CN110601462B - 一种复合磁钢的加工方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种复合磁钢的加工方法，包括：按照预设规律将磁钢片组布置在模具中并产生相应的缝隙；将粘结磁性材料填充到所述缝隙内得到复合一体式成型件；在预设温度下对所述复合一体式成型件烘烤固化得到磁钢成品。本发明的加工方法中，通过在缝隙中填充粘结磁性材料得到复合一体式成型件；在预设温度下对所述复合一体式成型件烘烤固化得到磁钢成品。由于本发明中，直接在所有缝隙中进行填充粘结磁性材料，与现有技术中逐层涂覆粘结剂的工艺相比能够显著提高磁钢的加工效率，利于磁钢的批量生产。
Description
技术领域
本发明涉及磁钢的加工技术领域，更具体地说，涉及一种复合磁钢的加工方法。
背景技术
由于烧结永磁钕铁硼磁钢是到目前为止最强的磁力永磁材料之一，因此，烧结钕铁硼广泛应用于高速运行电机磁钢的加工。现有高速运行电机领域的磁钢采用烧结钕铁硼磁钢片经过机加工、清洗、酸洗等工序，再在磁钢的表面涂覆粘结剂、胶水、或环氧树脂与玻璃珠的混合物，然后采用叠加或拼接的方式将相邻的烧结钕铁硼磁钢片粘结在一起，当达到所需尺寸后烘烤。此种加工方法，由于每片烧结钕铁硼磁钢片均需要涂覆粘结剂胶水、或环氧树脂胶水与玻璃珠的混合物，导致加工效率低下，不利于大批量生产。另外，粘结缝隙产生很多孔洞，固化烘烤后无法保证粘结缝隙的一致，产品绝缘、外观达不到理想的效果。
因此，如何提高磁钢的加工效率以适应于批量生产，是目前本领域技术人员亟待解决的问题。
发明内容
有鉴于此，本发明所要解决的技术问题是如何提高磁钢的加工效率以适应于批量生产，为此，本发明提供了一种复合磁钢的加工方法。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：
一种复合磁钢的加工方法，包括：
按照预设规律将磁钢片组布置在模具中并产生相应的缝隙；
将粘结磁性材料填充到所述缝隙内得到复合一体式成型件；
在预设温度下对所述复合一体式成型件烘烤固化得到磁钢成品。
在本发明其中一个实施例中，所述预设规律包括：相邻的所述磁钢片组之间间隔为0.5mm-3mm；或者
位于最外侧的磁钢片组与所述模具之间具有所述缝隙；或者
位于最外侧的磁钢片组与所述模具之间紧密贴合。
在本发明其中一个实施例中，所述磁钢片组包括一片磁钢片或者多片磁钢片，当所述磁钢片组包括多片磁钢片时，多片所述磁钢片通过粘结形成一体式结构的磁钢片组。
在本发明其中一个实施例中，所述磁钢片为烧结钕铁硼磁钢片，所述烧结钕铁硼磁钢片的密度范围为7.55～7.65g/cm3。
在本发明其中一个实施例中，所述按照预设规律将磁钢片组布置在模具中并产生相应的缝隙之前还包括：将烧结钕铁硼磁性材料进行烧结、表面磨削和清洗得到毛坯材料；
将毛坯材料进行粘结、多线切割得到烧结钕铁硼磁钢片；
对烧结钕铁硼磁钢片进行清洁处理；
制作含有粘结剂、耦联剂、芳香尼龙的粘结磁性材料粉末混合体。
在本发明其中一个实施例中，所述将粘结磁性材料填充到所述缝隙内得到复合一体式成型件为：
采用模压成型工艺将所述粘结磁性材料压入至所述缝隙内得到复合一体式成型件；或者
采用注塑成型工艺将所述粘结磁性材料注射至所述缝隙内得到复合一体式成型件；或者
采用挤压成型工艺将所述粘结磁性材料挤压至所述缝隙内得到复合一体式成型件。
在本发明其中一个实施例中，所述采用模压成型工艺将所述粘结磁性材料压入至所述缝隙内得到复合一体式成型件包括：
将所述粘结磁性材料粉末混合体放入喂粉盒，采用等积法或定量喂粉方式将所述粘结磁性材料粉末混合体喂入烧结钕铁硼磁钢片之间的缝隙中；
采用热压方式或冷压方式得到复合一体式成型件。
在本发明其中一个实施例中，所述热压的工艺参数为：热压压力控制4T～5T/cm2，模具温度120℃-180℃之间，压制保压时间控制在120s-180s之间；
所述冷压方式的工艺参数为：冷压压力控制在10T～12T/cm2，冷压温度为室温，压制保压时间控制在5-15s之间。
在本发明其中一个实施例中，所述采用注塑成型工艺将所述粘结磁性材料注射至所述缝隙内得到复合一体式成型件包括：
将所述粘结磁性材料粉末混合体放入注塑机中，通过注塑机将所述粘结磁性材料粉末混合体注塑缝隙中得到复合一体式成型件。
在本发明其中一个实施例中，所述采用挤压成型工艺将所述粘结磁性材料挤压至所述缝隙内得到复合一体式成型件包括：
将所述粘结磁性材料粉末混合体放入喂粉盒，对喂料盒进行加热，使粘结磁性材料粉末混合体的粘结剂融化；
通过螺杆或柱塞的挤压作用，将粘结磁性材料粉末混合体挤入缝隙中得到复合一体式成型件。
在本发明其中一个实施例中，在预设温度下对所述复合一体式成型件烘烤固化得到磁钢成品还包括：对烘烤固化后的所述复合一体式成型件进行表面防锈、绝缘涂层处理、冲磁和包装得到所述磁钢成品。
在本发明其中一个实施例中，所述粘结磁性材料为粘结钕铁硼，经固化后的粘结钕铁硼的密度范围为5.8-6.2g/cm3。
在本发明其中一个实施例中，所述预设温度为：120℃-200℃。
从上述的技术方案可以看出，本发明的复合磁钢的加工方法中，通过在缝隙中填充粘结磁性材料得到复合一体式成型件；在预设温度下对所述复合一体式成型件烘烤固化得到磁钢成品。由于本发明中，直接在所有缝隙中进行填充粘结磁性材料，与现有技术中逐层涂覆粘结剂的工艺相比能够显著提高磁钢的加工效率，利于磁钢的批量生产。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明所提供的复合磁钢的加工方法的流程示意图；
图2a为本发明第一实施例所提供的磁钢片组布置在模具中的俯视结构示意图；
图2b为本发明第一实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的仰视结构示意图；
图2c为本发明第一实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的俯视结构示意图；
图2d为本发明第一实施例所提供的移除模具后的俯视结构示意图；
图3a为本发明第二实施例所提供的磁钢片组布置在模具中的俯视结构示意图；
图3b为本发明第二实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的仰视结构示意图；
图3c为本发明第二实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的俯视结构示意图；
图3d为本发明第二实施例所提供的移除模具后的俯视结构示意图；
图4a为本发明第三实施例所提供的磁钢片组布置在模具中的俯视结构示意图；
图4b为本发明第三实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的仰视结构示意图；
图4c为本发明第三实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的俯视结构示意图；
图4d为本发明第三实施例所提供的移除模具后的俯视结构示意图；
图5a为本发明第四实施例所提供的磁钢片组布置在模具中的俯视结构示意图；
图5b为本发明第四实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的仰视结构示意图；
图5c为本发明第四实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的俯视结构示意图；
图5d为本发明第四实施例所提供的移除模具后的俯视结构示意图；
图6a为本发明第五实施例所提供的磁钢片组布置在模具中的俯视结构示意图；
图6b为本发明第五实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的仰视结构示意图；
图6c为本发明第五实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的俯视结构示意图；
图6d为本发明第五实施例所提供的移除模具后的俯视结构示意图；
图7a为本发明第六实施例所提供的磁钢片组布置在模具中的俯视结构示意图；
图7b为本发明第六实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的仰视结构示意图；
图7c为本发明第六实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的俯视结构示意图；
图7d为本发明第六实施例所提供的移除模具后的俯视结构示意图；
图8a为本发明第七实施例所提供的磁钢片组布置在模具中的俯视结构示意图；
图8b为本发明第七实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的仰视结构示意图；
图8c为本发明第七实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的俯视结构示意图；
图8d为本发明第七实施例所提供的移除模具后的俯视结构示意图；
图9a为本发明第八实施例所提供的磁钢片组布置在模具中的俯视结构示意图；
图9b为本发明第八实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的仰视结构示意图；
图9c为本发明第八实施例所提供的填充完粘结磁性材料后的俯视结构示意图；
图9d为本发明第八实施例所提供的移除模具后的俯视结构示意图。
图中，100为模具、101为缝隙、200为磁钢片组、300为粘结磁性材料。
具体实施方式
本发明的核心在于提供一种复合磁钢的加工方法，以提高磁钢的加工效率以适应于批量生产。
此外，下面所示的实施例不对权利要求所记载的发明内容起任何限定作用。另外，下面实施例所表示的构成的全部内容不限于作为权利要求所记载的发明的解决方案所必需的。
请参阅图1，本发明实施例中的一种复合磁钢的加工方法，包括：
步骤S1：按照预设规律将磁钢片组布置在模具中并产生相应的缝隙。
其中，所述预设规律根据设计需求进行调整，预设规律所涉及到的参数有磁钢片组之间的间隔、磁钢片组的尺寸、磁钢片组结构、磁钢片组与模具之间是否存在上述缝隙，等等。或者说该所述预设规律包括：相邻的所述磁钢片组之间间隔为0.5mm-3mm；或者位于最外侧的磁钢片组与所述模具之间具有所述缝隙；或者位于最外侧的磁钢片组与所述模具之间紧密贴合。
请参阅图2a，每个磁钢片组200中包括一片磁钢片，相邻的磁钢片间隔预设距离进行布置，且位于最外侧的磁钢片与模具100之间均存在缝隙101。
请参阅图3a，每个磁钢片组200中包括一片磁钢片，相邻的磁钢片间隔预设距离进行布置，且位于最外侧的磁钢片与模具100之间无缝贴合。
请参阅图4a，每个磁钢片组200中包括一片磁钢片，相邻的磁钢片间隔预设距离进行布置，且位于左侧最外侧的磁钢片与模具100之间存在缝隙101，位于右侧最外侧的磁钢片与模具100之间无缝贴合。
请参阅图5a，每个磁钢片组200中包括一片磁钢片，相邻的磁钢片间隔预设距离进行布置，且位于左侧最外侧的磁钢片与模具100之间无缝贴合，位于右侧最外侧的磁钢片与模具100之间存在缝隙101。
请参阅图6a，每个磁钢片组200中包括两片磁钢片，相邻的磁钢片组200间隔预设距离进行布置，且位于最外侧的磁钢片与模具100之间均存在缝隙101。
请参阅图7a，每个磁钢片组200中包括两片磁钢片，相邻的磁钢片组200间隔预设距离进行布置，且位于最外侧的磁钢片与模具100之间无缝贴合。
请参阅图8a，每个磁钢片组200中包括两片磁钢片，相邻的磁钢片组200间隔预设距离进行布置，且位于左侧最外侧的磁钢片与模具100之间存在缝隙101，位于右侧最外侧的磁钢片与模具100之间无缝贴合。
请参阅图9a，每个磁钢片组200中包括两片磁钢片，相邻的磁钢片组200间隔预设距离进行布置，且位于左侧最外侧的磁钢片与模具100之间无缝贴合，位于右侧最外侧的磁钢片与模具100之间存在缝隙101。
本发明实施例中所述磁钢片组包括一片磁钢片或者多片磁钢片，当所述磁钢片组包括多片磁钢片时，多片所述磁钢片通过粘结形成一体式结构的磁钢片组。以上实施例中磁钢片组包括一片和两片磁钢片的情况进行了简单描述，但是本发明中每个磁钢片组中还可以包括三片、四片、五片磁钢片，以上仅仅用于进行示例，并不具有限定意义。
磁钢片由具有磁性材料加工而成例如，烧结钕铁硼磁钢片、铷铁硼磁钢片、铁氧体磁钢等等，本发明优先采用烧结钕铁硼磁钢片。
为了使得磁钢片组与粘结磁性材料之间的粘结力更强，在该步骤之前还包括清理所述磁钢片组的表面。
步骤S2：将粘结磁性材料填充到所述缝隙内得到复合一体式成型件。
在该步骤中通过在缝隙中填充粘结磁性材料得到复合一体式成型件，其中，填充的方式有很多，由上述步骤S1中可知，相邻的磁钢片组的间隔在0.5mm-3mm。因此，本发明中选取以下工艺中一种填充粘结磁性材料：采用模压成型工艺将所述粘结磁性材料压入至所述缝隙内得到复合一体式成型件；采用注塑成型工艺将所述粘结磁性材料注射至所述缝隙内得到复合一体式成型件；和采用挤压成型工艺将所述粘结磁性材料挤压至所述缝隙内得到复合一体式成型件。
采用模压成型工艺将粘结磁性材料压入至缝隙内得到复合一体式成型件包括：将粘结磁性材料粉末混合体放入喂粉盒，采用等积法或定量喂粉方式将粘结磁性材料粉末混合体喂入烧结钕铁硼磁钢片之间的缝隙中；采用热压方式或冷压方式得到复合一体式成型件。
其中，热压的工艺参数为：热压压力控制4T～5T/cm2，模具温度120℃-180℃之间，压制保压时间控制在120s-180s之间；冷压方式的工艺参数为：冷压压力控制在10T～12T/cm2，冷压温度为室温，压制保压时间控制在5-15s之间。
采用注塑成型工艺将粘结磁性材料注射至缝隙内得到复合一体式成型件包括：将粘结磁性材料粉末混合体放入注塑机中，通过注塑机将粘结磁性材料粉末混合体注塑缝隙中得到复合一体式成型件。
采用挤压成型工艺将粘结磁性材料挤压至缝隙内得到复合一体式成型件包括：将粘结磁性材料粉末混合体放入喂粉盒，对喂料盒进行加热，使粘结磁性材料粉末混合体的粘结剂融化；通过螺杆或柱塞的挤压作用，将粘结磁性材料粉末混合体挤入缝隙中得到复合一体式成型件。
上述粘结磁性材料为由粘性物质与磁性粉末混合而成的结构，本身具有粘结性以及可磁化的特性。本发明中粘结磁性材料优选的为粘结钕铁硼，因此在该步骤之前还包括：配置所述粘结磁性材料。当该粘结磁性材料为粘结钕铁硼时，具体配置过程为：将镨、钕等稀土材料与铁、硼等物质通过一定的配方采用快淬法进行混粉然后将混粉与胶水、粘结剂、造粒混合均匀。
为了提高成型后相邻的磁钢片组之间的粘结磁性材料的密度，本步骤还包括：压实所述缝隙中的粘结磁性材料。
请参阅图2b，3b，4b，5b，6b，7b，8b，9b，2c，3c，4c，5c，6c，7c，8c和9c，其中，2b，3b，4b，5b，6b，7b，8b和9b为缝隙填充完粘结磁性材料300的仰视图，2c，3c，4c，5c，6c，7c，8c和9c为缝隙填充完粘结磁性材料300的俯视图。待成型之后将复合一体式成型件从模具100中取出，请参阅图2d，3d，4d，5d，6d，7d，8d和9d。
步骤S3：在预设温度下对所述复合一体式成型件烘烤固化得到磁钢成品。
上述预设温度为120℃-200℃，该步骤中还包括，对烘烤固化后的所述复合一体式成型件进行表面防锈、绝缘涂层处理、冲磁和包装得到所述磁钢成品。
烧结钕铁硼磁钢片的密度范围为7.55～7.65g/cm3，经固化后的粘结钕铁硼的密度范围为5.8-6.2g/cm3。
本发明的复合磁钢的加工方法中，通过在缝隙中填充粘结磁性材料得到复合一体式成型件；在预设温度下对所述复合一体式成型件烘烤固化得到磁钢成品。由于本发明中，直接在所有缝隙中进行填充粘结磁性材料，与现有技术中逐层涂覆粘结剂的工艺相比能够显著提高磁钢的加工效率，利于磁钢的批量生产。
以磁钢片采用烧结钕铁硼磁钢片，粘结磁性材料采用粘结钕铁硼为例：烧结钕铁硼因产品主要都是各种金属材料，并且经过高温烧结，产品内部导电性能非常良好，电阻率1.4～1.6μΩ.m。粘结钕铁硼产品因为是钕铁硼粉末与胶水造粒而成的，电阻率为30μΩ.m～150μΩ.m之间，电阻率是烧结钕铁硼的20～100倍。
用粘结钕铁硼与烧结钕铁硼所有的优点相结合技术，即减少电机的涡流，减少电机的发热，提高电机效率。
在本申请的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本申请和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本申请的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。
除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本申请中的具体含义。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本发明。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本发明的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本发明将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (11)
1.一种复合磁钢的加工方法，其特征在于，包括：
按照预设规律将磁钢片组布置在模具中并产生相应的缝隙，相邻的所述磁钢片组之间具有所述缝隙，所述预设规律包括：相邻的所述磁钢片组之间间隔为0.5mm-3mm；或者位于最外侧的磁钢片组与所述模具之间具有所述缝隙；或者位于最外侧的磁钢片组与所述模具之间紧密贴合；
将粘结磁性材料填充到所述缝隙内得到复合一体式成型件，其中，所述粘结磁性材料由粘性物质与磁性粉末混合而成；所述将粘结磁性材料填充到所述缝隙内得到复合一体式成型件为：采用模压成型工艺将所述粘结磁性材料压入至所述缝隙内得到复合一体式成型件；或者采用注塑成型工艺将所述粘结磁性材料注射至所述缝隙内得到复合一体式成型件；或者采用挤压成型工艺将所述粘结磁性材料挤压至所述缝隙内得到复合一体式成型件；
在预设温度下对所述复合一体式成型件烘烤固化得到磁钢成品。
2.如权利要求1所述的复合磁钢的加工方法，其特征在于，所述磁钢片组包括一片磁钢片或者多片磁钢片，当所述磁钢片组包括多片磁钢片时，多片所述磁钢片通过粘结形成一体式结构的磁钢片组。
3.如权利要求2所述的复合磁钢的加工方法，其特征在于，所述磁钢片为烧结钕铁硼磁钢片，所述烧结钕铁硼磁钢片的密度范围为7.55~7.65 g/cm³。
4.如权利要求3所述的复合磁钢的加工方法，其特征在于，所述按照预设规律将磁钢片组布置在模具中并产生相应的缝隙之前还包括：将烧结钕铁硼磁性材料进行烧结、表面磨削和清洗得到毛坯材料；
将毛坯材料进行粘结、多线切割得到烧结钕铁硼磁钢片；
对烧结钕铁硼磁钢片进行清洁处理；
制作含有粘结剂、耦联剂、芳香尼龙的粘结磁性材料粉末混合体。
5.如权利要求4所述的复合磁钢的加工方法，其特征在于，所述采用模压成型工艺将所述粘结磁性材料压入至所述缝隙内得到复合一体式成型件包括：
将所述粘结磁性材料粉末混合体放入喂粉盒，采用等积法或定量喂粉方式将所述粘结磁性材料粉末混合体喂入烧结钕铁硼磁钢片之间的缝隙中；
采用热压方式或冷压方式得到复合一体式成型件。
6.如权利要求5所述的复合磁钢的加工方法，其特征在于，所述热压的工艺参数为：热压压力控制4T~5T/cm²，模具温度120℃-180℃之间，压制保压时间控制在120s-180s之间；
所述冷压方式的工艺参数为：冷压压力控制在10T~12T/cm²，冷压温度为室温，压制保压时间控制在5-15s之间。
7.如权利要求4所述的磁钢的加工方法，其特征在于，所述采用注塑成型工艺将所述粘结磁性材料注射至所述缝隙内得到复合一体式成型件包括：
将所述粘结磁性材料粉末混合体放入注塑机中，通过注塑机将所述粘结磁性材料粉末混合体注塑缝隙中得到复合一体式成型件。
8.如权利要求4所述的磁钢的加工方法，其特征在于，所述采用挤压成型工艺将所述粘结磁性材料挤压至所述缝隙内得到复合一体式成型件包括：
将所述粘结磁性材料粉末混合体放入喂粉盒，对喂料盒进行加热，使粘结磁性材料粉末混合体的粘结剂融化；
通过螺杆或柱塞的挤压作用，将粘结磁性材料粉末混合体挤入缝隙中得到复合一体式成型件。
9.如权利要求1所述的复合磁钢的加工方法，其特征在于，在预设温度下对所述复合一体式成型件烘烤固化得到磁钢成品还包括：对烘烤固化后的所述复合一体式成型件进行表面防锈、绝缘涂层处理、冲磁和包装得到所述磁钢成品。
10.如权利要求1至9任一项所述的复合磁钢的加工方法，其特征在于，所述粘结磁性材料为粘结钕铁硼，经固化后的粘结钕铁硼的密度范围为5.8-6.2 g/cm³。
11.如权利要求1至9任一项所述的复合磁钢的加工方法，其特征在于，所述预设温度为：120℃-200℃。
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