專利名稱：燒結(jié)型稀土永磁材料深加工方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于燒結(jié)型稀土永磁材料的深加工領(lǐng)域，對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料進(jìn)行切割、磨削、電鍍、檢驗(yàn)的方法，以及實(shí)施該方法的一些關(guān)鍵手段和裝置。
燒結(jié)型稀土永磁材料性硬而脆，例如燒結(jié)型釹鐵硼材料洛氏硬度為HRC58。將燒結(jié)型稀土永磁材料毛坯加工成滿足各種用途要求的形狀和幾何精度的深加工方法，通常采取如下步驟粗磨削→內(nèi)圓切割→雙面研磨→電鍍→成品檢驗(yàn)。其中進(jìn)行粗磨削的方法是采用無心磨削或平面磨削。其中進(jìn)行內(nèi)圓切割的方法包括將一把約0.1mm厚的金剛石內(nèi)圓刀片安裝在一個(gè)以約3000轉(zhuǎn)/分速度旋轉(zhuǎn)的刀頭上，在液壓裝置的驅(qū)動(dòng)下卡頭帶著工件移向刀刃，接觸工件并實(shí)現(xiàn)對(duì)工件的切斷，其所用的金剛石內(nèi)圓刀片乃是在奧氏體不銹鋼刀體的內(nèi)圓邊緣部位電鍍了一層人造金剛石。一般對(duì)稀土永磁材料進(jìn)行內(nèi)圓切割后，工件的被加工尺寸公差為±0.10mm，為了將工件尺寸精度提高并消除因內(nèi)圓切割過程中刃具在工件被加工表面上留下的切割刀痕，需將工件在內(nèi)圓切割時(shí)加工成正公差，并采用雙面研磨來修正公差，使工件經(jīng)雙面研磨后，幾何尺寸公差達(dá)到±0.01mm，同時(shí)提高工件表面光潔度。通常對(duì)在內(nèi)圓切割后的稀土永磁材料進(jìn)行雙面研磨是在雙面磨床上用鋼質(zhì)的行星片作為工件的卡具來實(shí)現(xiàn)的。在附圖2中，給出了通常的雙面磨床的結(jié)構(gòu)簡圖。將欲研磨的工件安放在行星片的圓孔內(nèi)并一起安放在以12表示的下磨盤上，同時(shí)行星片帶有的輪齒與外行星齒輪21和中心齒輪20嚙合。在附圖3中，外行星齒輪21和中心齒輪20的相互反向旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)帶動(dòng)行星片和工件12一起作圓周運(yùn)動(dòng)，同時(shí)下磨盤12則以與行星片相等的運(yùn)動(dòng)速度作反向旋轉(zhuǎn)。在加上附圖2中靜止不動(dòng)的上磨盤16壓覆在行星片和工件上之后，輸入以水混合的磨料即可實(shí)現(xiàn)對(duì)工件上下兩個(gè)端面的研磨。行星片的內(nèi)孔直徑比工件的外圓直徑大1～2mm。為了改善經(jīng)過了粗磨，切割和雙面研磨后稀土永磁材料工件的外觀質(zhì)量和抗蝕性能，需對(duì)工件進(jìn)行鍍鎳或鍍鋅處理。一方面由于稀土永磁材料工件大都具有體積小、形狀復(fù)雜、批量大的特點(diǎn)，為保證較高的生產(chǎn)效率，通常采用將許多工件在滾式電鍍機(jī)中進(jìn)行滾鍍的方法。另一方面，由于脆性的稀土永磁材料工件在滾鍍過程中相互碰撞，易造成被鍍工件的尖角部位崩斷而使尖角部位形成鋸齒狀的缺陷，通常的解決辦法是同被鍍工件一起摻入導(dǎo)電的固體填料，一般選用殘次的稀土永磁材料來充當(dāng)固體填料。為了確保已經(jīng)電鍍的稀土永磁材料工件的外觀質(zhì)量以及滿足工件所需要的計(jì)數(shù)的要求，通常的方法是由大量人工對(duì)稀土永磁材料工件一個(gè)一個(gè)地進(jìn)行肉眼檢查和計(jì)數(shù)。
上述現(xiàn)有技術(shù)的對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料進(jìn)行深加工的方法存在以下缺點(diǎn)
1.在進(jìn)行對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料的內(nèi)圓切割時(shí)，金剛石內(nèi)圓刀片易于接觸到鋼質(zhì)卡頭而造成金剛石內(nèi)圓刀刃的損壞和鋼質(zhì)卡頭的破損。因?yàn)閳A弧形的金剛石內(nèi)圓刀刃在還沒有將工件完全切斷的情況下已經(jīng)接觸到了鋼質(zhì)卡頭。
2.在進(jìn)行對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料的多個(gè)工件的同時(shí)切割時(shí)，工件與工件及工件與卡頭之間所用粘接劑往往會(huì)揮發(fā)出對(duì)操作者有害的氣體，而且粘接劑成本較高。另一方面，在工件被切斷后，粘附在工件和卡頭之上的粘接劑難以清除。
3.在進(jìn)行對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料的雙面研磨時(shí)，由于作為工件卡具的行星片是鋼質(zhì)的，而安放工件的行星片上的內(nèi)孔尺寸比工件大1～2mm，在雙面研磨過程中，行星片和工件以及上下磨盤的相對(duì)運(yùn)動(dòng)會(huì)造成工件側(cè)面與行星片內(nèi)孔壁之間的碰撞和磨擦，常常給工件造成側(cè)面被顯著磨損的缺陷。
4.在進(jìn)行對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料的雙面研磨時(shí)，磨料顆粒尺寸過小，造成研磨時(shí)間過長，同樣發(fā)生因工件側(cè)面與行星片內(nèi)孔側(cè)面接觸時(shí)間過長而造成的工件側(cè)面被顯著磨損的缺陷。磨料尺寸過大則達(dá)不到研磨所期望達(dá)到的工件表面精度。
5.在進(jìn)行對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料的滾式電鍍時(shí)，導(dǎo)電的固體填料同工件一起被電鍍上了一層金屬，造成電鍍液、電鍍功率以及陽極金屬的不必要消耗。
6.在進(jìn)行對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料的成品檢驗(yàn)時(shí)，由于稀土永磁材料工件普遍具有尺寸小，數(shù)量多，品種復(fù)雜的特點(diǎn)，大量人工對(duì)工件一個(gè)一個(gè)進(jìn)行肉眼觀測和計(jì)數(shù)的方法易出現(xiàn)不可避免的人為失誤，造成工件的外觀質(zhì)量和計(jì)數(shù)的準(zhǔn)確性得不到保障。
本發(fā)明的目的是克服現(xiàn)有技術(shù)中對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料進(jìn)行深加工的方法的上述缺點(diǎn)，提供一種適于產(chǎn)業(yè)化應(yīng)用的，高效率的，加工成本低廉的，加工質(zhì)量高的一種深加工方法。
本發(fā)明的對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料進(jìn)行深加工的方法包括粗磨削、內(nèi)圓切割、雙面研磨、電鍍和成品檢驗(yàn)步驟，其特征在于在進(jìn)行內(nèi)圓切割時(shí)，所用卡具帶有位于安裝工件的卡頭和工件之間的一塊普通玻璃，工件、玻璃和卡頭之間使用重量百分比成份為20～50％熟石灰+20～50％松香+20～50％天然膠的粘接劑；在進(jìn)行雙面研磨時(shí)，起卡具作用的行星片由塑料制成，將欲加工的燒結(jié)型稀土永磁材料與顆粒尺寸為75～100μm的碳化硅磨料同塑料行星片一起放入雙面磨床中進(jìn)行雙面研磨；在進(jìn)行表面電鍍時(shí)，同工件一起摻入不導(dǎo)電且在電鍍過程中不發(fā)生化學(xué)變化的固體填料；在進(jìn)行成品檢驗(yàn)時(shí)，使用一種檢驗(yàn)篩，該檢驗(yàn)篩由一塊帶有內(nèi)孔的有機(jī)玻璃篩板(34)和與有機(jī)玻璃篩板相聯(lián)結(jié)的有機(jī)玻璃檔緣(33)，以及放置在有機(jī)玻璃篩板上下的兩塊普通透明玻璃板(35)組成。
在附圖中

圖1是本發(fā)明方法在內(nèi)圓切割時(shí)實(shí)施安裝工件的卡具和粘接劑例子的草圖，圖中標(biāo)號(hào)1表示內(nèi)圓切片機(jī)的刀頭，2表示固定螺絲，3表示不銹鋼刀體，4表示金剛石刀刃，5表示固緊螺釘，6表示燕尾卡座，7表示燕尾卡頭，8表示普通玻璃，9表示被切工件，10表示粘接劑。
在附圖中圖2是通常雙面磨床的結(jié)構(gòu)簡圖，圖中標(biāo)號(hào)11表示機(jī)座，12表示下磨盤，13表示定位滑塊，14表示懸臂，15表示鋼絲繩，16表示上磨盤，17表示磨料輸入導(dǎo)管，18表示磨料槽，19表示行星片，20表示中心齒輪，21表示外行星齒輪。
在附圖中圖3是通常進(jìn)行雙面研磨時(shí)，研磨過程原理圖，圖中標(biāo)號(hào)22表示工件。
在附圖中圖4是本發(fā)明方法的使用的塑料行星片示意圖。
在附圖中圖5是本發(fā)明方法在滾式電鍍時(shí)實(shí)施摻入不導(dǎo)電固體填料例子的草圖，圖中標(biāo)號(hào)23表示電鍍槽體，24表示陽極，25表示電鍍液，26表示支架系統(tǒng)，27表示齒輪傳動(dòng)系統(tǒng)，28表示導(dǎo)電銅棒，29表示電機(jī)，30表示帶孔滾筒，31表示被鍍工件，32表示不導(dǎo)電固體填料。
在附圖中圖6是本發(fā)明方法在成品檢驗(yàn)時(shí)實(shí)施工件外觀檢測和計(jì)數(shù)的檢驗(yàn)篩結(jié)構(gòu)草圖，圖中標(biāo)號(hào)33表示有機(jī)玻璃檔緣，34表示有機(jī)玻璃篩板，35表示普通透明玻璃底板。
下面結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的燒結(jié)型稀土永磁材料深加工方法進(jìn)行詳細(xì)說明。
在附圖1中，用8表示的本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)燒結(jié)型稀土永磁材料工件內(nèi)圓切割所用玻璃是一塊厚度在3～25mm的普通硅玻璃，用該玻璃將工件9與燕尾卡頭7隔開，此三者之間則用以10表示的本發(fā)明方法所用粘接劑進(jìn)行粘合聯(lián)結(jié)。當(dāng)安裝金剛石內(nèi)圓刀片的刀頭1同金剛石內(nèi)圓刀片3在旋轉(zhuǎn)狀態(tài)下一起與移向刀口的工件9接觸并將其完全切斷后，金剛石內(nèi)圓刀片的圓弧形刀刃4已經(jīng)切入了普通硅玻璃8中，玻璃的厚度的下限值則至少應(yīng)保證在金剛石內(nèi)圓刀片完全切斷工件的情況下，圓弧形刀刃不至接觸到鋼質(zhì)的燕尾卡頭，也就是說這塊玻璃起著保護(hù)燕尾卡頭和金剛石內(nèi)圓刀片刃口的作用，因?yàn)橐坏┙饎偸度薪佑|柔韌性較好的鋼質(zhì)燕尾卡頭，不僅卡頭被損傷，而且刃口部位的金剛石也會(huì)被損壞。而金剛石刃口對(duì)普通硅玻璃的切割則對(duì)金剛石刃口的壽命影響很小。本發(fā)明方法在實(shí)現(xiàn)對(duì)燒結(jié)型稀土永磁材料進(jìn)行切斷時(shí)，還包括采用以10表示的粘接劑，該粘接劑系按重量百分比成份為20～50％熟石灰+20～50％松香+20～50％天然膠在混合后經(jīng)加熱熔化熬制而成。該粘接劑不僅能保證在對(duì)多個(gè)或單個(gè)工件進(jìn)行內(nèi)圓切斷時(shí)所必需的粘接強(qiáng)度，而且將切割后的工件連同玻璃和燕尾卡頭一起在80～100℃水中加熱時(shí)，該粘接劑能迅速溶解，使工件和玻璃及卡頭分離。這樣就能保證方便地一次切割多個(gè)圓形或方形工件，生產(chǎn)效率高。此外，該種粘接劑還具有無毒無污染，成本低廉的優(yōu)點(diǎn)。
在附圖2，附圖3和附圖4中用19表示本發(fā)明方法所用實(shí)現(xiàn)燒結(jié)型稀土永磁材料工件雙面研磨的塑料行星片。圖中僅給出了研磨圓柱形工件的例子。如欲研磨矩形工件，則附圖3和附圖4中塑料行星片內(nèi)孔將是矩形孔而不是附圖中所提到的圓形孔。在已提到的對(duì)工件進(jìn)行雙面研磨的過程中，由于塑料行星片硬度低并且有良好的彈性，塑料行星片的內(nèi)孔側(cè)面與工件側(cè)面之間的磨損大大削弱；另一方面采用顆粒尺寸為75μm到100μm的碳化硅磨料可保證最佳的研磨速度以使該方法的綜合效果處于最優(yōu)，因?yàn)槿籼蓟枘チ项w粒尺寸小于75μm，則被加工工件上下端面研磨速度過慢，而工件的側(cè)面則由于研磨時(shí)間過長而出現(xiàn)顯著磨損，若碳化硅磨料顆粒尺寸大于100μm則不僅會(huì)因研磨速度過快而難以控制工件的磨削公差，而且因碳化硅磨料粒度過粗，工件表面精度會(huì)顯著下降。
在附圖5中，以32表示本發(fā)明方法實(shí)現(xiàn)燒結(jié)型稀土永磁材料工件電鍍所用的不導(dǎo)電固體填料。許多工件31被裝在以30表示的帶孔滾筒中通過傳動(dòng)齒輪機(jī)構(gòu)在電機(jī)帶動(dòng)下在電鍍液中作旋轉(zhuǎn)運(yùn)動(dòng)，帶孔滾筒內(nèi)安放有負(fù)電極與工件接觸。本發(fā)明所使用的不導(dǎo)電且在電鍍過程中不發(fā)生化學(xué)變化的固體填料(例如尺寸為1～50mm的玻璃球)摻雜在被鍍工件中同工件一起在滾筒內(nèi)運(yùn)動(dòng)，不僅避免了脆性的稀土永磁材料工件因相互碰撞而造成的崩裂，而且因這種不導(dǎo)電且在電鍍過程中不發(fā)生化學(xué)變化的固體填料可以不消耗電鍍功率和不會(huì)在其表面上發(fā)生電鍍沉積金屬層的現(xiàn)象，因此，同通常的摻入導(dǎo)電的固體填料相比，可減少電鍍功率消耗和電鍍液及陽極鎳、鋅等的不必要消耗，而且成本低廉，電鍍層質(zhì)量一致性好。
附圖6是本發(fā)明實(shí)現(xiàn)燒結(jié)型稀土永磁材料工件的外觀檢驗(yàn)和計(jì)數(shù)所使用的檢驗(yàn)篩例子的草圖。用34表示用有機(jī)玻璃制作的帶有數(shù)百個(gè)內(nèi)孔的篩板，篩板內(nèi)孔直徑略大于被檢驗(yàn)工件的直徑，篩板內(nèi)孔深度則略小于圓柱形工件的高度。將一堆欲進(jìn)行外觀檢驗(yàn)和計(jì)數(shù)的工件放到篩板上，用手抹動(dòng)工件或?qū)z驗(yàn)篩輕輕搖動(dòng)，篩板上的工件則進(jìn)入篩板內(nèi)孔中，在篩板中每個(gè)內(nèi)孔都排滿工件時(shí)，將多余的工件用手抹掉，即可根據(jù)篩板上的孔數(shù)計(jì)量工件數(shù)量，同時(shí)用肉眼或其它方法對(duì)工件的上表面進(jìn)行檢驗(yàn)，挑出次品，然后放上另一塊普通玻璃底板覆蓋到篩板上，翻過來同樣檢驗(yàn)工件的另一表面。該方法具有檢驗(yàn)效率高，計(jì)數(shù)準(zhǔn)確，工具輕便、結(jié)構(gòu)簡單和易于制作的特點(diǎn)，而且被檢驗(yàn)的工件尺寸越小，該方法的優(yōu)點(diǎn)越突出。
下面結(jié)合附圖舉出按本發(fā)明方法實(shí)施對(duì)稀土永磁材料進(jìn)行深加工的例子。
例如欲將燒結(jié)型釹鐵硼永磁毛坯加工成 12.5×3.0mm圓柱形元件。先將釹鐵硼毛坯圓柱在無心磨床上進(jìn)行外圓磨削，外圓尺寸公差達(dá)到所設(shè)定要求的±0.02mm。然后將數(shù)根已經(jīng)外圓磨削好的工件連同燕尾卡頭一起預(yù)熱至60～100℃，將成份配比為(重量比)∶熟石灰∶松香∶天然膠＝1∶1∶1的制好的粘接劑(制好的已提到的本發(fā)明所使用的粘接劑在常溫下為固態(tài))接觸所需粘接的部位，粘接劑即被熔化成液態(tài)而流入欲粘接的部位，冷卻后凝固即實(shí)現(xiàn)了已提到的粘接。將已粘接好的工件、玻璃和燕尾卡頭按附圖1所示方式裝入內(nèi)圓切片機(jī)，即可進(jìn)行內(nèi)圓切割。將已切割尺寸為成 12.5×3.0mm的工件連同玻璃和燕尾卡頭一起放入60℃～l00℃水中浸泡3～5分鐘，粘接劑即自動(dòng)溶解于水中，工件與玻璃和燕尾卡頭迅速分離。將已切割好的工件放在本發(fā)明所提到的在以塑料制作的內(nèi)孔尺寸為 13～13.5mm，厚度為2～2.5mm的行星片內(nèi)孔中，按附圖2所示方式一起放入雙面磨床中，同時(shí)輸入本發(fā)明已提到的尺寸為85μm的碳化硅磨料進(jìn)行研磨。將已研磨好的工件按體積百分比為1∶1摻入尺寸為1～50mm的本發(fā)明所提到的普通玻璃球，一起裝入如附圖5所示的滾式電鍍機(jī)中進(jìn)行電鍍。將已經(jīng)電鍍好的工件取一堆放到帶有500個(gè)內(nèi)孔的本發(fā)明所提到的檢驗(yàn)篩板上，抹動(dòng)工件，使篩板中每個(gè)孔內(nèi)都排滿工件，同時(shí)將多余的工件抹掉，則該檢驗(yàn)篩的一次工件計(jì)數(shù)量即為500件。同時(shí)即可用肉眼或其它方法檢查工件的上下表面。
權(quán)利要求
1.一種燒結(jié)型稀土永磁材料的深加工方法，該方法包括粗磨削、內(nèi)圓切割、雙面研磨、電鍍和成品檢驗(yàn)步驟，其特征在于在進(jìn)行內(nèi)圓切割時(shí)，所用卡具帶有位于安裝工件的卡頭和工件之間的一塊普通玻璃，工件、玻璃和卡頭之間使用重量百分比成份為20～50％熟石灰+20～50松香％+20～50％天然膠的粘接劑；在進(jìn)行雙面研磨時(shí)起卡具作用的行星片由塑料制成，將欲加工的燒結(jié)稀土永磁材料與顆粒尺寸為75μm～100μm的碳化硅磨料同塑料行星片一起放入雙面磨床中進(jìn)行雙面研磨；在進(jìn)行表面電鍍時(shí)，同工件一起摻入不導(dǎo)電且在電鍍過程中不發(fā)生化學(xué)變化的固體壤料；在進(jìn)行成品檢驗(yàn)時(shí)使用一種檢驗(yàn)篩，該檢驗(yàn)篩由一塊帶有內(nèi)孔的有機(jī)玻璃篩板(34)和與有機(jī)玻璃篩板相聯(lián)結(jié)的有機(jī)玻璃檔緣(33)，以及放置在有機(jī)玻璃篩板上下的兩塊普通透明玻璃板(35)組成。
2.按權(quán)利要求1的燒結(jié)型稀土永磁材料深加工方法，其特征是進(jìn)行表面電鍍時(shí)，同工件一起摻入的固體填料為普通玻璃。
3.按權(quán)利要求2的燒結(jié)型稀土永磁材料深加工方法，其特征是所述的固體填料為球狀。
4.按權(quán)利要求1的燒結(jié)型稀土永磁材料深加工方法，其特征是，進(jìn)行表面電鍍時(shí)，同工件一起摻入的固體填料與被鍍工件的體積比為(1～2)∶1。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種燒結(jié)型稀土永磁材料的深加工方法，包括粗磨劑，內(nèi)圓切割，雙面研磨，電鍍和成品檢驗(yàn)步驟，其中內(nèi)圓切割使用一種帶普通玻璃的卡具，和一種既能保證粘接強(qiáng)度，又能在熱水中迅速溶解的粘接劑；雙面研磨使用塑料行星片和特定尺寸的磨料；電鍍使用不導(dǎo)電而且在電鍍過程中不發(fā)生化學(xué)變化的固體填料；成品檢驗(yàn)使用一種透明檢驗(yàn)篩。
文檔編號(hào)H01F1/032GK1144388SQ96105289
公開日1997年3月5日 申請(qǐng)日期1996年5月31日 優(yōu)先權(quán)日1996年5月31日
發(fā)明者陳平安, 熊科, 何葉青, 史榮瑩, 秦萬學(xué), 霍志清, 袁曉燕, 白華春 申請(qǐng)人:北京市石景山區(qū)京磁技術(shù)公司鑫京馬永磁元件廠