瓦型.doc

1前言由于烧结铁氧体硬而脆,靠磨加工来决定产品形状很困难,尽量使烧结坯件符合产品尺寸及形状,尽量少的磨削就能达到产品尺寸精度及表面粗糙度的要求,对大弓高(中心角大于 120 °)磁瓦来说尤其重要。本文分析大弓高磁瓦生产压制和烧结的不同特点,从而探讨模具设计对大弓高磁瓦成品率的影响。 2 磁瓦压制过程中的定向磁场导致的密度不均匀及模具设计对于瓦形磁体来说,有两种不同的取向方式,一种是沿径向辐射状取向,另一种是沿对称轴平行取向。对辐射取向磁瓦来说,沿其内弧表面测量,磁通密度分布呈马鞍形。成型这种磁体时,模具的成型部位应稍高一点,靠近成型磁场线圈端面,以利用端面的发射状磁场使磁粉定向。若使用高压泵注料,因注料压力大,上下冲头间距小,下冲头可抬高,也就是装料高度与压制高度之间差别较小,这也有利于沿径向辐射取向。还有一个重要方面,就是利用机械力,使悬浮在水中的磁性粒子沿径向呈辐射取向。对于沿对称轴平行取向磁瓦来说,沿其内弧表面测量,其磁通密度分布呈正弦状。成型这种磁体时宜将成型部位安排在成型磁场线圈的中部,以利用平行磁场使磁粉充分定向。这两种磁体装入电机后,前者的磁场利用率比后者高约 20%,气隙磁通提高 %~ %,但后者转子转动比较平稳,抖动小。目前磁瓦成型时磁瓦凸面朝上,这样可充分利用成型磁场。 瓦型模具模腔中磁场强度分布的不均匀性磁瓦应用于电机的定子,要求内外两个弧面为同心圆,一般情况下,磁瓦内弧 DBF 面为磁瓦的工作面, 它是由 DB + BF 构成,外弧由 CAE 圆弧构成,如图 1a所示。充磁电流一定时,瓦型模腔内的磁场强度大小与上下模端面的距离成反比。由图 1b可知,从E′F′到A′B′上下模端面的间距逐渐增大,而从 A′B′到C′D′上下模端面的间距逐渐减小,因此瓦型模腔的中心 E′F′磁场强度最高,向两边逐渐降低,到 A′B′处达到最低值,然后又逐渐升高,磁场分布如图 1c所示。磁场强度分布不同,导致不同部位取向度不同,中心部位(E′F′)取向度最好,C′D′处取向度也较好,A′B′处取向度最差。由于磁瓦各个方向上的收缩率不同,在压制和烧结时易产生裂纹,尤其对大弓高磁瓦情况特别严重。成型压力方向与磁力线方向不平行,偏离中心线距离越远,磁力线偏离压力方向的夹角越大,并产生横向分力,成型毛坯因所受磁力不一致,所以使毛坯不同部位密度不均匀,在密度变化最剧烈处易产生裂纹,尤其是中心角大的磁瓦,在磁场效应、机械效应共同作用下,其主要裂区如图 2所示。 料浆在瓦型模具中装填的不均匀性瓦型模腔中心磁场强度最高,边缘次之, A′B′处最低(图 1),磁场强度越高对料浆的作用力越大,于是料浆倾向于聚集在磁场强度高的部位,这样毛坯中部密度较大,向两边逐渐减小,至 C′D′处又增大,所以整个毛坯密度是不均匀的。在烧结过程中,密度高的部位,烧结收缩小,密度低的部位,烧结收缩大。烧结收缩不同不仅容易导致裂纹,而且不能保证产品的最终尺寸,影响产品质量。由于 A′B′处附近密度低, 烧结收缩率大而出现裂纹。 解决办法和措施( 1)在 B′D′处用青铜或其它不导磁材料代替导磁材料,尽量消除瓦型模腔内的磁场强度和磁粉装填的非均匀性的双重作用。(2)在下冲头上部即工作部分焊接无磁钢,无磁钢需不同厚度即磁场强度高的地方厚一些,有意增大磁场气