CN109016090B - 防et及rt类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具及其工作方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具，包括上模、凹模和下模，上模与凹模上的凹模腔适配，上模与一上模轴向驱动机构连接，凹模与一凹模轴向驱动机构连接，本成型模具还包括内上模和内凹模，内上模滑动连接在上模内，内凹模滑动连接在凹模内，内凹模滑动套接在下模上。本发明还公开了所述防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具的工作方法。本发明可对ET及RT类软磁铁氧体磁芯的关键部位进行更精细的压制工艺控制，使成型后的压坯密度分布趋于均匀，压坯的密度分型线远离壁腿、壁柱交界处，从而降低烧结时因收缩不匀而产生开裂的可能性。

Description

防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具及其工作方法

技术领域

本发明涉及一种磁产品加工模具及该模具的工作方法，更具体地说，它涉及防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具及其工作方法。

背景技术

ER、ET类软磁铁氧体磁芯通常呈类E字形，由壁部8、中柱9和一对对称的边腿10构成，如图1所示。ER、ET类软磁铁氧体磁芯在制造过程中会产生一些品质缺陷，常见的为壁腿交贯处裂纹、壁柱交贯处裂纹和壁部横向裂纹，如图2所示。这种品质缺陷行业普遍存在，且目前尚无可行的解决方案与技术发布。

裂纹缺陷产生的要因为磁体成型压坯存在密度差，在烧结过程中收缩程度不一而引起的。研究表明，ER、ET类软磁铁氧体磁芯产品中柱和边腿的密度从下而上递减，与壁部交接处密度最低，而壁部的密度过高，在烧结时中柱和边腿的收缩大于壁部的收缩，容易产生交接处撕裂，从而产生壁腿交贯处、壁柱交贯处裂纹；壁部横向裂纹则是壁部的成型密度过高，压制的弹性后效的作用引起的开裂。

成型压坯存在密度差是因现有的成型技术局限性引起，ER、ET类的磁芯含有一个或多个台阶，现有凹模一体式结构的模具及常见的单向或双向压制成型方式都无法克服如上所述品质缺陷。因此，现有的ET及RT类软磁铁氧体磁芯成型模具及其工作方法都需要改进，以寻求上所述品质问题的解决。

发明内容

现有的ET及RT类软磁铁氧体磁芯成型模具及其工作方法无法有效解决ER、ET类软磁铁氧体磁芯在制造过程中产生壁腿交贯处裂纹、壁柱交贯处裂纹和壁部横向裂纹等问题，为克服这些缺陷，本发明提供了可实现压坯密度分布趋于均匀，使压坯的密度分型线远离壁腿交界处、壁柱交贯处，并有效削弱压坯的弹性后效，从而降低烧结时因收缩不匀而产生开裂可能性的防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具及其工作方法。

本发明的技术方案是：防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具，包括上模、凹模和下模，上模与凹模上的凹模腔适配，上模与一上模轴向驱动机构连接，凹模与一凹模轴向驱动机构连接，本成型模具还包括内上模和内凹模，内上模滑动连接在上模内，内凹模滑动连接在凹模内，内凹模滑动套接在下模上。本发明对现有技术中的ET及RT类软磁铁氧体磁芯成型模具做了改进，将原有的一体结构的上模及凹模改为上模二段结构及凹模二段结构，结合成型模具的改进，ET及RT类软磁铁氧体磁芯的压制过程也随之改变，产生不同于现有成型模具的压制曲线。本成型模具可对ET及RT类软磁铁氧体磁芯的关键部位进行更精细的压制工艺控制，使成型后的压坯密度分布趋于均匀，压坯的密度分型线远离壁腿、壁柱交界处，并有效削弱压坯的弹性后效，从而降低烧结时因收缩不匀而产生开裂的可能性。

作为优选，上模、内上模、凹模、内凹模和下模同轴。这样可更好地保证ET及RT类软磁铁氧体磁芯压制成型过程中力传递准确，力学结构均衡，使成型后的压坯密度分布均匀。

作为优选，所述上模轴向驱动机构及凹模轴向驱动机构为液压驱动机构。本成型模具的开合模以液压作为动力，惯性小，传动平稳，力量大，机构简单。

作为另选，所述上模轴向驱动机构及凹模轴向驱动机构为电机驱动机构。本成型模具的开合模以电机作为动力，动作灵敏，控制精确。

防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具的工作方法，包括以下步骤：

A.充填：上模运行至压机上死点位置，下模固定为基准位，凹模与内凹模从脱模位置运动到充填位置，凹模相对下模移动总充填行程L，内凹模相对凹模移动阶深充填行程h，上模相对内上模移动溢料行程距离K，在凹模、内凹模及下模形成的空腔中充填磁体粉料；

B.合模：凹模、内凹模保持充填位置，内上模与上模保持相对位置向下运动，当上模进入凹模即完成合模；

C.溢料：凹模保持在充填时的位置上，内上模与上模及内凹模保持相对位置继续下行，磁体粉料被挤入并充满内上模与上模形成的空间；

D.下加压：内上模、上模、凹模、内凹模保持相对位置同步继续下行，磁体粉料在内上模、上模、凹模、内凹模及下模围合成的密封模腔内逐步被压实，因为上模、外上模、凹模、内凹模是保持相对位置并同步下行，根据相对运动原理，如果将内凹模作为参照物，那么下模托举粉料向上运动，向粉料施加由下至上的压力，可称之为下加压；待凹模、内凹模运行到机械止档，下加压过程完成，下模相对凹模移动下加压行程s；

E.上加压：凹模、内凹模遇机械止档而静止，内上模、上模继续下行运行到压机的下死点位，内上模相对上模移动上加压行程f；

F.保护脱模：脱模动作顺序为凹模下行至磁体粉料压制成的压坯阶深底部，而后凹模与内凹模保持相对位置同步下行；在脱模过程中内上模保持压力作用在压坯上，以克服压坯的弹性后效带来的开裂，并消除脱模阻力造成阶深破损的因素，有效消除壁部横向裂纹。

G.脱模排出：压坯完全从凹模中脱出，上模回程至上死点，压坯被送料器推出或被机械手取出，一个压制循环结束。

以上步骤，基于本成型模具的结构特点而展开，可对ET及RT类软磁铁氧体磁芯的关键部位进行更精细的压制工艺控制，使成型后的压坯密度分布趋于均匀，压坯的密度分型线远离壁腿、壁柱交界处，壁部横向裂纹从而降低烧结时因收缩不匀而产生开裂的可能性。

作为优选，从充填的磁体粉料到压制成型的压坯，压坯的高度与充填的磁体粉料高度比为δ，δ取值范围为1.8～2.3。δ取值范围限定在1.8～2.3，实现难度适中，以现有的硬件配置和动力供应能够达到。

作为优选，磁体粉料的粉末孔系率的取值范围为25%～30%。粉末孔系率是反映磁体粉料品质的参数之一，粉末孔系率控制在25%～30%的磁体粉料既容易达成压坯成型质量，又成本适中。

本发明的有益效果是：

有效解决ET及RT类软磁铁氧体磁芯生产过程中的烧结后开裂问题。本发明可对ET及RT类软磁铁氧体磁芯的关键部位进行更精细的压制工艺控制，使成型后的压坯密度分布趋于均匀，压坯的密度分型线远离壁腿、壁柱交界处，并有效削弱压坯的弹性后效，从而降低烧结时因收缩不匀而产生开裂的可能性。

附图说明

图1为ET及RT类软磁铁氧体磁芯的一种结构示意图；

图2为ET及RT类软磁铁氧体磁芯烧结后裂纹的位置示意图；

图3为本发明的一种结构示意图；

图4为ET及RT类软磁铁氧体磁芯成型过程的各步骤中本发明的运动状态示意图；

图5为应用本发明进行成型实验获取的压坯密度分布情况。

图中，1-上模，2-内上模，3-凹模，4-内凹模，5-下模，6-磁体粉料，7-压坯，8-壁部，9-中柱，10-边腿，H-压坯总高，j-压坯阶深，L-总充填行程，h-阶深充填，K-溢料行程，f-上加压行程，s-下加压行程。

具体实施方式

下面结合附图具体实施例对本发明作进一步说明。

实施例1：

如图3所示，防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具，包括上模1、凹模3和下模5，上模1与凹模3上的凹模腔适配，上模1与一上模轴向驱动机构连接，凹模3与一凹模轴向驱动机构连接，本成型模具还包括内上模2和内凹模4，内上模2滑动连接在上模1内，内凹模4滑动连接在凹模3内，内凹模4滑动套接在下模5上。上模1、内上模2、4凹模3、内凹模4和下模5同轴。本成型模具安装在液压压机上，所述上模轴向驱动机构及凹模轴向驱动机构为液压驱动机构。

所述的防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具的工作方法，如图4所示，包括以下步骤：

A.充填：上模1运行至压机上死点位置，下模5固定为基准位，凹模3与内凹模4从脱模位置运动到充填位置，凹模3相对下模5移动总充填行程L，内凹模4相对凹模3移动阶深充填行程h，上模1相对内上模2移动溢料行程距离K，在凹模3、内凹模4及下模5形成的空腔中充填磁体粉料6；

B.合模：凹模3、内凹模4保持充填位置，内上模2与上模1保持相对位置向下运动，当上模1进入凹模3即完成合模；

C.溢料：凹模3保持在充填时的位置上，内上模2与上模1及内凹模4保持相对位置继续下行，磁体粉料6被挤入并充满内上模2与上模1形成的空间；

D.下加压：内上模2、上模1、凹模3、内凹模4保持相对位置同步继续下行，磁体粉料6在内上模2、上模1、凹模3、内凹模4及下模5围合成的密封模腔内逐步被压实，待凹模3、内凹模4运行到机械止档，下加压过程完成，下模5相对凹模3移动下加压行程s；

E.上加压：凹模3、内凹模4遇机械止档而静止，内上模2、上模1继续下行运行到压机的下死点位，内上模2相对上模1移动上加压行程f；

F.保护脱模：脱模动作顺序为凹模3下行至磁体粉料6压制成的压坯7阶深底部，而后凹模3与内凹模4保持相对位置同步下行；在脱模过程中内上模2保持压力作用在压坯7上，以克服压坯的弹性后效带来的开裂，并消除脱模阻力造成阶深破损的因素，有效消除壁部横向裂纹。

G.脱模排出：压坯7完全从凹模3中脱出，上模1回程至上死点，压坯7被送料器推出或被机械手取出，一个压制循环结束。

从充填的磁体粉料6到压制成型的压坯7，压坯7的高度与充填的磁体粉料6高度比为δ，δ取1.8。磁体粉料6的粉末孔系率ζ取值为25%。

压制曲线符合如下函数关系：

L=H*δ，h=j*δ，f= L*(1-ζ)/2，s= L-f，K=f-h/2。

按照本发明提供的技术方案进行成型实验，将压坯7截取六段测试密度，如图5中数据所示第4段处为压坯密度的分型线，分型线两侧密度分别朝上、下两方向逐步递增，即压坯的分型线由原有的柱腿交贯处下移到图示的第4段处，有效克服了图2所示的烧结产生裂纹的现象。

实施例2：

本成型模具安装在电动压机上，所述上模轴向驱动机构及凹模轴向驱动机构为电机驱动机构。δ取值为2.0。磁体粉料6的粉末孔系率ζ的取值范围为27%。其余同实施例1。

实施例2：

δ取值为2.3。磁体粉料6的粉末孔系率ζ的取值范围为30%。其余同实施例1。

Claims (6)

1.防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具的工作方法，所述防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具包括上模（1）、凹模（3）和下模（5），上模（1）与凹模（3）上的凹模腔适配，上模（1）与一上模轴向驱动机构连接，凹模（3）与一凹模轴向驱动机构连接，所述防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具还包括内上模（2）和内凹模（4），内上模（2）滑动连接在上模（1）内，内凹模（4）滑动连接在凹模（3）内，内凹模（4）滑动套接在下模（5）上，其特征是包括以下步骤：

A.充填：上模（1）运行至压机上死点位置，下模（5）固定为基准位，凹模（3）与内凹模（4）从脱模位置运动到充填位置，凹模（3）相对下模（5）移动总充填行程L，内凹模（4）相对凹模（3）移动阶深充填行程h，上模（1）相对内上模（2）移动溢料行程距离K，在凹模（3）、内凹模（4）及下模（5）形成的空腔中充填磁体粉料（6）；

B.合模：凹模（3）、内凹模（4）保持充填位置，内上模（2）与上模（1）保持相对位置向下运动，当上模（1）进入凹模（3）即完成合模；

C.溢料：凹模（3）保持在充填时的位置上，内上模（2）与上模（1）及内凹模（4）保持相对位置继续下行，磁体粉料（6）被挤入并充满内上模（2）与上模（1）形成的空间；

D.下加压：内上模（2）、上模（1）、凹模（3）、内凹模（4）保持相对位置同步继续下行，磁体粉料（6）在内上模（2）、上模（1）、凹模（3）、内凹模（4）及下模（5）围合成的密封模腔内逐步被压实，待凹模（3）、内凹模（4）运行到机械止档，下加压过程完成，下模（5）相对凹模（3）移动下加压行程s；

E.上加压：凹模（3）、内凹模（4）遇机械止档而静止，内上模（2）、上模（1）继续下行运行到压机的下死点位，内上模（2）相对上模（1）移动上加压行程f；

F.保护脱模：脱模动作顺序为凹模（3）下行至磁体粉料（6）压制成的压坯（7）阶深底部，而后凹模（3）与内凹模（4）保持相对位置同步下行；在脱模过程中内上模（2）保持压力作用在压坯（7）上，以克服压坯的弹性后效带来的开裂，并消除脱模阻力造成阶深破损的因素，有效消除ET及RT类软磁铁氧体磁芯壁部横向裂纹。

G..脱模排出：压坯（7）完全从凹模（3）中脱出，上模（1）回程至上死点，压坯（7）被送料器推出或被机械手取出，一个压制循环结束。

2.根据权利要求1所述的防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具的工作方法，其特征是上模（1）、内上模（2）、凹模（3）、内凹模（4）和下模（5）同轴。

3.根据权利要求1所述的防ET及RT类软磁铁氧体磁芯防开裂成型模具的工作方法，其特征是所述上模轴向驱动机构及凹模轴向驱动机构为液压驱动机构。

4.根据权利要求1所述的防ET及RT类软磁铁氧体磁芯防开裂成型模具的工作方法，其特征是所述上模轴向驱动机构及凹模轴向驱动机构为电机驱动机构。

5.根据权利要求1所述的防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具的工作方法，其特征是从充填的磁体粉料（6）到压制成型的压坯（7），压坯（7）的高度与充填的磁体粉料（6）高度比为δ，δ取值范围为1.8～2.3。

6.根据权利要求1至5中任一项所述的防ET及RT类软磁铁氧体磁芯开裂成型模具的工作方法，其特征是磁体粉料（6）的粉末孔系率的取值范围为25%～30%。

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