CN113140402B - 制备各向异性粘结磁环的方法及设备 - Google Patents

制备各向异性粘结磁环的方法及设备 Download PDF

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Abstract

本发明涉及各向异性粘结磁环的制备方法及设备，具体为制备各向异性粘结磁环的方法及设备。解决防止各向异性粘结磁环温压取向成型脱模变形和固化变形的现有技术只适用于在固化炉内完成固化的问题。模腔内的磁环坯直接脱模压入内腔形状与磁环坯形状相吻合的脱模夹具内，脱模夹具由耐热工程塑料的脱模套、耐热工程塑料的垫环和金属材质的脱模芯构成，至少一个其内被压入磁环坯的脱模夹具，套于耐热橡胶的护套内，护套的两端分别密封塞入耐热橡胶的堵头，护套内的脱模夹具为两个以上时，护套内还有位于相邻脱模夹具之间的耐热橡胶的隔垫。脱模夹具总成放入热等静压机内完成热固化。

Description

制备各向异性粘结磁环的方法及设备
技术领域
本发明涉及各向异性粘结磁环的制备方法及设备，具体为制备各向异性粘结磁环的方法及设备。
背景技术
模压成型的各向异性粘结磁环通常要添加热固性粘结剂，把添加了热固性粘结剂的各向异性磁粉加入模腔，在一定温度下（100-200°C），经磁场取向压制成型，退磁后得到磁环坯。温压的好处是密度高，强度好，但在出模时磁环坯是热的，出模冷却和之后加热固化过程中，在退磁后剩磁的作用下磁环坯会产生变形，变形不仅会影响未来磁环的几何精度也会损失一些取向度，磁环坯变形和损失取向度是同一个过程。除非磁环坯在模腔里保压固化后再出模（专利号CN201210545875.0的中国专利公开了保压固化）。实验证实：一个温压磁环在模腔内保压固化再出模，一个温压磁环出模后再加热固化，两者对比，保压固化磁环比脱模固化磁环充磁后表面磁场要高出200-300Gs。显然，保压固化磁环的取向度要比脱模固化磁环的取向度高许多。如果只做少量样品在模腔里保压固化是可行的，但在模腔里保压固化因生产效率太低无法适用于工业化大生产。专利号CN201210545875.0的中国专利还公开了采用热等静压实现热固化的方法，该方法克服了在模腔内保压固化不适于工业化大生产的问题；但其忽略了磁环坯在脱模后，进行热等静压固化前所产生的变形和取向度损失。实际上，磁环坯在脱模后模压解除的一段时间内余温尚存，磁环坯仍然是软的，在剩余磁场力、模腔压应力释放和轻微外力（工件移出力）的作用下就会产生变形，这个变形根据实际的测量，磁环坯外径大约会胀大0.1-0.2mm，所产生的不圆度也大约是0.1-0.2mm，此后再进行热等静压，在脱模阶段所产生的变形或许能得到某种程度的改变，但在脱模阶段所产生的取向度损失却是无法弥补的，实验证实：磁环坯脱模后，常规加热炉固化和热等静压固化，磁环充磁后的表面磁场差不多，都不如在模腔内保压固化效果好。因此专利CN201210545875.0所公开的采用热等静压实现热固化的方法只有理论价值没有实践价值。
申请号为202010661600.8的专利申请公开了一种制备各向异性粘结磁体的方法及设备。它是将磁环坯压入内腔形状与磁环坯形状相吻合的刚性容器内（这种作为模具附件的刚性容器亦可称之为固化套），将内置磁环坯的刚性容器集中置于固化炉内完成热固化；它部分的解决了各向异性粘结磁环坯温压取向成型脱模变形和固化变形，但它只适用于在固化炉内完成固化。
发明内容
本发明解决上述防止各向异性粘结磁环温压取向成型脱模变形和固化变形的现有技术只适用于在固化炉内完成固化的问题，提供一种制备各向异性粘结磁环的方法及设备。该方法及设备在避免磁环坯脱模变形和固化变形的同时，能适用热等静压固化。热等静压固化不仅能防止磁环坯变形损失取向度，而且强大的等静压力还能进一步提高磁环的密度和密度均匀性，从而进一步提高磁环的磁性能和一致性，进一步提高磁环的机械强度，还能降低对磁环坯的密度要求，提高模具寿命降低模压成本。
本发明是采用如下技术方案实现的：制备各向异性粘结磁环的方法，包括如下步骤：
（1）添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉，在取向磁场作用下，在模腔内被温压或室温压成型为磁环坯；
（2）模腔内的磁环坯直接脱模压入内腔形状与磁环坯形状相吻合的脱模夹具内，脱模夹具由耐热工程塑料的脱模套、耐热工程塑料的垫环和金属材质的脱模芯构成，脱模套的内腔直径与模腔的外环直径相同，脱模芯的下端伸入脱模套、上端通过法兰卡于脱模套的顶面，垫环位于脱模套内腔并套于脱模芯上，垫环的外圈直径与脱模套的内腔直径相同、内圈直径与脱模芯的外径相同；至少一个其内被压入磁环坯的脱模夹具，套于耐热橡胶的护套内，护套的两端分别密封塞入耐热橡胶的堵头，从而形成脱模夹具总成；护套内的脱模夹具为两个以上时，护套内还有位于相邻脱模夹具之间的耐热橡胶的隔垫；
（3）脱模夹具总成放入热等静压机内完成热固化，将磁环坯从脱模夹具总成内取出，得到各向异性粘结磁环。
脱模夹具的脱模套和垫圈是耐热工程塑料材质的，常温下它是硬的，它能和金属材质的脱模芯一同保护磁环坯，不致在脱模及冷却过程中发生变形。脱模夹具装进耐热橡胶材质的护套、加上耐热橡胶隔垫，堵上耐热橡胶的堵头4之后，就完全密封了。放进热等静压机的高压腔，不会被高压腔内的导热油入侵。随着导热油升温，脱模套和垫圈都软化了，就能传递静压力（耐热橡胶的护套、隔垫和堵头同样能传递静压力），对磁环坯实施热等静压。热等静压的好处是它不仅把磁环坯通过热等静压固化，不仅能防止磁环坯变形损失取向度，而且强大的等静压力还能进一步提高磁环坯的密度和密度均匀性，从而进一步提高磁环的磁性能和一致性，进一步提高磁环的机械强度。还能降低对磁环坯的密度要求，提高磁环压机模具寿命，降低生产成本。垫环用于防止脱模芯在脱模套内腔的偏心。耐热橡胶的隔垫在护套内保证相邻脱模夹具之间可靠传递等静压力。
制备各向异性粘结磁环的磁场取向成型设备，包括阴模、下模、插配于下模内孔的模芯、上模、阴模四周的取向磁场及阴模加热体；下模、模芯和上模伸入阴模内腔，添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉在取向磁场作用下被压成型于阴模内腔的内壁、下模的上端面、模芯的柱面和上模的下端面围成的空间，形成磁环坯；阴模加热体工作时，阴模被加热，添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉受热实现磁场取向下的温压成型，阴模加热体不工作时，添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉实现磁场取向下的室温压成型；
磁环坯脱模前在阴模上方中心位置放置脱模夹具，脱模夹具由耐热工程塑料的脱模套、耐热工程塑料的垫环和金属材质的脱模芯构成，脱模套的内腔直径与阴模的内腔直径相同，脱模芯的下端伸入脱模套、上端通过法兰卡于脱模套的顶面，垫环位于脱模套内腔并套于脱模芯上，垫环的外圈直径与脱模套的内腔直径相同、内圈直径与脱模芯的外径相同；
放置完成后由上模压住脱模芯，以平衡下模、模芯向上顶出磁环坯的顶出力，下模把磁环坯压入脱模套的内壁、脱模芯的柱面和垫环的下端面围成的空间；
至少一个其内被压入磁环坯的脱模夹具，套于耐热橡胶的护套内，护套的两端分别密封塞入耐热橡胶的堵头，从而形成脱模夹具总成；护套内的脱模夹具为两个以上时，护套内还有位于相邻脱模夹具之间的耐热橡胶的隔垫。
该设备结构设计新颖独特，避免形成的磁环坯在脱模和固化过程中的变形及取向度损失，并能够对磁环坯实施密封，确保磁环坯热等静压固化。
附图说明
图1为脱模夹具的结构示意图；
图2为脱模夹具总成的结构示意图；
图3为制备各向异性粘结磁环的磁场取向成型设备的工作流程之一示意图；
图4为制备各向异性粘结磁环的磁场取向成型设备的工作流程之二示意图；
图5为制备各向异性粘结磁环的磁场取向成型设备的工作流程之三示意图；
图6为制备各向异性粘结磁环的磁场取向成型设备的工作流程之四示意图。
图中：1－脱模套，2－脱模芯，3－垫环，4－堵头，5－护套，6－隔垫，7－上模，8－阴模，9－模芯，10－下模，11－定位环槽，12－磁环坯。
具体实施方式
制备各向异性粘结磁环的方法，包括如下步骤：
（1）添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉，在取向磁场作用下，在模腔内被温压或室温压成型为磁环坯；
（2）模腔内的磁环坯直接脱模压入内腔形状与磁环坯形状相吻合的脱模夹具内，脱模夹具由耐热工程塑料的脱模套1、耐热工程塑料的垫环3和金属材质的脱模芯2构成，脱模套1的内腔直径与模腔的外环直径相同，脱模芯2的下端伸入脱模套1、上端通过法兰卡于脱模套1的顶面，垫环3位于脱模套1内腔并套于脱模芯2上，垫环3的外圈直径与脱模套1的内腔直径相同、内圈直径与脱模芯2的外径相同；至少一个其内被压入磁环坯的脱模夹具，套于耐热橡胶的护套5内，护套5的两端分别密封塞入耐热橡胶的堵头4，从而形成脱模夹具总成；护套5内的脱模夹具为两个以上时，护套5内还有位于相邻脱模夹具之间的耐热橡胶的隔垫6；
（3）脱模夹具总成放入热等静压机内完成热固化，将磁环坯从脱模夹具总成内取出，得到各向异性粘结磁环。
制备各向异性粘结磁环的磁场取向成型设备，包括阴模8、下模10、插配于下模10内孔的模芯9、上模7、阴模8四周的取向磁场及阴模加热体；下模10、模芯9和上模7伸入阴模8内腔，添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉在取向磁场作用下被压成型于阴模8内腔的内壁、下模10的上端面、模芯9的柱面和上模7的下端面围成的空间，形成磁环坯；阴模加热体工作时，阴模8被加热，添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉受热实现磁场取向下的温压成型，阴模加热体不工作时，添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉实现磁场取向下的室温压成型；
磁环坯脱模前在阴模8上方中心位置放置脱模夹具（图3所示），脱模夹具由耐热工程塑料的脱模套1、耐热工程塑料的垫环3和金属材质的脱模芯2构成，脱模套1的内腔直径与阴模8的内腔直径相同，脱模芯2的下端伸入脱模套1、上端通过法兰卡于脱模套1的顶面，垫环3位于脱模套1内腔并套于脱模芯2上，垫环3的外圈直径与脱模套1的内腔直径相同、内圈直径与脱模芯2的外径相同；
放置完成后由上模7压住脱模芯2，以平衡下模10、模芯9向上顶出磁环坯的顶出力（图4所示），下模10把磁环坯压入脱模套1的内壁、脱模芯2的柱面和垫环3的下端面围成的空间（图5所示）；上模7上行，取走被压入磁环坯的脱模夹具（图6所示）；
至少一个其内被压入磁环坯的脱模夹具，套于耐热橡胶的护套5内，护套5的两端分别密封塞入耐热橡胶的堵头4，从而形成脱模夹具总成；护套5内的脱模夹具为两个以上时，护套5内还有位于相邻脱模夹具之间的耐热橡胶的隔垫6。
具体实施时，在阴模8的上端面中心位置设有定位环槽11，定位环槽11的外圈直径与脱模套1的外径相同并与阴模8内腔同心，槽深适量即可，以此实现对脱模夹具（的脱模套）的精确定位。

Claims (3)

1.一种制备各向异性粘结磁环的方法，其特征在于包括如下步骤：
（1）添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉，在取向磁场作用下，在模腔内被温压或室温压成型为磁环坯；
（2）模腔内的磁环坯直接脱模压入内腔形状与磁环坯形状相吻合的脱模夹具内，脱模夹具由耐热工程塑料的脱模套(1)、耐热工程塑料的垫环(3)和金属材质的脱模芯(2)构成，脱模套(1)的内腔直径与模腔的外环直径相同，脱模芯(2)的下端伸入脱模套(1)、上端通过法兰卡于脱模套(1)的顶面，垫环(3)位于脱模套(1)内腔并套于脱模芯(2)上，垫环(3)的外圈直径与脱模套(1)的内腔直径相同、内圈直径与脱模芯(2)的外径相同；至少一个其内被压入磁环坯的脱模夹具，套于耐热橡胶的护套(5)内，护套(5)的两端分别密封塞入耐热橡胶的堵头(4)，从而形成脱模夹具总成；护套(5)内的脱模夹具为两个以上时，护套(5)内还有位于相邻脱模夹具之间的耐热橡胶的隔垫(6)；
（3）脱模夹具总成放入热等静压机内完成热固化，将磁环坯从脱模夹具总成内取出，得到各向异性粘结磁环。
2.一种制备各向异性粘结磁环的磁场取向成型设备，包括阴模(8)、下模(10)、插配于下模(10)内孔的模芯(9)、上模(7)、阴模(8)四周的取向磁场及阴模加热体；下模(10)、模芯(9)和上模(7)伸入阴模(8)内腔，添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉在取向磁场作用下被压成型于阴模(8)内腔的内壁、下模(10)的上端面、模芯(9)的柱面和上模(7)的下端面围成的空间，形成磁环坯；阴模加热体工作时，阴模(8)被加热，添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉受热实现磁场取向下的温压成型，阴模加热体不工作时，添加有热固性粘结剂的各向异性磁粉实现磁场取向下的室温压成型；其特征在于，
磁环坯脱模前在阴模(8)上方中心位置放置脱模夹具，脱模夹具由耐热工程塑料的脱模套(1)、耐热工程塑料的垫环(3)和金属材质的脱模芯(2)构成，脱模套(1)的内腔直径与阴模（8）的内腔直径相同，脱模芯(2)的下端伸入脱模套(1)、上端通过法兰卡于脱模套(1)的顶面，垫环(3)位于脱模套(1)内腔并套于脱模芯(2)上，垫环(3)的外圈直径与脱模套(1)的内腔直径相同、内圈直径与脱模芯(2)的外径相同；
放置完成后由上模(7)压住脱模芯(2)，以平衡下模(10)、模芯(9)向上顶出磁环坯的顶出力，下模(10)把磁环坯压入脱模套(1)的内壁、脱模芯(2)的柱面和垫环(3)的下端面围成的空间；
至少一个其内被压入磁环坯的脱模夹具，套于耐热橡胶的护套(5)内，护套(5)的两端分别密封塞入耐热橡胶的堵头(4)，从而形成脱模夹具总成；护套(5)内的脱模夹具为两个以上时，护套(5)内还有位于相邻脱模夹具之间的耐热橡胶的隔垫(6)。
3.根据权利要求2所述的制备各向异性粘结磁环的磁场取向成型设备，其特征在于，在阴模(8)的上端面中心位置设有定位环槽(11)，定位环槽(11)的外圈直径与脱模套(1)的外径相同并与阴模(8)内腔同心。
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