CN111376388B - 一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具 - Google Patents
一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，包括不导磁的上模、下模、凹模和导磁的磁芯，磁芯设置在模具架上，上模和下模分别套设在磁芯的上、下两端，凹模套设在上模和下模外，磁芯的外表面、凹模的内壁、上模的下表面和下模的上表面之间形成外径为C的型腔，凹模外的两侧分别设有励磁线圈，所述励磁线圈上设有极头，凹模两侧的电磁铁的极头沿型腔的径向分布，凹模对应两个极头处设有延伸槽，所述延伸槽内设有与延伸槽形状和尺寸相匹配的延伸极头。本发明在凹模中设置延伸极头，可以在不影响凹模整体厚度，保证凹模强度的情况下，缩短极头之间的距离，增强取向磁场的强度，提高产品的取向度从而提高产品的磁性能。
Description
技术领域
本发明涉及永磁铁氧体二极径向磁环产品成型模具技术领域，尤其是涉及一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具。
背景技术
多极磁环是指在圆环外圆周或内圆周充以多对(≥2)磁极的磁体，广泛应用于永磁同步电机、永磁歩进电机、仪器仪表、定时器、传感器、微波器件、电子器件等领域，随着家电和信息产业的发展，多极磁环的应用越来越广泛，工业和科技对它的需要越来越迫切。
多极磁环分为各向同性多极磁环和各向异性多极磁环，与各向同性多极磁环相比，各向异性多极磁环具有磁性能高、性价比高等优点，应用更为广泛。各向异性多极磁环在压制成型时需提供一个磁场对磁性材料颗粒进行排列取向，磁性材料颗粒取向度越高，磁性材料的磁性能就越好，产生的磁场强度就越高，为获得较高的磁性能，取向磁场必须有足够的强度。根据压制方向和磁场方向，各向异性多极磁环又分为轴向取向和径向取向，轴向取向的多极磁环成型时磁场方向和压制方向一致，而径向取向的多极磁环成型时磁场方向和压制方向垂直。
其中二极径向磁环自上世纪九十年代以来，在我国得到了长足的发展，主要用于小型水泵电机的圆柱形转子磁体。二极径向磁环一般是在外部设有用于提供磁场的电磁铁或永磁体的成型模具中成型，例如，一种在中国专利文献上公开的“CN203156913U”，其公告号CN203156913U，由上凸模、下凸模、凹模和芯杆组成，凹模中心设置通孔，通孔的内径等于上凸模和下凸模凸出部分的外径，凹模的通孔与下凸模凸出部分的外径活动连接，上凸模和下凸模中心设置通孔，芯杆与下凸模中心通孔活动连接，凹模、下凸模和芯杆形成型腔，所述永磁铁氧体磁环模具还包括设置在凹模外围的可旋转永磁体固定架，可旋转永磁体固定架上设有永磁体。
在现有二极径向磁环的生产中，一般电磁铁提供磁场，而为了获得较高的取向磁场强度，以提高产品的磁性能，需要把电磁铁的两个极头尽可能的靠近，但现有技术中二极径向磁环压制成型时，两个极头之间由凹模隔开，要想使两个极头靠近就势必要减小凹模的厚度，而减小凹模厚度会导致凹模不满足冲压成型的强度，不能满足生产要求。因此，现有技术中的二极径向磁环在压制成型时，通常因为两个极头距离较远，型腔里的磁场强度不够大，而导致产品的磁性能不理想，达不到越来越高的使用要求。
发明内容
本发明是为了克服现有技术中二极径向磁环在压制成型时，通常因为要保证足够的凹模强度而导致两个极头距离较远，型腔里的磁场强度不够大，生产出的产品磁性能不理想，达不到越来越高的使用要求的问题，提供一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，通过在凹模里设置延伸极头，在保证凹模强度的前提下，有效提高了型腔内的磁场强度，提高了产品的磁性能。
为了实现上述目的，本发明采用以下技术方案：
一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，包括不导磁的上模、下模、凹模和导磁的磁芯，磁芯设置在模具架上，上模和下模分别套设在磁芯的上、下两端，凹模套设在上模和下模外，磁芯的外表面、凹模的内壁、上模的下表面和下模的上表面之间形成外径为C的型腔，凹模外的两侧分别设有励磁线圈，所述励磁线圈上设有极头，凹模两侧的电磁铁的极头沿型腔的径向分布，凹模对应两个极头处设有延伸槽，所述延伸槽内设有与延伸槽形状和尺寸相匹配的延伸极头。
使用本发明的成型模具制备二极径向磁环时，在励磁线圈通电的情况下将磁粉放入型腔内，上模向下运动压紧磁粉使磁粉成型，形成成型毛坯，成型结束后，上模离开，下模向上运动，将成型毛坯从凹模中顶出，得到二极径向磁环。
成型过程中磁粉的易磁化方向沿两个极头间形成的取向磁场的方向排列分布，从而在压制成型后使磁粉的易磁化方向还能够保持较好的沿取向方向的排列，保证制得的磁环毛坯具有较高的取向度，取向度越高、取向越充分，磁环的表磁就越高，磁性能就越好。而产品取向度的大小，与成型时型腔的磁场强度有关，磁路中磁场强度的计算公式为：
其中H为磁场强度，单位为A/m；N为励磁线圈的匝数；I为励磁电流(测量值)，单位为A；Le为测试样品的有效磁路长度，单位为m。
从式中可以看出，在线圈匝数和电流相同的情况下，有效磁路长度越短，磁场的强度越强。因此，两个极头之间的距离越短，磁场的强度就越强，最终得到的二极径向磁环的取向度和磁性能就越好。但极头间的距离缩短，会使凹模的厚度减小，从而使凹模的强度不能承受成型时的压力。因此，本发明在凹模对应两个极头处设置延伸槽，并在延伸槽内设置延伸极头，可以在不影响凹模整体厚度，保证凹模强度的情况下，缩短极头之间的距离，增强取向磁场的强度，提高产品的取向度从而提高产品的磁性能。
作为优选，两个延伸极头之间的距离(C+10mm)≤L≤(C+15mm)。延伸极头之间的距离过短，对磁场强度和取向度的提升作用不明显；距离过长，又会影响凹模的强度，使其不能满足成型时的压力。因此，本发明在大量实验的基础上得出，当两个延伸极头之间的距离在此范围内时，既可以使凹模的强度满足成型时的压力要求，又可以有效提高磁场强度，从而提高产品最终的磁性能。
作为优选，延伸极头的横截面呈梯形，长边一侧与对应的极头相贴合。极头越靠近磁环宽度越小，有利于磁力线向极头的尖端收拢，从而有效提高磁力线的密度，得到较强的取向磁场。
作为优选，延伸极头长边一侧的长度2C≤A≤3C。延伸极头的长边长度越长，取向磁场的强度越大，但是长度过长会影响凹模的强度，故长边的长度在此范围内既可以有效提高磁场强度，又不会影响凹模强度。
作为优选，延伸极头短边一侧的长度1/3C≤B≤1/2C。延伸极头的短边长度在此范围内，可以有效提高磁力线密度，最终得到的二极径向磁环的的磁性能最佳。
作为优选，凹模包括外层的凹模套和位于凹模套内的加强合金层。在凹模套内设置硬度较大的加强合金层，可以提高凹模的强度和耐磨性能，提高凹模的使用寿命，并且可以使极头之间的距离进一步缩短，有利于提高磁场强度。
作为优选，凹模套为无磁的不锈钢材料制成。使用不锈钢材质的凹模套，强度符合要求，使用寿命长，产品成本低。
作为优选，加强合金层为WC-Ni系、WC-Cr3C2-Ni系或WC-Cr3C2-Mo-Ni系硬质合金材料制成。WC-Ni系、WC-Cr3C2-Ni系或WC-Cr3C2-Mo-Ni系硬质合金呈非磁性，这是由于在低碳的WC-Ni合金中，粘结相Ni-W合金的居里点(354℃)比WC-Fe合金的居里点(1120℃)，WC-Co合金的居里点(770℃)均低，而且钨在镍粘结相中的溶解度随碳含量的减少而增大，当钨在镍中含量大于17％时，WC-Ni合金的居里点便降至室温以下，当镍合金元素中铬超过7.5％，钼超过8％，镍超过12％时，由它们分别所组成的二元镍合金的居里点也降至室温以下，WC的化合碳量低于5.95％的WC-Ni合金也是无磁硬质合金。
因此WC-Ni系、WC-Cr3C2-Ni系或WC-Cr3C2-Mo-Ni系硬质合金磁导率低，硬度和耐磨性与无磁不锈钢材料相比有了大大提高，可以极大提高模具的使用寿命；且表面光洁度高、尺寸不易变化，使得制得的二极径向磁环外观光洁、尺寸稳定、密度均匀、产品合格率高。
因此，本发明具有如下有益效果：
(1)在凹模对应两个极头处设置延伸槽，并在延伸槽内设置延伸极头，可以在不影响凹模整体厚度，保证凹模强度的情况下，缩短极头之间的距离，增强取向磁场的强度，提高产品的取向度从而提高产品的磁性能；
(2)延伸极头的横截面呈梯形，越靠近磁环宽度越小，有利于磁力线向极头的尖端收拢，从而有效提高磁力线的密度，得到较强的取向磁场；
(3)在凹模内设置右WC-Ni系、WC-Cr3C2-Ni系或WC-Cr3C2-Mo-Ni系硬质合金制成的加强合金层，硬质合金的磁导率低，硬度和耐磨性高，可以极大提高模具的使用寿命；且表面光洁度高、尺寸不易变化，使得制得的二极径向磁环外观光洁、尺寸稳定、密度均匀、产品合格率高。
附图说明
图1是本发明压制过程中的主视剖面图；
图2是本发明压制结束后的主视剖面图；
图3是本发明的俯视图；
图4是图3中A部分的局部放大图；
图5是实施例1的JMAG磁场分析结果图；
图6是对比例1的JMAG磁场分析结果图；
图7是实施例1的表磁测量结果图；
图8是实施例2的表磁测量结果图；
图9是对比例1的表磁测量结果图；
图10是对比例2的表磁测量结果图；
图11是对比例3的表磁测量结果图。
图中：1上模、2下模、3凹模、301凹模套、302加强合金层、4磁芯、5型腔、6励磁线圈、7极头、8延伸极头、9二极径向磁环。
具体实施方式
下面结合附图与具体实施方式对本发明做进一步的描述。
实施例1：
如图1至图4所示，一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，包括不导磁的上模1、下模2、凹模3和导磁的磁芯4，磁芯设置在模具架上，上模和下模分别套设在磁芯的上、下两端，凹模套设在上模和下模外，磁芯的外表面、凹模的内壁、上模的下表面和下模的上表面之间形成外径C＝19.5mm的型腔。凹模外的左右两侧分别设有励磁线圈6，励磁线圈上设有极头7，两个极头沿型腔的径向分布。凹模对应两个极头处设有梯形的延伸槽，延伸槽内设有横截面呈梯形的延伸极头，延伸极头长边一侧与对应的极头相贴合，长边一侧的长度A＝39mm，短边一侧的长度B＝6.5mm，两个延伸极头之间的距离L＝29.5mm。
凹模包括外层无磁的不锈钢材料制成的凹模套301和位于凹模套内的WC-Ni系硬质合金制成的加强合金层302。
WC-Ni系硬质合金的制备方法为：
(1)钨粉的制备：用氢气还原氧化钨得到钨粉；
(2)WC粉的制备：将钨粉和炭黑按摩尔比1:1.5均匀混合，压成团块后装在石墨舟中，放入高频感应炉中真空保护下1500℃加热1h，反应产物在破碎机中破碎，并在球磨机中研磨成粉末，过100目筛得到WC粉末；
(3)混合球磨：将WC粉和Ni粉按质量比19:1混合，放入球磨机中，以97#汽油为球磨介质，YG8硬质合金球为研磨球，球料质量比3:1，氩气保护下以100r/min的速度球磨36h；
(4)干燥：将球磨后的混合料浆喷雾干燥后得到粉料；
(5)成型：将粉料在150MPa下冷压成型后得到坯料，压制吨位3t/cm2，压缩比2:1；
(6)烧结：将坯料装在石墨舟中，埋在氧化铝粉中，在真空度为0.1Pa的真空烧结炉中进行真空烧结：以7℃/min的升温速度升温至580℃，在该温度下保温80min，进行脱胶处理；再以4℃/min的升温速度升温至1200℃，在该温度下保温60min，进行预烧，脱除粉末颗粒中的氧；然后以3℃/min的升温速度升温至1460℃(在温度升至1220℃时通氩气直到烧结结束，防止粘结相的挥发)，在该温度下保温60min，进行最终烧结，烧结完成后随炉冷却至室温即得WC-Ni系硬质合金。
制备二极径向磁环时，在励磁线圈通电的情况下将磁粉放入型腔内，上模向下运动压紧磁粉使磁粉成型，在型腔内形成成型毛坯，成型结束后，上模离开，下模向上运动，将成型毛坯从凹模中顶出，得到二极径向磁环9。
实施例2：
一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，包括不导磁的上模、下模、凹模和导磁的磁芯，磁芯设置在模具架上，上模和下模分别套设在磁芯的上、下两端，凹模套设在上模和下模外，磁芯的外表面、凹模的内壁、上模的下表面和下模的上表面之间形成外径C＝19.5mm的型腔。凹模外的左右两侧分别设有励磁线圈，励磁线圈上设有极头，两个极头沿型腔的径向分布。凹模对应两个极头处设有梯形的延伸槽，延伸槽内设有横截面呈梯形的延伸极头，延伸极头长边一侧与对应的极头相贴合，长边一侧的长度A＝58.5mm，短边一侧的长度B＝9.75mm，两个延伸极头之间的距离L＝34.5mm。
凹模包括外层无磁的不锈钢材料制成的凹模套和位于凹模套内的WC-Cr3C2-Ni系硬质合金制成的加强合金层。
WC-Cr3C2-Ni系硬质合金的制备方法为：
(1)钨粉的制备：用氢气还原氧化钨得到钨粉；
(2)WC粉的制备：将钨粉和炭黑按摩尔比1:1.5均匀混合，压成团块后装在石墨舟中，放入高频感应炉中真空保护下1500℃加热1h，反应产物在破碎机中破碎，并在球磨机中研磨成粉末，过100目筛得到WC粉末；
(3)Cr3C2粉的制备：将铬粉和炭黑按摩尔比1：1均匀混合，压成团块后装在石墨舟中，放入高频感应炉中真空保护下1700℃加热1h，反应产物在破碎机中破碎，并在球磨机中研磨成粉末，过100目筛得到Cr3C2粉末；
(4)混合球磨：将WC粉、Cr3C2粉和Ni粉按质量比79:15:6混合，放入球磨机中，以97#汽油为球磨介质，YG8硬质合金球为研磨球，球料质量比3:1，氩气保护下以100r/min的速度球磨36h；
(5)干燥：将球磨后的混合料浆喷雾干燥后得到粉料；
(6)成型：将粉料在150MPa下冷压成型后得到坯料，压制吨位3t/cm2，压缩比2:1；
(7)烧结：将坯料装在石墨舟中，埋在氧化铝粉中，在真空度为0.1Pa的真空烧结炉中进行真空烧结：以7℃/min的升温速度升温至580℃，在该温度下保温80min，进行脱胶处理；再以4℃/min的升温速度升温至1200℃，在该温度下保温60min，进行预烧，脱除粉末颗粒中的氧；然后以3℃/min的升温速度升温至1460℃(在温度升至1220℃时通氩气直到烧结结束，防止粘结相的挥发)，在该温度下保温60min，进行最终烧结，烧结完成后随炉冷却至室温即得WC-Cr3C2-Ni系硬质合金。
实施例3：
一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，包括不导磁的上模、下模、凹模和导磁的磁芯，磁芯设置在模具架上，上模和下模分别套设在磁芯的上、下两端，凹模套设在上模和下模外，磁芯的外表面、凹模的内壁、上模的下表面和下模的上表面之间形成外径C＝19.5mm的型腔。凹模外的左右两侧分别设有励磁线圈，励磁线圈上设有极头，两个极头沿型腔的径向分布。凹模对应两个极头处设有梯形的延伸槽，延伸槽内设有横截面呈梯形的延伸极头，延伸极头长边一侧与对应的极头相贴合，长边一侧的长度A＝48.75mm，短边一侧的长度B＝7.8mm，两个延伸极头之间的距离L＝32.5mm。
凹模包括外层无磁的不锈钢材料制成的凹模套和位于凹模套内的WC-Cr3C2-Mo-Ni系硬质合金制成的加强合金层。
WC-Cr3C2-Mo-Ni系硬质合金的制备方法为：
(1)钨粉的制备：用氢气还原氧化钨得到钨粉；
(2)WC粉的制备：将钨粉和炭黑按摩尔比1:1.5均匀混合，压成团块后装在石墨舟中，放入高频感应炉中真空保护下1500℃加热1h，反应产物在破碎机中破碎，并在球磨机中研磨成粉末，过100目筛得到WC粉末；
(3)Cr3C2粉的制备：将铬粉和炭黑按摩尔比1：1均匀混合，压成团块后装在石墨舟中，放入高频感应炉中真空保护下1700℃加热1h，反应产物在破碎机中破碎，并在球磨机中研磨成粉末，过100目筛得到Cr3C2粉末；
(4)混合球磨：将WC粉、Cr3C2粉、Mo粉和Ni粉按质量比79:11:4:6混合，放入球磨机中，以97#汽油为球磨介质，YG8硬质合金球为研磨球，球料质量比3:1，氩气保护下以100r/min的速度球磨36h；
(5)干燥：将球磨后的混合料浆喷雾干燥后得到粉料；
(6)成型：将粉料在150MPa下冷压成型后得到坯料，压制吨位3t/cm2，压缩比2:1；
(7)烧结：将坯料装在石墨舟中，埋在氧化铝粉中，在真空度为0.1Pa的真空烧结炉中进行真空烧结：以7℃/min的升温速度升温至580℃，在该温度下保温80min，进行脱胶处理；再以4℃/min的升温速度升温至1200℃，在该温度下保温60min，进行预烧，脱除粉末颗粒中的氧；然后以3℃/min的升温速度升温至1460℃(在温度升至1220℃时通氩气直到烧结结束，防止粘结相的挥发)，在该温度下保温60min，进行最终烧结，烧结完成后随炉冷却至室温即得WC-Cr3C2-Mo-Ni系硬质合金。
对比例1：
一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，包括不导磁的上模、下模、凹模和导磁的磁芯，磁芯设置在模具架上，上模和下模分别套设在磁芯的上、下两端，凹模套设在上模和下模外，磁芯的外表面、凹模的内壁、上模的下表面和下模的上表面之间形成外径C＝19.5mm的型腔。凹模外的左右两侧分别设有励磁线圈，励磁线圈上设有极头7，两个极头沿型腔的径向分布。凹模包括外层无磁的不锈钢材料制成的凹模套和位于凹模套内的WC-Ni系硬质合金制成的加强合金层。
WC-Ni系硬质合金的制备方法为：
(1)钨粉的制备：用氢气还原氧化钨得到钨粉；
(2)WC粉的制备：将钨粉和炭黑按摩尔比1:1.5均匀混合，压成团块后装在石墨舟中，放入高频感应炉中真空保护下1500℃加热1h，反应产物在破碎机中破碎，并在球磨机中研磨成粉末，过100目筛得到WC粉末；
(3)混合球磨：将WC粉和Ni粉按质量比19:1混合，放入球磨机中，以97#汽油为球磨介质，YG8硬质合金球为研磨球，球料质量比3:1，氩气保护下以100r/min的速度球磨36h；
(4)干燥：将球磨后的混合料浆喷雾干燥后得到粉料；
(5)成型：将粉料在150MPa下冷压成型后得到坯料，压制吨位3t/cm2，压缩比2:1；
(6)烧结：将坯料装在石墨舟中，埋在氧化铝粉中，在真空度为0.1Pa的真空烧结炉中进行真空烧结：以7℃/min的升温速度升温至580℃，在该温度下保温80min，进行脱胶处理；再以4℃/min的升温速度升温至1200℃，在该温度下保温60min，进行预烧，脱除粉末颗粒中的氧；然后以3℃/min的升温速度升温至1460℃(在温度升至1220℃时通氩气直到烧结结束，防止粘结相的挥发)，在该温度下保温60min，进行最终烧结，烧结完成后随炉冷却至室温即得WC-Ni系硬质合金。。
对比例2：
一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，包括不导磁的上模、下模、凹模和导磁的磁芯，磁芯设置在模具架上，上模和下模分别套设在磁芯的上、下两端，凹模套设在上模和下模外，磁芯的外表面、凹模的内壁、上模的下表面和下模的上表面之间形成外径C＝19.5mm的型腔。凹模外的左右两侧分别设有励磁线圈，励磁线圈上设有极头，两个极头沿型腔的径向分布。凹模对应两个极头处设有梯形的延伸槽，延伸槽内设有横截面呈梯形的延伸极头，延伸极头长边一侧与对应的极头相贴合，长边一侧的长度A＝29mm，短边一侧的长度B＝6.5mm，两个延伸极头之间的距离L＝29.5mm。
凹模包括外层无磁的不锈钢材料制成的凹模套和位于凹模套内的WC-Ni系硬质合金制成的加强合金层。
WC-Ni系硬质合金的制备方法为：
(1)钨粉的制备：用氢气还原氧化钨得到钨粉；
(2)WC粉的制备：将钨粉和炭黑按摩尔比1:1.5均匀混合，压成团块后装在石墨舟中，放入高频感应炉中真空保护下1500℃加热1h，反应产物在破碎机中破碎，并在球磨机中研磨成粉末，过100目筛得到WC粉末；
(3)混合球磨：将WC粉和Ni粉按质量比19:1混合，放入球磨机中，以97#汽油为球磨介质，YG8硬质合金球为研磨球，球料质量比3:1，氩气保护下以100r/min的速度球磨36h；
(4)干燥：将球磨后的混合料浆喷雾干燥后得到粉料；
(5)成型：将粉料在150MPa下冷压成型后得到坯料，压制吨位3t/cm2，压缩比2:1；
(6)烧结：将坯料装在石墨舟中，埋在氧化铝粉中，在真空度为0.1Pa的真空烧结炉中进行真空烧结：以7℃/min的升温速度升温至580℃，在该温度下保温80min，进行脱胶处理；再以4℃/min的升温速度升温至1200℃，在该温度下保温60min，进行预烧，脱除粉末颗粒中的氧；然后以3℃/min的升温速度升温至1460℃(在温度升至1220℃时通氩气直到烧结结束，防止粘结相的挥发)，在该温度下保温60min，进行最终烧结，烧结完成后随炉冷却至室温即得WC-Ni系硬质合金。。
对比例3：
一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，包括不导磁的上模、下模、凹模和导磁的磁芯，磁芯设置在模具架上，上模和下模分别套设在磁芯的上、下两端，凹模套设在上模和下模外，磁芯的外表面、凹模的内壁、上模的下表面和下模的上表面之间形成外径C＝19.5mm的型腔。凹模外的左右两侧分别设有励磁线圈，励磁线圈上设有极头，两个极头沿型腔的径向分布。凹模对应两个极头处设有矩形的延伸槽，延伸槽内设有横截面呈矩形的延伸极头，延伸极头的一侧与对应的极头相贴合，与极头贴合一侧的长度＝39mm，两个延伸极头之间的距离L＝29.5mm。
凹模包括外层无磁的不锈钢材料制成的凹模套和位于凹模套内的WC-Ni系硬质合金制成的加强合金层。
WC-Ni系硬质合金的制备方法为：
(1)钨粉的制备：用氢气还原氧化钨得到钨粉；
(2)WC粉的制备：将钨粉和炭黑按摩尔比1:1.5均匀混合，压成团块后装在石墨舟中，放入高频感应炉中真空保护下1500℃加热1h，反应产物在破碎机中破碎，并在球磨机中研磨成粉末，过100目筛得到WC粉末；
(3)混合球磨：将WC粉和Ni粉按质量比19:1混合，放入球磨机中，以97#汽油为球磨介质，YG8硬质合金球为研磨球，球料质量比3:1，氩气保护下以100r/min的速度球磨36h；
(4)干燥：将球磨后的混合料浆喷雾干燥后得到粉料；
(5)成型：将粉料在150MPa下冷压成型后得到坯料，压制吨位3t/cm2，压缩比2:1；
(6)烧结：将坯料装在石墨舟中，埋在氧化铝粉中，在真空度为0.1Pa的真空烧结炉中进行真空烧结：以7℃/min的升温速度升温至580℃，在该温度下保温80min，进行脱胶处理；再以4℃/min的升温速度升温至1200℃，在该温度下保温60min，进行预烧，脱除粉末颗粒中的氧；然后以3℃/min的升温速度升温至1460℃(在温度升至1220℃时通氩气直到烧结结束，防止粘结相的挥发)，在该温度下保温60min，进行最终烧结，烧结完成后随炉冷却至室温即得WC-Ni系硬质合金。
对上述实施例和对比例中的成型模具进行JMAG磁场分析，结果如图5和图6所示。并使用上述实施例和对比例中的成型模具，在压力2.3MPa下压制15s，制作外径∮19.5mm的永磁铁氧体二极径向磁环，对其磁性能进行测试，结果如图7-图11和表1所示。
表1：磁性能测试结果。
| 编号 | 表磁(mT) |
| 实施例1 | 192.78 |
| 实施例2 | 191.66 |
| 实施例3 | 192.35 |
| 对比例1 | 172.73 |
| 对比例2 | 180.18 |
| 对比例3 | 181.42 |
从图5和图6中可以看出，实施例1中设置了延伸极头的成型模具，磁力线密度明显比对比例1中不设置延伸极头的成型模具有了较大提高。从图7-图11和表1中可以进一步看出，实施例1-3中使用本发明中的成型模具制得的二极径向磁环的表磁比对比例1中有了显著提高。而对比例2中改变梯形延伸极头的长边长度，使其落在本发明的范围外；对比例3中使用矩形的延伸极头，制得的二极径向磁环的表磁与实施例1中相比均下降明显，证明本发明中的延伸极头的形状及尺寸均不是常规选择。
Claims (2)
1.一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，其特征是，包括不导磁的上模、下模、凹模和导磁的磁芯，所述磁芯设置在模具架上，所述上模和下模分别套设在磁芯的上、下两端，所述凹模套设在上模和下模外，磁芯的外表面、凹模的内壁、上模的下表面和下模的上表面之间形成外径为C的型腔，凹模外的两侧分别设有励磁线圈，所述励磁线圈上设有极头，凹模两侧的励磁线圈的极头沿型腔的径向分布，凹模对应两个极头处设有延伸槽，所述延伸槽内设有与延伸槽形状和尺寸相匹配的延伸极头；所述延伸极头的横截面呈梯形，长边一侧与对应的极头相贴合；所述延伸极头长边一侧的长度2C≤A≤3C；延伸极头短边一侧的长度1/3C≤B≤1/2C；两个延伸极头之间的距离（C+10mm）≤L≤（C+15mm）；
所述凹模包括外层的凹模套和位于凹模套内的加强合金层，所述加强合金层为WC-Ni系、WC-Cr3C2-Ni系或WC-Cr3C2-Mo-Ni系硬质合金材料制成。
2.根据权利要求1所述的一种提高永磁铁氧体二极径向磁环磁性能的成型模具，其特征是，所述凹模套为无磁的不锈钢材料制成。
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