本发明涉及强磁区瓦型磁体制备，具体是涉及一种多强磁区瓦型磁体模具及多强磁区瓦型磁体的制备方法。
背景技术：
永磁体转子是永磁无刷电机的关键部件，常规的永磁体转子由多片磁瓦拼接而成，存在以下缺点：1）装配难度大，影响电机产品的生产效率；2）漏磁严重，不利于电机产品在电磁兼容要求较高的场景下应用；3）表面磁通呈非正弦分布，使电机能耗高、噪声大、寿命短。目前，先进的低功率无刷电机已采用多强磁区瓦型磁体作为转子，存在以下几个优点：1）其高表面磁通密度，可以扩大其应用范围，保证整机系统有足够的动力，且运行可靠；2）磁极分布均匀，以保证电机系统运行平稳、定位精确，并提高电机能效、延长使用寿命；3）产品外形尺寸及形位公差更加精确，大幅降低转子装配难度，以满足整机系统的装配以及系统在运行中的平衡、稳定、低噪声等要求。可以预测，多强磁区瓦型磁体是现有常规铁氧体磁瓦的理想替代产品，是无刷电机永磁转子的发展方向。
传统制备多强磁区瓦型磁体时，多采用冲头上带u形槽或v形槽的模具，这类模具制备的多强磁区瓦型磁体的强磁分界处过度不够平滑，磁性分布不够均匀，导致产品性能不稳定，产品合格率低。
技术实现要素：
本发明所要解决的技术问题是，克服上述背景技术的不足，提供一种多强磁区瓦型磁体模具及多强磁区瓦型磁体的制备方法，多强磁区瓦型磁体的强磁分界处过度平滑，磁性分布均匀，产品性能稳定，产品合格率高。
本发明解决其技术问题采用的技术方案是，一种多强磁区瓦型磁体模具，包括上模、冲头和中模，冲头设于中模内，上模设于中模上方，所述冲头的工作面为凸起的弧形面，所述上模的工作面为凹陷的弧形面，上模的工作面与冲头的工作面之间形成生胚成型腔，所述冲头的弧形工作面上沿长度方向设有向下凹陷的弧形槽，弧形槽将冲头的弧形工作面等分，弧形槽的弧形曲线用y=ax2表示；所述冲头的弧形工作面上覆盖有一层非导磁材料，且非导磁材料填充于弧型槽内。
进一步，所述弧形曲线y=ax2中，a的取值范围为2.9～3.3；所述弧形槽的高度为1.55～4.95mm，开口宽度为0.42～0.90mm。
一种多强磁区瓦型磁体的制备方法，包括以下步骤：
（1）在铁氧体预烧料中加入水，再加入添加剂，然后进行湿法球磨得到铁氧体浆料；
（2）将铁氧体浆料在取向磁场中进行湿法压制成型，得到铁氧体生胚；
（3）将铁氧体生胚进行烘干，破碎成块；
（4）加入酰胺类微粉添加剂，混合粉碎，筛选出各向异性粉料，然后加入水混合均匀，形成二次浆料；
（5）将二次浆料在权利要求1或2中所述的多强磁区瓦磁模具中湿法压制成型，再经烧结，磨削，即成。
进一步，步骤（1）中，所述铁氧体预烧料与水的质量比为20:9～13，添加剂与铁氧体预烧料的质量比为5～12:100。
进一步，步骤（1）中，所述铁氧体预烧料为磁铅石型铁氧体，其特征分子式为：abxo19，其中a为sr，b为fe，x为10～12。
进一步，步骤（1）中，所述添加剂为caco3、al2o3、h3bo3的混合物，caco3:al2o3:h3bo3的质量比为1～2:1:1。
进一步，步骤（1）中，所述湿法球磨的时间为12～15小时。
进一步，步骤（2）中，所述取向磁场的强度为6000～10000oe，成型压力为12～22mpa。
进一步，步骤（3）中，烘干温度为80～120℃，烘干时间为6～10小时。
进一步，步骤（4）中，所述酰胺类微粉添加剂的添加量为铁氧体预烧料质量的0.50～0.85%；所述酰胺类微粉添加剂的粒径≤290目，成份为硬脂酸酰胺、油酸酰胺或乙烯基双硬脂酸酰胺中的一种或几种混合物。
与现有技术相比，本发明的优点如下：
本发明在湿法成型制备铁氧体过程中采用酰胺类微粉添加剂，其添加量少，添加后无需对粉料进行特殊处理，可克服现在添加剂存在的缺陷，提高成品率；同时，有效改善粉料的流动性、分散性，从而提高生胚取向性。冲头的工作面覆盖有非导磁材料，避免了在带磁场成型作用下对生胚产生裂纹、机械强度的影响。冲头在强磁区交界的区域设置有弧形曲线为y=ax2的弧形槽，弧形槽内填充有非导磁材料，使得磁场中的磁力线经过此处的磁阻增大，弱化了此处的磁畴分布，获得高性能多强磁区瓦型磁体，多强磁区瓦型磁体的强磁分界处过度平滑，磁性分布均匀，产品性能稳定，产品合格率高。
附图说明
图1是本发明实施例之多强磁区瓦磁模具的立体结构示意图。
图2是图1所示实施例的多强磁区瓦磁模具的剖面图。
图3是图1所示实施例的冲头（包括非导磁材料）的结构示意图。
图4是图1所示实施例的冲头（不包括非导磁材料）的结构示意图。
图5是图1所示实施例覆盖于冲头表面的非导磁材料的结构示意图。
图6是图1所示实施例的多强磁区瓦磁模具（隐藏上模）的结构示意图。
图中：1—上模，2—生胚，3—中模，4—冲头，5—非导磁材料，6—弧形槽。
具体实施方式
下面结合附图及具体实施例对本发明作进一步详细描述。
参照图1-6，本实施之多强磁区瓦磁模具包括上模1、冲头4和中模3，冲头4设于中模3内，上模1设于中模3上方，冲头4的工作面为凸起的弧形面，上模1的工作面为凹陷的弧形面，上模1的工作面与冲头4的工作面之间形成生胚成型腔，生胚料浆（各向异性料）浆置于生胚成型腔中压制成型，形成生胚2。生坯2具有与上模1的弧形工作面同心的上弧面，上弧面与上模1的弧形面工作面吻合；生坯2具有与冲头4的弧形工作面同心的下弧面，下弧面与冲头4的弧形工作面吻合。冲头4的弧形工作面上沿长度方向设有两条向下凹陷的弧形槽6，两条弧形槽6将冲头4的弧形工作面分成三等分，三等分的弧形工作面的圆心角分别为α1、α2、α3，α1=α2=α3，弧形槽6的弧形曲线用y=ax2表示，其中a的取值范围为2.9～3.3；弧形槽6的高度为1.55～4.95mm，开口宽度为0.42～0.90mm，冲头4的弧形工作面上覆盖有一层厚度为2mm的非导磁材料5，且非导磁材料5填充于弧型槽6内，非导磁材料为司太立(stellite)。
本实施例之多强磁区瓦型磁体的制备方法如下：
在100kg铁氧体预烧料中加入50kg水，再加入3.43kgcaco3、2.67kgal2o3、2.67kgh3bo3，之后进行球磨12小时得到所需的铁氧体浆料，然后将铁氧体浆料置于磁场强度为8500oe的取向磁场中，在压力为20mpa的压机下压制成型，得到密度为2.83g/cm3的铁氧体生胚。然后将铁氧体生胚在120℃的炉中烘干8小时后进行破碎，得到有磁场取向的磁性料块。然后在磁性料块中加入0.3kg粒径为250目的硬脂酸酰胺和0.3kg粒径为250目的油酸酰胺，经分散、粉碎后筛选出≤50目，得到各向异性粉料；然后将各向异性粉料按照2:1的质量比与水进行混合均匀，得到各向异性料浆，然后将各向异性料浆置于设有弧形槽的多强磁区瓦磁模具中进行湿法压制成型，弧形槽的弧形曲线用y=3x2描述，弧形槽高度为2.8mm，开口宽度为0.64mm，其中压机的磁场为11000oe，压力为26mpa，然后将压好的生胚样品置于电窑炉中，以0.05℃/s的速率升温至1250℃，烧结2h，磨削，即成。
在本实例中所使用的铁氧体预烧料、化学试剂等材料均为常规商用产品，其中铁氧体预烧料为商用磁铅石型铁氧体srfe11o19。
本发明方法的工艺过程简单，酰胺类微粉添加剂可直接添加，添加后无需特殊处理，生产成本低，生产效率高，磁性能较之于无添加酰胺类微粉添加剂的产品提升3.5%左右。并且，在冲头工作面设置了弧形曲线为y=ax2的弧形槽，并在弧形槽内填充有不导磁材料，使得磁场中磁力线经过弧形槽时的磁阻增大，弱化了弧形槽处的磁畴分布，使得瓦型磁体形成三个界限分明且均匀的强磁区，多强磁区瓦型磁体的强磁分界处过度平滑，磁性分布均匀，产品性能稳定，产品合格率高。
本领域的技术人员可以对本发明进行各种修改和变型，倘若这些修改和变型在本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则这些修改和变型也在本发明的保护范围之内。
说明书中未详细描述的内容为本领域技术人员公知的现有技术。
1.一种多强磁区瓦型磁体模具，包括上模、冲头和中模，冲头设于中模内，上模设于中模上方，所述冲头的工作面为凸起的弧形面，上模的工作面为凹陷的弧形面，所述上模的工作面与冲头的工作面之间形成生胚成型腔，其特征在于：所述冲头的弧形工作面上沿长度方向设有向下凹陷的弧形槽，弧形槽将冲头的弧形工作面等分，弧形槽的弧形曲线用y=ax2表示；所述冲头的弧形工作面上覆盖有一层非导磁材料，且非导磁材料填充于弧型槽内。
2.如权利要求1所述的多强磁区瓦型磁体模具，其特征在于：所述弧形曲线y=ax2中，a的取值范围为2.9～3.3；所述弧形槽的高度为1.55～4.95mm，开口宽度为0.42～0.90mm。
3.一种多强磁区瓦型磁体的制备方法，其特征在于，包括以下步骤：
（1）在铁氧体预烧料中加入水，再加入添加剂，然后进行湿法球磨得到铁氧体浆料；
（2）将铁氧体浆料在取向磁场中进行湿法压制成型，得到铁氧体生胚；
（3）将铁氧体生胚进行烘干，破碎成块；
（4）加入酰胺类微粉添加剂，混合粉碎，筛选出各向异性粉料，然后加入水混合均匀，形成二次浆料；
（5）将二次浆料在权利要求1或2中所述的多强磁区瓦磁模具中湿法压制成型，再经烧结，磨削，即成。
4.如权利要求3所述的多强磁区瓦型磁体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述铁氧体预烧料与水的质量比为20:9～13，添加剂与铁氧体预烧料的质量比为5～12:100。
5.如权利要求3所述的多强磁区瓦型磁体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述铁氧体预烧料为磁铅石型铁氧体，其特征分子式为：abxo19，其中a为sr，b为fe，x为10～12。
6.如权利要求3所述的多强磁区瓦型磁体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述添加剂为caco3、al2o3、h3bo3的混合物，caco3:al2o3:h3bo3的质量比为1～2:1:1。
7.如权利要求3所述的多强磁区瓦型磁体的制备方法，其特征在于：步骤（1）中，所述湿法球磨的时间为12～15小时。
8.如权利要求3所述的多强磁区瓦型磁体的制备方法，其特征在于：步骤（2）中，所述取向磁场的强度为6000～10000oe，成型压力为12～22mpa。
9.如权利要求3所述的多强磁区瓦型磁体的制备方法，其特征在于：步骤（3）中，烘干温度为80～120℃，烘干时间为6～10小时。
10.如权利要求3所述的多强磁区瓦型磁体的制备方法，其特征在于：步骤（4）中，所述酰胺类微粉添加剂的添加量为铁氧体预烧料质量的0.50～0.85%；所述酰胺类微粉添加剂的粒径≤290目，成份为硬脂酸酰胺、油酸酰胺或乙烯基双硬脂酸酰胺中的一种或几种混合物。
技术总结