一種汽車怠速電機用磁體的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，旨在提供一種生產效率高且磁環(huán)強度高的汽車怠速電機用磁體的制備方法。它通過改進顆粒料的制作工藝，配合以極取向模具，改用連續(xù)放電方式產生高強磁場讓顆粒料有序排列，并使用自動送料方法，通過自動送料系統(tǒng)將儲料腔中的顆粒料直接送入極取向脈沖式壓制模具內，以提高生產效率及確保操作的安全性、連續(xù)性，實行徑向成型工序的全面自動化。本發(fā)明的有益效果是:不僅可以下降原材料損耗量，也可以大幅度提高生產效率，同時產品的質量也得到了提高；徑向磁環(huán)產品內張力強度提高，確保磁環(huán)產品使用時的安全性；有效提高產品的磁性能。
【專利說明】一種汽車怠速電機用磁體的制備方法

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及汽車電子產品相關【技術領域】，尤其是指一種汽車怠速電機用磁體的制備方法。

【背景技術】
[0002]隨著人們生活水平的提高，家庭用車近些年來以迅猛的速度發(fā)展。這帶動了汽車怠速電機用徑向磁體的需求量也隨之快速增長。干法生產全徑向磁環(huán)技術要求高，一直受日本、美國等國外公司的壟斷，該類磁體一直依賴日本和美國進口，但由于進口產品價格昂貴，影響了市場需求。
[0003]當然，我們國內以往也已經摸索出了一些全徑向磁環(huán)的干法生產技術，如采用輻射磁場生產該類產品。但在生產過程中，由于粉料顆粒較細，加上成型取向磁場導致的模具材料磁化，粉料很難順利進入模腔，而且進入模腔的粉料分布及不均勻，這些問題造成了模具極易損壞，生產效率極低，制備得到的磁環(huán)產品強度低等缺陷。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明是為了克服現有技術中存在上述的不足，提供了一種生產效率高且磁環(huán)強度高的汽車怠速電機用磁體的制備方法。
[0005]為了實現上述目的，本發(fā)明采用以下技術方案:
[0006]一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，通過改進顆粒料的制作工藝，配合以極取向模具，改用連續(xù)放電方式產生高強磁場讓顆粒料有序排列，并使用自動送料方法，實行徑向成型工序的全面自動化，具體操作步驟如下:
[0007](I)永磁鐵氧體預燒料進行二次砂磨，砂磨后料漿沉淀去水，再用模具壓坯預磁化，然后將胚體在反向磁場中退磁處理，將余磁退凈；
[0008](2)退磁胚體破碎制粉，再加入輔助添加劑，然后通過自動送料系統(tǒng)用極取向脈沖式壓制模具和間歇電容式脈沖充磁系統(tǒng)進行磁取向壓制；
[0009](3)毛坯經高溫燒結后，再進行產品外圓端面磨加工，清洗，分檢，充磁包裝等工序，全部完成廣品生廣。
[0010]通過自動送料系統(tǒng)將儲料腔中的顆粒料直接送入極取向脈沖式壓制模具內，以提高生產效率及確保操作的安全性、連續(xù)性。自動化工藝改進不僅可以下降原材料損耗量，也可以大幅度提高生產效率，同時產品的質量也得到了提高。徑向磁環(huán)產品內張力強度也從原先的500N左右提高到800N以上，確保磁環(huán)產品使用時的安全性。另外，本發(fā)明涉及的徑向磁環(huán)生產方法與以往制備方法相比可以有效提高產品的磁性能。因此，對于同樣磁性能要求的磁環(huán)產品，通過此方法生產所需的原材料規(guī)格可以下降，磁性能同樣滿足客戶要求，這樣可以有效降低原料成本。
[0011]作為優(yōu)選，在步驟(I)中，二次砂磨后的料漿去水到料漿含水量35%?36%，用模具壓坯預磁化，模具采用閉合磁路設計，模具壓坯預磁化后的毛坯密度控制在2.9?3.2g/cm3。將漿料壓制成毛坯后，在流轉運送過程中不會對坯料的有序排列產生任何影響。而原來的工藝是將傳統(tǒng)的料漿直接在單線包磁場磁化，缺點有磁化場偏低，料漿含水量較高，不低于40%，料漿磁化后磁化物理特性極易受環(huán)境及外界因素影響。
[0012]作為優(yōu)選，在步驟(I)中，將坯料在模具中用反向磁場退磁，之后進行高溫處理，處理溫度是600?800°C，處理時間是1.5?3小時，徹底退凈余磁。原工藝則是在充磁狀態(tài)下將磁化料漿移動離開磁場源，操作不便，并容易操作不當導致部分料漿改變有序特性，讓部分已磁化有序排列的顆粒重新無序化。原工藝制作的粉料松裝密度一般在0.9?1.1g/cm3，流動性也很差，在安息角40度以上，料粉很難進入模腔，嚴重影響生產效率。而本發(fā)明制備而成的顆粒料具有較高的松裝密度，一般大于1.6g/cm3，流動性也大幅度提升，安息角不大于30度，便于均勻進入模腔，提高生產效率。同時由于顆粒料具有更高的松裝密度從而具有更小的裝料比，可以減少凹模型腔，節(jié)約模具成本，并在其他工藝相同條件下性能同比提尚近17%等優(yōu)勢。
[0013]作為優(yōu)選，在步驟(2)中，所述的極取向脈沖式壓制模具包括模具芯子、上凸模、下凸模、凹模內套、鐵芯、繞線組和冷卻系統(tǒng)，所述的模具芯子置于下凸模的中間，所述的凹模內套置于下凸模的外側，所述的鐵芯置于凹模內套的外側，所述的冷卻系統(tǒng)置于鐵芯的外側，所述的上凸模置于下凸模的上方且與下凸模的位置相對應，所述的繞線組置于鐵芯的上端。其中:繞線組在制作時，再配以絕緣紙、環(huán)氧樹脂膠等材料。
[0014]作為優(yōu)選，所述的模具芯子由高磁導率材料制作而成，所述的上凸模和下凸模均采用不導磁或低磁導率材料制作而成，所述的凹模內套采用高強度不導磁或低磁導率合金材料制作而成，所述的鐵芯采用高磁導率材料制作而成，所述的繞線組采用直徑為2.5mm的紗包線且繞線3?5匝，所述的冷卻系統(tǒng)采用導熱性好的材料制作而成。鐵芯用純鐵或矽鋼片等高磁導率材料制成，冷卻系統(tǒng)可以采用45#鋼或純銅等導熱性好的材料制作而成。
[0015]作為優(yōu)選，所述極取向脈沖式壓制模具的下行壓制速度控制在4?6米/秒。以保證充磁系統(tǒng)能在顆粒料壓坯過程中(形成高強度毛坯前)至少有三次以上的放電磁化效果，達到完全取向的目的。
[0016]作為優(yōu)選，在步驟(2)中，所述的間歇電容式脈沖充磁系統(tǒng)由工業(yè)用電交流變直流且儲能的電容組以及觸發(fā)放電系統(tǒng)組成，電容組的電容容量不低于1000uF且滿足連續(xù)4?5次放電充磁，每組電容的放電容量不低于2000uF，每次放電間隔在0.01秒到0.05秒之間。確保其顆粒料在壓制成毛坯前有充分的時間和磁場使其有序排列。
[0017]作為優(yōu)選，在步驟(2)中，采用極取向脈沖式壓制模具壓制完成后的毛坯密度控制在3.0?3.5g/cm3之間。
[0018]作為優(yōu)選，在步驟(3)中，毛還高溫燒結的溫度為1220?1250°C，高溫燒結之后的毛坯密度達到4.9g/cm3以上。
[0019]本發(fā)明的有益效果是:不僅可以下降原材料損耗量，也可以大幅度提高生產效率，同時產品的質量也得到了提高；徑向磁環(huán)產品內張力強度提高，確保磁環(huán)產品使用時的安全性；有效提尚廣品的磁性能。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0020]圖1是本發(fā)明極取向脈沖式壓制模具的結構示意圖；
[0021]圖2是上凸模運行軌跡的示意圖。
[0022]圖中:1.模具芯子，2.上凸模，3.下凸模，4.凹模內套，5.鐵芯，6.繞線組，7.冷卻系統(tǒng)。

【具體實施方式】
[0023]下面結合附圖和【具體實施方式】對本發(fā)明做進一步的描述。
[0024]實施例1:
[0025](I)采用本公司DM4240永磁鐵氧體預燒料進行二次砂磨，砂磨后料漿沉淀去水，控制料漿含水率在36%，再進行閉合磁路模具磁化預壓，模具壓力為lOMPa，預壓胚體密度是2.97g/cm3，然后將胚體在反向磁場中退磁處理，溫度是750°C，處理時間是2.5小時，將余磁退凈。
[0026](2)退磁胚體破碎制粉，再加入PVA粘接劑，然后用本發(fā)明中改進的極取向脈沖式壓制模具(如圖1所示)和電容式脈沖充磁系統(tǒng)進行磁取向壓制，壓力為12MPa，毛坯密度是 3.4g/cm3。
[0027](3)毛坯經高溫1220°C燒結后，毛坯密度達到4.9g/cm3以上，再進行產品外圓端面磨加工，清洗，分檢，充磁包裝等工序，全部完成產品生產。產品合格即可交付使用。
[0028]如圖1所示，極取向脈沖式壓制模具包括模具芯子1、上凸模2、下凸模3、凹模內套4、鐵芯5、繞線組6和冷卻系統(tǒng)7，模具芯子I置于下凸模3的中間，凹模內套4置于下凸模3的外側，鐵芯5置于凹模內套4的外側，冷卻系統(tǒng)7置于鐵芯5的外側，上凸模2置于下凸模3的上方且與下凸模3的位置相對應，繞線組6置于鐵芯5的上端。模具芯子I由高磁導率材料制作而成，上凸模2和下凸模3均采用不導磁或低磁導率材料制作而成，凹模內套4采用高強度不導磁或低磁導率合金材料制作而成，鐵芯5采用高磁導率材料制作而成，繞線組6采用直徑為2.5mm的紗包線且繞線3?5匝，冷卻系統(tǒng)7采用導熱性好的材料制作而成。如圖2所示，為上凸模2運行軌跡中上凸模2與壓制進程的對應關系，圖中縱坐標I為凹模內套4的上邊緣位置線，橫坐標0-T6為上凸模2下行的過程，Tl為上凸模2與凹模內套4的接觸時間，T1-T5為脈沖放電時間，T6、T7所為上凸模2下壓的最大行程，Τ7-Τ8為上凸模2上行的過程，根據上凸模2的運行軌跡，調整好充磁的時間間隙及時間段，滿足自動送料系統(tǒng)的進度，又能保證在壓制過程中顆粒料有足夠的時間進行取向排列來保證產品的性能。其中:極取向脈沖式壓制模具的下行壓制速度控制在4?6米/秒。
[0029]實施例2:
[0030](I)采用本公司DM4036永磁鐵氧體預燒料進行產品制備，制備方法同實施例1。其中:預壓模具壓力lOMPa，預壓胚體密度為3.08g/cm3，退磁時間為2小時，溫度為700°C。
[0031](2)退磁胚體破碎制粉，再加入PVA粘接劑，然后用本發(fā)明中改進的極取向脈沖式壓制模具(同實施例1)和電容式脈沖充磁系統(tǒng)進行磁取向壓制，壓力為12MPa，毛坯密度是3.3g/cm3o
[0032](3)毛坯經高溫1250°C燒結后，毛坯密度達到4.9g/cm3以上，再進行產品外圓端面磨加工，清洗，分檢，充磁包裝等工序，全部完成產品生產。產品合格即可交付使用。
【權利要求】
1.一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，其特征是，通過改進顆粒料的制作工藝，配合以極取向模具，改用連續(xù)放電方式產生高強磁場讓顆粒料有序排列，并使用自動送料方法，實行徑向成型工序的全面自動化，具體操作步驟如下: (1)永磁鐵氧體預燒料進行二次砂磨，砂磨后料漿沉淀去水，再用模具壓坯預磁化，然后將胚體在反向磁場中退磁處理，將余磁退凈； (2)退磁胚體破碎制粉，再加入輔助添加劑，然后通過自動送料系統(tǒng)用極取向脈沖式壓制模具和間歇電容式脈沖充磁系統(tǒng)進行磁取向壓制； (3)毛坯經高溫燒結后，再進行產品外圓端面磨加工，清洗，分檢，充磁包裝等工序，全部完成產品生產。
2.根據權利要求1所述的一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，其特征是，在步驟(I)中，二次砂磨后的料漿去水到料漿含水量35%?36%，用模具壓坯預磁化，模具采用閉合磁路設計，模具壓坯預磁化后的毛坯密度控制在2.9?3.2g/cm3。
3.根據權利要求1或2所述的一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，其特征是，在步驟(I)中，將坯料在模具中用反向磁場退磁，之后進行高溫處理，處理溫度是600?800°C，處理時間是1.5?3小時，徹底退凈余磁。
4.根據權利要求1所述的一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，其特征是，在步驟(2)中，所述的極取向脈沖式壓制模具包括模具芯子(1)、上凸模(2)、下凸模(3)、凹模內套(4)、鐵芯(5)、繞線組(6)和冷卻系統(tǒng)(7)，所述的模具芯子(I)置于下凸模(3)的中間，所述的凹模內套(4)置于下凸模(3)的外側，所述的鐵芯(5)置于凹模內套(4)的外側，所述的冷卻系統(tǒng)(7)置于鐵芯(5)的外側，所述的上凸模(2)置于下凸模(3)的上方且與下凸模⑶的位置相對應，所述的繞線組(6)置于鐵芯(5)的上端。
5.根據權利要求4所述的一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，其特征是，所述的模具芯子(I)由高磁導率材料制作而成，所述的上凸模(2)和下凸模(3)均采用不導磁或低磁導率材料制作而成，所述的凹模內套(4)采用高強度不導磁或低磁導率合金材料制作而成，所述的鐵芯(5)采用高磁導率材料制作而成，所述的繞線組(6)采用直徑為2.5_的紗包線且繞線3?5匝，所述的冷卻系統(tǒng)(7)采用導熱性好的材料制作而成。
6.根據權利要求4或5所述的一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，其特征是，所述極取向脈沖式壓制模具的下行壓制速度控制在4?6米/秒。
7.根據權利要求1所述的一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，其特征是，在步驟(2)中，所述的間歇電容式脈沖充磁系統(tǒng)由工業(yè)用電交流變直流且儲能的電容組以及觸發(fā)放電系統(tǒng)組成，電容組的電容容量不低于1000uF且滿足連續(xù)4?5次放電充磁，每組電容的放電容量不低于2000uF，每次放電間隔在0.01秒到0.05秒之間。
8.根據權利要求1所述的一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，其特征是，在步驟(2)中，采用極取向脈沖式壓制模具壓制完成后的毛坯密度控制在3.0?3.5g/cm3之間。
9.根據權利要求1所述的一種汽車怠速電機用磁體的制備方法，其特征是，在步驟(3)中，毛坯高溫燒結的溫度為1220?1250°C，高溫燒結之后的毛坯密度達到4.9g/cm3以上。
【文檔編號】H01F41/02GK104505246SQ201410734309
【公開日】2015年4月8日 申請日期:2014年12月5日 優(yōu)先權日:2014年12月5日
【發(fā)明者】翁鳳華, 何震宇, 吳翔亮 申請人:橫店集團東磁股份有限公司