专利名称：烧结型稀土永磁材料深加工方法
技术领域：
本发明属于烧结型稀土永磁材料的深加工领域，对烧结型稀土永磁材料进行切割、磨削、电镀、检验的方法，以及实施该方法的一些关键手段和装置。
烧结型稀土永磁材料性硬而脆，例如烧结型钕铁硼材料洛氏硬度为HRC58。将烧结型稀土永磁材料毛坯加工成满足各种用途要求的形状和几何精度的深加工方法，通常采取如下步骤粗磨削→内圆切割→双面研磨→电镀→成品检验。其中进行粗磨削的方法是采用无心磨削或平面磨削。其中进行内圆切割的方法包括将一把约0.1mm厚的金刚石内圆刀片安装在一个以约3000转/分速度旋转的刀头上，在液压装置的驱动下卡头带着工件移向刀刃，接触工件并实现对工件的切断，其所用的金刚石内圆刀片乃是在奥氏体不锈钢刀体的内圆边缘部位电镀了一层人造金刚石。一般对稀土永磁材料进行内圆切割后，工件的被加工尺寸公差为±0.10mm，为了将工件尺寸精度提高并消除因内圆切割过程中刃具在工件被加工表面上留下的切割刀痕，需将工件在内圆切割时加工成正公差，并采用双面研磨来修正公差，使工件经双面研磨后，几何尺寸公差达到±0.01mm，同时提高工件表面光洁度。通常对在内圆切割后的稀土永磁材料进行双面研磨是在双面磨床上用钢质的行星片作为工件的卡具来实现的。在附图2中，给出了通常的双面磨床的结构简图。将欲研磨的工件安放在行星片的圆孔内并一起安放在以12表示的下磨盘上，同时行星片带有的轮齿与外行星齿轮21和中心齿轮20啮合。在附图3中，外行星齿轮21和中心齿轮20的相互反向旋转运动带动行星片和工件12一起作圆周运动，同时下磨盘12则以与行星片相等的运动速度作反向旋转。在加上附图2中静止不动的上磨盘16压覆在行星片和工件上之后，输入以水混合的磨料即可实现对工件上下两个端面的研磨。行星片的内孔直径比工件的外圆直径大1～2mm。为了改善经过了粗磨，切割和双面研磨后稀土永磁材料工件的外观质量和抗蚀性能，需对工件进行镀镍或镀锌处理。一方面由于稀土永磁材料工件大都具有体积小、形状复杂、批量大的特点，为保证较高的生产效率，通常采用将许多工件在滚式电镀机中进行滚镀的方法。另一方面，由于脆性的稀土永磁材料工件在滚镀过程中相互碰撞，易造成被镀工件的尖角部位崩断而使尖角部位形成锯齿状的缺陷，通常的解决办法是同被镀工件一起掺入导电的固体填料，一般选用残次的稀土永磁材料来充当固体填料。为了确保已经电镀的稀土永磁材料工件的外观质量以及满足工件所需要的计数的要求，通常的方法是由大量人工对稀土永磁材料工件一个一个地进行肉眼检查和计数。
上述现有技术的对烧结型稀土永磁材料进行深加工的方法存在以下缺点
1.在进行对烧结型稀土永磁材料的内圆切割时，金刚石内圆刀片易于接触到钢质卡头而造成金刚石内圆刀刃的损坏和钢质卡头的破损。因为圆弧形的金刚石内圆刀刃在还没有将工件完全切断的情况下已经接触到了钢质卡头。
2.在进行对烧结型稀土永磁材料的多个工件的同时切割时，工件与工件及工件与卡头之间所用粘接剂往往会挥发出对操作者有害的气体，而且粘接剂成本较高。另一方面，在工件被切断后，粘附在工件和卡头之上的粘接剂难以清除。
3.在进行对烧结型稀土永磁材料的双面研磨时，由于作为工件卡具的行星片是钢质的，而安放工件的行星片上的内孔尺寸比工件大1～2mm，在双面研磨过程中，行星片和工件以及上下磨盘的相对运动会造成工件侧面与行星片内孔壁之间的碰撞和磨擦，常常给工件造成侧面被显著磨损的缺陷。
4.在进行对烧结型稀土永磁材料的双面研磨时，磨料颗粒尺寸过小，造成研磨时间过长，同样发生因工件侧面与行星片内孔侧面接触时间过长而造成的工件侧面被显著磨损的缺陷。磨料尺寸过大则达不到研磨所期望达到的工件表面精度。
5.在进行对烧结型稀土永磁材料的滚式电镀时，导电的固体填料同工件一起被电镀上了一层金属，造成电镀液、电镀功率以及阳极金属的不必要消耗。
6.在进行对烧结型稀土永磁材料的成品检验时，由于稀土永磁材料工件普遍具有尺寸小，数量多，品种复杂的特点，大量人工对工件一个一个进行肉眼观测和计数的方法易出现不可避免的人为失误，造成工件的外观质量和计数的准确性得不到保障。
本发明的目的是克服现有技术中对烧结型稀土永磁材料进行深加工的方法的上述缺点，提供一种适于产业化应用的，高效率的，加工成本低廉的，加工质量高的一种深加工方法。
本发明的对烧结型稀土永磁材料进行深加工的方法包括粗磨削、内圆切割、双面研磨、电镀和成品检验步骤，其特征在于在进行内圆切割时，所用卡具带有位于安装工件的卡头和工件之间的一块普通玻璃，工件、玻璃和卡头之间使用重量百分比成份为20～50％熟石灰+20～50％松香+20～50％天然胶的粘接剂；在进行双面研磨时，起卡具作用的行星片由塑料制成，将欲加工的烧结型稀土永磁材料与颗粒尺寸为75～100μm的碳化硅磨料同塑料行星片一起放入双面磨床中进行双面研磨；在进行表面电镀时，同工件一起掺入不导电且在电镀过程中不发生化学变化的固体填料；在进行成品检验时，使用一种检验筛，该检验筛由一块带有内孔的有机玻璃筛板(34)和与有机玻璃筛板相联结的有机玻璃档缘(33)，以及放置在有机玻璃筛板上下的两块普通透明玻璃板(35)组成。
在附图中
图1是本发明方法在内圆切割时实施安装工件的卡具和粘接剂例子的草图，图中标号1表示内圆切片机的刀头，2表示固定螺丝，3表示不锈钢刀体，4表示金刚石刀刃，5表示固紧螺钉，6表示燕尾卡座，7表示燕尾卡头，8表示普通玻璃，9表示被切工件，10表示粘接剂。
在附图中图2是通常双面磨床的结构简图，图中标号11表示机座，12表示下磨盘，13表示定位滑块，14表示悬臂，15表示钢丝绳，16表示上磨盘，17表示磨料输入导管，18表示磨料槽，19表示行星片，20表示中心齿轮，21表示外行星齿轮。
在附图中图3是通常进行双面研磨时，研磨过程原理图，图中标号22表示工件。
在附图中图4是本发明方法的使用的塑料行星片示意图。
在附图中图5是本发明方法在滚式电镀时实施掺入不导电固体填料例子的草图，图中标号23表示电镀槽体，24表示阳极，25表示电镀液，26表示支架系统，27表示齿轮传动系统，28表示导电铜棒，29表示电机，30表示带孔滚筒，31表示被镀工件，32表示不导电固体填料。
在附图中图6是本发明方法在成品检验时实施工件外观检测和计数的检验筛结构草图，图中标号33表示有机玻璃档缘，34表示有机玻璃筛板，35表示普通透明玻璃底板。
下面结合附图对本发明的烧结型稀土永磁材料深加工方法进行详细说明。
在附图1中，用8表示的本发明方法实现烧结型稀土永磁材料工件内圆切割所用玻璃是一块厚度在3～25mm的普通硅玻璃，用该玻璃将工件9与燕尾卡头7隔开，此三者之间则用以10表示的本发明方法所用粘接剂进行粘合联结。当安装金刚石内圆刀片的刀头1同金刚石内圆刀片3在旋转状态下一起与移向刀口的工件9接触并将其完全切断后，金刚石内圆刀片的圆弧形刀刃4已经切入了普通硅玻璃8中，玻璃的厚度的下限值则至少应保证在金刚石内圆刀片完全切断工件的情况下，圆弧形刀刃不至接触到钢质的燕尾卡头，也就是说这块玻璃起着保护燕尾卡头和金刚石内圆刀片刃口的作用，因为一旦金刚石刀刃接触柔韧性较好的钢质燕尾卡头，不仅卡头被损伤，而且刃口部位的金刚石也会被损坏。而金刚石刃口对普通硅玻璃的切割则对金刚石刃口的寿命影响很小。本发明方法在实现对烧结型稀土永磁材料进行切断时，还包括采用以10表示的粘接剂，该粘接剂系按重量百分比成份为20～50％熟石灰+20～50％松香+20～50％天然胶在混合后经加热熔化熬制而成。该粘接剂不仅能保证在对多个或单个工件进行内圆切断时所必需的粘接强度，而且将切割后的工件连同玻璃和燕尾卡头一起在80～100℃水中加热时，该粘接剂能迅速溶解，使工件和玻璃及卡头分离。这样就能保证方便地一次切割多个圆形或方形工件，生产效率高。此外，该种粘接剂还具有无毒无污染，成本低廉的优点。
在附图2，附图3和附图4中用19表示本发明方法所用实现烧结型稀土永磁材料工件双面研磨的塑料行星片。图中仅给出了研磨圆柱形工件的例子。如欲研磨矩形工件，则附图3和附图4中塑料行星片内孔将是矩形孔而不是附图中所提到的圆形孔。在已提到的对工件进行双面研磨的过程中，由于塑料行星片硬度低并且有良好的弹性，塑料行星片的内孔侧面与工件侧面之间的磨损大大削弱；另一方面采用颗粒尺寸为75μm到100μm的碳化硅磨料可保证最佳的研磨速度以使该方法的综合效果处于最优，因为若碳化硅磨料颗粒尺寸小于75μm，则被加工工件上下端面研磨速度过慢，而工件的侧面则由于研磨时间过长而出现显著磨损，若碳化硅磨料颗粒尺寸大于100μm则不仅会因研磨速度过快而难以控制工件的磨削公差，而且因碳化硅磨料粒度过粗，工件表面精度会显著下降。
在附图5中，以32表示本发明方法实现烧结型稀土永磁材料工件电镀所用的不导电固体填料。许多工件31被装在以30表示的带孔滚筒中通过传动齿轮机构在电机带动下在电镀液中作旋转运动，带孔滚筒内安放有负电极与工件接触。本发明所使用的不导电且在电镀过程中不发生化学变化的固体填料(例如尺寸为1～50mm的玻璃球)掺杂在被镀工件中同工件一起在滚筒内运动，不仅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，而且因这种不导电且在电镀过程中不发生化学变化的固体填料可以不消耗电镀功率和不会在其表面上发生电镀沉积金属层的现象，因此，同通常的掺入导电的固体填料相比，可减少电镀功率消耗和电镀液及阳极镍、锌等的不必要消耗，而且成本低廉，电镀层质量一致性好。
附图6是本发明实现烧结型稀土永磁材料工件的外观检验和计数所使用的检验筛例子的草图。用34表示用有机玻璃制作的带有数百个内孔的筛板，筛板内孔直径略大于被检验工件的直径，筛板内孔深度则略小于圆柱形工件的高度。将一堆欲进行外观检验和计数的工件放到筛板上，用手抹动工件或将检验筛轻轻摇动，筛板上的工件则进入筛板内孔中，在筛板中每个内孔都排满工件时，将多余的工件用手抹掉，即可根据筛板上的孔数计量工件数量，同时用肉眼或其它方法对工件的上表面进行检验，挑出次品，然后放上另一块普通玻璃底板覆盖到筛板上，翻过来同样检验工件的另一表面。该方法具有检验效率高，计数准确，工具轻便、结构简单和易于制作的特点，而且被检验的工件尺寸越小，该方法的优点越突出。
下面结合附图举出按本发明方法实施对稀土永磁材料进行深加工的例子。
例如欲将烧结型钕铁硼永磁毛坯加工成 12.5×3.0mm圆柱形元件。先将钕铁硼毛坯圆柱在无心磨床上进行外圆磨削，外圆尺寸公差达到所设定要求的±0.02mm。然后将数根已经外圆磨削好的工件连同燕尾卡头一起预热至60～100℃，将成份配比为(重量比)∶熟石灰∶松香∶天然胶＝1∶1∶1的制好的粘接剂(制好的已提到的本发明所使用的粘接剂在常温下为固态)接触所需粘接的部位，粘接剂即被熔化成液态而流入欲粘接的部位，冷却后凝固即实现了已提到的粘接。将已粘接好的工件、玻璃和燕尾卡头按附图1所示方式装入内圆切片机，即可进行内圆切割。将已切割尺寸为成 12.5×3.0mm的工件连同玻璃和燕尾卡头一起放入60℃～l00℃水中浸泡3～5分钟，粘接剂即自动溶解于水中，工件与玻璃和燕尾卡头迅速分离。将已切割好的工件放在本发明所提到的在以塑料制作的内孔尺寸为 13～13.5mm，厚度为2～2.5mm的行星片内孔中，按附图2所示方式一起放入双面磨床中，同时输入本发明已提到的尺寸为85μm的碳化硅磨料进行研磨。将已研磨好的工件按体积百分比为1∶1掺入尺寸为1～50mm的本发明所提到的普通玻璃球，一起装入如附图5所示的滚式电镀机中进行电镀。将已经电镀好的工件取一堆放到带有500个内孔的本发明所提到的检验筛板上，抹动工件，使筛板中每个孔内都排满工件，同时将多余的工件抹掉，则该检验筛的一次工件计数量即为500件。同时即可用肉眼或其它方法检查工件的上下表面。
权利要求
1.一种烧结型稀土永磁材料的深加工方法，该方法包括粗磨削、内圆切割、双面研磨、电镀和成品检验步骤，其特征在于在进行内圆切割时，所用卡具带有位于安装工件的卡头和工件之间的一块普通玻璃，工件、玻璃和卡头之间使用重量百分比成份为20～50％熟石灰+20～50松香％+20～50％天然胶的粘接剂；在进行双面研磨时起卡具作用的行星片由塑料制成，将欲加工的烧结稀土永磁材料与颗粒尺寸为75μm～100μm的碳化硅磨料同塑料行星片一起放入双面磨床中进行双面研磨；在进行表面电镀时，同工件一起掺入不导电且在电镀过程中不发生化学变化的固体壤料；在进行成品检验时使用一种检验筛，该检验筛由一块带有内孔的有机玻璃筛板(34)和与有机玻璃筛板相联结的有机玻璃档缘(33)，以及放置在有机玻璃筛板上下的两块普通透明玻璃板(35)组成。
2.按权利要求1的烧结型稀土永磁材料深加工方法，其特征是进行表面电镀时，同工件一起掺入的固体填料为普通玻璃。
3.按权利要求2的烧结型稀土永磁材料深加工方法，其特征是所述的固体填料为球状。
4.按权利要求1的烧结型稀土永磁材料深加工方法，其特征是，进行表面电镀时，同工件一起掺入的固体填料与被镀工件的体积比为(1～2)∶1。
全文摘要
本发明公开了一种烧结型稀土永磁材料的深加工方法，包括粗磨剂，内圆切割，双面研磨，电镀和成品检验步骤，其中内圆切割使用一种带普通玻璃的卡具，和一种既能保证粘接强度，又能在热水中迅速溶解的粘接剂；双面研磨使用塑料行星片和特定尺寸的磨料；电镀使用不导电而且在电镀过程中不发生化学变化的固体填料；成品检验使用一种透明检验筛。
文档编号H01F1/032GK1144388SQ96105289
公开日1997年3月5日 申请日期1996年5月31日 优先权日1996年5月31日
发明者陈平安, 熊科, 何叶青, 史荣莹, 秦万学, 霍志清, 袁晓燕, 白华春 申请人:北京市石景山区京磁技术公司鑫京马永磁元件厂