高性能永磁铁氧体的成型与磨削工艺设备

发布于：2006/10/27 9:02:14 | 444 次阅读

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     1　前言
　　科学技术的迅速发展，拓宽了高性能永磁铁氧体的应用领域，电子信息技术革命推进了世界经济的发展，为适应市场的需求，磁性材料的生产中心正逐步由发达国家向发展中国家转移。由于我国具有原材料资源丰富、劳动力成本低廉等优势，近十余年磁性材料的生产规模以20％左右的年增长速度持续发展，发展速度居世界首位，永磁铁氧体的产量已接近全世界产量的1／3，但我们在产品结构上存在着低档次产品比重大，而技术含量高的中、产品比重小的问题，产值还未占到世界的1／10，以致出现不少企业效益低，甚至亏损的情况。我国即将加入WTO，这将给磁性材料产业的发展带来新的机遇，同时我们也将面临更加严峻的挑战，这就要求我们要有尽快缩小我国磁性材料产品与国际先进产品差距的紧迫感，当务之急是要在扩大规模生产的同时，努力提高产品的性能，增加技术含量，降低生产成本，以全面提升在国际市场上的竞争力。

　　2　先进的工艺技术和设备是产品上档升级的关键

　　一代技术，一代设备，是生产一代新产品的基础和保证。要生产出高性能的永磁铁氧体，必须系统地研究制粉、成型、烧结等各工序的先进工艺技术并配置能满足先进工艺技术要求的先进设备。宜宾899厂通过加强技术改造，研究改进生产工艺技术，引进国外先进设备，使产品性能和质量得到显著提高，现已能生产出相当于日本FB5B，FB5H和FB6E等材料的产品。但由于先进设备的数量及设备能力的匹配等方面的影响，还未能形成规模化生产能力，稳定性和一致性也不能充分满足市场需求。

　　由于诸多原因，国外先进设备的价格令国内大多数企业望而却步，而国内设备与国外先进设备相比，在自动化、智能化、稳定性、生产效率等方面又存在着较大差距，因此，加大力度开发适合中国国情、在性能和可靠性方面达到或接近国外先进水平、价格适中、性价比高的新型设备已成为急需解决的课题，这对于大多数磁材生产企业能否用较低的投入完成技术改造，以提高产品的性能，增加产品技术含量，扩大生产规模，获得更好的效益具有重要意义。

　　3　新型压机和瓦形磁体磨床
　　
　　在永磁铁氧体的生产工艺中，成型压机是最关键的工艺装备之一。在料粉满足相关要求的前提下，成型工艺技术水平和压机的性能对永磁铁氧体的密度、取向度有着重要影响，因此，只有在掌握先进工艺技术并具备性能优良的压机的条件下，才有可能稳定地进行高性能永磁铁氧体的成型。

　　以成都中国西部电子机械装备集团生产的湿压成型自动压机C45100－3、C45125、C45150－1、C45150－2、C45200等系列产品为例，与国外先进压机的主要性能逐项进行比较，如表1所示。

　　随着永磁电机在汽车、摩托车、家电产品上的应用范围不断扩大，铁氧体瓦形磁体的需求量逐年增加，而汽车、摩托车、小家电产品为满足市场的需求又要求磁电机进一步向小型化发展，即要求磁电机在体积不变的情况下，增大功率，或输出功率不变的情况下减小体积。因此，铁氧体瓦形磁体同时面临提高磁性能和提高形状尺寸的两项要求，后者靠磨加工设备作保证，而瓦形磁体的磨加工，由于其加工工艺的特殊性，一直是困扰磁体生产企业的难题之一，而成为生产过程中的瓶颈工序。由于整体工艺技术水平不高，受料粉粒度的均匀性、成型方式、取向场分布、含水量、烧结时温度均匀性和装料方式等系列因素的影响，使得铁氧体磁瓦烧结后的毛坯变形较大，尺寸余量大小不一，因此，加工余量较大，这就给磨加工增加了困难。

　　瓦形磁体磨床可分为三种类型：

    （1）简易磨床：分工序单独磨削底、侧面，内圆弧面，外圆弧面中一的个面，由于磨削速度低，装夹定位不可靠等原因，加工不高，只能作粗加工，解决毛坯的一致性。

    （2）单工位磨床：分工序单独对底、侧面，内圆弧面，外圆弧面中的一个面进行加工，这类磨床与简易磨床的区别在于机床结构合理、较高，并有较高的磨削速度，磨出的产品高、一致性好，既可作为通过式磨床的预加工设备，对于小批量、多品种的生产企业，又可作为精磨设备。成都中国西部电子机械装备集团公司生产的J003－型单工位磨床就属这类磨床。

    （3）通过式磨床：对于大批量生产瓦形磁体的企业，适合选择通过式瓦形磁体磨床，用成型磨削方式，性连续自动完成底、侧面，内、外圆弧面等六个面的加工，达到要求的形状、尺寸。目前国内使用的通过式瓦形磁体磨床，进口设备主要有从日本、意大利、瑞士引进的，国产设备有中国西部电子机械装备集团生产的J0040型通过式瓦形磁体磨床，北京机电研究所生产的WPM80D通过式瓦形磁体磨床，这些磨床从经济、高效、低成本完成瓦形磁体磨削获得高、一致性好的产品的要求来看，大都不同程度地存在着一些不足。为了满足用户工艺更新、产品升级换代、高效率生产高性能瓦形磁体的需求，成都中国西部电子机械装备集团公司，在广泛吸取九十年代国外同类设备的相关先进技术的基础上，研究开发了具有自主知识产权的新一代J0050型通过式瓦形磁体磨床。该磨床由主机、电控柜、磁粉回收及冷却水循环装置组成。有三个磨头，可性通过式完成底、侧面、内、外圆弧面加工，磨头用7．5kW调频电机驱动，动力大，可根据加工需要，自选磨削速度、无级调整，磨削速度可达66m／s，磨削深度可达单面1．5mm，送进电机为磁调速电机，送进速度为0．3～1．6m／min无级调速，并采用双送进轮同步输送，使各磨削工位送进力均衡，避免某一工位因送进力过大造成工件挤碎。履带式传送带保证了输送的平稳性，有利于提高产品的直线性。传送带使用寿命长，大大降低了使用费用。导料、定位用导轨为嵌锒硬质合金的组合式结构，调整方便可靠，耐用度高，在一定范围内更换工件品种不需要更换导轨，大大减少了更换品种的投入。每个磨头均能方便灵活地实现轴向移动和升降调节，调整分别达0．01mm和0．02mm，因而能充分满足不同规格品种高瓦形磁体的磨加工要求，主要功能已达到或接近国外同类磨床的先进水平。在某些方面还有突出的特色，而价格仅相当进口设备的1／10左右，具有极高的性价比。

　　4　结束语

    加强技术创新，发展新技术，提高产业技术水平是我国“十·五”期间的重要目标之一。磁性材料作为信息产业的重要组成部分，具有很大的发展空间，我们已形成相当的生产规模，急需努力增大产品技术含量，提高产品性能，降低生产成本，以期获得更好的效益。

　　而积极研究先进的工艺技术，开发应用先进的、自动化、智能化更高的工艺设备，则是实现规模化，稳定生产一致性好的高性能铁氧体永磁器件的关键。

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