一种稀土永磁材料成型设备以及成型方法

摘要

本发明公开一种稀土永磁材料成型设备，其包括一个或多个磁极以及用于盛放磁粉的模具；所述磁极由末端向顶端收敛，所述磁粉相对磁极运动。本发明采用磁粉运动，磁场不动的形式对磁粉取向；磁场前端收敛使得磁粉在运动过程中对磁粉进行面扫描从而突破了现有的磁场在取向成型时，成型区域小于磁体极头的限制，使得本发明能够制备出面积较大的板状磁钢或者高度较高的环状或瓦状磁钢。

说明书

技术领域

本发明涉及一种永磁材料制造技术领域，尤其涉及一种稀土 永磁材料成型设备以及成型方法。

背景技术

稀土永磁材料具有较强的各向异性，被广泛地应用于各类高 性能磁性材料的制备。现有的稀土永磁材料通常通过将磁粉装填 于模具中，对模具施加磁场同时压制成型的方式制备。但是此种 成型方式中，稀土永磁材料的尺寸与取向磁场极头相适配，也即 稀土永磁材料的尺寸受到取向磁场极头的限制，因此采用此种成 型方式制备出来的稀土永磁材料的尺寸通常较小。

例如申请号为CN200720170177.1公开的一种“稀土永磁液压 机”，其通过上冲和下冲给阴模和阳模中的磁粉充磁；为了充分充 磁，阴模和阳模的尺寸必须与上下冲相适应。

而对于径向环形磁体的取向，现有技术中通过对斥磁场的方 式对径向环形磁体取向，此种取向方式受到芯棒导磁的限制，导 致磁场强度较低。例如申请号为00125615.7公开的“一种成型辐 射取向烧结汝铁硼磁环的制作工艺及其模具”，其通过在阴模和阳 模中间插入芯棒。

发明内容

本发明解决的技术问题在于，针对现有技术的上述不足，提 出一种可制备大尺寸板状磁钢或者高壁、小尺寸环形或瓦形径向 磁钢的稀土永磁材料成型设备。

本发明解决技术问题采用的技术方案是提出一种稀土永磁材 料成型设备，其包括一个或多个磁极以及用于盛放磁粉的模具； 所述磁极由末端向顶端收敛，所述磁粉相对磁极运动。

进一步地，所述磁极顶端呈线型。

进一步地，所述磁粉相对磁极旋转运动或者平面往复运动。

进一步地，还包括压头，在磁粉运动过程中，压头对磁粉压 制成型。

进一步地，所述磁粉运动速率不低于100mm/s，

进一步地，磁极磁场强度大于0.8T。

进一步地，所述磁极顶端磁场宽度小于5mm。

本发明还公开一种稀土永磁材料成型方法，其包括步骤：

设置一个或多个由末端向顶端收敛的磁极；

在磁极顶端上方设置被模具带动运动的磁粉；

磁粉运动的过程中压制成型。

进一步地，还包括在磁粉下方设置不导磁的下压头，在磁粉 上方设置导磁的上压头；磁粉被模具带动在平面上旋转运动或者 往复运动；磁场压制压力平行于磁场方向。

进一步地，还包括在磁粉内穿插导磁芯棒，磁粉被模具带动 绕导磁芯棒旋转运动；磁粉压制压力垂直于磁场方向。

本发明相对现有技术具有如下有益效果：

采用磁粉运动，磁场不动的形式对磁粉取向；磁场前端收敛 使得磁粉在运动过程中对磁粉进行面扫描从而突破了现有的磁场 在取向成型时，成型区域小于磁体极头的限制，使得本发明能够 制备出面积较大的板状磁钢或者高度较高的环状或瓦状磁钢。

附图说明

图1为本发明第一较佳实施例中制备板状磁体的结构示意 图；

图2为本发明第二较佳实施例中制备板状磁体的结构示意 图；

图3为本发明第三较佳实施例中制备环形或瓦形磁体的结构 示意图；

图4为本发明第四较佳实施例中制备环形或瓦形磁体的结构 示意图。

具体实施方式

以下是本发明的具体实施例并结合附图，对本发明的技术方 案作进一步的描述，但本发明并不限于这些实施例。

请参照图1，图1为本发明第一较佳实施例中通过旋转方式 制备板状磁体的结构示意图。在图1中，磁极4底部缠绕有线包 5以产生磁场，磁极4在结构上由末端向顶端逐渐收敛从而使得 磁场呈线型收敛在顶端。在优选情况下，磁极顶端磁场宽度一般 小于5mm。

图1中虽然仅示出了一个缠绕有线包5的磁极4，但是根据 实际需要可以设置多个该磁极4。多个磁极4可以互为异性磁极 或者互为同性磁极。

本实施例中，磁极4的磁场通过电磁方式产生，但是也可采 用永磁方式产生，或者采用电磁与永磁叠加的方式产生。

磁极4的磁场可以为恒定磁场，也可为规则或者不规则变化 的磁场。

在磁极4上设置有不导磁的下压头3，下压头3上设置有磁 粉2，磁粉2在模具带动下做平面旋转运动。

磁粉2在平面旋转过程中，线性磁场对磁粉2进行面扫描使 得磁粉沿磁场方向平行排列。

磁粉2在平面旋转过程中，上下压头对磁粉进行压制，从而 保留了磁粉的取向状态，制备出密度为3.8～4.5g/cm3的板状毛坯。

采用本实施例的磁粉取向成型方式，突破了传统的磁粉取向 成型受到极头尺寸限制的条件，可大幅度扩大磁场取向的范围， 从而可制备出高性能、大尺寸的板状磁体。

表1给出了采用本实施例成型方式与普通成型方式制备得到 的磁体的长度对比。从表1中可以看出，本实施例可制备的磁体 长度比普通成型方式长一倍以上。

另外，由于本实施例中磁粉运动而磁极不运动，磁粉的运动 速度与磁极的磁场强度会影响剩磁不均匀性。

表2给出了在磁极磁场强度大于0.8T的情况下，低运动速率 (30mm/s)与高运动速率(100mm/s)情况下，制备的磁体不同部 位的剩磁不均匀性对比。在表2中可以看出，在低运动速率下， 剩磁不均匀性大，而运动速率高于100mm/s后，剩磁不均匀性显 著减低。

表1 旋转方式与普通成型方式制备磁体长度对比

成型方式 磁体长度(mm) 普通成型方式 150 旋转方式 300

表2 运动速度与磁体不同部位磁性均匀性对比

磁粉运动速率 剩磁不均匀性(％) 30mm/s 10 100mm/s <1

请参照图2，图2为本发明第二较佳实施例中通过旋转方式 制备板状磁体的结构示意图。

本实施例与第一较佳实施例的不同之处在于，磁粉在模具的 带动下平面往复运动。

请参照图3，图3为本发明第三较佳实施例中通过旋转方式 制备环状或瓦状磁体的结构示意图。

图3中，磁极4’前端收敛呈线型，磁极4’前端长度与环形或 瓦形磁体长度相匹配。磁极4’位于磁粉一侧。

磁粉2盛装于不导磁的阴模3’中，导磁芯棒1’贯穿磁粉2， 阴模3’带动磁粉绕导磁芯棒1’做旋转运动。运动速率大于 100mm/s。

由于磁极位于环形区域外侧，磁粉通过转动方式被磁场沿径 向磁化，磁粉充分磁化后，通过垂直于磁场方向的压力将磁粉压 制成环形或瓦形，制备出密度为3.8～4.5g/cm³的环形或瓦形毛坯。 通过这种成型方式可以制备出长径比大于2的径向磁瓦或者磁 环，传统的方式由于采用的是辐射成型，无法制备出高度较高的 磁环。表3为本实施例旋转方式与普通成型方式制备磁体的长径 比对比，可见采用旋转方式可以制备出磁环的长径比远大于普通 成型方式的磁体。

表3 普通辐射成型与旋转成型对比

  最小内径(mm) 长径比(L/D) 普通辐射成型 30 <0.5 旋转成型 15 >2.

请参照图4，图4为本发明第四较佳实施例中通过旋转方式 制备环状或瓦状磁体的结构示意图。

本实施例与第三较佳实施例的不同之处在于，在阴模两侧均 设置有磁极。

本文中所描述的具体实施例仅仅是对本发明精神作举例说 明。本发明所属技术领域的技术人员可以对所描述的具体实施例 做各种各样的修改或补充或采用类似的方式替代，但并不会偏离 本发明的精神或者超越所附权利要求书所定义的范围。