[發明專利]極異方性環形磁石制造方法及其加壓配向模具結構

有效

• 申請號: 201310421306.X
• 申請日: 2013-09-16
• 公開（公告）號: CN104465061A
• 公開（公告）日: 2015-03-25
• 發明（設計）人: 洪東印
• 申請（專利權）人: 秀波電子股份有限公司;新秀波磁能股份有限公司
• 主分類號: H01F41/02
• 分類號: H01F41/02;H02K15/02;B22F3/03
• 代理公司: 北京科龍寰宇知識產權代理有限責任公司 11139
• 代理人: 孫皓晨;李林

技術領域

本發明涉及一種極異方性環形磁石的制造方法及其模具結構，尤指一種能夠在制造過程中，提高環形胚體的真圓度，以降低研磨工時和材料損失的制造方法及其模具結構。

背景技術

極異方性環形磁石主要是運用在馬達上，例如微小馬達、無芯馬達、無刷馬達、步進馬達等，依據馬達種類的不同，可作為馬達機心的外轉子、內轉子或內、外永磁型定子等。

現有極異方性環形磁石以粉末冶金一體燒結而成，其磁束密度遠大于傳統的膠合型多極圓筒狀磁石，品質也較為穩定。其制程大致包括(1)粉體制程、(2)加壓成型及磁極配向、(3)燒結、(4)研磨、以及(5)充磁檢測等步驟，以下簡略說明各步驟：

(1)粉體制程：將磁石的原料造粒成粉體，并將粉體進行適當的粒子徑、顆粒強度、流動性、可配向性的篩選，再依比例計量混合。

(2)加壓成型及磁極配向：將混合完成的粉體填入具有環形模穴的模具后予以加壓成型為環形胚體，并在環形模穴的內緣或外緣施予軸向電流形成多極磁場，以對胚體內緣或外緣產生磁極配向。

(3)燒結：將加壓及磁極配向后的環形胚體利用高溫爐具燒結，使內部的晶粒與晶界致密，如此增加胚體的強度及硬度。一般在燒結過程中，晶粒的排列會因磁場配向自動產生變化，使晶粒的結晶磁異向性軸順著磁力線的彎曲方向排列，讓環形胚體在磁極配向位置的收縮率高于磁極交界位置，導致胚體輪廓變成多邊形。如圖1所示，若欲制造外徑配向數為八極的磁石，則胚體1的磁極配向位置在燒結后會大幅度收縮，使外輪廓形成八邊形；如圖2所示，若欲制造內徑配向數為六極的磁石，則胚體1磁極配向位置在燒結后，內徑輪廓會形成六邊形。

(4)研磨：因胚體輪廓在燒結后會隨極配向數量形成多邊形，又環形磁石大多使用于馬達轉子，其真圓度關系馬達轉子旋轉時的順暢度，故須將燒結后呈多邊形的環形胚體進行研磨加工，憑借磨床、去毛邊機等加工機研磨成接近真圓的輪廓。

(5)充磁檢測：研磨后的環形胚體再經過充磁作業、外觀檢查、抽樣檢查、測試、洗凈、包裝等流程，即成為極異方性環形磁石。

上述燒結過程中，由于環形胚體在磁極配向位置與磁極交界位置的收縮率差異極大，使后續將該多邊形環形胚體研磨成接近真圓時耗費工時，而且需研磨去除相當大的體積，導致材料浪費及增加研磨工時成本，再者，研磨過量也容易降低磁力，使研磨后的成品與預定的磁力強度產生較大差異，甚至無法符合產品需求。

因此，如何改善環形胚體在燒結過程中，因磁極配向位置與磁極交界位置收縮率差異過大，導致后續增加研磨工時、浪費材料成本等缺點，將是本發明人所欲解決的問題。

發明內容

本發明的目的在于提供一種應用在極異方性環形磁石的制造方法及其模具結構，其方法將模具的環形模穴設計成對應于磁極配向位置的空間較寬，對應于磁極交界位置的空間較窄，使加壓后胚體能形成相對應的輪廓形狀，讓胚體在后續燒結完成后即能夠較趨近于真圓，如此減少研磨工時和材料損失，以克服傳統磁石在制造過程中，因收縮率不同而形成多邊形的輪廓，造成后續研磨工時長、材料損失的缺點。

為達成上述目的，本發明極異方性環形磁石的制造方法，將粉體填入具有環形模穴的模具后予以加壓成型為環形胚體，并且在在環形模穴的外緣或內緣施予軸向電流形成多極磁場以對胚體進行磁極配向，使該胚體具備外徑配向或內徑配向后予以燒結，再對燒結后的胚體加以研磨，其特征在于：

所述加壓成型及磁極配向后的環形胚體在對應于內徑配向或外徑配向位置的肉厚較厚、對應于磁極交界位置的肉厚較薄，使后續進行燒結工程時該胚體在收縮率較高的磁極配向位置，與收縮率相對較低的磁極交界位置，兩個位置在燒結后的厚度能夠彼此接近而趨近于真圓，進而減少后續研磨工時及材料損失。

依據上述制造方法，在模具的環形模穴的內緣施予軸向電流形成多極磁場，便可制造出內徑配向的極異方性環形磁石。故本發明另提供一種內徑配向的極異方性環形磁石加壓配向模具結構，其結構包含：一具有環形模穴和多極磁場的中模、一組能夠在模穴內相向位移加壓的上模與下模，所述粉體填入中模的環形模穴中，憑借上模與下模相向位移能夠使粉體被加壓成環形胚體，并通過位在模穴內緣的多極磁場在胚體上產生磁極配向，其特征在于：

中模的環形模穴內緣設有一襯套，該襯套在對應于多極磁場位置的厚度較薄，對應于多極磁場的磁場交界位置厚度相對較厚，使加壓及磁極配向后的環形胚體，在對應于磁極配向位置的厚度大于磁極交界位置的厚度。

以下進一步說明各元件的具體實施方式：