一层上形成有多个相互独立的模腔(即模具的一层上的模腔的数量为一个、两个、三个、四个、五个以及更多个)并排列成一层模具单元结构，同时模具中设置有至少一层模具单元结构(即模具单元结构的数量为一层、两层、三层、四层、五层以及更多层)：当模具单元结构具有多层时(即模具单元结构的数量为两层、三层、四层、五层以及更多层时)，其层间并列平行设置。

如图1所示，为本申请技术方法的一种实施方案，而不作为对本申请技术方法的限定，模具1的同一层内形成有多个模腔2，成型时，模具1的受压方向跟充磁磁场的方向相同，在图中均指向纸内，磁坯在模腔2内被压实并充磁，成型结束后挨个对模腔内的磁坯进行脱模，形成单个磁坯，而后再行加工，即可得到相应的磁体，在整个过程中不涉及由大变小的切割问题，并且产品质量稳定性好。

本发明方案，在保证产品质量稳定的同时，可以减少因切割所致的大约10％左右的物料浪费，同时无需分割工序，节约了大量的生产时间(约节约3-4％)，降低无效烧结等所致能耗(约5％)。

本处实施例对本发明要求保护的技术范围中点值未穷尽之处以及在实施例技术方案中对单个或者多个技术特征的同等替换所形成的新的技术方案，同样都在本发明要求保护的范围内；同时本发明方案所有列举或者未列举的实施例中，在同一实施例中的各个参数仅仅表示其技术方案的一个实例(即一种可行性方案)，而各个参数之间并不存在严格的配合与限定关系，其中各参数在不违背公理以及本发明述求时可以相互替换，特别声明的除外。

本发明方案所公开的技术手段不仅限于上述技术手段所公开的技术手段，还包括由以上技术特征任意组合所组成的技术方案。以上所述是本发明的具体实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也视为本发明的保护范围。

Claims (6)

1.一种磁体平行压制成型方法，压制采用的模具具有模压结构，磁坯形成于模压结构中，并在充磁磁场中受到压力而实现压制成型，其中充磁磁场的方向与压力方向平行。

2.根据权利要求1所示的磁体平行压制成型方法，其特征在于：所述模压结构具有多个基本压室，所述模压结构中在一层上形成有多个相互独立的基本压室排列成一层单元结构，同时模压结构中设置有至少一层单元结构：当单元结构具有多层时，其层间并列平行设置。

3.根据权利要求2所示的磁体平行压制成型方法，其特征在于：所述同一层单元结构中基本压室的形状相同或者不相同。

4.根据权利要求2或3所示的磁体平行压制成型方法，其特征在于：当单元结构具有多层时，所述不同层单元结构之间，其基本压室的形状相同或者不相同。

5.一种应用于所述磁体平行压制成型方法的成型设备，包括模具，所述模具至少具有阴模和阳模，磁坯在阴模和阳模所形成的模腔中完成压制和充磁，其中充磁磁场的方向与压制压力的方向平行。

6.根据权利要求5所述的成型设备，其特征在于，所述模具具有多个相互独立的模腔，所述模腔在模具的一层上形成有多个相互独立的模腔并排列成一层模具单元结构，同时模具中设置有至少一层模具单元结构：当模具单元结构具有多层时，其层间并列平行设置。