[发明专利]一种磁性材料粉末成型装置及方法

说明书

技术领域

本发明属于材料成型领域，具体涉及一种磁性材料粉末成型装置及方法。

背景技术

磁性材料，如烧结钕铁硼，作为一种重要的功能性材料，近年来得到了迅速的发展，大量应用于永磁电机领域。

许多磁性材料都具有单轴各向异性，所以在磁性材料粉末压制成型时，需要施加一定强度的磁场以提高磁体粉粒的取向程度，这一磁场被称为取向磁场，一般认为取向磁场越强，磁体的永磁性能越好。

永磁电机的制造需要大量成品为瓦形的磁钢，即瓦形磁钢；目前，在瓦形磁钢的成型过程中，大部分的取向磁场方向平行于两端面，如图1或图3的箭头方向所示，瓦形磁钢的主要成型方式有以下几种：

（1）方块毛坯加工法。成型时制成方块，烧结后通过后道工序再加工成为瓦形，其优点是成型工艺简单，缺点是加工量大，材料利用率低，并且瓦形的表面磁场分布只能为正弦波。

（2）平行压机成型法。烧结后只需要对表面进行磨削即可，其优点是加工量小，材料利用率高，缺点是对于烧结钕铁硼，平行压会降低磁性能。

（3）两端面压制法。瓦形磁钢可看成一个瓦形的柱体，考虑到压制成型时阴模对粉体的摩擦力的影响，若瓦形柱体的端面面积与其侧面面积之比不小于1/6时，如图1或图7中前端面31和右侧面35的比值，再如图3或图4中前端面21和右侧面25的比值，则可以将压头做成瓦形端面的形状，从两端进行压制。此种方法的优点是加工量小，材料利用率高，并且不会降低磁性能，缺点是对瓦形的形状要求较高，须是瓦形柱体，并且瓦形柱体的端面面积与其侧面面积之比不小于1/6，否则存在脱模困难的问题。

有些电机还需要使用斜瓦形磁钢，这种磁钢如果采用方块毛坯加工法，存在加工难度大，材料利用率低的问题；而采用平行压机成型的方法，得到的磁钢性能过低；采用两端面压制法，则存在脱模困难的问题。

目前对磁性材料粉末压制毛坯主要是采用液压机和模具压制成型。现有技术的工艺是先将粉料放置在模腔内，然后上压头、下压头对粉末进行压制，使其成型；成型后，上压头退出模腔，下压头将成型后的毛坯顶出模腔。这种方法毛坯很容易产生裂纹，毛坯合格率低。

毛坯的裂纹主要是在脱模环节产生的。毛坯在脱模过程中受力较大且比较复杂，当成型毛坯在阴模中尚未脱出时，受到阴模内壁的压力、与阴模的相对移动导致的摩擦力及为了克服摩擦力而产生的下压头对毛坯的顶出力。当成型毛坯逐渐从阴模中脱出时，阴模的压力和摩擦力逐渐消失，下冲顶出力随着摩擦力的减小而减小，所以在整个脱模过程中，施加在成型毛坯上的力较大而且是变化的，故在脱模过程中非常容易产生裂纹等缺陷。

瓦形磁钢的毛坯，简称为瓦形毛坯，如图3或图4所示，其外表面可分解为两个端面——前端面21和后端面，一个在沿向上方向设有拔模斜度的外凸柱面22，一个在沿向下方向设有拔模斜度的内凹柱面或平面23，以及两个在水平方向上分别向左和向右设有拔模斜度的曲面-左侧曲面24和右侧曲面25。

斜瓦形毛坯，如图1、图2或图7所示，其外表面可分解为两个端面——前端面31和后端面41，一个在沿向上方向设有拔模斜度的外凸柱面32，一个在沿向下方向设有拔模斜度的内凹柱面或平面33，以及两个在水平方向上分别向左和向右设有拔模斜度的左侧曲面34和右侧曲面35。

发明内容

本发明的目的是提供一种磁性材料粉末成型装置及方法，使其能够克服上述现有技术的不足。

本发明的目的是这样实现的：

一种磁性材料粉末成型装置，包括成型压机及成型模具。

所述成型模具包括有阴模，所述阴模包括有前侧板、后侧板、左压头和右压头，所述前侧板、所述后侧板、所述左压头、所述右压头与上盖板、顶出块、底板围成模腔，所述模腔的形状为瓦形，所述上盖板的成形面形状与瓦形毛坯的外凸柱面形状相同，顶出块的成形面形状与瓦形毛坯的内凹柱面或平面形状相同，所述左压头的成形面形状与瓦形毛坯的左侧曲面形状相同，所述右压头的成形面形状与瓦形毛坯的右侧曲面形状相同，所述前侧板和所述后侧板为平面形状。

作为本发明的优选实施方式，所述上盖板的成形面形状与瓦形毛坯的外凸柱面形状部分相同，所述左压头的成形面形状与瓦形毛坯的左侧曲面和部分相邻外凸柱面的形状相同，所述右压头的成形面形状与瓦形毛坯的右侧曲面和部分相邻外凸柱面的形状相同，所述前侧板、所述后侧板和所述底板之间为固定连接。

所述瓦形毛坯也可以为瓦柱形毛坯或斜瓦柱形毛坯。