CN111161936B - 汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法 - Google Patents

汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法 Download PDF

Info

Publication number
CN111161936B
CN111161936B CN201911366048.3A CN201911366048A CN111161936B CN 111161936 B CN111161936 B CN 111161936B CN 201911366048 A CN201911366048 A CN 201911366048A CN 111161936 B CN111161936 B CN 111161936B
Authority
CN
China
Prior art keywords
pyramid
shape
magnetic
combined shape
truncated cone
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Active
Application number
CN201911366048.3A
Other languages
English (en)
Other versions
CN111161936A (zh
Inventor
姚锐
王年
陈晓宇
胡盛青
张铁军
郑自儒
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Hunan Aerospace Magnet and Magneto Co Ltd
Original Assignee
Hunan Aerospace Magnet and Magneto Co Ltd
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Hunan Aerospace Magnet and Magneto Co Ltd filed Critical Hunan Aerospace Magnet and Magneto Co Ltd
Priority to CN201911366048.3A priority Critical patent/CN111161936B/zh
Publication of CN111161936A publication Critical patent/CN111161936A/zh
Application granted granted Critical
Publication of CN111161936B publication Critical patent/CN111161936B/zh
Active legal-status Critical Current
Anticipated expiration legal-status Critical

Links

Images

Classifications

    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
    • H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
    • H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
    • H01F1/12—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials
    • H01F1/34—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of soft-magnetic materials non-metallic substances, e.g. ferrites
    • H01F1/342—Oxides
    • H01F1/344—Ferrites, e.g. having a cubic spinel structure (X2+O)(Y23+O3), e.g. magnetite Fe3O4
    • H—ELECTRICITY
    • H01—ELECTRIC ELEMENTS
    • H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
    • H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
    • H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
    • H01F41/0266—Moulding; Pressing

Landscapes

  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Power Engineering (AREA)
  • Chemical & Material Sciences (AREA)
  • Dispersion Chemistry (AREA)
  • Manufacturing & Machinery (AREA)
  • Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)

Abstract

汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法，该器件外形为圆锥形、圆台形、棱锥形、棱台形、圆锥和与圆锥共底面的圆柱的组合形状、圆台和与圆台共下底面的圆柱的组合形状、棱锥和与棱锥共底面的棱柱的组合形状、棱台和与棱台共下底面的棱柱的组合形状中的任一种。本发明还包括制备该器件采用的成型模具与制备方法。本发明永磁铁氧体器件具有磁感线汇聚效果，表面最高磁通密度为2500~2800 Gs，优于现有永磁铁氧体器件产品水平，可替代部分各向同性粘结钕铁硼磁体器件；其温度稳定性远优于现有常规各向同性粘结钕铁硼磁体；生产成本与现有常规永磁铁氧体器件相当，仅约为各向同性粘结钕铁硼磁体的1/10；本发明方法简单、易实施。

Description

汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法
技术领域
本发明涉及一种铁氧体器件及其成型模具与制备方法，具体涉及一种汇聚磁感线的铁氧体器件及其成型模具与制备方法。
背景技术
永磁铁氧体是汽车、通讯、家电、计算机和消费电子等领域中重要的基础功能材料，其应用范围包括：汽车燃料泵电机、起动器电机和风机电机；办公设备或计算机的磁盘驱动电机、风扇电机和光驱电机；家电的驱动电机、压缩机电机和风扇电机；电子声像产品音箱、喇叭、听筒；以及电动工具或电动玩具中的动力电机、各种变频器传感器，微波炉磁控管等等。
从本质上来说，永磁铁氧体的主要作用是在不同应用场景中提供满足特定需求的磁场环境；而上述绝大多数应用场景，如电机、音响、传感器、磁控管等，都要求尽可能地提高永磁铁氧体在特定部位的表面磁通密度，以提升产品使用效果。
永磁铁氧体器件的常规外形为圆柱、长方体、圆环及瓦片形。根据电磁学理论，这些常规外形的永磁铁氧体器件的表面磁通密度均是小于或等于其剩余磁通密度的一半。日本TDK及日立金属代表了全球永磁铁氧体生产的最高水平，其产品手册显示，基于现有工业生产水平，可实现批量生产的永磁铁氧体材料及器件的剩余磁通密度≤4900 Gs。目前常规的铁氧体器件表面磁通密度≤2450 Gs。
日本TDK与日立金属的产品手册以及新材料在线编制的《2018年磁性材料行业研究报告》指出，对于磁体表面磁通密度要求为2500~2800 Gs的应用场合，目前通常采用各向同性粘结钕铁硼磁体。该报告还指出，这类磁体因采用了镨钕金属等稀土材料，其售价高昂，接近永磁铁氧体材料的10倍；同时，因钕铁硼材料的本征特性及磁体中存在的大量有机粘结剂，该类磁体的温度稳定性差，难以满足工作温度变化较大的应用场合。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是，克服现有技术存在的上述缺陷，提供一种汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法，该永磁铁氧体器件具有汇聚磁感线的效果，其表面最高磁通密度达2500~2800 Gs，制造成本与现有常规永磁铁氧体相当，仅约为各向同性粘结钕铁硼磁体的1/10；温度稳定性优于现有常规各向同性粘结钕铁硼磁体；制备方法简单、易实施。
本发明解决其技术问题所采用的技术方案如下：汇聚磁感线的永磁铁氧体器件，外形为圆锥形、圆台形、棱锥形、棱台形、圆锥和与圆锥共底面的圆柱的组合形状、圆台和与圆台共下底面的圆柱的组合形状、棱锥和与棱锥共底面的棱柱的组合形状、棱台和与棱台共下底面的棱柱的组合形状中的任一种。
优选的，所述圆锥形、棱锥形、组合形状中的圆锥部分或棱锥部分，高径比为0.1~20，更优选0.5~4，所述圆锥形或组合形状中的圆锥部分高径比的径指底面的直径的长度，棱锥形或组合形状中的棱锥部分高径比的径指底面多边形最长对角线的长度。
优选的，所述圆台形、棱台形、组合形状中的圆台部分或棱台部分，高与下底面直径比为0.1~20，更优选0.5~4，其上底面直径与下底面直径比为0.05~0.95，更优选0.2~0.8，所述棱台形或组合形状中的棱台部分的下底面直径指下底面多边形最长对角线的长度，所述棱台形或组合形状中棱台部分的上底面直径指上底面多边形最长对角线的长度。
优选的，其表面磁通密度最高处位于圆锥形、棱锥形、组合形状中的圆锥部分或棱锥部分的顶点附近，或位于圆台形、棱台形、组合形状中的圆台部分或棱台部分的上底面附近。
本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具，包括上模、中模和下模，上模与中模通过导柱与导套连接，所述中模由中模外套和中模内套镶嵌而成，中模外套采用不导磁材料制成，中模内套采用不导磁的无磁硬质合金材料制成；所述上模由上模外套和上模内芯镶嵌而成，上模外套采用不导磁材料制成，上模内芯采用导磁材料制成；所述下模主体采用导磁材料制成，上表面被覆有不导磁层；上模、中模和下模之间形成型腔，上模构成型腔顶部、中模内套的内壁构成型腔侧壁，下模的不导磁层构成型腔底板；所述型腔顶部由上模外套的不导磁部分和上模内芯的导磁部分组成，导磁部分位于型腔顶部的中心部位。
上模内芯导磁，起到汇聚磁感线的作用；上模外套不导磁，起辅助压制作用。
成型时，中模整体的内壁（即中模内套内壁）以内被填充锶铁氧体料浆模，内套采用比常规材料更加耐磨的硬质合金材料制成，可有效增加模具使用寿命。中模外套和中模内套均采用不导磁材料制成。可避免成型磁场的磁感线沿中模发散出去，以免影响产品的磁感线汇聚效果。
下模主体导磁，起引导磁感线作用；下模的不导磁层起到耐磨，增加模具使用寿命的作用。
优选的，所述成型模具还设有吸水板和流道板，所述吸水板与所述上模螺纹连接，所述中模与所述流道板螺纹连接；所述吸水板上设有吸水嘴，所述型腔的顶部的不导磁部分设有与所述吸水嘴相连的吸水孔；所述流道板上设有注料嘴，所述型腔侧壁设有与所述注料嘴相连的料浆流道；所述吸水板与压机的上活塞缸螺纹连接，所述上模与压机的上活塞缸螺纹连接；所述流道板与压机的下活塞缸螺纹连接，所述中模与压机的下活塞缸螺纹连接；所述下模与压机的下工作台螺纹连接。
在型腔合模（即上模与中模接触，使型腔形成封闭空间）后，所述的锶铁氧体料浆通过注料嘴、经由料浆流道注入型腔内，再由上模与下模相向位移，使锶铁氧体料浆被加压，形成坯体；吸水嘴外接管道，在加压过程中，料浆中70%-75%的水分将从上模的吸水孔中被排出。
优选的，所述型腔的形状为圆锥和与圆锥共底面的圆柱的组合形状、圆台和与圆台共下底面的圆柱的组合形状、棱锥和与棱锥共底面的棱柱的组合形状、棱台和与棱台共下底面的棱柱的组合形状中的任一种。
优选的，所述型腔顶部的导磁部分与不导磁部分的面积比为1:4~25。型腔顶部的导磁部分与不导磁部分的面积比过大，则导磁部分过多，达不到磁感线汇聚效果，产品性能差；面积比过小，则导磁部分过少，成型时磁场太强，易使导磁材料发生饱和磁化，一旦材料发生饱和磁化，则无法起到汇聚磁感线的作用。
优选的，下模的不导磁层的厚度为0.5~10 mm。
优选的，所述上模外套的材质为不锈钢，所述上模内芯的材质为45号钢，所述中模外套的材质为不锈钢，所述中模内套的材质为司太立，所述下模主体的材质为45号钢，下模的不导磁层的材质为司太立，所述吸水板的材质为45号钢，所述流道板的材质为45号钢。
本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法，包括以下步骤：
（1）将水和添加剂加入锶铁氧体粉末中，球磨，得锶铁氧体料浆；
（2）将步骤（1）中所得锶铁氧体料浆注入本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具的型腔内，在磁场条件下压制成型，得锶铁氧体生坯；
（3）将步骤（2）中所得锶铁氧体生坯进行烧结，磨削，充磁，即成。
优选的，步骤（1）中，所述锶铁氧体粉末与水的质量比为1:0.2~0.8，更优选1:0.5~0.7；若水的用量过多，则料浆太稀，难以成型，必须增加料浆沉淀时间，从而降低生产效率；若水的用量过少，则料浆太干，不利于成型阶段磁畴颗粒在磁场下的转动。
优选的，步骤（1）中，所述添加剂与锶铁氧体粉末的质量比为0.005～0.25:1，更优选0.05～0.15:1；若添加剂的用量过少，则达不到改善产品性能及密度的作用，若用量过多，则会生成杂质、另相，使产品磁性能急剧下降，甚至造成烧结开裂等质量问题。
优选的，步骤（1）中，所述添加剂为SiO2、CaCO3、H3BO3或Al2O3中的一种或多种，更优选CaCO3:Al2O3:H3BO3的质量比为1～3:1:1的混合物，或CaCO3:SiO2:Al2O3的质量比为1～3:1:1的混合物；SiO2的作用为细化晶粒、提高Hcj；CaCO3的作用为提高磁体致密度；H3BO3的作用为调节料浆pH值、促进烧结；Al2O3的作用为增加产品磁性能稳定性，同时提高内禀矫顽力（Hcj）。
优选的，步骤（1）中，所述球磨的时间为8～30 h，优选10～18 h；若球磨时间过短，则无法获得小于锶铁氧体临界单畴尺寸的颗粒，使产品矫顽力偏小；若球磨时间过长，则颗粒过细，不利于成型过程的排气、排水及磁场下颗粒的取向转动。
优选的，步骤（2）中，磁场条件为3000～12000 Oe，更优选4000～9000 Oe；若磁场强度过小，则难以达到满意的生坯取向度，使产品性能劣化；若磁场强度过大，则对成型设备要求高、磁场线圈发热严重，使得生产成本高、效率低。在完成合模及料浆注入后，开始施加上述磁场，磁场方向垂直于型腔底面指向型腔顶面。在该磁场作用下，料浆中的磁体颗粒将发生转向与重排，类似小磁针在磁场下偏转的情形。成型后的坯体中，各粉末颗粒的易磁化方向将会形成基本统一的取向排列；其中，坯体再靠近上模中心的部位会因上模的特殊结构而形成各粉末颗粒易磁化汇聚的效果。
优选的，步骤（2）中，压制成型的压力为5～25 Mpa，优选8～21 MPa，所述生坯的密度≥2.6g/cm3，优选2.8g/cm3～3.2g/cm3；若压力过小，则生坯强度低、易变形；若压力过大，则易引起生坯开裂。
优选的，步骤（3）中，所述的烧结是指以2～5℃/min的速率升温至1000～1350℃，烧结的时间为1～3h。
优选的，步骤（3）中，所述磨削，是将烧结后得到的产品毛坯磨削成最终产品外形：将圆锥与圆柱的组合形状毛坯，磨削成圆锥、圆台、圆锥与圆柱的组合形状、圆台与圆柱的组合形状中的任一种；将圆台与圆柱的组合形状毛坯，磨削成圆台或圆台与圆柱的组合形状；将棱锥与棱柱的组合形状毛坯，磨削成棱锥、棱台、棱锥与棱柱的组合形状、棱台与棱柱的组合形状中的任一种；将棱台与棱柱的组合形状毛坯，磨削成棱台或棱台与棱柱的组合形状。
优选的，步骤（3）中，所述充磁采用脉冲电源，脉冲峰值电压为1000V以上。如果电压过小，产品最终磁性能欠佳。
本发明有益效果：（1）本发明采用特殊模具制得了具有特殊形状的永磁铁氧体器件，该永磁铁氧体器件具有磁感线汇聚效果，表面最大磁通密度可达2500~2800 Gs，优于现有永磁铁氧体器件产品水平，可替代部分各向同性粘结钕铁硼磁体器件；（2）本发明的永磁铁氧体器件温度稳定性远优于现有常规各向同性粘结钕铁硼磁体；（3）本发明的永磁铁氧体器件生产成本与现有常规永磁铁氧体器件相当，仅约为各向同性粘结钕铁硼磁体的1/10；（4）本发明制备方法简单、易实施。
附图说明
图1为本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具实施例1上模的剖面示意图；
图2为本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具实施例1中模的立体结构示意图；
图3为本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具实施例1下模的剖面示意图；
图4为本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具实施例1的整体结构示意图；
图5为本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具实施例2中模的立体结构示意图；
图6为本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具实施例2的整体结构示意图；
图7为本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具对比例的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图和实施例对本发明作进一步详细说明。
实施例1
本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具，包括上模、中模、下模、吸水板和流道板。
参照图1，本实施例的上模由上模外套2和上模内芯101镶嵌而成，上模外套102采用不导磁的不锈钢制成，上模内芯101采用导磁的45号钢制成，上模底部有一以上模内芯101为中心、高30mm、底面直径为38mm的圆锥形凹陷，凹陷处有通向上模顶部的吸水孔110。
参照图2，本实施例的中模由中模外套103和中模内套104镶嵌而成，中模外套103采用不导磁的不锈钢制成，中模内套104采用不导磁的司太立制成，中模内套104为空心圆柱形，其内圆大小与上模圆锥形凹陷的圆面一致，中模内套104的内面有通向中模底部的料浆流道（图中未示出）。
参照图3，本实施例的下模为与中模空心圆柱配合的圆柱形，下模主体106采用导磁的45号钢制成，下模的上表面被覆有不导磁层105，材质为司太立，厚度为3mm。
参照图4，上模、中模、下模之间形成型腔113，型腔113为圆锥和与圆锥共底面的圆柱的组合形状，上模构成型腔顶部、中模内套104的内壁构成型腔侧壁，下模的不导磁层105构成型腔底板；所述型腔顶部由上模外套102的不导磁部分和上模内芯101的导磁部分组成，导磁部分位于型腔顶部中心部位，导磁部分与不导磁部分的面积比为1:9。
上模与中模通过导柱与导套连接（图中未示出），吸水板111的材质为45号钢，流道板107的材质为45号钢。所述吸水板111与所述上模螺纹连接，所述中模与所述流道板107螺纹连接；所述吸水板111上设有吸水嘴112，所述型腔顶部的不导磁部分设有与所述吸水嘴112相连的吸水孔110；所述流道板107上设有注料嘴108，所述型腔侧壁设有与所述注料嘴108相连的料浆流道109；所述吸水板111与压机的上活塞缸螺纹连接，所述上模与压机的上活塞缸螺纹连接；所述流道板107与压机的下活塞缸螺纹连接，所述中模与压机的下活塞缸螺纹连接；所述下模与压机的下工作台螺纹连接。
在型腔合模（即上模与中模接触，使型腔形成封闭空间）后，所述的锶铁氧体料浆通过注料嘴108、经由料浆流道109注入型腔113内，再由上模与下模相向位移，使锶铁氧体料浆被加压，形成坯体；吸水嘴112外接管道，在加压过程中，料浆中的水分将从上模吸水孔中被排出。
本实施例汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法：
（1）将65kg锶铁氧体粉末与3.27 kg CaCO3、1.90 kg Al2O3和1.90 kg H3BO3混合后，加入35kg水，进行湿法球磨15h，得锶铁氧体料浆；
（2）将步骤（1）所得铁氧体料浆注入所述成型模具，在6000Oe垂直于型腔底部指向型腔顶部的磁场中，于18MPa压力下压制成型，得锶铁氧体生坯，生坯为密度2.8g/cm3的圆锥与圆柱的组合形状；
（3）将步骤（2）所得锶铁氧体生坯置于电窑炉中，以3℃/min的速率升温至1200℃，烧结2h，再将毛坯磨削成圆锥与圆柱的组合形状，其中圆柱部分直径为30mm，高度为15mm，圆锥底部直径与圆柱部分一致，圆锥高度为25mm；所得永磁铁氧体器件经脉冲峰值电压为1200V的脉冲电源饱和充磁后，得到成品。
经校准后的手持高斯计测试，本发明实施例所得永磁铁氧体器件，表面磁通密度最高处为圆锥部分的尖端处，达2650Gs，磁性能优异。
实施例2
本发明汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具，包括上模、中模、下模、吸水板和流道板。
本实施例的上模由上模外套和上模内芯镶嵌而成，上模外套采用不导磁的不锈钢制成，上模内芯采用导磁的45号钢制成，上模底部有一以上模内芯为中心、高25mm、上底面对角线为13mm、下底面对角线为40mm的正四棱台形凹陷，凹陷处有通向上模顶部的吸水孔。
参照图5，本实施例的中模由中模外套203和中模内套204镶嵌而成，中模外套203采用不导磁的不锈钢制成，中模内套204采用不导磁的司太立制成，中模内套204为空心正四棱柱形，其内顶面形状与上模正四棱台形凹陷的下底面形状一致，中模内部有通向中模底部的料浆流道（图中未示出）。
本实施例下模为与中模空心正四棱柱配合的正四棱柱形，下模主体采用导磁的45号钢制成，下模的上表面被覆有不导磁层，材质为司太立，厚度为5mm。
参照图6，上模、中模、下模之间形成型腔213，型腔213为正四棱台和与正四棱台共底面的正四棱柱的组合形状，上模构成型腔顶部、中模内套204的内壁构成型腔侧壁，下模的不导磁层205构成型腔底板；所述型腔顶部由上模外套202的不导磁部分和上模内芯201的导磁部分组成，导磁部分位于型腔顶部中心部位，导磁部分与不导磁部分的面积比为1:20。
上模与中模通过导柱与导套连接（图中未示出），吸水板211的材质为45号钢，流道板207的材质为45号钢。所述吸水板211与所述上模螺纹连接，所述中模与所述流道板207螺纹连接；所述吸水板211上设有吸水嘴212，所述型腔顶部的不导磁部分设有与所述吸水嘴212相连的吸水孔210；所述流道板207上设有注料嘴208，所述型腔侧壁设有与所述注料嘴208相连的料浆流道209；所述吸水板211与压机的上活塞缸螺纹连接，所述上模与压机的上活塞缸螺纹连接；所述流道板207与压机的下活塞缸螺纹连接，所述中模与压机的下活塞缸螺纹连接；所述下模与压机的下工作台螺纹连接。
在型腔合模（即上模与中模接触，使型腔形成封闭空间）后，所述的锶铁氧体料浆通过注料嘴208、经由料浆流道209注入型腔213内，再由上模与下模相向位移，使锶铁氧体料浆被加压，形成坯体；吸水嘴212外接管道，在加压过程中，料浆中的水分将从上模吸水孔中被排出。
本实施例汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法：
（1）将60kg锶铁氧体粉末与4.50 kg CaCO3、2.00 kg Al2O3和2.00 kg H3BO3混合后，加入40kg水，进行湿法球磨13.5h，得锶铁氧体料浆；
（2）将步骤（1）所得铁氧体料浆注入所述成型模具，在8000Oe垂直于型腔底部指向型腔顶部的磁场中，于21MPa压力下压制成型，得锶铁氧体生坯，生坯为密度2.8g/cm3的四棱台与四棱柱的组合形状；
（3）将步骤（3）所得铁氧体生坯置于电窑炉中，以2℃/min的速率升温至1140℃，烧结3h，再将毛坯磨削成四棱台与四棱柱的组合形状，其中四棱柱部分底面对角线长为30mm，高度为10mm，四棱台部分底面对角线长与四棱柱部分底面对角线长一致，四棱台高度为15mm，四棱台上底面对角线长10mm；所得永磁铁氧体器件经脉冲峰值电压为1450V的脉冲电源饱和充磁后，得到成品。
经校准后的手持高斯计测试，本发明实施例所得永磁铁氧体器件，表面磁通密度最高处为棱台部分的上底面附近，达2782Gs，磁性能优异。
对比例
参照图7，本对比例成型模具与实施例1相似：其上模与实施例1上模形状相同，区别在于，上模314不分为上模外套和上模内芯，全部采用不导磁的不锈钢制成，成型模具的其余组成部分和连接关系都与本发明实施例1相同。
本对比例永磁铁氧体器件的制备方法：
（1）将65kg锶铁氧体粉末与3.27 kg CaCO3、1.90 kg Al2O3和1.90 kg H3BO3混合后，加入35kg水，进行湿法球磨15h，得锶铁氧体料浆；
（2）将步骤（1）所得铁氧体料浆注入所述成型模具，在6000Oe垂直于型腔底面指向型腔顶面的磁场中，于18MPa压力下压制成型，得锶铁氧体生坯，生坯为密度2.8g/cm3的圆锥与圆柱的组合形状；
（3）将步骤（2）中所得锶铁氧体生坯置于电窑炉中，以3℃/min的速率升温至1200℃，烧结2h，再将毛坯磨削成圆锥与圆柱的组合形状，其中圆柱部分直径为30mm，高度为15mm，圆锥底部分直径与圆柱部分一致，圆锥高度为25mm；所得永磁铁氧体器件经脉冲峰值电压为1200V的脉冲电源饱和充磁后得到成品。
经校准后的手持高斯计测试，本对比例所得永磁铁氧体器件，表面磁通密度最高处为圆锥部分的尖端处，为2327Gs，磁性能一般，远低于本发明实施例1所得产品的表面磁通密度。

Claims (14)

1.一种汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具，包括上模、中模和下模，上模与中模通过导柱与导套连接，其特征在于，所述中模由中模外套和中模内套镶嵌而成，中模外套采用不导磁材料制成，中模内套采用不导磁的无磁硬质合金材料制成；所述上模由上模外套和上模内芯镶嵌而成，上模外套采用不导磁材料制成，上模内芯采用导磁材料制成；所述下模主体采用导磁材料制成，上表面被覆有不导磁层；上模、中模和下模之间形成型腔，上模构成型腔顶部、中模内套的内壁构成型腔侧壁，下模的不导磁层构成型腔底板；所述型腔顶部由上模外套的不导磁部分和上模内芯的导磁部分组成，导磁部分位于型腔顶部的中心部位；
由汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具得到的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件，外形为圆锥形、圆台形、棱锥形、棱台形、圆锥和与圆锥共底面的圆柱的组合形状、圆台和与圆台共下底面的圆柱的组合形状、棱锥和与棱锥共底面的棱柱的组合形状、棱台和与棱台共下底面的棱柱的组合形状中的任一种。
2.根据权利要求1所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具，其特征在于，所得汇聚磁感线的永磁铁氧体器件外形的所述圆锥形、棱锥形、组合形状中的圆锥部分或棱锥部分，高径比为0.1~20，所述圆锥形或组合形状中的圆锥部分高径比的径指底面的直径的长度，棱锥形或组合形状中的棱锥部分高径比的径指底面多边形最长对角线的长度；所述圆台形、棱台形、组合形状中的圆台部分或棱台部分，高与下底面直径比为0.1~20，其上底面直径与下底面直径比为0.05~0.95，所述棱台形或组合形状中的棱台部分的下底面直径指下底面多边形最长对角线的长度，所述棱台形或组合形状中棱台部分的上底面直径指上底面多边形最长对角线的长度；其表面磁通密度最高处位于圆锥形、棱锥形、组合形状中的圆锥部分或棱锥部分的顶点附近，或位于圆台形、棱台形、组合形状中的圆台部分或棱台部分的上底面附近。
3.根据权利要求2所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具，其特征在于，所得汇聚磁感线的永磁铁氧体器件外形的所述圆锥形、棱锥形、组合形状中的圆锥部分或棱锥部分，高径比为0.5~4，所述圆锥形或组合形状中的圆锥部分高径比的径指底面的直径的长度，棱锥形或组合形状中的棱锥部分高径比的径指底面多边形最长对角线的长度；所述圆台形、棱台形、组合形状中的圆台部分或棱台部分，高与下底面直径比为0.5~4，其上底面直径与下底面直径比为0.2~0.8，所述棱台形或组合形状中的棱台部分的下底面直径指下底面多边形最长对角线的长度，所述棱台形或组合形状中棱台部分的上底面直径指上底面多边形最长对角线的长度；其表面磁通密度最高处位于圆锥形、棱锥形、组合形状中的圆锥部分或棱锥部分的顶点附近，或位于圆台形、棱台形、组合形状中的圆台部分或棱台部分的上底面附近。
4.根据权利要求1所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具，其特征在于，还设有吸水板和流道板，所述吸水板与所述上模螺纹连接，所述中模与所述流道板螺纹连接；所述吸水板上设有吸水嘴，所述型腔的顶部的不导磁部分设有与所述吸水嘴相连的吸水孔；所述流道板上设有注料嘴，所述型腔侧壁设有与所述注料嘴相连的料浆流道；所述吸水板与压机的上活塞缸螺纹连接，所述上模与压机的上活塞缸螺纹连接；所述流道板与压机的下活塞缸螺纹连接，所述中模与压机的下活塞缸螺纹连接；所述下模与压机的下工作台螺纹连接。
5. 根据权利要求4所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具，其特征在于，所述型腔顶部的导磁部分与不导磁部分的面积比为1:4~25；下模的不导磁层的厚度为0.5~10mm；所述上模外套的材质为不锈钢，所述上模内芯的材质为45号钢，所述中模外套的材质为不锈钢，所述中模内套的材质为司太立，所述下模主体的材质为45号钢，下模的不导磁层的材质为司太立，所述吸水板的材质为45号钢，所述流道板的材质为45号钢。
6.根据权利要求1~5之一所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的成型模具，其特征在于，所述型腔的形状为圆锥和与圆锥共底面的圆柱的组合形状、圆台和与圆台共下底面的圆柱的组合形状、棱锥和与棱锥共底面的棱柱的组合形状、棱台和与棱台共下底面的棱柱的组合形状中的任一种。
7.一种汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）将水和添加剂加入锶铁氧体粉末中，球磨，得锶铁氧体料浆；
（2）将步骤（1）所得锶铁氧体料浆注入权利要求1~6之一所述的成型模具的型腔内，在磁场条件下压制成型，得锶铁氧体生坯；
（3）将步骤（2）所得锶铁氧体生坯进行烧结，磨削，充磁，即成。
8. 根据权利要求7所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述锶铁氧体粉末与水的质量比为1:0.2~0.8；所述添加剂与锶铁氧体粉末的质量比为0.005～0.25:1；所述添加剂为SiO2、CaCO3、H3BO3或Al2O3中的一种或多种；所述球磨的时间为8～30 h。
9. 根据权利要求8所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法，其特征在于，步骤（1）中，所述锶铁氧体粉末与水的质量比为1:0.5~0.7；所述添加剂与锶铁氧体粉末的质量比为0.05～0.15:1；所述添加剂为CaCO3:Al2O3:H3BO3的质量比为1～3:1:1的混合物，或CaCO3:SiO2:Al2O3的质量比为1～3:1:1的混合物；所述球磨的时间为10～18 h。
10. 根据权利要求7~9之一所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，磁场条件为3000～12000 Oe，磁场方向垂直于型腔底面指向型腔顶部；压制成型的压力为5～25 MPa；所述生坯的密度≥2.6g/cm3。
11.根据权利要求10所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法，其特征在于，步骤（2）中，磁场条件为4000～9000 Oe，磁场方向垂直于型腔底面指向型腔顶部；压制成型的压力为8～21 MPa；所述生坯的密度2.8g/cm3～3.2g/cm3。
12.根据权利要求7~9之一所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的烧结是指以2～5℃/min的速率升温至1000～1350℃，烧结的时间为1～3h；所述磨削，是将烧结后得到的产品毛坯磨削成最终产品外形：将圆锥与圆柱的组合形状毛坯，磨削成圆锥、圆台、圆锥与圆柱的组合形状、圆台与圆柱的组合形状中的任一种；将圆台与圆柱的组合形状毛坯，磨削成圆台或圆台与圆柱的组合形状；将棱锥与棱柱的组合形状毛坯，磨削成棱锥、棱台、棱锥与棱柱的组合形状、棱台与棱柱的组合形状中的任一种；将棱台与棱柱的组合形状毛坯，磨削成棱台或棱台与棱柱的组合形状；所述充磁采用脉冲电源，脉冲峰值电压为1000V以上。
13.根据权利要求10所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的烧结是指以2～5℃/min的速率升温至1000～1350℃，烧结的时间为1～3h；所述磨削，是将烧结后得到的产品毛坯磨削成最终产品外形：将圆锥与圆柱的组合形状毛坯，磨削成圆锥、圆台、圆锥与圆柱的组合形状、圆台与圆柱的组合形状中的任一种；将圆台与圆柱的组合形状毛坯，磨削成圆台或圆台与圆柱的组合形状；将棱锥与棱柱的组合形状毛坯，磨削成棱锥、棱台、棱锥与棱柱的组合形状、棱台与棱柱的组合形状中的任一种；将棱台与棱柱的组合形状毛坯，磨削成棱台或棱台与棱柱的组合形状；所述充磁采用脉冲电源，脉冲峰值电压为1000V以上。
14.根据权利要求11所述的汇聚磁感线的永磁铁氧体器件的制备方法，其特征在于，步骤（3）中，所述的烧结是指以2～5℃/min的速率升温至1000～1350℃，烧结的时间为1～3h；所述磨削，是将烧结后得到的产品毛坯磨削成最终产品外形：将圆锥与圆柱的组合形状毛坯，磨削成圆锥、圆台、圆锥与圆柱的组合形状、圆台与圆柱的组合形状中的任一种；将圆台与圆柱的组合形状毛坯，磨削成圆台或圆台与圆柱的组合形状；将棱锥与棱柱的组合形状毛坯，磨削成棱锥、棱台、棱锥与棱柱的组合形状、棱台与棱柱的组合形状中的任一种；将棱台与棱柱的组合形状毛坯，磨削成棱台或棱台与棱柱的组合形状；所述充磁采用脉冲电源，脉冲峰值电压为1000V以上。
CN201911366048.3A 2019-12-26 2019-12-26 汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法 Active CN111161936B (zh)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911366048.3A CN111161936B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
CN201911366048.3A CN111161936B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法

Publications (2)

Publication Number Publication Date
CN111161936A CN111161936A (zh) 2020-05-15
CN111161936B true CN111161936B (zh) 2022-02-01

Family

ID=70558304

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
CN201911366048.3A Active CN111161936B (zh) 2019-12-26 2019-12-26 汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法

Country Status (1)

Country Link
CN (1) CN111161936B (zh)

Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1359077A1 (ru) * 1986-05-11 1987-12-15 Предприятие П/Я В-2655 Способ изготовлени марганец-цинковых ферритов
CN2561068Y (zh) * 2002-04-27 2003-07-16 北矿磁材科技股份有限公司 一种降低磁块上下面表面场强差别的装置
CN201816125U (zh) * 2010-10-15 2011-05-04 安徽龙磁科技股份有限公司 一种永磁铁氧体方块两面表磁差小于50高斯的模具
CN102226952A (zh) * 2011-03-10 2011-10-26 陈松 一种新型rfid标签天线和天线磁芯
CN103213191A (zh) * 2013-05-02 2013-07-24 鞍山市德康磁性材料有限责任公司 一种纠正永磁铁氧体产品变形的模具
CN206022018U (zh) * 2016-08-31 2017-03-15 浙江和也健康科技有限公司 一种聚磁场磁颗粒
CN206780614U (zh) * 2017-05-31 2017-12-22 马鞍山市鑫洋永磁有限责任公司 一种变频无刷电机内转子用小极差磁块的生产模具
CN110156452A (zh) * 2019-05-28 2019-08-23 横店集团东磁股份有限公司 一种m型锶铁氧体及其制备方法

Family Cites Families (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JPS61286110A (ja) * 1985-06-13 1986-12-16 Shin Etsu Chem Co Ltd 磁場成形用金型
JP2014097645A (ja) * 2012-11-16 2014-05-29 Starlite Co Ltd 円錐状成形品の製造方法およびそれによるスピーカ用振動板
CN111434003A (zh) * 2017-09-06 2020-07-17 无线先进车辆电气化有限公司 具有铁氧体柱筒的无线电力传输焊盘
CN109396425A (zh) * 2018-12-13 2019-03-01 宁波韵升股份有限公司 一种充磁偏角的钕铁硼粉末成型模具

Patent Citations (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1359077A1 (ru) * 1986-05-11 1987-12-15 Предприятие П/Я В-2655 Способ изготовлени марганец-цинковых ферритов
CN2561068Y (zh) * 2002-04-27 2003-07-16 北矿磁材科技股份有限公司 一种降低磁块上下面表面场强差别的装置
CN201816125U (zh) * 2010-10-15 2011-05-04 安徽龙磁科技股份有限公司 一种永磁铁氧体方块两面表磁差小于50高斯的模具
CN102226952A (zh) * 2011-03-10 2011-10-26 陈松 一种新型rfid标签天线和天线磁芯
CN103213191A (zh) * 2013-05-02 2013-07-24 鞍山市德康磁性材料有限责任公司 一种纠正永磁铁氧体产品变形的模具
CN206022018U (zh) * 2016-08-31 2017-03-15 浙江和也健康科技有限公司 一种聚磁场磁颗粒
CN206780614U (zh) * 2017-05-31 2017-12-22 马鞍山市鑫洋永磁有限责任公司 一种变频无刷电机内转子用小极差磁块的生产模具
CN110156452A (zh) * 2019-05-28 2019-08-23 横店集团东磁股份有限公司 一种m型锶铁氧体及其制备方法

Also Published As

Publication number Publication date
CN111161936A (zh) 2020-05-15

Similar Documents

Publication Publication Date Title
CN109950039A (zh) 一种烧结钕铁硼辐射环的成型装置及辐射环制备方法
CN108565109B (zh) 一种软磁复合材料的制备方法
CN108147803A (zh) 一种干法成型锶铁氧体磁体的制备方法
CN106252054B (zh) 各向异性钕铁硼磁体模压取向成型装置
CN111161936B (zh) 汇聚磁感线的永磁铁氧体器件及其成型模具与制备方法
US11881351B2 (en) Preparation method of ring-shaped sintered Nd—Fe—B magnet and its moulding die
CN106756579A (zh) 一种具有短程有序结构的铁镍软磁合金及铁镍软磁合金零件
KR101261099B1 (ko) 희토류 소결자석 제조방법
CN110783051A (zh) 辐射取向的烧结钕铁硼磁瓦片及制备方法、成型装置
CN110211796A (zh) 径向各向异性多极实心磁体及其生产方法和设备
CN109369169A (zh) 一种减少干压成型锶铁氧体外径向多极磁环开裂的方法
CN110211761B (zh) 一种高强度高磁导率铁粉基软磁复合材料构件制备方法
CN1169171C (zh) 一种磁环的多极聚合辐射取向成型制备方法
CN2475105Y (zh) 一种磁环的多极聚合辐射取向成型装置
CN202771951U (zh) 径向取向磁环的取向压制装置
CN106571221B (zh) 一种各向异性软磁复合材料的制备方法
CN2906390Y (zh) 微波炉用磁控管专用永磁铁氧体磁环成型模具
CN210925635U (zh) 辐射取向的烧结钕铁硼磁瓦片及成型装置
CN102982993A (zh) 径向取向磁环的取向压制装置及制作方法
CN2824283Y (zh) 微波炉专用磁钢成型模具
CN201975197U (zh) 永磁铁氧体瓦形磁体及其模具
CN206780614U (zh) 一种变频无刷电机内转子用小极差磁块的生产模具
CN201279589Y (zh) 一种径向充磁钕铁硼模具
CN112479698A (zh) 多强磁区瓦型磁体模具及多强磁区瓦型磁体的制备方法
CN202861400U (zh) 一种钕铁硼震动磁场成型压机装置

Legal Events

Date Code Title Description
PB01 Publication
PB01 Publication
SE01 Entry into force of request for substantive examination
SE01 Entry into force of request for substantive examination
GR01 Patent grant
GR01 Patent grant
TR01 Transfer of patent right

Effective date of registration: 20221214

Address after: Group 6, Zhuyuanta Community, Baofeng Street, Shimen County, Changde City, Hunan Province 415000

Patentee after: Hunan Aerospace magnetoelectric Technology Co.,Ltd.

Address before: No. 1118, Section 2, Tengfei Road, Wangcheng District, Changsha City, Hunan Province

Patentee before: HUNAN AEROSPACE MAGNET & MAGNETO Co.,Ltd.

TR01 Transfer of patent right