降低烧结钕铁硼磁偏角的一种制备方法及其装置制造方法及图纸

一种降低烧结钕铁硼磁偏角的永磁体制备方法，包括配料—熔炼—制粉—成型—烧结，在制粉过程中添加提高粉料流动性添加剂，在成型过程中提高磁场强度H，减少模具取向长度L，增大垂直磁力线方向的截面积A，将混合物的粉料放入压机成型模具内，调节模具支架上的成型模具处在线圈磁极的中心位，使压制粉料在成型取向压制过程中处于线圈磁场的中心位置，通过调整四个相关参数的综合效果，制备的烧结钕铁硼磁性材料的磁偏角由10度下降到3度，磁偏角合格材料的利用率由35%提高到60%以上，大幅度降低生产成本，提高了经济效益。

【技术实现步骤摘要】
降低烧结钕铁硼磁偏角的一种制备方法及其装置
本专利技术涉及永磁体制造方法及其装置，特别是一种降低烧结钕铁硼磁偏角的制造 方法及其装置。
技术介绍
烧结钕铁硼永磁材料以其优异的磁性能已广泛地应用于电机制造领域。理论上钕 铁硼永磁体物理形状上的磁极轴线应该与磁体充磁后的磁极方向重合，但是由于磁体制备 过程中，尤其是成型工艺和加工工艺等各种因素的影响，实际上磁体物理形状上的磁极轴 线与磁体充磁后的磁极方向存在夹角，此夹角为磁偏角Φ。由于磁偏角的存在使磁体非磁 化方向产生磁场，形成杂散磁场，降低了永磁体的磁性能，因而影响了电机的精度。 随着电机精度要求越来越高，要求所采用的永磁材料的磁偏角要求小于3°。目前 磁性材料生产厂家为达到磁偏角小于3°的要求，针对充磁产品，只有通过全检的方式挑出 磁力线均匀、磁偏角小的部分进行加工，增加了加工废料量，材料利用率仅有30?40%，远 低于普通产品60%的材料利用率，生产成本大幅提高。而针对不充磁发货的产品，许多企业 无法生产控制确保磁偏角在3°以内。CN101447273A提出一种克服永磁体磁偏角的方法和 装置，该方法利用其装置对已烧结永磁体的两个磁场取向面进行机械加工，使磁场取向面 与磁场取向磁力线垂直，这种方法和装置仅用机械切割永磁体，造成磁体性能破坏，对降低 磁体磁偏角没实质性改进。
技术实现思路
本专利技术专利针对上述技术现状而提供一种降低烧结钕铁硼磁偏角的永磁体制备 方法和装置。 -种降低烧结钕铁硼磁偏角的永磁体制备方法，包括以下步骤： (1) 配料：将原料按配方比例配制； (2) 熔炼：将配制好的原料装入真空感应炉中，将感应炉抽真空< 5Pa，加热熔炼至炉 内原料发红时，关闭真空阀，充入氩气，待材料熔清后速凝浇铸，然后关闭加热电源，待铸片 温度低于40°C出炉； (3) 制粉：将上述铸片放入氢碎炉中进行氢破，控制氢破粉氧含量< 1000PPM，经气流 磨机制粉，粉末粒度控制在2. 5?5. 0μm，然后按每公斤粉料添加1?2ml添加剂和2? 5ml航空汽油，经过60?120min搅拌； (4) 成型：将上述混好的粉料称重放入成型压机的模具内，通过调节模具支架调节上下 压头和模具处在磁场的中心位置，使粉料在取向压制的过程中处于磁场的中心位置；使松 装粉料沿磁场取向方向的中心线所在水平面Sl与压机磁场两极头圆心连接线所在水平面 S2之间距离D彡10mm，成型模具沿磁场取向方向长度L彡150mm，且成型模具腔体垂直磁场 方向的截面需在压机极头面积范围之内，施加磁场强度H> 2.OT的磁场取向、压制成型，退 磁后取出生坯，迅速抽真空封装，再将封装好的坯料放入等静压机中加压150?200MPa，保 压1?3min后取出制成的生述； (5)烧结：将上述成型生坯装入料盒内，放入真空烧结炉内烧结，在1000?IKKTC下烧 结3. 5?5.Oh后，即制成钕铁硼磁体毛述料； 为了降低烧结钕铁硼磁偏角，实施取向压制成型工艺，必须对现有取向压制成型机进 行结构改进，本专利技术提出一种结构改进的取向压制成型装置。 -种降低烧结钕铁硼磁偏角的装置，它包括线圈、极头、上下压制油缸，以及设在 所述极头与上下压制油缸中间的成型模具，上下压制油缸活塞的相对应端分别从成型模具 上下两端伸入成型模具腔内滑动，所述成型模具下端连接一模具支架，在所述模具支架下 端的支撑面连接一由调节油缸支撑的调节活塞。 所述模具支架由下支撑面、上支撑面，连接固定上、下支撑面的中间支撑杆组成， 上支撑面为支撑成型模具的接触面，上下支撑面的中间为通过下压制油缸活塞的圆筒面， 下支撑面的下端面与调节油缸活塞相固接。所述下支撑面中间滑动穿过下压制油缸活塞。 下压制油缸活塞滑动芽过所述调节油缸活塞内。 所述模具支架也可用步进电机带动升降。 本专利技术专利的有益效果是：本专利技术在不改变烧结钕铁硼的原有配方的前提下，通 过改进压制成型工艺：提高磁场强度H，减小模具取向长度L，增大垂直磁力线方向的截面 积A，调节松装粉料沿磁场取向方向的中心线所在水平面Sl与压机磁场两极头圆心连接线 所在水平面S2之间距离D。提高磁场强度H和参数L、A、D配合使用，使模具中松散的粉末 处于磁场中心区且对称分布。1)如果仅提高磁场强度，增大单畴颗粒转动的力矩，使易磁 化轴平行于磁场方向的能力增强，但若取向磁场和被充磁体的轴线并不完全平行，即模具 没有处于磁场中心位置，将会造成易磁化轴与磁体轴方向不一致，无法达到减小磁偏角，提 高材料利用率的目的；2)如果仅调整参数L、A、D，使模具处于磁场中心位置，不增强磁场强 度，粉末颗粒转动的力矩不够大，不足以克服颗粒转动时的摩擦阻力，也无法达到减小磁偏 角，提高材料利用率的目的。3)当在强磁场中，减小模具取向长度L，增大垂直磁力线方向 的截面积A，调节松装粉料沿N磁场取向方向的中心线所在水平面Sl与磁场两极头圆心连 接线所在水平面S2之间距离D，在压机缓慢压制磁场过程，始终保持D< 10mm，L< 150mm， 磁场强度H> 2. 0T，H、L、A、D四个工艺参数相互配合使用后，单畴颗粒获得了足够大的转 动能量，并保证模腔中的松装粉料处于磁场中心最好场区内，磁力线密度一致，分布对称， 即可达到减小磁偏角，提高成型材料利用率目的。 另外，在制粉时添加了主要成份为硅油和硼酸三丁酯的脂类添加剂，主要改善粉 料静电场，降低电位差，减小粉料颗粒间静电力和摩擦阻力，从而提高粉料颗粒的流动性， 有利于相同磁场强度下磁粉易磁化轴的旋转。 采用本专利技术所述的方法制备的烧结钕铁硼磁性材料，磁偏角由8度下降到3度左 右，磁偏角合格状态下的材料利用率由35%提升到60%以上，大幅降低生产成本，提高经济 效益。 【附图说明】 图1磁场取向成型机参数调节示意图。 图2磁场取向成型机示意图。 【具体实施方式】 实施例1 成品规格为20mmX4mmX9mm丨（取向方向），牌号MO产品的生产过程。 配料：按照以下成份配比重量配料，镨钕合金30. 2%重量、钆2. 0%重量、硼1. 03% 重量、铝0. 64%重量、锆0. 3%重量、铜0. 02%重量、余量为铁及其他杂质，其中镨钕合金中， 镨占25%重量，钕占75%重量，硼以BFe合金状态加入，硼含量为19%，铁含量为81% ;钆以 GdFe合金状态加入，钆含量为75%，铁含量为25%。 熔炼：将配制好的原料装入真空感应炉中，将感应炉抽真空4. 5?5Pa，加热熔炼 至炉内原料发红时，关闭真空阀，充入氩气，待材料熔清后速凝浇铸，然后关闭加热电源，待 铸片温度下降到30?35°C出炉； 制粉：将上述铸片放入氢碎炉中进行氢破，控制氢破粉氧含量850?900PPM，经气流磨 机制粉，粉末粒度控制在2. 9μm，然后按每公斤粉料添加I. 5ml添加剂和5ml航空汽油，经 过IOOmin搅拌； 成型：参看图1所示，调整磁场的极头1之间距离，将模具4放在模具支架6的上支撑 面62上，模具4沿磁场取向方向长度L为138. 7mm，模具4腔体垂直磁场方向的截面积A为 6024. 3rnrn2本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种降低烧结钕铁硼磁偏角的制备方法，其特征在于包括以下步骤：（1）配料：将原料按原有比例配制；（2）熔炼：将配制好的原料装入真空感应炉中，将感应炉抽真空≤5Pa，加热熔炼至炉内原料发红时，关闭真空阀，充入氩气，待材料熔清后速凝浇铸，然后关闭加热电源，待铸片温度低于40℃出炉；（3）制粉：将上述铸片放入氢碎炉中进行氢破，控制氢破粉氧含量≤1000PPM，经气流磨机制粉，粉末粒度控制在2.5～5μm，然后按每公斤粉料添加1～2ml添加剂和2～5ml航空汽油，经过60～120min搅拌；（4）成型：将上述混好的粉料称重放入成型压机的模具内，通过调节模具支架、上、下压头和模具处在磁场的中心位置，使粉料在取向、压制成型过程中，处于磁场中心位置，施加磁场强度H≥2.0T的磁场取向、压制成型，退磁后取出生坯，迅速抽真空封装，再将封装好的坯料放入等静压机中加压150～200MPa，保压1～3min后取出制成的生坯；（5）烧结：将上述成型生坯装入料盒内，放入真空烧结炉内烧结，在1000～1100℃下烧结3.5～5.0h后，即制成钕铁硼磁体毛坯料。

【技术特征摘要】
1. 一种降低烧结钕铁硼磁偏角的制备方法，其特征在于包括以下步骤： (1) 配料：将原料按原有比例配制； (2) 熔炼：将配制好的原料装入真空感应炉中，将感应炉抽真空< 5Pa，加热熔炼至炉 内原料发红时，关闭真空阀，充入氩气，待材料熔清后速凝浇铸，然后关闭加热电源，待铸片 温度低于40°C出炉； (3) 制粉：将上述铸片放入氢碎炉中进行氢破，控制氢破粉氧含量< 1000PPM，经气流 磨机制粉，粉末粒度控制在2. 5?5 y m，然后按每公斤粉料添加1?2ml添加剂和2?5ml 航空汽油，经过60?120min搅拌； (4) 成型：将上述混好的粉料称重放入成型压机的模具内，通过调节模具支架、上、下压 头和模具处在磁场的中心位置，使粉料在取向、压制成型过程中，处于磁场中心位置，施加 磁场强度H > 2. 0T的磁场取向、压制成型，退磁后取出生坯，迅速抽真空封装，再将封装好 的坯料放入等静压机中加压150?200MPa，保压1?3min后取出制成的生坯； (5) 烧结：将上述成型生坯装入料盒内，放入真空烧结炉内烧结，在1000?1KKTC下烧 结3. 5?5. Oh后，即制成钕铁硼磁体毛述料。2. 根据根据要求1所述的一种降低烧结钕铁硼磁偏角的制备方法，其特征在于（3)制 粉过程中添加剂为脂类有机物，体积比为60%的硅油和体积比40%的硼酸三丁酯。3. 根据根据要求1所述的一种降低烧结钕铁硼磁偏角的制备方法，其特征在于取向成 型时粉料沿磁场取向方向的中心线所在水平面S1与压机磁场两极头小端圆心连接线所在 水平面S2之间距离D彡10mm，成型模具沿取向方向长度L彡150mm，磁场强度H彡2. 0T，成 型模具腔体垂直磁场方向的截面A需在压机极头面积范围之内。4. 根据根据要求3所述的一种降低烧结钕铁硼磁偏角的制备方法，其特征在于取向成 型时粉料沿磁场取向方向的中...

【专利技术属性】
技术研发人员：王育平，邓晓飞，周子翔，郑敦敦，
申请(专利权)人：宁波科田磁业有限公司，宁波金田铜业集团股份有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江;33