[发明专利]用于制造磁体的方法、磁体和电机

说明书

技术领域

本发明涉及磁体制造领域，并且更具体而言，涉及一种采用热挤压工艺来制造磁体的方法、根据该方法制造的磁体和包括该磁体的电机。

背景技术

电机中常设置有永磁体，典型地为带有稀土元素成分的永磁体。根据制造方法的不同，常用的磁体可分为烧结磁体和粘结磁体。

烧结磁体通常可具有较好的性能，例如达到35MGOe以上的最大磁能积(BH)_max和20kOe以上的矫顽力。常规制造方法是先通过烧结工艺来制成简单形状的磁体，然后切割并研磨成期望的板形或弧形形状。然而，现有技术手段难以制造复杂形状的烧结磁体。由于烧结磁体中的各个小块磁体是分离的，故磁通量未能连续地分布，从而在电机运行时产生振动。尤其是在高速电机中，磁场的小扰动将导致转子产生显著的振动，从而影响电机的运行稳定性。此外，将磁体从块状切割成小块的板形或圆弧形导致了磁体的浪费，典型的烧结磁体的产出率为65%-80%，这意味着在机加工期间造成了20%-35%的材料浪费。另外，烧结小块磁体需要复杂的安装工艺，并且需要较多的安装工时。

粘结磁体可以制备成各种复杂形状的磁体，例如管形、环形等。但此类粘结磁体具有磁性能低的缺点，典型地具有15MGOe的最大磁能积和15kOe的矫顽力，难以满足高性能电机的需要。

在现有技术中，常通过模压工艺来制造平板形的磁体，然后通过背挤压工艺来制成环形磁体。然而，采用现有技术制成的环形磁体的性能往往较低，典型地性能低于期望值(35MGOe以上的最大磁能积和20kOe以上的矫顽力)，从而难以满足高性能电机的需要。

因此，所期望的是设计一种在制造磁体的同时降低材料浪费并提高磁体的性能的方法，以及一种用于制造磁体的装置。

发明内容

本发明的一个目的在于提供一种制造磁体的方法，本发明的另一个目的在于提供一种根据该方法制造的磁体和包括该磁体的电机。

本发明的目的是通过如下技术方案实现的：

一种用于制造磁体的方法，其包括预成形工艺和热挤压工艺，其中，预成形工艺用于从适于形成磁体的原料形成具有预定形状的预成型体，并且热挤压工艺使用热挤压模具来将预成型体通过近净成形工艺成型为预定的形状；

其中，热挤压模具包括外模具和沿第一纵向轴线延伸的内模具；外模具中具有一端开口并沿第二纵向轴线延伸的空腔，空腔构造为能容纳预成形体和内模具的至少一部分，以便在外模具和内模具之间形成填充空间。

上述用于制造磁体的方法，其中，预成形工艺包括下列步骤：

A.1 将适于形成磁体的原料加入预成形模具中；

A.2 将预成形模具放入加热装置的内部，并且调整加热装置的内部的真空度至第一预定程度；

A.3 对预成形模具进行加热，同时对预成形模具施加第一预定压力；

A.4 将预成形模具加热到第一预定温度后，对预成形模具进行第一预定时间长度的保温处理；

A.5 停止保温和施压，并在预成形模具降温至第二预定温度后释放预成形模具来获得预成形体；

并且热挤压工艺包括下列步骤：

B.1 将预成形体置入热挤压模具，并放入炉的内部；

B.2 调整炉的内部的真空度至第二预定程度并且加入保护气体；

B.3 将预成形体加热至第三预定温度，并且对预成形体进行第二预定时间长度的保温处理；

B.4 对预成形体进行热挤压，其中，施力装置从内模具的一端对预成形体施压，或者同时从内模具的一端及外模具的一端来对预成形体施压，使得内模具和外模具以第二预定压力来挤压位于外模具中的预成形体，以便预成形体变形并至少部分地填充了填充空间；

B.5 停止保温和施压，并且在热挤压模具降温至第四预定温度后，释放热挤压模具来获得磁体。

上述用于制造磁体的方法，其中，预成形体的形状选自以下形状构成的集合：圆柱形、圆台、正多边形棱柱、不规则多边形棱柱。

上述用于制造磁体的方法，其中，外模具的空腔的纵向横截面为圆形、椭圆形、正多边形或不规则多边形。

上述用于制造磁体的方法，其中，内模具的纵向横截面为圆形、椭圆形、正多边形或不规则多边形。

上述用于制造磁体的方法，其中，适于形成磁体的原料为磁粉，并且保护气体为惰性气体。

一种磁体，其中，其根据上述用于制造磁体的方法来制造。

上述磁体，其中，磁体的纵向横截面的外轮廓为圆形、椭圆形、正多边形或不规则多边形。