 在设计上采用以上措施,可有力地改善磁瓦非压制方向的密度分布,减少开裂,提高成品率,改进设计后磁瓦非压制方向的密度分布,如图4的Ⅱ-Ⅱ线。
4 磁瓦烧结过程中的特点及模具设计 磁瓦烧结过程中的特点是各方向的烧结收缩系数除了与材料和生产工艺有关外,还与产品的几何尺寸有关,这一点与方块和圆弧类产品不同。 湿压磁瓦一般采取近似沿径向的辐射取向方式。理论证明,辐射状取向的环形磁体在烧结收缩过程中不同步,内外径收缩导致的差值大小与压坯的几何尺寸及产品的磁性能有关,这是磁瓦直径收缩系数和弦向收缩系数大小与磁瓦的几何尺寸有关的原因之一;另一方面,如前面分析,由于磁瓦在成型过程中在非压制方向上不可避免地会形成压坯顶部密度与侧部、底部的密度差,且此密度差的大小与压坯的几何尺寸有关,此密度差的存在,也引起压坯顶部与侧部和底部在烧结过程中的收缩不同步,致使磁瓦的各方向的收缩系数与其几何尺寸有关,在生产中发现,横向(磁瓦的高度方向)上,磁瓦顶部收缩系数比侧部和底部小,且中心角较大的磁瓦压坯和内外径比较小的磁瓦压坯,其径向收缩系数和弓高收缩系数都较大,这些都说明磁瓦各方面收缩系数与几何尺寸有关。 磁瓦烧结时各方面的收缩不同步,将使磁瓦在烧结时产生内应力,当此内应力超过产品的抗拉强度时将导致裂纹出现,形成烧结裂纹,因此在模具设计时,不仅应该考虑磁瓦的烧结收缩率与几何尺寸之间的关系,而且应该考虑各部分尺寸之间的关系,尽量减小磁瓦在烧结收缩时产生内应力。这样,在模具设计时,对磁瓦压坯各部分的设计尺寸将要做适当的调整,尺寸的调整虽然会使磨削量增加,但能减少烧结裂纹,提高成品率,因而应加以考虑。 设计尺寸的调整主要是内外径比值和内弓高的调整,实践证明,内外径比值减小,其烧结收缩系数差值减小。前面对压制过程特点的分析也提到,增大压坯内弧半径,减小外弧半径,降低内弓高有利于磁瓦非压制方向的密度差的减小。所以,在适当范围内应采用这些措施,使磁瓦各方向的烧结收缩趋于同步。 现在生产的磁瓦中心角大多小于120°,烧结开裂不很突出,当磁瓦中心角大于120°时,烧结开裂将明显增加,因为此时各方面烧结收缩量差异的绝对值较大,使烧结产品的内应力较大,这时模具设计中对磁瓦各部分尺寸的设计选择变得越来越重要,设计时应尽量采用降低烧结内应力的设计方案。
5 结束语 由于磁瓦压制、烧结的不同特点,磁瓦模具的设计不能简单地套用方块或圆环类产品的设计思路,必须针对磁瓦的具体几何尺寸选用不同的放大系数,必要时,还需将设计尺寸做适当调整,以使磁瓦烧结时各方向的收缩趋于同步,降低产品烧结时产生的内应力,提高产品的合格率,同时对烧结坯件形状设计还应考虑是否对磨削有利。
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