CN111974988B - 用于制备薄片磁体的填充装置及填充方法 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及磁体材料技术领域，尤其涉及一种用于制备薄片磁体的填充装置及填充方法。本发明的填充装置及填充方法，包括具有多个模穴的模具、位于模具上方的滤粉装置以及位于滤粉装置上方的供粉装置，滤粉装置的第二筛网与多个模穴均对应，供粉装置在滤粉装置的滤粉空间上方做匀速往复运动以将合金磁粉通过第一筛网的过滤后进入滤粉空间，滤粉装置在收容空间上方做匀速往复运动以将合金磁粉通过第二筛网的过滤后进入所述多个模穴，通过上述方式，合金磁粉能够在第二筛网上均匀洒落，并能够从第二筛网上均匀落至不同模穴中，实现了合金磁粉分别在不同模穴中均匀填充，避免不同模穴所填充的磁粉量出现较大差异，有利于提高产品的性能和一致性。

Description

用于制备薄片磁体的填充装置及填充方法
【技术领域】
本发明涉及磁体材料技术领域，尤其涉及一种用于制备薄片磁体的填充装置及填充方法。
【背景技术】
钕铁硼(NdFeB)系磁体是目前为止具有最强磁力的永久磁体，其最大磁能积(BH)max高过铁氧体10倍以上，在裸磁的状态下，其磁力可达到3500高斯左右。钕铁硼系磁体的优点是性价比高，体积小、重量轻、良好的机械特性和磁性强等特点，在现代工业和电子技术中获得了广泛的应用。
在制备上述磁体时，需要先制备磁粉(NdFeB磁粉)，将磁粉填充至模具中进行取向成型得到生坯，再将生坯烧结制备烧结磁体。现有技术中，模具包括多个模穴，磁粉填充至模具后，容易出现不同模穴内填充的磁粉的质量差异较大，影响产品性能及一致性。
因此，有必要提供一种新的用于制备薄片磁体的填充装置及填充方法。
【发明内容】
本发明的目的在于提供一种用于制备薄片磁体的填充装置及填充方法，解决现有技术中多模穴填充时不同模穴内填充的磁粉的质量差异大的技术问题。
本发明的技术方案如下：提供一种用于制备薄片磁体的填充装置，包括具有收容空间的模具、位于所述模具上方且具有滤粉空间的滤粉装置以及位于所述滤粉装置上方的内部容纳有所述合金磁粉的供粉装置；
所述模具包括底壁、与所述底壁连接并与所述底壁共同围合成所述收容空间的第一侧壁以及在所述收容空间内等距间隔排列且与所述底壁连接的多个隔板，所述多个隔板与所述第一侧壁平行，所述多个隔板将所述收容空间分隔成用于填充所述合金磁粉的多个模穴；所述滤粉装置包括盖设于所述收容空间上方的第二筛网以及与所述第二筛网连接且与所述第二筛网共同围合形成所述滤粉空间的第二侧壁；所述供粉装置包括位于所述滤粉空间上方的出粉口、与所述出粉口连接的用于容纳所述合金磁粉的供粉腔以及盖设于所述出粉口的第一筛网；
所述供粉装置在所述滤粉空间上方做匀速往复运动以将所述合金磁粉通过所述第一筛网的过滤后进入所述滤粉空间，所述滤粉装置在所述收容空间上方做匀速往复运动以将所述合金磁粉通过所述第二筛网的过滤后进入所述多个模穴直至所述多个模穴被所述合金磁粉填满，所述滤粉装置做匀速往复运动时，所述第二筛网紧贴所述多个隔板远离所述底壁的顶端。
优选地，所述滤粉装置和所述供粉装置在垂直于所述往复运动的方向上振动。
优选地，所述第一筛网的目数为8～16目，所述第二筛网的目数为20～200目。
优选地，所述供粉装置在垂直于所述往复运动的方向上以第一频率振动，所述第一频率为20～300Hz。
优选地，所述用于制备薄片磁体的填充装置还包括设于所述第二筛网的匀粉装置，所述匀粉装置沿所述第二筛网的上表面进行刮涂以使所述合金磁粉均匀分布，所述匀粉装置包括刮板或刮耙。
优选地，所述用于制备薄片磁体的填充装置还包括与所述模具配合的上压头，所述上压头包括与所述底壁相对设置的顶板以及设于所述顶板的多个压力质量块，所述压力质量块与所述模穴对应设置以将所述模穴内的合金磁粉压制形成填充成型体。
本发明的另一技术方案如下：提供一种用于制备薄片磁体的填充方法，包括如下步骤：
S1，将所述合金磁粉填充于所述供粉装置内，带动所述供粉装置在滤粉空间上方做匀速往复运动，以将所述合金磁粉通过所述第一筛网的过滤后进入在所述滤粉空间；
S2，带动所述滤粉装置在所述收容空间上方做匀速往复运动，使所述合金磁粉通过所述第二筛网的过滤后供给至多个所述模穴中，以将所述合金磁粉分别在多个所述模穴中填充，所述滤粉装置做匀速往复运动时，所述第二筛网紧贴所述多个隔板远离所述底壁的顶端。
优选地，所述步骤S1之后、所述步骤S2之前，还包括：
S11，用所述刮板或刮耙沿所述第二筛网的上表面进行刮涂以使所述合金磁粉在所述第二筛网上均匀分布。
优选地，在步骤S1中，在所述供粉装置做匀速往复运动的过程中，同时通过活塞振动器或气锤振动装置向所述供粉装置施加振动方向与所述往复运动的方向垂直的振动，所述供粉装置在垂直于所述往复运动的方向上以第一频率振动，所述第一频率为20～300Hz，向所述供粉装置施加的起振力为20～350N；
在步骤S2中，所述滤粉装置的匀速往复运动是通过活塞振动器或气锤振动装置向所述第二侧壁施加振动而实现的，在所述滤粉装置做匀速往复运动的过程中，同时通过超声振动装置向所述第二筛网施加振动方向与所述往复运动的方向垂直的振动。
优选地，在步骤S1之前还包括：
S0，在所述合金磁粉中添加助剂并均匀混合，所述助剂包括硬脂酸甲酯、一氯代苯、硼酸三丁酯、月桂酸甲酯或正己烷中的一种或多种；
在步骤S2之后还包括：
S3，将所述上压头与所述模具进行组装，通过所述压力质量块将所述模穴内的合金磁粉进行压制以形成填充成型体。
优选地，所述第一筛网的目数为8～16目，所述第二筛网的目数为20～200目，所述合金磁粉的平均粒径为2～5μm，所述合金磁粉的D90/D10的比值小于或等于5，所述填充成型体的密度为3.2～4.0g/cm3。
本发明的有益效果在于：本发明的用于制备薄片磁体的填充装置及填充方法，设置有包括模具、位于模具上方的滤粉装置以及位于滤粉装置上方的供粉装置，该模具包括多个依次排列的模穴，滤粉装置的第二筛网与多个模穴均对应，供粉装置在滤粉装置的滤粉空间上方做匀速往复运动以将合金磁粉通过第一筛网的过滤后进入滤粉空间，所述滤粉装置在所述收容空间上方做匀速往复运动以将所述合金磁粉通过所述第二筛网的过滤后进入所述多个模穴，通过上述方式，合金磁粉能够在第二筛网上均匀洒落，并能够从第二筛网上均匀落至不同模穴中，实现了合金磁粉分别在不同模穴中均匀填充，避免不同模穴所填充的磁粉量出现较大差异，有利于提高产品的性能和一致性。
【附图说明】
图1为本发明实施例的用于制备薄片磁体的填充装置的结构示意图；
图2为本发明实施例的用于制备薄片磁体的填充装置中模具和上压头的组装配合图。
【具体实施方式】
下面将结合本发明实施例中的附图，对发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，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他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明中的术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”、“第三”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。本发明的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。本发明实施例中所有方向性指示(诸如上、下、左、右、前、后……)仅用于解释在某一特定姿态(如附图所示)下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。
在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。
本发明实施例提供了一种用于制备薄片磁体的填充装置，请参阅图1和图2所示，该填充装置包括模具10以及用于向所述模具10供给合金磁粉的供粉装置201和滤粉装置202，其中，滤粉装置202位于模具10上方，滤粉装置202具有滤粉空间202a，供粉装置201位于滤粉装置202上方，供粉装置201内部填充有合金磁粉。
请参阅图1所示，模具10呈长方体形，模具10具有收容空间10a，模具10包括底壁101、与底壁101共同围合成收容空间10a的第一侧壁102以及在收容空间10a内等距间隔排列且与底壁101连接的多个隔板103，第一侧壁102以及多个所述隔板103设于底壁101上，多个隔板103将所述收容空间10a分隔成用于填充合金磁粉的模穴104，也就是说，相邻的两个隔板103之间形成模穴104，其中，第一方向S1为水平方向，多个模穴104沿着第一方向S1依次排列。
滤粉装置202包括第二侧壁2021以及连接于第二侧壁2021的第二筛网2022，第二筛网2022盖设于收容空间10a上方，第二筛网2022和第二侧壁2021共同围合形成所述滤粉空间202a，第二筛网2022与每个模穴104的开口均相对，供粉装置201包括用于容纳所述合金磁粉的料仓2011、设于所述料仓2011的底部的出粉口2012以及盖设于所述出粉口2012的第一筛网2013。
具体地，所述合金磁粉的平均粒径为2～5μm，第一筛网2013的目数为8～16目，当没有对供粉装置201施加振动时，供粉装置201的料仓2011内的合金磁粉无法从第一筛网2013落下，当对供粉装置201施加振动，供粉装置201带动其内的合金磁粉一起振动，合金磁粉从第一筛网2013落下。也就是说，在此目数范围下，供粉装置201停止振动时，加料停止；供粉装置201振动时，加料持续。滤粉装置202具有在第一方向S1上相对设置的第一端202b和第二端202c。
同时，加料过程中，振动状态下的供粉装置201在滤粉装置202的第一端202b和第二端202c之间沿第一方向S1以第一速度往复运动，该合金磁粉通过所述第一筛网2013的过滤后进入滤粉空间202a内，均匀地洒落在所述第二筛网2022上，随着滤粉装置202沿第一方向S1匀速往复运动，合金磁粉经过第二筛网2022的过滤后，从第二筛网2022落下，供给至多个所述模穴104中，具体地，滤粉装置202的往复运动幅度较小，所述滤粉装置202做匀速往复运动时，所述第二筛网2022紧贴所述多个隔板103远离所述底壁101的顶端，在一个可选的实施方式中，滤粉装置202沿第一方向S1的匀速往复运动类似于往复振动。由于第二筛网2022上的合金磁粉分布均匀，并且，第二筛网2022与每个模穴104的开口均相对，单位时间内落入至不同模穴104中合金磁粉的量相同，实现了合金磁粉分别在多个所述模穴104中均匀填充。第二筛网2022的目数可以为20～200目，本领域技术人员可以根据合金磁粉的平均粒径、合金磁粉的团聚性以及模穴104的尺寸确定第二筛网2022的目数大小。
在一个可选的实施方式中，为了进一步增加合金磁粉在多个模穴104中的填充均匀性，本实施例的用于制备薄片磁体的填充装置还包括设于所述第二筛网2022的匀粉装置(图未示)，所述匀粉装置沿所述第二筛网2022的上表面进行刮涂以使所述合金磁粉均匀分布，所述匀粉装置可以包括刮板或刮耙。
在一个可选的实施方式中，本实施例的用于制备薄片磁体的填充装置还包括与所述模具10配合的上压头30，上压头30包括与所述底壁101相对设置的顶板301以及设于所述顶板301的多个压力质量块302，当模具10与上压头30配合组装时，所述压力质量块302与所述隔板103交错排列，所述压力质量块302与所述模穴104一一对应设置，压力质量块302的形状和大小与模穴104的形状和大小适配，压力质量块302向靠近该底壁101的方向对模穴104内的合金磁粉进行挤压，以将所述模穴104内的合金磁粉压制形成填充成型体。具体地，模穴104的尺寸可以为宽22mm，高(图2中h)36mm，厚(图2中s)8.1mm，质量块303在靠近底壁101的过程中，将合金磁粉挤压，合金磁粉填充体的高度逐渐变小，直至顶板301与模具10的顶部接触，最终压制的填充成型体的尺寸为22mm*18.3mm*8.1mm。在本实施例中，可以根据生坯的密度和尺寸确定每个模穴104的合金磁粉的填充量。
本发明实施例还提供了一种用于制备薄片磁体的填充方法，利用上述实施例的用于制备薄片磁体的填充装置进行合金磁粉填充，包括如下步骤：
S201，将所述合金磁粉填充于所述料仓2011内，对所述供粉装置201施加振动，带动振动状态下的所述供粉装置201在滤粉装置202的第一端202b和第二端202c之间沿所述第一方向S1做匀速往复运动，以将所述合金磁粉通过所述第一筛网2013的过滤后进入所述滤粉空间202a。
其中，所述第一筛网的目数为8～16目，所述第二筛网的目数为20～200目。
在步骤S201中，供粉装置201的振动是通过活塞振动器或气锤振动装置向所述供粉装置201施加的，其振动方向与所述第一方向S1垂直，供粉装置201在垂直于所述第一方向S1的方向上以第一频率振动，所述第一频率为20～300Hz，向所述供粉装置201施加的起振力为20～350N。
S202，用刮板或刮耙沿所述第二筛网2022的上表面进行刮涂以使所述合金磁粉在所述第二筛网2022上均匀分布。
S203，带动所述滤粉装置202在收容空间10a上方沿所述第一方向S1做匀速往复运动，使所述合金磁粉通过所述第二筛网2022的过滤后供给至多个所述模穴104中，以将所述合金磁粉分别在多个所述模穴104中填充，所述滤粉装置202做匀速往复运动时，所述第二筛网2022紧贴所述多个隔板103远离所述底壁101的顶端。
在步骤S203中，滤粉装置202沿所述第一方向S1的匀速往复运动是通过活塞振动器或气锤振动装置向所述第二侧壁2021施加振动而实现的，滤粉装置202沿所述第一方向S1的往复运动类似于在所述第一方向S1上的往复振动，在滤粉装置202沿所述第一方向S1往复运动的同时通过超声振动装置向所述第二筛网2022施加振动方向与所述第二筛网2022垂直的振动。沿第一方向S1的往复运动可以使第二筛网2022的两边与中间部分合金磁粉分布差异减小；结合垂直的振动可以使合金磁粉均匀的落入模穴104中，且模穴104靠近底壁101的底端与靠近第二筛网2022的顶端合金磁粉的密度分布接近。
在一个可选的实施方式中，在步骤S201之前还包括：
S200，在所述合金磁粉中添加助剂并均匀混合，所述助剂包括硬脂酸甲酯、一氯代苯、硼酸三丁酯、月桂酸甲酯或正己烷中的一种或多种。
在步骤S203之后还包括：
S204，将所述上压头30与所述模具10进行组装，通过所述压力质量块302将所述模穴104内的合金磁粉进行压制以形成填充成型体。
在步骤S200中，所述合金磁粉的平均粒径为2～5μm，所述合金磁粉的D90/D10的比值小于或等于5；在步骤S204中，所述填充成型体的密度为3.2～4.0g/cm3。
以上所述的仅是本发明的实施方式，在此应当指出，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明创造构思的前提下，还可以做出改进，但这些均属于本发明的保护范围。

Claims (9)

1.一种用于制备薄片磁体的填充装置，其特征在于，所述填充装置包括具有收容空间的模具、位于所述模具上方且具有滤粉空间的滤粉装置以及位于所述滤粉装置上方的内部容纳有合金磁粉的供粉装置，
所述模具包括底壁、与所述底壁连接并与所述底壁共同围合成所述收容空间的第一侧壁以及在所述收容空间内等距间隔排列且与所述底壁连接的多个隔板，所述多个隔板与所述第一侧壁平行，所述多个隔板将所述收容空间分隔成用于填充所述合金磁粉的多个模穴；所述滤粉装置包括盖设于所述收容空间上方的第二筛网以及与所述第二筛网连接且与所述第二筛网共同围合形成所述滤粉空间的第二侧壁；所述供粉装置包括位于所述滤粉空间上方的出粉口、与所述出粉口连接的用于容纳所述合金磁粉的供粉腔以及盖设于所述出粉口的第一筛网；
所述供粉装置在所述滤粉空间上方做匀速往复运动以将所述合金磁粉通过所述第一筛网的过滤后进入所述滤粉空间，所述滤粉装置在所述收容空间上方做匀速往复运动以将所述合金磁粉通过所述第二筛网的过滤后进入所述多个模穴直至所述多个模穴被所述合金磁粉填满，所述滤粉装置做匀速往复运动时，所述第二筛网紧贴所述多个隔板远离所述底壁的顶端；
所述滤粉装置还包括设于所述滤粉空间内的刮板或刮耙，所述刮板或刮耙沿所述第二筛网的上表面进行刮涂以使所述合金磁粉均匀分布。
2.根据权利要求1所述的用于制备薄片磁体的填充装置，其特征在于，所述滤粉装置和所述供粉装置在垂直于所述往复运动的方向上振动。
3.根据权利要求1所述的用于制备薄片磁体的填充装置，其特征在于，所述第一筛网的目数为8～16目，所述第二筛网的目数为20～200目。
4.根据权利要求2所述的用于制备薄片磁体的填充装置，其特征在于，所述供粉装置在垂直于所述往复运动的方向上以第一频率振动，所述第一频率为20～300Hz。
5.根据权利要求1所述的用于制备薄片磁体的填充装置，其特征在于，所述用于制备薄片磁体的填充装置还包括与所述模具配合的上压头，所述上压头包括与所述底壁相对设置的顶板以及设于所述顶板的多个压力质量块，所述多个压力质量块与所述多个模穴一一对应设置以将所述多个模穴内的合金磁粉压制形成填充成型体。
6.一种如权利要求1-5任一项所述的填充装置制备薄片磁体的填充方法，其特征在于，包括：
S1，将所述合金磁粉填充于所述供粉装置内，所述供粉装置在滤粉空间上方做匀速往复运动，以将所述合金磁粉通过所述第一筛网的过滤后进入在所述滤粉空间；
S11，用所述刮板或刮耙沿所述第二筛网的上表面进行刮涂以使所述合金磁粉在所述第二筛网上均匀分布；
S2，所述滤粉装置在所述收容空间上方做匀速往复运动，使所述合金磁粉通过所述第二筛网的过滤后供给至所述多个模穴中，以将所述合金磁粉分别在所述多个模穴中填充，所述滤粉装置做匀速往复运动时，所述第二筛网紧贴所述多个隔板远离所述底壁的顶端。
7.根据权利要求6所述的填充方法，其特征在于，在步骤S1中，在所述供粉装置做匀速往复运动的过程中，同时通过活塞振动器或气锤振动装置向所述供粉装置施加振动方向与所述往复运动的方向垂直的振动，所述供粉装置在垂直于所述往复运动的方向上以第一频率振动，所述第一频率为20～300Hz，向所述供粉装置施加的起振力为20～350N；
在步骤S2中，所述滤粉装置的匀速往复运动是通过活塞振动器或气锤振动装置向所述第二侧壁施加振动而实现的，在所述滤粉装置做匀速往复运动的过程中，同时通过超声振动装置向所述第二筛网施加振动方向与所述往复运动的方向垂直的振动。
8.根据权利要求6所述的填充方法，其特征在于，在步骤S1之前还包括：
S0，在所述合金磁粉中添加助剂并均匀混合，所述助剂包括硬脂酸甲酯、一氯代苯、硼酸三丁酯、月桂酸甲酯或正己烷中的一种或多种；
在步骤S2之后还包括：
S3，将上压头与所述模具进行组装，通过多个压力质量块将所述多个模穴内的合金磁粉进行压制以形成填充成型体。
9.根据权利要求8所述的填充方法，其特征在于，所述第一筛网的目数为8～16目，所述第二筛网的目数为20～200目，所述合金磁粉的平均粒径为2～5μm，所述合金磁粉的D90/D10的比值小于或等于5，所述填充成型体的密度为3.2～4.0g/cm3。
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