CN109551714A - 一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具及注塑方法 - Google Patents

Abstract

本发明属于磁性材料技术领域。本发明公开了一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其由前模、后模、外径取向充磁部和内径取向充磁部组成；内径取向充磁部与外径取向充磁部之间形成模腔，模腔与外径取向充磁部之间设有外隔层，模腔与内径取向充磁部之间设有内隔层；本发明还公开了一种注塑方法。本发明中的注塑模具可以满足多取向各向异性磁体制备需求，实现对磁体的多取向应用，利于提高磁体的应用效率；可以能够实现多取向各向异性磁体的快速、稳定制备，利于大规模生产，能够降低生产成本；本发明中的注塑方法能够保证利用上述注塑模具制备多取向各向异性磁体的效率、质量，也能很好的保证其具有各向异性的性能。

Description

一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具及注塑方法

技术领域

本发明涉及磁性材料技术领域，尤其是涉及一种一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具及注塑方法。

背景技术

随着科学的发展，磁铁的应用越来越广泛，人们对磁铁的应用效率也提出了不同的要求，例如，对于磁环或磁瓦来说，人们不再希望磁环或磁瓦只在其中某一个取向上具有较高的磁性能，而是希望磁环或磁瓦在其中至少两个取向上具有较高的磁性能，比如，在磁环或磁瓦的内径取向、外径取向上均具有较高的磁性能，即多取向各向异性磁环或多取向各向异性磁瓦，以提高磁铁的应用效率。

然而，现有磁铁中，尤其对于磁环或磁瓦来说，通常仅能实现在某一个取向上具有较高的磁性能，而在其它取向上的磁性能则较差，即现有的磁环或磁瓦只能实现单取向各向异性，因而对磁环或磁瓦的应用也就只能停留在某一个取向上的应用，不利于磁铁的应用效率的提高。

发明内容

为解决上述现有技术中存在的磁环或磁瓦取向单一，无法满足现有应用的问题，本发明提供了一种可以用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具；

本发明还提供了一种由上述用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具进行制备多取向各向异性塑磁的注塑方法。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案如下：

一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其由前模、后模、外径取向充磁部和内径取向充磁部组成；内径取向充磁部与外径取向充磁部之间形成模腔，模腔与外径取向充磁部之间设有外隔层，模腔与内径取向充磁部之间设有内隔层；内径取向充磁部通过紧固件和螺丝设于内支承座上，内支承座固定在后模上；外径取向充磁部设于外支承座上，外支承座设于后模上；前模上设有与模腔相对应的进料口。

注塑模具包括前模、后模、 外径取向充磁磁场、内径取向充磁磁场，内径取向充磁磁场与外径取向充磁磁场之间形成模腔，采用上述注塑模具制备塑磁时，利用外径取向充磁磁场对模腔内的塑磁的外径进行取向充磁，利用内径取向充磁磁场对模腔内的塑磁的内径进行取向充磁，使得制备得到的塑磁的外径和内径均具有较佳的磁性能，实现塑磁的多取向各向异性，从而可以提高磁铁的应用效率。内径取向充磁磁场与外径取向充磁磁场分别产生的磁场大小可以根据待制备的塑磁的应用要求来确定，进而确定内径取向充磁磁场和外径取向充磁磁场的材料；例如，内径取向充磁磁场可以采用牌号为SM-32钐钴磁体(高温减磁少)，外径取向充磁磁场可以采用牌号为EH42钕铁硼磁体。取向充磁磁场可按两种方法来确定，一种是内外径在径向位置是同极性，如内径在某一位置是N极，外径在该对应位置也是N极，这种关系通过同性相斥来使内外取向充磁；另一种是内外径在径向对应位置是反极性，如内径在某一位置是N极，外径在该对应位置是S极,这样内外通过相吸来取向充磁。

设置内隔层和外隔层以降低对内径充磁部和外径充磁部分别产生的磁场的隔离作用，同时，内隔层和外隔层的设置可以避免因内径充磁部和外径充磁部频繁与塑磁接触而造成内径充磁部和外径充磁部的损伤，从而可以延长注塑模具的使用寿命。

内径取向充磁磁场的内支承座固定在后模上，后模固定在外取向充磁磁场支承座下端(两者作为一个整体加工制作)周围，这样设计通过模具加工精度来保证产品的中间位置精度及尺寸精度。外径取向充磁磁场设有外支承座，由于内外取向充磁磁场都固定（或传递固定）在外支承座上，使产品的内外尺寸及位置精度得以通过模具加工精度来保证。

作为优选，模腔沿其径向二分之一处的磁场强度为800～1500GS。

注塑模具中模腔沿其径向的二分之一处的磁力为（N或S）800-1500GS时内外取向充磁磁场之间的相互干扰最少。其中，可采用高斯仪进行测定或者利用计算机模拟确定。

作为优选，外径取向充磁部与模腔之间还设有调整层，调整层设于外径取向充磁部与外隔层之间。

调整层位于外径取向充磁磁场与外隔层之间，调整层的设置可以调整外径取向充磁磁场在模腔内的磁场分布，尤其地，可以使得模腔沿其径向的二分之一处的磁力保持在800-1500GS。

作为优选，模腔内还设有磁体安装架；磁体安装架埋设于后模中并高出后模平面。

作为优选，后模上还设有轴向的内定位台阶和外定位台阶，内支承座上还设有与内定为台阶配套的防转动定位结构。

后模上设有轴向的内定位台阶和外定位台阶以保证轴向的固定，此外还在内支承座上设置与内定位台阶配套的防转动定位结构，同样的在模具使用时在外部结构（本发明不涉及）中设置相应的与外定位台阶配套的防转动定位结构，以保证内支承座、后模与固定模具的外部结构轴向固定。

作为优选，内隔层和外隔层在径向上的厚度为0.5～1mm，内隔层和外隔层的相对磁导率不大于1。

作为优选，内隔层和外隔层采用耐磨无磁钢。

在上述模具实际使用时还需要配套相应的注塑系统，而这一注塑系统不是本发明的重点，本发明亦不涉及相应技术方案，本领域普通技术人员可以根据其掌握的常规技术常识相应的选择/设置具体的注塑系统。

作为优选，用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具用于制备在内径方向和外径方向上呈各向异性的注塑环形磁或注塑磁瓦。

一种注塑方法，包括以下步骤：

在按工艺需求装配并设定好用于制备多取向各向异性塑磁注塑模具后，将熔融状的注塑原料通过前模的进料口加入到注塑模具中进行注塑成型，注塑成型后保压冷却处理，最后脱模获得多取向各向异性塑磁。

作为优选，注塑方法中，注塑温度设为四段，第一段温度为265±5℃，第二段温度为270±5℃，第三段温度为270±5℃，第四段温度为255±5℃；

注塑压力设为三段，第一段压力为130±5bar，第二段压力为135±5bar，第三段压力为125±5bar；

注塑速度分为三段，第一段注塑速度为40±5mm/s，第二段注塑速度为35±5mm/s，第三段注塑速度为30±5mm/s；

保压处理，冷却时间为10±1.5s，保压压力为120±5bar，保压速度为20±5mm/s。

注塑温度是保证混合物能更好更快进入模腔并取向的一个重要因素，上述温度区间设置，能够保证塑磁原料快速并均匀的进入模腔中，并保证取向质量；熔融的注塑原料必须在适当的压力下进入模腔，但磁性粉末会阻碍这个液体的流动，因此压力设大一点；熔融的注塑原料既要尽快进入模腔中，使磁性分子排列取向，同时又不能因过快进入导致已进入注塑原料的磁排列被冲倒、冲乱，因此，要有非常适当的注塑速度。注塑压力和注塑速度的分段一一对应。

因此，本发明具有以下有益效果：

（1）本发明中的注塑模具可以满足多取向各向异性磁体制备需求，实现对磁体的多取向应用，利于提高磁体的应用效率；

（2）本发明中的注塑模具可以能够实现多取向各向异性磁体的快速、稳定制备，利于大规模生产，能够降低生产成本；

（3）本发明中的注塑方法能够保证利用上述注塑模具制备多取向各向异性磁体的效率、质量，也能很好的保证其具有各向异性的性能。

附图说明

图1为本发明用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具的一种示意图；

图2为本发明用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具的一种爆炸示意图；

图3为本发明中内径取向充磁磁场及附属部件的示意图；

图4为本发明中内径取向充磁磁场及附属部件的俯视示意图；

图5为本发明中外径取向充磁磁场及附属部件的示意图；

图6为本发明中内径取向充磁磁场、其附属部件及后模的俯视示意图。

图中：前模1，进料口11，后模2，内定位台阶21，外定位台阶22，外径取向充磁部3，内径取向充磁部4，模腔5，外隔层51，内隔层52，调整层53，磁体安装架54，内支承座6，紧固件61，螺丝62 ，防转动定位结构63，外支承座7。

具体实施方式

下面结合具体实施方式对本发明的技术方案作进一步的说明。

显然，所描述的实施例仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。

在本发明中，若非特指，所有的设备和原料均可从市场上购得或是本行业常用的，下述实施例中的方法，如无特别说明，均为本领域常规方法。

实施例1

一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其由前模1、后模2、外径取向充磁部3和内径取向充磁部4组成；内径取向充磁部由牌号为SM-32的钐钴磁材料制得，外径取向充磁部由牌号为EH42钕铁硼磁材料制得；内径取向充磁部与外径取向充磁部之间形成模腔5，模腔沿其径向二分之一处的磁场强度为800GS；模腔与外径取向充磁部之间设有外隔层51，模腔与内径取向充磁部之间设有内隔层52，内隔层和外隔层在径向上的厚度为0.5mm，内隔层和外隔层为耐磨无磁钢制得；外径取向充磁部与模腔之间还设有调整层53，调整层设于外径取向充磁部与外隔层之间；内径取向充磁部通过紧固件61和螺丝62设于内支承座6上，内支承座固定在后模上；外径取向充磁部设于外支承座7上，外支承座设于后模上；前模上设有与模腔相对应的进料口11，模腔内还设有磁体安装架54，磁体安装架埋设于后模中并高出后模平面，后模上还设有轴向的内定位台阶21和外定位台阶22，内支承座上还设有与内定为台阶配套的防转动定位结构63。

上述用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具应用于制备在内径方向和外径方向上呈各向异性的注塑环形磁或注塑磁瓦。

一种注塑方法，包括以下步骤：

在按工艺需求装配并设定好用于制备多取向各向异性塑磁注塑模具后，将熔融状的注塑原料通过前模的进料口加入到注塑模具中进行注塑成型，注塑成型后保压冷却处理，最后脱模获得多取向各向异性塑磁；

注塑方法中，注塑温度设为四段，第一段温度为260℃，第二段温度为265℃，第三段温度为265℃，第四段温度为250℃；

注塑压力设为三段，第一段压力为125bar，第二段压力为130bar，第三段压力为120bar；

注塑速度分为三段，第一段注塑速度为35mm/s，第二段注塑速度为30mm/s，第三段注塑速度为25mm/s；

保压处理，冷却时间为8.5s，保压压力为115bar，保压速度为15mm/s。

实施例2

一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其由前模1、后模2、外径取向充磁部3和内径取向充磁部4组成；内径取向充磁部由牌号为SM-32的钐钴磁材料制得，外径取向充磁部由牌号为EH42钕铁硼磁材料制得；内径取向充磁部与外径取向充磁部之间形成模腔5，模腔沿其径向二分之一处的磁场强度为1500GS；模腔与外径取向充磁部之间设有外隔层51，模腔与内径取向充磁部之间设有内隔层52，内隔层和外隔层在径向上的厚度为1mm，内隔层和外隔层的相对磁导率不大于1；外径取向充磁部与模腔之间还设有调整层53，调整层设于外径取向充磁部与外隔层之间；内径取向充磁部通过紧固件61和螺丝62设于内支承座6上，内支承座固定在后模上；外径取向充磁部设于外支承座7上，外支承座设于后模上；前模上设有与模腔相对应的进料口11，模腔内还设有磁体安装架54，磁体安装架埋设于后模中并高出后模平面，后模上还设有轴向的内定位台阶21和外定位台阶22，内支承座上还设有与内定为台阶配套的防转动定位结构63。

上述用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具应用于制备在内径方向和外径方向上呈各向异性的注塑环形磁或注塑磁瓦。

一种注塑方法，包括以下步骤：

在按工艺需求装配并设定好用于制备多取向各向异性塑磁注塑模具后，将熔融状的注塑原料通过前模的进料口加入到注塑模具中进行注塑成型，注塑成型后保压冷却处理，最后脱模获得多取向各向异性塑磁；

注塑方法中，注塑温度设为四段，第一段温度为270℃，第二段温度为275℃，第三段温度为275℃，第四段温度为260℃；

注塑压力设为三段，第一段压力为135bar，第二段压力为140bar，第三段压力为130bar；

注塑速度分为三段，第一段注塑速度为45mm/s，第二段注塑速度为40mm/s，第三段注塑速度为35mm/s；

保压处理，冷却时间为11.5s，保压压力为125bar，保压速度为25mm/s。

实施例3

一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其由前模1、后模2、外径取向充磁部3和内径取向充磁部4组成；内径取向充磁部由牌号为SM-32的钐钴磁材料制得，外径取向充磁部由牌号为EH42钕铁硼磁材料制得；内径取向充磁部与外径取向充磁部之间形成模腔5，模腔沿其径向二分之一处的磁场强度为1100GS；模腔与外径取向充磁部之间设有外隔层51，模腔与内径取向充磁部之间设有内隔层52，内隔层和外隔层在径向上的厚度为0.7mm，内隔层和外隔层的相对磁导率不大于1；外径取向充磁部与模腔之间还设有调整层53，调整层设于外径取向充磁部与外隔层之间；内径取向充磁部通过紧固件61和螺丝62设于内支承座6上，内支承座固定在后模上；外径取向充磁部设于外支承座7上，外支承座设于后模上；前模上设有与模腔相对应的进料口11，模腔内还设有磁体安装架54，磁体安装架埋设于后模中并高出后模平面，后模上还设有轴向的内定位台阶21和外定位台阶22，内支承座上还设有与内定为台阶配套的防转动定位结构63。

上述用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具应用于制备在内径方向和外径方向上呈各向异性的注塑环形磁或注塑磁瓦。

一种注塑方法，包括以下步骤：

在按工艺需求装配并设定好用于制备多取向各向异性塑磁注塑模具后，将熔融状的注塑原料通过前模的进料口加入到注塑模具中进行注塑成型，注塑成型后保压冷却处理，最后脱模获得多取向各向异性塑磁；

注塑方法中，注塑温度设为四段，第一段温度为265℃，第二段温度为270℃，第三段温度为270℃，第四段温度为255℃；

注塑压力设为三段，第一段压力为130bar，第二段压力为135bar，第三段压力为125bar；

注塑速度分为三段，第一段注塑速度为40mm/s，第二段注塑速度为35mm/s，第三段注塑速度为30mm/s；

保压处理，冷却时间为10s，保压压力为120bar，保压速度为20mm/s。

应当理解的是，对于本领域普通技术人员来说，可以根据上述说明加以改进或变换，而所有这些改进和变换都应属于本发明所附权利要求的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其特征在于：

其由前模、后模、外径取向充磁部和内径取向充磁部组成；

所述内径取向充磁部与外径取向充磁部之间形成模腔，所述模腔与外径取向充磁部之间设有外隔层，所述模腔与内径取向充磁部之间设有内隔层；

所述内径取向充磁部通过紧固件和螺丝设于内支承座上，内支承座固定在后模上；

所述外径取向充磁部设于外支承座上，外支承座设于后模上；

所述的前模上设有与模腔相对应的进料口。

2.根据权利要求1所述的一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其特征在于：

所述外径取向充磁部与模腔之间还设有调整层，所述调整层设于外径取向充磁部与外隔层之间。

3.根据权利要求1所述的一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其特征在于：

所述模腔内还设有磁体安装架；所述磁体安装架埋设于后模中并高出后模平面。

4.根据权利要求1所述的一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其特征在于：

所述后模上还设有轴向的内定位台阶和外定位台阶，内支承座上还设有与内定为台阶配套的防转动定位结构。

5.根据权利要求1所述的一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其特征在于：

所述模腔沿其径向二分之一处的磁场强度为800～1500GS。

6.根据权利要求1所述的一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其特征在于：

所述内隔层和外隔层在径向上的厚度为0.5～1mm，内隔层和外隔层的相对磁导率不大于1。

7.根据权利要求1所述的一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其特征在于：

所述内隔层和外隔层采用耐磨无磁钢。

8.根据权利要求1所述的一种用于制备多取向各向异性塑磁的注塑模具，其特征在于：

其用于制备在内径方向和外径方向上呈各向异性的注塑环形磁或注塑磁瓦。

9.一种采用如权利要求1～8所述用于制备多取向各向异性塑磁注塑模具的注塑方法，其特征在于包括以下步骤：

在按工艺需求装配并设定好用于制备多取向各向异性塑磁注塑模具后，将熔融状的注塑原料通过前模的进料口加入到注塑模具中进行注塑成型，注塑成型后保压冷却处理，最后脱模获得多取向各向异性塑磁。

10.根据权利要求9所述的注塑方法，其特征在于：

所述注塑方法中，注塑温度设为四段，第一段温度为265±5℃，第二段温度为270±5℃，第三段温度为270±5℃，第四段温度为255±5℃；

注塑压力设为三段，第一段压力为130±5bar，第二段压力为135±5bar，第三段压力为125±5bar；

注塑速度分为三段，第一段注塑速度为40±5mm/s，第二段注塑速度为35±5mm/s，第三段注塑速度为30±5mm/s；

保压处理，冷却时间为10±1.5s，保压压力为120±5bar，保压速度为20±5mm/s。