壓制粉末製品的裝置以及壓制粉末製品的方法
2023-07-05 14:36:11
專利名稱：壓制粉末製品的裝置以及壓制粉末製品的方法
技術領域：
本發明涉及一種壓制粉末製品的裝置以及一種壓制粉末製品的方法，具體說是涉及一種通過將注入型腔中的稀土磁性粉末壓縮而形成半成品坯的壓制粉末製品的裝置以及壓制粉末製品的方法。
通常上述類型的壓制稀土磁性粉末製品的裝置包括有一具有直立通孔的模具、從上述的模具通孔上面穿入的上衝模和穿入該模具通孔相對於模具滑動的下衝模。該下衝模提供在模具的通孔內的型腔。通過重力作用將從上部供給的稀土磁性粉末注入該型腔，然後將上衝模插入通孔以便上衝模和下衝模將稀土磁性粉末壓製成半成品坯。
按照上述的壓制裝置，通常要將一種潤滑劑(脫模劑)塗覆在通孔的側面上，以防止通孔側面咬住同時使半成品坯容易取出通孔。為了實現此特定的操作，在公告號為3-291307的日本專利中揭示了一種在下衝模側面上設有一噴孔的裝置。按照此裝置，當模具相對下衝模移動時從該噴孔直接將潤滑劑供向通孔的側面，由此提高裝置的工作效率。
另一方面，公開號為62-146597的日本實用新型揭示一種吸入口是設置在模具通孔側面上或者在上衝模的下表面上的裝置。當將粉末壓製成半成品坯時，將在型腔中的空氣和其他的氣體抽吸掉(排出)，由此減少殘留在坯中的氣體量。
然而存在一些問題。根據前一個的揭示內容(公開號3-291307的日本專利)，雖然可以將潤滑劑可靠地塗覆到模具通孔側面靠近噴孔的區域，但是要均勻地塗覆到通孔整個側面上是困難的。因此，從通孔中可靠地取出半成品坯是困難的。另一方面，如果可實現均勻塗覆，然而必須供給大量的潤滑劑而使坯塗覆不必要量的潤滑劑。過多量的潤滑劑會使坯表面脆化，因而易於產生破裂或剝離的缺陷。另外，如果採用前一種的傳統裝置來壓制稀土磁性粉末製品，潤滑劑由於是一種有機化合物，在燒結後可能增加化合物的含碳量，從而使稀土磁鐵的特性變壞。而且由粉末用脫模鑄造方法製造的半成品坯的坯強度較差，因為顆粒大小分布曲線陡。
按照上述的壓制裝置，型腔注入由重力作用從上部供給的稀土磁性粉末。這常常會使粉末注入不均勻，尤其在由模具和下衝模的通孔側面形成的角部上。如果被使用的粉末是用脫模鑄造方法製取的這個問題就尤其嚴重，這是由於用脫模鑄造方法製取的粉末其流動系要比模鑄方法的差，這由陡的顆粒大小分布曲線表徵。這樣，就試圖將後一個裝置(公開號為62-146597的日本實用新型)用於在將粉末注入型腔時從模具的通孔側面進行抽吸。
然而，雖然在模具的通孔側面上設置抽吸口可以排氣，但均勻地構成許多抽吸口是困難的。而且即使從模具通孔的側面進行抽吸，仍難於提高粉末注入的均勻性，尤其在由下衝模和模具的通孔側面形成的角部上。因此，不能實現半成品坯的質量或者數量的提高。從而也就不能實現生產力的提高。
因此本發明的主要目的是提供一種可以提高半成品坯的質量和數量從而可提高生產力的壓制粉末製品的裝置和壓制粉末製品的方法。
按照本發明的一個方面，提供一種用於通過壓制粉末成形半成品坯的壓制粉末製品的裝置，該裝置包括一具有直立通孔的模具；各可以在通孔內相對於模具垂直移動以在通孔中所形成的型腔內壓縮粉末的第一衝模和第二衝模；以及包括一設置在第一衝模側面上的供給口的供給裝置，用於將帶有氣體的潤滑劑從供給口供向在在通孔內的通孔側面。
按照本發明的另一方面，提供一種用於通過在模具的直立通孔中形成的型腔內的第一衝模和第二衝模壓縮粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的方法，該方法包括將帶有氣體的潤滑劑從第一衝模的側面供向在通孔內的通孔側面的潤滑劑供給步驟；給型腔注入粉末的粉末注入步驟；以及由第一衝模和第二衝模衝壓注入型腔的粉末以製成半成品坯的衝壓成形步驟。
按照本發明，將帶有氣體的潤滑劑以噴霧或霧化的形式從第一衝模的側面供向模具通孔的側面。因此，可以容易並且均勻地將潤滑劑敷塗在模具的通孔側面，而僅敷塗很少量的潤滑劑。其結果是可以可靠地將坯取出通孔。另外，通過燒結半成品坯所獲得磁鐵的磁化特性可以獲得改善，這是由於產生的磁鐵的含碳量小。其結果是，就可能提高半成品坯的質量和數量，從而提高生產力。
按照本發明，較理想是敷塗在通孔側面的潤滑劑由一吸收件敷塗。這可以甚至更均勻地將潤滑劑敷塗到通孔側面上，從而可以更節省敷塗量。
另外，較理想是將第一衝模製成具有多角形截面以構成一角部以及將潤滑劑從第一衝模內部通過角部附近供向通孔的側面。如果將第一衝模製成具有多角形截面，通孔的對應於第一衝模角部的角部部分就易於產生不均勻的敷塗。然而，由於從第一衝模的角部附近供給潤滑劑，就可以可靠地將潤滑劑敷塗到通孔的角部。其結果是，即使第一衝模具有多角形截面也可將坯可靠地取出模具的通孔，從而可以進一步提高半成品坯的質量和產量，由此提高生產力以及延長金屬模的使用壽命。
另外，較理想是將潤滑劑供向通孔的側面，而由設置在比供給口更遠離型腔的第一衝模側面上的一密封部分密封在第一衝模側面和通孔側面之間的間隙。如果第一衝模是下衝模，通過設置在供給口下部上的密封可靠地向上排出潤滑劑。這樣藉助由帶有氣體的潤滑劑提供的向上氣流就可去除殘存在下衝模的側面和模具的通孔側面之間的一團粉末。因此可以減少由粉末所產生的在下衝模側面和模具通孔側面上的磨損。如果粉末含有一種具有高耐磨性的稀土磁性粉末，則此優點尤其顯著。另外可防止所敷塗的潤滑劑向下流動。另一方面，如果第一衝模是一上衝模，通過密封供給口的上部可以使潤滑劑可靠地向下排出，並且可以防止被敷塗的潤滑劑通過上衝模和通孔側面之間的間隙向模具的上表面洩漏，等等。
另外，較理想是第一衝模是下衝模。如上所述，按照本發明，採用較少量的潤滑劑可以容易地和均勻地將潤滑劑敷塗到模具通孔的側面上。其結果是，潤滑劑幾乎不可能匯集在下衝模的上表面上。這樣，當壓制時可將粉末容易地固定成形，因而可以獲得具有理想特性的坯。即使下衝模的上表面形成有凹槽，潤滑劑也幾乎不可能匯集在下衝模的上表面上，因而獲得同樣的優點。
另外，較理想是粉末含有一種稀土磁性粉末。按照本發明，可以防止過多的潤滑劑敷塗在坯上。這樣，即使坯是由含有稀土磁性粉末製成，並且如果這種坯被燒結時，產生的稀土磁鐵的含碳量也小。因此，可以提高稀土磁鐵的磁性特性。
按照本發明的另一方面，提供了一種通過衝壓粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的裝置，該裝置包括一具有直立通孔的模具；上衝模和下衝模，各在通孔內可相對於模具垂直移動以壓縮在通孔中形成的型腔內的粉末；以及一包括設置在下衝模側面上的抽吸口的抽吸裝置，當型腔注入粉末時在來自抽吸口的降低的壓力作用下對型腔進行抽吸。
按照本發明的又一方面，提供一種用於通過在模具的直立通孔中形成的型腔內的第一衝模和第二衝模壓縮粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的方法，該方法包括當型腔處於由從下衝模的側面提供的降低的壓力抽吸的情況下給型腔注入粉末的粉末注入步驟；以及由第一衝模和第二衝模衝壓注入型腔的粉末以製成半成品坯的衝壓成形步驟。
按照本發明，當型腔處於由從下衝模的側面提供的降低的壓力抽吸的情況下給型腔注入粉末。這樣，甚至可以可靠地將粉末注入到由模具的通孔側面和下衝模形成的角部部分，從而可以防止粉末不均勻地注入型腔。這樣，就可以提高坯的質量和產量，由此提高生產力。
按照本發明，較理想是通過設置在下衝模側面上的過濾件提供過濾，以在用降低的壓力對型腔抽吸的過程中覆蓋抽吸口以防止下衝模抽吸粉末。這防止了抽吸口的堵塞，從而可以可靠地和均勻地進行抽吸。
另外，較理想是將下衝模製成具有多角形的部分以便具有一個角部，並通過從角部附近提供的降低的壓力對型腔進行抽吸。如果將下衝模製成具有多角形截面，對應於該角部的通孔的角部部分就易於進行不均勻的注入。然而，通過來自下衝模的角部附近的降低的壓力而對型腔抽吸，也可以可靠地對這樣一個角部部分注入粉末。其結果是，就可以進一步提高坯的質量和產量，由此提高生產力。
還有，較理想是在型腔處於由降低的壓力所提供的抽吸的狀態的同時通過設置在抽吸口之下的下衝模側面上的密封部分對在下衝模的側面和模具的通孔側面之間的間隙進行密封。這可以使型腔處於抽吸狀態的同時在下衝模之上產生部分的真空，由此改善抽吸的效果。
如上所述，避免了在型腔內粉末的不均勻的注入。這樣，即使粉末含有一種流動性差的稀土磁性粉末，也可將粉末注入到通孔的角部部分，從而可以形成高質量的坯。因此，如果粉末含有稀土磁性粉末，本發明也是有效的。如果稀土磁性粉末製品是用脫模澆鑄方法製造，本發明特別有效，這樣的粉末較差的流動性。
按照本發明的另一方面，提供了一種通過衝壓粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的裝置，該裝置包括一具有直立通孔的模具；第一衝模和第二衝模，各在通孔內相對於模具進行垂直移動，以在通孔中形成的型腔內壓縮粉末；一設置在第一衝模側面上的潤滑劑保持裝置，與通孔側面接觸而將潤滑劑敷塗在通孔的側面上；以及一將潤滑劑供給潤滑劑保持裝置的潤滑劑供給裝置。
按照本發明的又一方面，提供一種用於通過在模具的直立通孔中形成的型腔內的第一衝模和第二衝模壓縮粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的方法，該方法包括通過使保持潤滑劑的潤滑劑保持裝置與通孔側面進入接觸而將潤滑劑供向通孔側面的潤滑劑供給步驟；給型腔注入粉末的粉末注入步驟；以及由第一衝模和第二衝模衝壓注入型腔的粉末以製成半成品坯的衝壓成形步驟。
按照本發明，可以容易和均勻地將潤滑劑敷塗到模具通孔的側面上，而僅僅敷塗較少量的潤滑劑。其結果是可以可靠地將坯取出通孔。另外，通過燒結坯所獲得的磁鐵的磁性特性可以獲得改善，因為產生的磁鐵的含碳量小。因此可以提高坯的質量和產量，由此提高生產力。
另外，較理想是粉末含有一種稀土磁性粉末。按照本發明，可以防止將過多的潤滑劑敷塗在坯上。這樣，即使坯是用稀土磁性粉末製成，並且如果這種坯是燒結成的，產生的稀土磁鐵的含碳量也低。因此，可以改善稀土磁鐵的磁性特性。
下面進一步結合附圖具體說明本發明的一些實施例，以便更清楚地理解本發明的上述目的以及其他目的、特點、方案和優點。
圖1是本發明的一實施例的壓制稀土磁性粉末製品的裝置的示意圖；圖2是示出下衝模的立體圖；圖3是示出下衝模內部結構的分解立體圖；圖4是示出下衝模環部的水平剖面的剖視圖；圖5是示出稀土磁性粉末製品壓制裝置的操作順序的流程圖；圖6是示出在注入粉末時未提供抽吸情況下稀土磁性粉末製品壓制裝置的操作順序的流程圖7是示出下衝模的一個變型的立體圖。
下面參照附圖來具體說明本發明的一個實施例。
參看圖1，本發明的一實施例的稀土磁性粉末品壓制裝置10包括一設置有矩形截面的直立通孔12的模具14、用於從上面插入模具14的通孔12的上衝模16、以及插入在模具14的通孔12中的下衝模18。下衝模18固定在壓制裝置的主體20上。另一方面，藉助一未圖示的電動機或者驅動缸模具14可以垂直往復的方式移動，以使下衝模18可相對於模具14垂直移動。如圖1所示，當模具14相對下衝模18升高時，通過在模具14的通孔12中的下衝模18形成一型腔22。
模具14具有一個設置一供料箱26的上表面，該供料箱裝有由稀土磁性粉末製成的粉末24。供料箱26安裝有水平延伸的臂28和接觸模具14的上表面的刮拭件30。臂28與一未圖示的電動機或者驅動缸相連接。這樣的一個電動機或者驅動缸使供料箱26在模具14的上表面上按圖1所示的左右方向滑動。另一方面，該刮拭件30包括一毛氈30a和一橡膠板30b。橡膠板30b固定在毛氈上以支承毛氈30a。當供料箱26在模具14的上表面上滑動時，毛氈30a將從通孔12中吹出的粉末24刮到模具14的上表面上，這在後面將予以詳細說明。
在供料箱26中的粉末接觸模具14的上表面。當供料箱26行進到型腔22之上時，在供料箱26中的粉末下落注入型腔22。然後由插入通孔12(型腔)的上衝模16和下衝模18衝壓以這樣方式被注入型腔22中的粉末24。
如圖2和3所示，下衝模18與模具14的通孔12相一致地被製成具有矩形(多角形)截面的形狀和角部31。下衝模18包括一下衝模主體32和一蓋件34。蓋件34具有一形成有凹槽36的上表面，該上表面用作下衝模18的上表面。該凹槽36經鏡面拋光以便半成品坯72(後面予以說明)可以容易地與下衝模18分開。下衝模主體32具有一個被加工成環部38的上表面。該環部38具有一個形成有許多作為供給口即噴孔的通孔40。這些噴孔40是以數排沿環部38的周向及垂直方向形成，以將潤滑劑基本均勻地供到模具14的通孔12的側面的整個周圍之上。採用這樣的布置，可以將潤滑劑從下衝模18內噴到模具14的通孔12的側面上的這許多噴孔是在比較靠近下衝模18上端的部分上沿下衝模18的側面設置。
下衝模18具有形成有與各噴孔40連通的一個潤滑劑通道42的內部。如圖4所示，該潤滑劑供給通道42包括一主通道42a和數個子通道42b、42c。
主通道42a包括一基本呈L形的管子，從下衝模主體32的側面的下端部起始、在下衝模主體32內部經過、在下衝模主體32的中央部分向上拐彎、然後向上走向下衝模主體32的上表面。
子通道42b、42c在下衝模主體32的上表面上形成，以提供在主通道42a和各噴孔40之間的水平連接。具體說，子通道42b、42c是通過在下衝模主體32的上表面加工和在在環部38的內側形成，從而在下衝模主體32的上表面上留下四個三角形柱作為引導件44。子通道42b形成一個從下衝模主體32的上表面的中央部分向四個角部31中每一個延伸的X形狀。另一方面，子通道42c直接在環部38內側形成為一個基本呈矩形的環。
主通道42a和子通道42b將來自下衝模18內部的潤滑劑供給通道42引向位於各角部31附近的噴孔40。具體說，潤滑劑首先供向鄰接角部31的各噴孔40，然後通過子通道42c供向各其他噴孔。
一基本呈環形的密封件46設置成在直接處於各噴孔40之下部分上環繞下衝模主體32的側面，以密封在下衝模18側面和模具14的通孔12側面之間的間隙。該密封件例如用具有高密封能力的腈橡膠或者毛氈製成。另外，一基本呈環形的吸收件48圍繞環部38四周設置在下衝模主體32上表面上以覆蓋噴孔40。吸收件48是用纖維性材料例如毛氈製成，因而可以由敷塗到模具14的通孔12的側面的潤滑劑吸收部分固定，從而當處於通孔12中時保持與通孔12的側面接觸。另外，吸收件48可以使潤滑劑從內部通向外部，而在抽吸過程中起到過濾件的作用。採用上述布置，下衝模18的側面設有密封件46和吸收件48。
作為下衝模18的上端部一部分的蓋件34通過銀合金釺焊安裝在環部38上。
潤滑劑供給通道42的主通道42a具有一下端部(伸出下衝模18的下端部的部分)，該下端部通過一叉狀件50與潤滑劑供給管52和抽吸管54相連接。(這裡應注意為了清楚起見圖1和5分別顯示潤滑劑供給管52和抽吸管54是以直立布置，而與圖2和3不同。)潤滑劑供給管52與一壓力泵56相連接以將空氣送向潤滑劑供給通道42，而抽吸管54連接於一真空泵58。
由潤滑劑供給管52提供的供給通道與一支管60相連接。支管60通過一電磁控制閥62與作為潤滑劑儲存器的油箱64相連接。當在粉末24注入型腔22前模具14垂直移動時，壓力泵56動作，這在後面將詳細地予以說明。在壓力泵56工作的同時，電磁控制閥62開啟，允許油箱64將潤滑劑滴進潤滑劑供給管52。當通過壓力泵56將潤滑劑滴入經加壓(加壓到約0.7兆帕)的空氣時，潤滑劑被霧化。經霧化的潤滑劑通過潤滑劑供給通道42被傳送，並通過噴孔40被供向通孔12的側面。這樣，設置有一個供給霧化潤滑劑的供給裝置，它包括噴孔40、潤滑劑供給通道42、潤滑劑供給管52、壓力泵56、支管60、電磁控制閥62和油箱64。
這裡應注意一電磁控制閥66相鄰於叉狀管50設置在潤滑劑供給管52上。在真空泵工作的同時該電磁控制閥66關閉。
另一方面，抽吸管54設有一在壓力泵56工作時關閉的電磁控制閥68和一其位置比電磁控制閥68更靠近真空泵58、用於防止真空泵58抽吸粉末24或者潤滑劑的過濾器70。當型腔22注入粉末24時，真空泵58便啟動，這將在後面予以詳細說明。當真空泵58啟動(在約負0.1兆帕時抽吸)，則在減壓的情況下通過吸收件48對型腔22進行抽吸，噴孔40和潤滑劑供給通道42都設置在下衝模18中。這樣，提供了一種抽吸裝置，它包括噴孔40、潤滑劑供給通道42、抽吸管54和真空泵58。
如上所述，噴孔40也作為開通在下衝模18的側面上的抽吸口動作。這樣，就可以提供許多基本均勻地圍繞下衝模18側面的上部的抽吸口。另外，潤滑劑供給通道42還起著一個通過下衝模18的內部通向抽吸口的抽吸通道的作用。另外，吸收件48還起著一個覆蓋抽吸口的過濾件的作用。
採用上述布置，下面將參照圖5說明壓制稀土磁性粉末製品的裝置10的工作情況。
在圖5(a)中所示的第一種狀態是前面的壓制操作循環已完成的狀態。當上衝模16停留在其上行程末端時模具14停留在其下行程的末端。
當模具14升高(見圖5(b))時，壓力泵56啟動，而電磁控制閥62和66開啟。另一方面，真空泵58保持停止，而電磁控制閥68保持關閉。在上述狀態下，潤滑劑從油箱64滴入在潤滑劑供給管52中的壓縮空氣中，並在空氣中霧化。通過下衝模18的潤滑劑供給通道42將呈霧化狀態的潤滑劑供向各噴孔40。各噴孔40通過吸收件48將潤滑劑噴向通孔12的側面。
在上述步驟的過程中，直接設置在下衝模18側面上的各噴孔40之下的密封件46使潤滑劑和空氣向上吹送，以去除附留在下衝模18的側面和通孔12側面之間的粉末24。這就保護下衝模18的側面和通孔12的側面避免被粉末24損壞。如果粉末24是一種磨損性強的稀土磁性粉末，則這種保護特別有效。此外，施加的潤滑劑由密封件46防止其落下。
由主供給通道42a和子供給通道42b組成的潤滑劑供給通道42將通路從下衝模18內引向位於四個角部31附近的各噴孔40。因此，使潤滑劑可靠地從位於四個角部31的每一個附近的噴孔40噴出，從而確保四個通孔的對應角部中每一個均可靠地敷塗上潤滑劑。
另外，從噴孔40噴出的部分潤滑劑被吸收件48所吸收。當使模具14移動時，吸收件48將被吸收的潤滑劑和已敷塗在通孔12側面上的潤滑劑擴散以對它們更均勻地分布，同時吸收過多的潤滑劑。其結果是，就可以更均勻地敷塗潤滑劑，而進一步節省潤滑劑的敷塗量。
接著，模具14在到達其上行程的末端時向下行走。再一次當模具下行(見圖5(c))時，以與上述相同的方式將潤滑劑從噴孔40噴出以敷塗到通孔12的側面上。然而在此應注意如果吸收件48保持足夠量的潤滑劑，則在模具14的下行程中不必要噴出潤滑劑。
接著，當模具14到達下行程的末端時，壓力泵56停止工作以及電磁控制閥62和66關閉。然後，如圖5(d)所示，供料箱26滑向通孔12。此時，刮拭器的毛氈將被吹到模具14上表面上的粉末24刮拭掉。
然後，當供料箱26剛到通孔12之上時，其滑動停止(見圖5(e))。接著，模具14升高以在通孔12的上部形成型腔22，而允許供料箱26將粉末24下落到型腔22中(見圖5(f))。
另一方面，基本在模具14升高的同時，真空泵58工作以及電磁控制閥68開啟，以使型腔22在降低壓力的情況下通過噴孔40、潤滑劑供給通道42和吸收件48被真空泵抽吸。
在上述步驟過程中，密封件46確保為抽吸所必需的負壓可靠地在下衝模18之上形成，從而提高了抽吸的效果。而且，設置在下衝模18上部上用作抽吸口的各噴孔40可以減少粉末在下衝模的側面和模具14的通孔12側面之間區域的堵塞。
另外，由設置在下衝模18上的各噴孔40對型腔22抽吸可確保粉末24被可靠地注入到由模具14的通孔12側面和下衝模18之間所形成的各角部中。特別是，由離四個角部31最近的噴孔40所提供的型腔22的抽吸可確保分別對應於上述四個角部31的通孔12的四個角部可可靠地被注入粉末24。如果粉末24含有一種流動性差的稀土磁性粉末，則這個優點尤其顯著。其結果是，就可以防止粉末24不均勻地注入型腔22中。
另外，還起著過濾件作用的吸收件48提供過濾，以使粉末24不會進入下衝模18內部，例如潤滑劑供給通道42中。這就可以防止噴孔40的堵塞。即使粉末24被吸進，設置在抽吸管54中的過濾器70也會可靠地防止粉末24進入真空泵58。過濾器70還可防止潤滑劑進入真空泵58中。
接著，當模具14已到達其上行程的末端時，真空泵58停止工作。供料箱26撤離型腔22的上方(見圖5(g))。在此撤離移動過程中，供料箱26的底面將粉末24刮拭掉。
然後，如圖5(h)所示，上衝模16向下進入通孔12中，由下衝模18以約100兆帕的壓力壓縮在型腔22內的粉末以成形半成品坯72。在此成形步驟中，真空泵58再次工作以抽吸留在粉末24體中的氣體例如空氣(抽氣)。
接著，在壓製成形完成時，真空泵58停止工作以及電磁控制閥68關閉。然後，上衝模16升高而模具14下降以取出坯(見圖5(i))。由於通孔12的整個側面敷塗有潤滑劑的均勻塗層，可以順暢而可靠地取出坯72。
例如，根據試驗，完成總共50個循環的粉末24衝壓成形而獲得總共50個坯72，而未曾發現其中有未被充滿任何角部31的、破裂的或者剝離的。
另外，即使用較少的潤滑劑也可以均勻地敷塗潤滑劑，特別是消除了潤滑劑匯集的形成，不然可預料會形成在下衝模18上表面上的凹槽內。因此，通過加壓可容易地將粉末24壓實而產生具有所要求特性的坯72。尤其，如果凹槽36經過鏡面拋光而即使形成曲面，粉末24在壓力作用下也可該凹槽36內運動成所要求形狀的坯72。而且，可以防止坯72敷塗過多量的潤滑劑。其結果是，當燒結坯72時，不會有過量的碳，因而稀土磁鐵的磁性特性不會變壞。另外，可提高金屬模例如模具14、上衝模16、下衝模18的壽命。
另外，防止粉末不均勻地注入型腔22可以製成質量良好的坯72，即使粉末24是用一種流動性差的稀土磁性粉末製成。
其結果是，按照上述實施例，由於在將粉末24注入型腔22的同時從在下衝模18的側面上的各噴孔40噴出霧化的潤滑劑並在通過各噴孔40降低壓力的情況下對型腔抽吸，就可以提高坯72的質量和產量，進而可以提高生產力。
例如，可以用下面的脫模鑄造方法來製作粉末製品24。具體說，如在第5,383,978號美國專利中所示，用高頻熔融方法在氬氣環境中將含有21Nd-1B-68Fe(重量百分比)成份的合金熔化成熔融的材料。該已熔融的材料保持在攝氏1,350度，然後在一單輥上予以熱淬。此時的冷卻條件包括約每秒1米的輥周速、攝氏500度/秒的冷卻速率和攝氏200度的過冷。上述淬火-固化方法產生一種具有約0.3毫米厚度的片狀粉末合金體。
這裡應注意上述成份中的鐵的部分可以用鈷來替代。另外，另外本發明還可以採用另外的如第4,770,723號美國專利中所揭示的成份。
所獲得的片狀合金可以吸收易產生脆性的氫，然後通過一螺旋槳式粉碎機被粗粉化成約5毫米的粉粒。用上述方法製備的經粗粉化的合金然後被一噴射式研磨機研磨成平均顆粒大小為3.5微米的合金粉末。然後合金粉末加入用石油熔劑稀釋的脂肪酸酯製備的20％(重量百分比)的潤滑劑並與之相混和以獲得粉末製品24。
然後將這樣製備的粉末24定位在一個1.6T的磁場中，在147兆帕的壓力下將其壓製成10毫米寬、10毫米高和20毫米長的坯。在氬氣環境中以攝氏1050度將坯燒結1小時、在氬氣環境中以攝氏600度予以時效處理1小時以獲得燒結磁鐵。該磁鐵具有下面的磁性特性，包括矯磁力為1074KA/m、殘餘磁通密度為1.39T以及最大能量積為375KJ/m3。
所述潤滑劑是一種溶劑稀釋的脂肪酸酯。具體說，脂肪酸酯可以是己酸甲酯、癸酸甲酯、月桂酸甲酯和十二烷基甲酯等。
溶劑可以是一種以異鏈烷烴為代表的石油溶劑或者一種環烷溶劑等。脂肪酸酯與溶劑以1∶20至1∶1的重量比混和。含有直到1.0％的作為脂肪酸的花生酸是可接受的。
按照本發明，即使粉末製品24是用上述的脫模鑄造方法製成，也可以防止粉末24的不均勻注入並減小碳的不利效果，從而可以獲得具有極好的磁性特性的磁鐵。
這裡應注意，按照本實施例，噴孔40、潤滑劑供給通道42和吸收件48分別還起著抽吸口、抽吸通道和過濾件的功能。然而，可以由分開的零部件來完成這些功能中的每一種。在這樣的情況時，該吸收件48可以設置在離開噴孔40的另一位置上。
另外，按照本發明，在型腔22中的粉末24處於壓縮的同時進行抽氣。然而，並不是必需進行這樣的抽氣。
另外，並不是在按本發明進行注入粉末的過程中必需採用潤滑劑敷塗操作和吸氣操作兩種方法。而僅僅採用這兩種方法之一也可通過提高坯72的質量和產量來提高生產力。
如果只採用潤滑劑敷塗方法(在注入粉末的過程中未進行抽吸)，則可以只將潤滑劑供給管52連接於潤滑劑供給通道42的主供給通道52的下端部，而不需要叉狀件50。在這樣的情況時，該壓制裝置按如下所述工作具體說，如圖6所示，從剛完成前面的壓制循環(見圖6(a))後的情況開始，模具14升高(見圖6(b))。在模具14升高時，完全以與上述實施例同樣的方式將潤滑劑從各噴孔40噴向通孔12的側面。當模具14已到達上行程的末端時，模具並不下降，而供料箱26滑向通孔12(見圖6(c))。應注意當模具已到達上行程的末端時，在通孔12內已經形成型腔22。接著，當供料箱26以來到剛好通孔12之上時，滑動操作便停止，而使在供料箱26內的粉末24下落到型腔22中(見圖6(d))。然後，供料箱26撤離上述型腔22(見圖6(e))，而允許上衝模16向下行走，從而使上衝模16和下衝模18可以壓縮在型腔22內的粉末24(見圖6(f))。最後，在模具14下降的同時上衝模升高，而可以取出坯72(見圖6(g))。因此，按照此方法，與上述實施例相比可提高循環速度。
此外，按照上述實施例，下衝模18具有一矩形截面。然而，用於本發明的截面可以是其他的多角形形狀或者是圓形。另外，潤滑劑很可能匯集在具有如圖7所示的深凹槽36a的下衝模18a上。然而，採用本發明的敷塗潤滑劑的方法可切實去除潤滑劑的匯集，從而進一步增加優點。
另外，按照上述實施例，下衝模18是固定的而模具14是可垂直運動的。然而，本發明並不限於這樣的布置。例如，模具14可被固定而下衝模18可垂直運動。
而且，採用上衝模16可以提供包括噴孔和潤滑劑供給通道等的潤滑劑供給裝置。在這樣的情況時，密封件應密封剛好在噴孔之上的上衝模16的側面，使潤滑劑可靠地向下排出以及防止已敷塗的潤滑劑從上衝模和通孔的側面之間的間隙洩漏到模具的上表面上。
另外，密封件46可與下衝模18形成整體。只要與氣體一起供給，可以以與霧化狀態不同的一種形式供給潤滑劑。
另外，本發明還可應用於壓制與稀土磁性粉末不同的一些粉末例如幹壓的鐵氧體粉末。
而且，如果該型腔22是淺的，則當將潤滑劑與氣體一起從噴孔40供向通孔12的側面時，可以停止模具14在通孔內的行程運動。
雖然已結合附圖詳細地說明了本發明，當應清楚地理解到這只是通過圖示和舉例的方式予以說明，並不是為了限制本發明，而應予以理解的是本發明的精神和範圍只是由所附權利要求書的表述方案所限定的。
權利要求
1.一種用於通過壓制粉末成形半成品坯的壓制粉末製品的裝置，該裝置包括一具有直立通孔的模具；各可以在通孔內相對於模具垂直移動以在通孔中所形成的型腔內壓縮粉末的第一衝模和第二衝模；以及一包括設置在第一衝模側面上的供給口的供給裝置，用於將帶有氣體的潤滑劑從供給口供向在在通孔內的通孔側面。
2.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，它還進一步包括一設置在第一衝模側面上的吸收件，用於吸收敷塗在通孔側面上的潤滑劑而予以保持並在通孔內接觸通孔的側面。
3.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於所述第一衝模製成具有一多角形截面，以形成一角部部分；所述的供給口是在第一衝模的角部部分附近形成；以及所述的供給裝置進一步包括一與供給口連接的潤滑劑供給通道，通過第一衝模將潤滑劑供向所述供給口。
4.如權利要求1所述的裝置，其特徵在於，還進一步包括一比供給口遠離型腔地設置在第一衝模側面上的密封部分以密封第一衝模側面和通孔的側面之間的間隙。
5.如權利要求1至4之任一項所述的裝置，其特徵在於，所述第一衝模是下衝模。
6.如權利要求5所述的裝置，其特徵在於，所述的下衝模具有一形成為凹槽的上表面。
7.如權利要求1至4之任一項所述的裝置，其特徵在於，所述粉末包括一種稀土磁性粉末。
8.如權利要求1至4之任一項所述的裝置，其特徵在於所述的第一衝模和第二衝模之一是下衝模；以及所述裝置還包括一設置在下衝模的側面上的抽吸口，用於在將粉末注入型腔的同時在來自抽吸口的降低的壓力的作用下提供對型腔的抽吸。
9.一種通過衝壓粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的裝置，該裝置包括一具有直立通孔的模具；一上衝模和一下衝模，各在通孔內相對於模具進行垂直移動，以在通孔中形成的型腔內壓縮粉末；以及一包括設置在下衝模側面上的抽吸口的抽吸裝置，用於在對型腔注入粉末的同時在來自抽吸口的降低的壓力的作用下提供對型腔的抽吸。
10.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於還包括一設置在下衝模側面上用於覆蓋抽吸口的過濾件。
11.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於所述下衝模製成具有多角形截面以形成一角部部分；所述抽吸口是在下衝模的角部附近形成；以及所述抽吸裝置還包括通過下衝模與抽吸口相連接的抽吸通道。
12.如權利要求9所述的裝置，其特徵在於還包括一設置所述抽吸口之下的下衝模側面上的密封部分以密封在下衝模的側面和通孔側面之間的間隙。
13.如權利要求9至12之任一項所述的裝置，其特徵在於，所述粉末包括一種稀土磁性粉末。
14.一種用於通過在模具的直立通孔中形成的型腔內的第一衝模和第二衝模壓縮粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的方法，該方法包括將帶有氣體的潤滑劑從第一衝模的側面供向在通孔內的通孔側面的潤滑劑的供給步驟；給型腔注入粉末的粉末注入步驟；以及由第一衝模和第二衝模衝壓注入型腔的粉末以製成半成品坯的衝壓成形步驟。
15.如權利要求14所述的方法，其特徵在於還包括一將所敷塗的潤滑劑噴射到通孔側面上的步驟。
16.如權利要求14所述的方法，其特徵在於所述第一衝模製成具有多角形截面以形成一角部部分；以及在潤滑劑供給步驟中潤滑劑是通過角部部分附近從第一衝模內部供向通孔側面。
17.如權利要求14所述的方法，其特徵在於在所述潤滑劑供給步驟中，在將潤滑劑供向通孔側面的同時，在第一衝模側面和通孔側面之間的間隙被密封。
18.如權利要求14至17之任一項所述的方法，其特徵在於，所述第一衝模是下衝模。
19.如權利要求18所述的方法，其特徵在於，所述下衝模具有一形成凹槽的上表面。
20.如權利要求14至17之任一項所述的方法，其特徵在於，粉末包括一種稀土磁性粉末。
21.如權利要求14至17之任一項所述的方法，其特徵在於第一衝模和第二衝模之一是下衝模；以及在注入粉末的步驟中在將粉末注入型腔的同時，型腔處於由下衝模側面提供的降低的壓力對它進行抽吸的狀態下。
22.一種用於通過在模具的直立通孔中形成的型腔內的上衝模和下衝模壓縮粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的方法，該方法包括當型腔處於由從下衝模的側面提供的降低的壓力抽吸的情況下給型腔注入粉末的粉末注入步驟；以及由上衝模和下衝模衝壓注入型腔的粉末以製成半成品坯的衝壓成形步驟。
23.如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在注入粉末的步驟中，在由降低的壓力對型腔進行抽吸的過程中提供過濾，以防止下衝模抽吸粉末。
24.如權利要求22所述的方法，其特徵在於所述下衝模製成具有多角形部分以形成一角部部分；以及在注入粉末的過程中型腔是處於由所述角部部分提供的降低的壓力對它進行抽吸的狀態下。
25.如權利要求22所述的方法，其特徵在於，在注入粉末的步驟中，在型腔處於由降低的壓力對它進行抽吸的狀態的同時，在下衝模的側面和通孔的側面之間的間隙被密封。
26.如權利要求22至25之任一項所述的方法，其特徵在於，粉末包括一種稀土磁性粉末。
27.如權利要求26所述的方法，其特徵在於，所述稀土磁性粉末是由脫模鑄造方法製成。
28.一種通過衝壓粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的裝置，該裝置包括一具有直立通孔的模具；第一衝模和第二衝模，各在通孔內相對於模具進行垂直移動，以在通孔中形成的型腔內壓縮粉末；一設置在第一衝模側面上的潤滑劑保持裝置，與通孔側面接觸而將潤滑劑敷塗在通孔的側面上；以及一將潤滑劑供給潤滑劑保持裝置的潤滑劑供給裝置。
29.如權利要求28所述的裝置，其特徵在於，粉末包括一種稀土磁性粉末。
30.一種用於通過在模具的直立通孔中形成的型腔內的第一衝模和第二衝模壓縮粉末製成半成品坯的壓制粉末製品的方法，該方法包括通過使保持潤滑劑的潤滑劑保持裝置與通孔側面進入接觸而將潤滑劑供向通孔側面的潤滑劑供給步驟；給型腔注入粉末的粉末注入步驟；以及由第一衝模和第二衝模衝壓注入型腔的粉末以製成半成品坯的衝壓成形步驟。
31.如權利要求30所述的方法，其特徵在於，粉末包括一種稀土磁性粉末。
全文摘要
一種壓制粉末製品的裝置包括上衝模和下衝模用於壓縮在模具通孔中形成的型腔內的粉末。在下衝模側面和通孔側面之間的間隙由一密封件密封,在下衝模側面上的噴孔將潤滑劑與氣體一起供向通孔側面,而敷塗在通孔側面上的潤滑劑是由一吸收件散布。在型腔處於由在下衝模側面上的噴孔提供的降低的壓力對它進行抽吸的狀態時向型腔注入粉末。在抽吸過程中,過濾件提供過濾以使下衝模不將粉末吸入。
文檔編號B30B15/00GK1253071SQ9912329
公開日2000年5月17日 申請日期1999年10月29日 優先權日1998年11月2日
發明者原田務, 小原公一 申請人:住友特殊金屬株式會社