CN115971487B - 一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具以及成型方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具以及成型方法，该成型模具包括模具主体、第一飞板、第二飞板及爆炸装置，模具主体的顶面的成型凹槽的内腔沿成型凹槽的开口至成型凹槽的底面方向依次包括冲击腔及成型腔，模具主体开设有至少两个排气孔，各排气孔分别与冲击腔及成型腔连通；第一飞板形状与成型凹槽的横截面形状相适配；第二飞板设置于模具主体的顶面并封盖成型凹槽的开口；爆炸装置包括爆炸物及起爆装置，爆炸物与成型凹槽的开口对应地设置于第二飞板上，起爆装置从爆炸物的一侧平行于第二飞板与爆炸物连接；通过上述方案，使爆炸装置爆炸产生的冲击波平行于钕铁硼磁粉传播，防止产生反射稀疏波，提高钕铁硼磁体压制质量以及成型率。
Description
技术领域
本发明涉及稀土永磁材料技术领域，特别涉及一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具以及成型方法。
背景技术
钕铁硼作为第三代稀土永磁材料，具有优异的综合磁性能被广泛应用于通讯、信息、交通、能源、自动化等领域。钕铁硼磁体按照制备工艺不同可分为粘结钕铁硼、烧结钕铁硼和热压钕铁硼。它们的共同点是首先制备出合适粒度和成分的钕铁硼粉，但随后的工艺有很大区别，粘接磁体需要将磁粉与粘接剂混合，压制成型、固化制备出粘接磁体；烧结磁体需要将磁粉磁场成型、等静压、烧结和时效，制备出烧结磁体；热压磁体将磁粉放入模具内，在一定温度下压制成型，制备出热压磁体。这些方法工艺复杂，工序多，制备过程中耗费大量的电能，导致磁体成本居高不下，磁体生产厂家也成为耗能大户，有悖于低碳、绿色环保的新型制造业理念。
近年来，爆炸成型技术，其主要包括：爆炸压制成型技术和爆炸烧结技术逐渐成为一个新兴领域。利用炸药爆炸产生的能量，在一定工艺条件下将粉体材料压实为块体，或者利用爆炸能量将粉体压缩成块，同时爆炸产生的高温使粉体烧结。该方法可以实现快速烧结和快速成型，具有密度高，节约能源和工时，绿色环保的特点，是快速成型领域的未来发展方向。但炸药爆炸产生的冲击波在压实粉体的同时会在加工介质内或加工介质与空气、模具的界面处产生反射稀疏波，反射稀疏波在加工介质内传播产生拉应力，对材料产生拉伸破坏作用，影响爆炸成型产品的质量，导致爆炸成型产品的成型率低。
发明内容
有鉴于此，本发明第一个目的在于提供一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，以在简化钕铁硼磁体成型工艺，减少工序，提高效率，降低制备能耗，降低钕铁硼磁体制造成本的同时，避免爆炸产生的稀疏波对钕铁硼磁体产生拉伸破坏作用，提高钕铁硼磁体的成型率，保证钕铁硼磁体的产品质量。
本发明的第二个目的在于提供一种上述钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的钕铁硼磁体爆炸压制成型方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，包括：
模具主体，所述模具主体的顶面设置具有开口的成型凹槽，所述成型凹槽的内腔沿所述成型凹槽的开口至所述成型凹槽的底面方向依次包括冲击腔以及成型腔，所述模具主体开设有至少两个排气孔，至少一个所述排气孔与所述冲击腔连通，其余所述排气孔与所述成型腔连通；
第一飞板，所述第一飞板的形状与所述成型凹槽的横截面形状相适配，用以设置于所述成型凹槽内并覆盖于所述成型腔内的钕铁硼磁粉之上；
第二飞板，所述第二飞板设置于所述模具主体的顶面并封盖所述成型凹槽的开口；
爆炸装置，所述爆炸装置包括爆炸物以及起爆装置，所述爆炸物与所述成型凹槽的开口对应地设置于所述第二飞板上，所述起爆装置从所述爆炸物的一侧平行于所述第二飞板与所述爆炸物连接。
可选地，所述模具主体包括底座以及多个侧板，各所述侧板可拆卸地固定于所述底座，所述底座与各所述侧板围成所述成型凹槽。
可选地，所述底座设置中央凸台，各所述侧板围绕于所述中央凸台且各所述侧板通过紧固件固定于所述中央凸台，所述中央凸台的顶面构成所述成型凹槽的底面，各所述侧板的顶面构成所述模具主体的顶面。
可选地，所述紧固件包括紧固螺栓以及紧固螺母，相对设置的两块所述侧板以及所述中央凸台的对应位置分别设置有通孔，所述紧固螺栓依次穿过相对设置的两块所述侧板中的一块的通孔、所述中央凸台的通孔以及相对设置的两块所述侧板中的另一块的通孔与所述紧固螺母配合，以将相对设置的两块所述侧板固定于所述底座。
可选地，所述通孔直径为8mm-20mm，所述紧固螺栓的螺纹外径为8mm-15mm。
可选地，各所述排气孔设置于所述模具主体的同一侧，且所述起爆装置连接于所述爆炸物远离所述排气孔的一侧。
可选地，所述起爆装置为雷管或导爆索。
可选地，所述成型凹槽的横截面形状为多边形、圆形、椭圆形以及腰形中的一种。
一种基于上述任意一项所述的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的钕铁硼磁体爆炸压制成型方法，包括步骤：
将钕铁硼磁粉水平均匀铺设在模具主体的成型凹槽内，钕铁硼磁粉的高度不高于与所述成型凹槽的冲击腔连通的排气孔的位置；
将第一飞板放入所述成型凹槽并压覆在钕铁硼磁粉之上，将第二飞板设置于所述模具主体的顶面，并使所述第二飞板封盖所述成型凹槽的开口；
将爆炸装置设置于所述第二飞板上，使所述爆炸装置的起爆装置从所述爆炸装置的爆炸物的一侧平行于所述第二飞板与所述爆炸物连接；
引爆所述爆炸装置，所述第二飞板在所述爆炸装置的爆炸冲击下向下进入所述成型凹槽撞击所述第一飞板，以将钕铁硼磁粉压制成型形成钕铁硼磁体。
可选地，还包括步骤：
将所述钕铁硼磁体从所述成型凹槽中取出，对所述钕铁硼磁体进行整形，清理所述钕铁硼磁体边缘的不规则部分，根据需求对所述钕铁硼磁体进行机械加工。
由上述技术方案可以看出，本发明实施例提供了一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，该钕铁硼磁体爆炸压制成型模具包括模具主体、第一飞板、第二飞板以及爆炸装置，其中，模具主体的顶面设置具有开口的成型凹槽，成型凹槽的内腔沿成型凹槽的开口至成型凹槽的底面方向依次包括冲击腔以及成型腔，模具主体开设有至少两个排气孔，至少一个排气孔与冲击腔连通，其余排气孔与成型腔连通；第一飞板的形状与成型凹槽的横截面形状相适配，用以设置于成型凹槽内并覆盖于成型腔内的钕铁硼磁粉之上；第二飞板设置于模具主体的顶面并封盖成型凹槽的开口；爆炸装置包括爆炸物以及起爆装置，爆炸物与成型凹槽的开口对应地设置于第二飞板上，起爆装置从爆炸物的一侧平行于第二飞板与爆炸物连接。
在应用时，将钕铁硼磁粉水平均匀铺设在模具主体的成型凹槽内，钕铁硼磁粉的高度不高于与成型凹槽的冲击腔连通的排气孔的位置；然后将第一飞板放入成型凹槽并压覆在钕铁硼磁粉之上，将第二飞板设置于模具主体的顶面，并使第二飞板封盖成型凹槽的开口；将爆炸装置设置于第二飞板上，使爆炸装置的起爆装置从爆炸装置的爆炸物的一侧平行于第二飞板与爆炸物连接；引爆爆炸装置，第二飞板在爆炸装置的爆炸冲击下向下进入成型凹槽撞击第一飞板，以将钕铁硼磁粉压制成型形成钕铁硼磁体。
可见上述钕铁硼磁体爆炸压制成型模具及成型方法采用了爆炸成型技术，以简化钕铁硼磁体成型工艺，减少工序，提高效率，降低制备能耗，降低钕铁硼磁体制造成本，同时通过双飞板的结构设计以及对爆炸装置的合理设计，使爆炸装置爆炸产生的冲击波平行于钕铁硼磁粉传播，防止冲击波在钕铁硼磁体与空气、模具的界面处产生反射稀疏波，防止反射稀疏波拉伸破坏压制成型的钕铁硼磁体，提高钕铁硼磁体压制质量以及成型率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例中公开的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的结构示意图；
图2为本发明实施例爆炸压制成型的钕铁硼磁体实物图；
图3（a）为本发明实施例所使用的钕铁硼粉体的微观形貌图；
图3（b）为本发明实施例所制得的爆炸压制钕铁硼磁体微观形貌图；
图4（a）为本发明实施例原料磁粉的磁滞回线图；
图4（b）为本发明实施例原料磁粉的磁能积图；
图5（a）为本发明实施例爆炸压制的钕铁硼磁体的磁滞回线图；
图5（b）为本发明实施例爆炸压制的钕铁硼磁体的磁能积图。
图示中，1为爆炸物；2为起爆装置；3为第二飞板；4为冲击腔；5为第一飞板；6为钕铁硼磁粉；7、8为排气孔；9、10为侧板；11为紧固螺栓；12为紧固螺母；13为底座。
具体实施方式
本发明公开了一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，该钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的结构设计使其在简化钕铁硼磁体成型工艺，减少工序，提高效率，降低制备能耗，降低钕铁硼磁体制造成本的同时，避免爆炸产生的稀疏波对钕铁硼磁体产生拉伸破坏作用，提高钕铁硼磁体的成型率，保证钕铁硼磁体的产品质量。
本发明还公开了一种上述钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的钕铁硼磁体爆炸压制成型方法。
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，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。
钕铁硼磁体能否压制成型，取决于压制力的大小及反射稀疏波导致的拉伸破坏作用，压制力来源于爆炸装置爆炸产生的能量，其大小取决于两个因素，一是爆炸装置爆炸产生的能量大小，二是爆炸装置爆炸能量的传递效果，即各元件的规格和安装工艺；反射稀疏波的大小取决于两个因素，一是冲击波的传播方向和大小，二是冲击波的吸收衰减程度。
在模具承压及反射稀疏波不会将压实的钕铁硼磁体拉伸破碎的条件下，可通过改变爆炸装置爆炸性能、爆炸装置装填尺寸及各元件尺寸调整钕铁硼磁粉压制成型效果，但过高的爆炸能量会产生过强的冲击波，未被吸收的冲击波在钕铁硼磁体与空气及模具界面处产生反射稀疏波，反射稀疏波产生的拉应力会将钕铁硼磁体拉伸破坏，因此，爆炸能量大小、能量传递及有害反射稀疏波控制是保证钕铁硼磁体爆炸压制成型的关键。
具体请参阅图1，图1为本发明实施例中公开的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的结构示意图。
本发明实施例公开的一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，该钕铁硼磁体爆炸压制成型模具包括模具主体、第一飞板5、第二飞板3以及爆炸装置。
其中，模具主体的顶面设置具有开口的成型凹槽，成型凹槽的内腔沿成型凹槽的开口至成型凹槽的底面方向依次包括冲击腔4以及成型腔，模具主体开设有至少两个排气孔，至少一个排气孔7与冲击腔4连通，其余排气孔8与成型腔连通，排气孔7、8直径2mm-4mm；第一飞板5的形状与成型凹槽的横截面形状相适配，用以设置于成型凹槽内并覆盖于成型腔内的钕铁硼磁粉6之上，为便于第一飞板5进入成型凹槽，应当使第一飞板5尺寸略小于成型凹槽的尺寸。
第二飞板3设置于模具主体的顶面并封盖成型凹槽的开口，在本发明实施例中，第一飞板5以及第二飞板3可以为金属或非金属材料；爆炸装置包括爆炸物1以及起爆装置2，爆炸物1与成型凹槽的开口对应地设置于第二飞板3上，起爆装置2从爆炸物1的一侧平行于第二飞板3与爆炸物1连接，爆炸物1可以为军用炸药、民用炸药或其他可以快速反应释放能量产生爆炸效应的单质、化合物或混合物，起爆装置2可以为电雷管、电子雷管、导爆管雷管、磁电雷管或由雷管与导爆索组成的起爆装置2。
本发明的构思是：采用平行于钕铁硼磁粉6的起爆方式，使爆炸装置爆炸产生的冲击波平行于钕铁硼磁粉6传播，爆炸产生的能量驱动第二飞板3，第二飞板3高速运动作用于钕铁硼磁粉6上方的第一飞板5，第一飞板5经第二飞板3碰撞后继续向钕铁硼磁粉6高速运动，对磁粉产生压实作用，平行传播的冲击波可减小传向钕铁硼磁体的冲击波大小，进而降低冲击波在介质间产生的反射稀疏波大小，防止钕铁硼磁体被反射稀疏波拉伸破坏，提高钕铁硼磁体的压实效果。
在应用时，将钕铁硼磁粉6水平均匀铺设在模具主体的成型凹槽内，钕铁硼磁粉6的高度不高于与成型凹槽的冲击腔4连通的排气孔的位置；然后将第一飞板5放入成型凹槽并压覆在钕铁硼磁粉6之上，将第二飞板3设置于模具主体的顶面，并使第二飞板3封盖成型凹槽的开口；将爆炸装置设置于第二飞板3上，使爆炸装置的起爆装置2从爆炸装置的爆炸物1的一侧平行于第二飞板3与爆炸物1连接；引爆爆炸装置，第二飞板3在爆炸装置的爆炸冲击下向下进入成型凹槽撞击第一飞板5，以将钕铁硼磁粉6压制成型形成钕铁硼磁体。
与现有技术相比，本发明实施例提供的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的结构设计使其可以采用了爆炸成型技术，以简化钕铁硼磁体成型工艺，减少工序，提高效率，降低制备能耗，降低钕铁硼磁体制造成本，同时通过双飞板的结构设计以及对爆炸装置的合理设计，使爆炸装置爆炸产生的冲击波平行于钕铁硼磁粉6传播，防止冲击波在钕铁硼磁体与空气、模具的界面处产生反射稀疏波，防止反射稀疏波拉伸破坏压制成型的钕铁硼磁体，提高钕铁硼磁体压制质量以及成型率，同时上述钕铁硼磁体爆炸压制成型模具中，通过调节第一飞板5、第二飞板3的厚度可实现能量加载大小及速率的调节，提高爆炸压制质量。
为便于成型后的钕铁硼磁体的脱模，在本发明实施例中，钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的模具主体采用了分体式结构，该模具主体包括底座13以及多个侧板9、10，各侧板9、10可拆卸地固定于底座13，底座13与各侧板围成成型凹槽，在爆炸成型后可以通过拆除各个侧板的方式实现钕铁硼磁体的脱模。
具体地，如图1所示，在本发明实施例中，上述底座13设置中央凸台，各侧板围绕于中央凸台且各侧板通过紧固件固定于中央凸台，中央凸台的顶面构成成型凹槽的底面，各侧板的顶面构成模具主体的顶面，这样各侧板可以紧密包裹在中央凸台周围，以增加侧板的稳定性，方便装配。
进一步优化上述技术方案，在上述实施例中，紧固件包括紧固螺栓11以及紧固螺母12，如图1所示，相对设置的两块侧板以及中央凸台的对应位置分别设置有通孔，紧固螺栓11依次穿过相对设置的两块侧板中的一块的通孔、中央凸台的通孔以及相对设置的两块侧板中的另一块的通孔与紧固螺母12配合，以将相对设置的两块侧板固定于底座13。
作为优选地，通孔直径为8mm-20mm，紧固螺栓11的螺纹外径为8mm-15mm。
进一步地，如图1所示，上述各排气孔设置于模具主体的同一侧，且起爆装置2连接于爆炸物1远离排气孔的一侧。
具体地，在本发明实施例中，上述起爆装置2为雷管或导爆索。
作为优选地，在本发明实施例中，上述成型凹槽的横截面形状为多边形、圆形、椭圆形以及腰形中的一种。
本发明实施例还提供了一种基于上述钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的钕铁硼磁体爆炸压制成型方法，包括步骤：
将钕铁硼磁粉6水平均匀铺设在模具主体的成型凹槽内，钕铁硼磁粉6的高度不高于与成型凹槽的冲击腔4连通的排气孔的位置；
将第一飞板5放入成型凹槽并压覆在钕铁硼磁粉6之上，将第二飞板3设置于模具主体的顶面，并使第二飞板3封盖成型凹槽的开口；
将爆炸装置设置于第二飞板3上，使爆炸装置的起爆装置2从爆炸装置的爆炸物1的一侧平行于第二飞板3与爆炸物1连接；
引爆爆炸装置，第二飞板3在爆炸装置的爆炸冲击下向下进入成型凹槽撞击第一飞板5，以将钕铁硼磁粉6压制成型形成钕铁硼磁体。
进一步地，上述钕铁硼磁体爆炸压制成型方法还包括步骤：
将钕铁硼磁体从成型凹槽中取出，对钕铁硼磁体进行整形，清理钕铁硼磁体边缘的不规则部分，根据需求对钕铁硼磁体进行机械加工。
下面结合具体实施例对上述钕铁硼磁体爆炸压制成型模具以及钕铁硼磁体爆炸压制成型方法做进一步描述。
实施例一
钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29 mm，第一飞板5厚度为0.3mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为1mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×30 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4 mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm。
表1 原料磁粉和爆炸压制的钕铁硼磁体磁性能和密度
| 样品 | 密度g·cm-3 | 剩磁emu·g-1 | 最大磁能积MGOe | 内禀矫顽力kOe |
| 原料磁粉 | / | 76.69 | 9.91 | 8.47 |
| 爆炸压制磁体 | 7.127 | 76.79 | 9.33 | 8.36 |
上述实施例制得的钕铁硼磁体的实物如图2所示，爆炸压制的钕铁硼磁体微观结构如图3（b）所示，与原始磁粉图3（a）形貌对比，在爆炸压制作用下，原始磁粉被均匀压实，致密度较高，其中，图3（a）、图3（b）均由各自对应实物图放大相同倍数后获得。对图3（b）中方框区域进行化学成分分析，结果如表2所示。爆炸压制后的钕铁硼样品主要由Fe和Nd元素组成，还有少量的Pr、Zr、La和Ce元素，这些元素主要来源于原料粉末中。这也证明了在爆炸压制过程中没有引入新的元素。
表2 爆炸压制钕铁硼磁体元素分析
| Element | wt.% | at.% |
| Fe | 75.89 | 87.97 |
| Nd | 12.44 | 5.58 |
| Pr | 2.94 | 1.35 |
| Zr | 4.24 | 3.01 |
| La | 1.86 | 0.87 |
| Ce | 2.63 | 1.22 |
原料磁粉和爆炸压制的钕铁硼磁体磁滞回线测试结果如图4（a）、图4（b）、图5（a）和图5（b）所示，爆炸压制后的钕铁硼磁体与原料磁粉磁性能相近。
实施例二
钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29 mm，第一飞板5厚度为0.3mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为1mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×20 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4 mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm，与实施例一不同的是，爆炸物1的厚度从30mm降低至20mm，在该实施例中，爆炸压制后，钕铁硼磁体规则完整，钕铁硼磁体密度6.743 g•cm-3。
实施例三
钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29 mm，第一飞板5厚度为0.3mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为1mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×40 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4 mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm，与实施例一不同的是，爆炸物1的厚度从30mm增加至40mm，爆炸压制后，钕铁硼磁体较为完整，底部存在被拉伸破坏的磁体及粉末，压实部分的钕铁硼磁体密度7.346 g•cm-3。
实施例四
钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29 mm，第一飞板5厚度为0.3mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为0.3mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×30 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4 mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm，与实施例一不同的是，第二飞板3厚度从1mm降低至0.3mm，爆炸压制后，钕铁硼磁体规则完整，钕铁硼磁体密度6.532 g•cm-3。
实施例五
钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29 mm，第一飞板5厚度为1mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为1mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×30 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm，与实施例一不同的是，第一飞板5厚度从0.3mm增加至1mm，爆炸压制后，钕铁硼磁体规则完整，钕铁硼磁体密度6.483 g•cm-3。
实施例六
采用热压钕铁硼磁粉6，钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29mm，第一飞板5厚度为0.5mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为1mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×35 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4 mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm，与实施例一不同的是，采用热压钕铁硼磁粉6，第一飞板5厚度从0.3mm增加为0.5mm，爆炸压制后，钕铁硼磁体规则完整，钕铁硼磁体密度7.214 g•cm-3。
对比例一
钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29 mm，第一飞板5厚度为0.3mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为1mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×15 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4 mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm，与实施例一不同的是，爆炸物1的厚度降低至15mm，爆炸压制后，第二飞板3未被爆炸物1驱动进入成型凹槽，钕铁硼磁粉6未被压实。
对比例二
钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29 mm，第一飞板5厚度为0.3mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为1mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×50 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4 mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm，与实施例一不同的是，爆炸物1的厚度提高至50mm，爆炸压制后，第一飞板5、第二飞板3及钕铁硼磁粉6在反射稀疏波作用下飞出模具凹槽，钕铁硼磁粉6未被压实。
对比例三
钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29 mm，第一飞板5厚度为0.3mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为1mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×30 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4 mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm，与实施例一不同的是，起爆装置2安装在爆炸物1上部，冲击波直接传向成型凹槽内的钕铁硼磁粉6，爆炸压制后，钕铁硼磁粉6在反射稀疏波作用下飞散出成型凹槽，钕铁硼磁粉6未被压实。
对比例四
采用热压钕铁硼磁粉6，钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的成型凹槽的尺寸长×宽×高为30×20×30mm，第一飞板5与第二飞板3采用不锈钢板，第一飞板5的尺寸为19×29mm，第一飞板5厚度为0.3mm，第二飞板3的尺寸为80×40 mm，第二飞板3厚度为1mm，爆炸装置的爆炸物1的尺寸长×宽×厚为80×40×40 mm，起爆装置2为电雷管，钕铁硼磁粉6的厚度为20 mm，排气孔直径为4 mm，与冲击腔4连通的排气孔7距模具主体的顶面10 mm，与成型腔连通的排气孔8距模具主体的顶面20 mm，与同实施例一不同的是采用热压钕铁硼磁粉6，爆炸物1的厚度为40 mm，爆炸压制后，钕铁硼磁体氧化燃烧。
综上所述，本发明实施例提供的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具以及钕铁硼磁体爆炸压制成型方法，利用爆炸装置爆炸产生的能量驱动第一飞板5、第二飞板3，高速运动的第一飞板5、第二飞板3作用于钕铁硼磁粉6，高速压制的钕铁硼磁粉6颗粒间产生摩擦、挤压、撞击效应，同时钕铁硼磁粉6颗粒间的气体被绝热压缩升温，进而对钕铁硼磁粉6产生压实、烧结作用，与传统爆炸压实成型技术相比，本发明采用炸药爆轰传播方向平行于飞板及磁粉的方式，以减弱传向钕铁硼磁粉6内的冲击波进而降低反射稀疏波强度，减小反射稀疏波的拉伸破坏效应，同时采用双飞板装置，通过调节第一飞板5、第二飞板3的厚度可实现能量加载大小及速率的调节，提高爆炸压制质量。
传统的钕铁硼磁体成型工艺需要在一定温度、压力下进行磁体成型，消耗大量能源，制备效率较低，本发明可在常温、大气环境下进行，能源消耗少，压制时间短，步骤简单，且可实现连续化、自动化生产。
本发明原材料利用率高，磁体成型稳定，炸药爆炸产生的能量远高于磁体压制所需能量，工艺简单易于操作，保证磁体压制成型率。
本发明采用侧向起爆法，使炸药爆炸产生的冲击波平行于钕铁硼磁粉6传播，防止冲击波在钕铁硼磁体与空气、模具的界面处产生反射稀疏波，防止反射稀疏波拉伸破坏压制成型的钕铁硼磁体，提高钕铁硼磁体压制质量。
本发明降低了冲击波反射产生的有害稀疏波拉伸效应，钕铁硼磁粉6装填模具底部及侧向均为硬质材料，无需缓冲吸波材料，进而保证磁体的压实密度及磁体形状规则性。
本发明采用单向爆炸压制成型工艺，便于连续机械自动化生产，模具对磁粉5个方向进行约束，炸药用量低，降低炸药爆炸产生的震动、冲击、噪声等有害效应。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要负荷与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (9)
1.一种钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，其特征在于，包括：
模具主体，所述模具主体的顶面设置具有开口的成型凹槽，所述成型凹槽的内腔沿所述成型凹槽的开口至所述成型凹槽的底面方向依次包括冲击腔以及成型腔，所述模具主体开设有至少两个排气孔，至少一个所述排气孔与所述冲击腔连通，其余所述排气孔与所述成型腔连通；
第一飞板，所述第一飞板的形状与所述成型凹槽的横截面形状相适配，用以设置于所述成型凹槽内并覆盖于所述成型腔内的钕铁硼磁粉之上；
第二飞板，所述第二飞板设置于所述模具主体的顶面并封盖所述成型凹槽的开口；
爆炸装置，所述爆炸装置包括爆炸物以及起爆装置，所述爆炸物与所述成型凹槽的开口对应地设置于所述第二飞板上，所述起爆装置从所述爆炸物的一侧平行于所述第二飞板与所述爆炸物连接，各所述排气孔设置于所述模具主体的同一侧，且所述起爆装置连接于所述爆炸物远离所述排气孔的一侧。
2.根据权利要求1所述的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，其特征在于，所述模具主体包括底座以及多个侧板，各所述侧板可拆卸地固定于所述底座，所述底座与各所述侧板围成所述成型凹槽。
3.根据权利要求2所述的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，其特征在于，所述底座设置中央凸台，各所述侧板围绕于所述中央凸台且各所述侧板通过紧固件固定于所述中央凸台，所述中央凸台的顶面构成所述成型凹槽的底面，各所述侧板的顶面构成所述模具主体的顶面。
4.根据权利要求3所述的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，其特征在于，所述紧固件包括紧固螺栓以及紧固螺母，相对设置的两块所述侧板以及所述中央凸台的对应位置分别设置有通孔，所述紧固螺栓依次穿过相对设置的两块所述侧板中的一块的通孔、所述中央凸台的通孔以及相对设置的两块所述侧板中的另一块的通孔与所述紧固螺母配合，以将相对设置的两块所述侧板固定于所述底座。
5.根据权利要求4所述的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，其特征在于，所述通孔直径为8mm-20mm，所述紧固螺栓的螺纹外径为8mm-15mm。
6.根据权利要求1-5任意一项所述的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，其特征在于，所述起爆装置为雷管或导爆索。
7.根据权利要求1-5任意一项所述的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具，其特征在于，所述成型凹槽的横截面形状为多边形、圆形、椭圆形以及腰形中的一种。
8.一种基于权利要求1-7任意一项所述的钕铁硼磁体爆炸压制成型模具的钕铁硼磁体爆炸压制成型方法，其特征在于，包括步骤：
将钕铁硼磁粉水平均匀铺设在模具主体的成型凹槽内，钕铁硼磁粉的高度不高于与所述成型凹槽的冲击腔连通的排气孔的位置；
将第一飞板放入所述成型凹槽并压覆在钕铁硼磁粉之上，将第二飞板设置于所述模具主体的顶面，并使所述第二飞板封盖所述成型凹槽的开口；
将爆炸装置设置于所述第二飞板上，使所述爆炸装置的起爆装置从所述爆炸装置的爆炸物的一侧平行于所述第二飞板与所述爆炸物连接；
引爆所述爆炸装置，所述第二飞板在所述爆炸装置的爆炸冲击下向下进入所述成型凹槽撞击所述第一飞板，以将钕铁硼磁粉压制成型形成钕铁硼磁体。
9.根据权利要求8所述的钕铁硼磁体爆炸压制成型方法，其特征在于，还包括步骤：
将所述钕铁硼磁体从所述成型凹槽中取出，对所述钕铁硼磁体进行整形，清理所述钕铁硼磁体边缘的不规则部分，根据需求对所述钕铁硼磁体进行机械加工。
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