[发明专利]用于制备稀土烧结磁体的方法和装置

说明书

本发明涉及用于制备稀土烧结磁体的方法和装置。将包括冲模、上冲头和下冲头的模具与包括射枪并在射枪的下端出口处提供有主筛的进料器组合，其中该上冲头和下冲头中的一者或两者的压力表面成形为非平面，在冲模和下冲头之间限定腔体，该主筛具有与压力表面基本上相同的非平面形状的筛分表面。通过射枪向腔体中进料合金粉末同时向射枪施加微振动和垂直的往复运动、在磁场下向腔体中的合金粉末施加单轴压力以形成预制体、并热处理该预制体从而制备稀土烧结磁体。

技术领域

本发明涉及一种用于制备稀土烧结磁体的方法和装置，并且更特别地，涉及一种通过向模具进料合金粉末、用该粉末填充该模具腔体并在磁场下模制该粉末的用于制备独特形状(典型地为C或D形状) 的稀土烧结磁体的方法。

背景技术

现今凭借稀土烧结磁体(典型地为钕基磁体)的优越磁性，它们广泛用于在硬盘、空气调节器、混合动力汽车等中安装的发动机、传感器以及其它器件。

通常，通过如下的粉末冶金法制备稀土烧结磁体。首先，根据预先确定的组成混合原材料。使用高频感应电炉，将混合物熔化并铸成合金。通过研磨机例如颚式破碎机、布朗磨机或销棒磨机(pin mill)，或者氢爆裂(或氢脆处理)粗破碎该合金并随后通过喷磨机等细磨，得到具有1至10μm的平均颗粒尺寸的细粉。将细粉模制成所需形状的压坯同时施加磁场用于赋予磁各向异性。烧结并热处理该压坯以形成烧结磁体。

在通过粉末冶金法的稀土烧结磁体的制备中，在磁场下模制的步骤典型地使用由冲模、上冲头和下冲头组成的模具。通过用细粉填充在冲模和下冲头之间限定的模具腔体，并且推动上冲头以向该粉末施加单轴压力来进行模制。用细粉完全填充模具腔体使得粉末填充料的上表面可与冲模的顶部齐平。

在模制步骤中，为了改善成品率的目的，实施将粉末填充料压缩模制成与最终磁体产品的形状接近的压坯形状。在最终磁体产品具有 C形状的一个实例中，将粉末模制成近似C形状的压坯。为此目的，使上冲头和下冲头的压力表面成形为非平面。在这种情况下，如果用细粉完全填充模具腔体使得粉末的上表面可与冲模的顶部齐平，那么待模制的磁体产品的每个高度的在腔体中的粉末填充料量在水平地分隔开的位置之中是不均匀的。当以这种状态压缩模制该粉末填充料时，模制的压坯因填充量的不同而具有变化的密度。当烧结该压坯时出现问题。即，由于压坯中不同位置之间的收缩差异，烧结体可为翘曲的或变形的并且在最坏的情况下为开裂的或破裂的。这些问题导致成品率的下降。

作为防止烧结体开裂或破裂的手段，专利文件1公开了一种将冲头的工作表面倒角、并且调整倒角宽度和/或改善工作表面的粗糙度的方法。尽管该方法对于防止烧结体开裂或破裂是有效的，但该方法受限于具有允许将模具倒角的特定形状的磁体的制备。由于上面指出的压坯密度的问题仍未解决，该方法对抑制烧结体翘曲或变形来说是基本上无效的。

专利文件2公开了一种包括箱壳体和用于将粉末平整为平面的导向部件(guide)的粉末进料箱，其中粉末被弄平与待模制的压坯的上部形状一致。该方法消除了填充量的差异以及由此消除了压坯密度的变化。然而，进料箱的装配是不方便的，这表明了无效率。需要多个导向部件以满足每个上冲头的形状。因此该装置是冗余的。

引用列表

专利文件1：JP-A 2001-058294

专利文件2：JP-A 2005-205481

发明内容

本发明的一个目的是提供用于制备独特形状(典型地为C或D形状)的稀土烧结磁体的方法和装置，该方法对防止烧结体翘曲或变形以及甚至开裂或破裂是有效的，同时改善了成品率。