用于制造磁体的方法、磁体和电机技术

本发明专利技术涉及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。采用本发明专利技术的方法制成与烧结磁体的性能相当的磁体并带有较少的材料浪费。采用该磁体的电机具有运行平稳、安装便利、成本低等优点。

Method for manufacturing magnet, magnet and motor

The invention relates to a method for manufacturing a magnet, which includes a pre forming process and hot extrusion process, which used from the magnet material suitable for forming a preform having a predetermined shape and pre forming process, hot extrusion process using hot extrusion die to preform by near net forming process of forming a predetermined the shape of the hot extrusion die; die and mold including extending along a first longitudinal axis; one end of the cavity with opening and extending along the longitudinal axis of the second outer mould, cavity structure to hold at least a portion of the form and the inner mold, so as to form a space between the outer mold and filling in mould. The method of the present invention is used to produce magnets comparable to the properties of sintered magnets and with less material waste. The motor with the magnet has the advantages of stable operation, convenient installation and low cost.

【技术实现步骤摘要】
用于制造磁体的方法、磁体和电机
本专利技术涉及磁体制造领域，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。
技术介绍
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。
技术实现思路
本专利技术的一个目的在于提供一种制造磁体的方法，本专利技术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。本专利技术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。上述磁体，其中，磁体的纵向横截面的内轮廓为圆形、椭圆形、正多边形或不规则多边形。一种电机，其中，其包括上述磁体，并且磁体构造为环绕电机的转子枢轴。本专利技术的有益效果在于：通过采用本专利技术的磁体制造方法能够采用近净成形工艺制造具有不规则横截面的磁体，其可在电机中取代粘结磁体，并且制备的磁体的性能与烧结磁体的性能相当，而优于常规粘结磁体。采用近净成形工艺制造的磁体可带有较少的材料浪费。采用该磁体的电机具有运行平稳、安装便利、成本低等优点。附图说明以下将接合附图和优选实施例来对本专利技术进行进一步详细描述，但是本领域技术人员将领会的是，这些附图仅是出于解释优选实施例的目的而绘制的，并且因此不应当作为对本专利技术范围的限定。此外，除非特别指出，附图仅是意在概念性地表示所描述对象的组成或构造并且可能进行了夸张性显示，并且附图也并非一定是按比例绘制的。图1是本专利技术的用于制造磁体的方法的一个实施例的流程图。图2A是本专利技术的一个实施例的预成形模具的示意图。图2B是本专利技术的一个实施例的预成形体的示意图。图2C是本专利技术的一个实施例的热挤压模具的示意图。图2D是根据本专利技术的一个实施例制成的磁体的示意图。图3A是本专利技术的另一个实施例的处理过程中的热挤压模具的立体视图。图3B是图3A中所示实施例的部分剖面视图。图3C是图3A中所示实施例最后制成的磁体的示意图。图4A是本专利技术的另一个实施例的处理过程中的热挤压模具的立体视图。图4B是图4A中所示实施例的部分剖面视图。图4C是图4A中所示实施例最后制成的磁体的示意图。图5A是根据本专利技术的用于制造磁体的方法制成的磁体的细节的扫描电镜照片。图5B是根据本专利技术的用于制造磁体的方法制成的磁体的细节的另一张扫描电镜照片。图6A是含有根据本专利技术的用于制造磁体的方法制成的一种磁体的电机的示意性横截面视图。图6B是含有根据本专利技术的用于制造磁体的方法制成的另一种磁体的电机的示意性横截面视图。具体实施方式以下将参考附图来详细描述本专利技术的优选实施例。本领域技术人员将领会的是，这些描述仅为描述性的、示例性的，并且不应被解释为限定了本专利技术的保护范围。首先，需要说明的是，在本文中所提到的顶部、底部、朝上、朝下等方位用语是相对于各个附图中的方向来定义的，它们是相对的概念，并且因此能够根据其所处于的不同位置和不同的实用状态而变化。所以，不应将这些或其他方位用语理解为限制性用语。此外，还应当指出的是，对于本文的实施例中描述或隐含的任意单个技术特征，或在附图中示出或隐含的任意单个技术特征，仍能够在这些技术特征(或其等同物)之间继续进行组合，从而获得未在本文中直接提及的本专利技术的其他实施例。此外，在不同的附图中，相同的参考标号表示相同或大致相同的部件。本专利技术涉及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；图1是本专利技术的用于制造磁体的方法的一个实施例的流程图。如图所示，本专利技术的用于制造磁体的方法主要包括预成形工艺A和热本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种用于制造磁体的方法，其包括预成形工艺(A)和热挤压工艺(B)，其中，所述预成形工艺(A)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(11)，并且所述热挤压工艺(B)使用热挤压模具(20、30、40)来将所述预成型体(11)通过近净成形工艺成型为预定的形状；其特征在于，所述热挤压模具(20、30、40)包括外模具(23、33、43)和沿第一纵向轴线延伸的内模具(21、31、41)；所述外模具(23、33、43)中具有一端开口并沿第二纵向轴线延伸的空腔，所述空腔构造为能容纳所述预成形体(11)和所述内模具(21、31、41)的至少一部分，以便在所述外模具(23、33、43)和所述内模具(21、31、41)之间形成填充空间(22、32、42)。

【技术特征摘要】
1.一种用于制造磁体的方法，其包括预成形工艺(A)和热挤压工艺(B)，其中，所述预成形工艺(A)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(11)，并且所述热挤压工艺(B)使用热挤压模具(20、30、40)来将所述预成型体(11)通过近净成形工艺成型为预定的形状；其特征在于，所述热挤压模具(20、30、40)包括外模具(23、33、43)和沿第一纵向轴线延伸的内模具(21、31、41)；所述外模具(23、33、43)中具有一端开口并沿第二纵向轴线延伸的空腔，所述空腔构造为能容纳所述预成形体(11)和所述内模具(21、31、41)的至少一部分，以便在所述外模具(23、33、43)和所述内模具(21、31、41)之间形成填充空间(22、32、42)。2.根据权利要求1所述的用于制造磁体的方法，其特征在于，所述预成形工艺(A)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(10)中；A.2将所述预成形模具(10)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对所述预成形模具(10)进行加热，同时对所述预成形模具(10)施加第一预定压力；A.4将所述预成形模具(10)加热到第一预定温度后，对所述预成形模具(10)进行第一预定时间长度的保温处理；A.5停止保温和施压，并在所述预成形模具(10)降温至第二预定温度后释放所述预成形模具(10)来获得预成形体(11)；并且所述热挤压工艺(B)包括下列步骤：B.1将所述预成形体(11)置入热挤压模具(20、30、40)，并放入炉的内部；B.2调整所述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将所述预成形体(11)加热至第三预定温度，并且对所述预成形体(11)进行第二预定时间长度的保温处理；B.4对所述预成形体(11)进行热挤压，其中，施力装...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈仁杰，尹文宗，靳朝相，唐旭，喻家庆，陈必成，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：德国,DE