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    燒結釹鐵硼常見的加工方法

    作者:中科編輯部 時間:2023年08月01

    燒結釹鐵硼磁鋼產品的主要形狀包括方片、圓柱、圓環、瓦型、扇形和各類異型產品,實際生產中多是先生產大塊坯料,之后根據用戶的尺寸要求通過后加工獲得最終的成品。

    燒結釹鐵硼采用粉末冶金方式制備,材料硬度高,脆性大,容易斷裂;并且加工過程中的放熱、腐蝕和缺陷都會對磁性能造成損傷,因此需要根據這些特性選擇合適的加工方式。目前燒結釹鐵硼機加工以傳統的切削、磨削、倒角、鉆削等為主,另外還有電火花切割、激光加工、超聲波加工等方式。

    1、切片(切削)工藝

    多采用切片機、電火花線切割機、線鋸或激光切割機完成切削工藝。

    切片機:利用高速旋轉的薄片內圓式金剛鉆刀具將釹鐵硼磁鋼進行自動切割,切片過程使用切削油作為切削冷卻液。優點是不需要定制專用刀具,靈活性強,適用于樣品加工和截斷加工。但由于加工效率和出材率低,垂直度保證能力弱,批量化切片生產已逐漸被多線切割機(線鋸)取代。

    多線鋸切割:使用工裝夾具將工件固定在工作臺上,通過羅拉布金剛線,高速運轉的金剛線(線徑0.15~0.2mm)與磁鋼摩擦,實現物料切割,切削過程采用切削液冷卻。主要特點是可以同時切割多個工件,生產效率、良品率和出材率高,對垂直度保證能力強,適用于批量持續加工。但針對不同規格產品需要定制專用羅拉。

    電火花線切割:使用鉬絲電極在釹鐵硼磁鋼上產生高頻電火花,使其局部熔化,由計算機控制,使電極線按預定的軌跡進行切割加工。電火花線切割優點是加工精度高,可用于瓦形、異形類產品切片加工和大塊磁體的切割。缺點是切割速度較慢,且切割面熔融區對磁性能影響較大。

    激光切割:采用激光束匯聚于磁材上,磁材熔融氣化,消失區域形成切縫。激光切割是非接觸式加工,具有對環境影響小,加工精度高,可對傾斜面加工等特點,應用前景廣闊。但加工過程中溫度與應力的變化對磁體性能有一定影響,并且切割厚度較大產品時由于激光束的發散,造成切割斷面存在坡度。

    2、磨削工藝

    主要指用磨削盤或砂輪磨削工件表面的加工方式。方塊釹鐵硼磁鋼常用的磨削加工方法有:立磨、平磨、雙端面磨等。圓柱形及圓環類釹鐵硼毛坯經常采用的是無心磨、方磨圓、內外圓磨等。瓦型、扇形、異型磁鋼可采用多工位成型磨床。

    平面磨床:應用于磁材的平面磨削加工,也可進行多面加工。一般采用臥軸矩臺平面磨床(平磨)或立軸圓臺平面磨床(立磨),將磁鋼平整面作為基準面整齊地碼放并用擋板夾具等固定在磁盤工作臺上,采用砂輪進行往復式平面磨削。

    雙端面磨床:以傳送帶連續通過產品,兩個砂輪位于產品兩側,采用臥軸雙磨頭旋轉帶動砂輪(兩砂輪產生傾角),在砂輪的旋轉下磨削產品的兩個平面。雙端面磨床加工精度高,表面粗糙度小,是釹鐵硼機加工中應用最為廣泛的對稱平面加工設備。

    無心磨床(或方磨圓機):無心磨床用于圓柱毛坯的外圓磨加工,方磨圓機使用于方條磁鋼的磨圓加工。通過喂料器與導軌使磁鋼依次通過導輪和磨削輪,導輪帶動磁鋼工件在墊鐵上轉動,磨削輪對磁鋼外圓進行磨削達到要求的直徑。

    內、外圓磨機:通過夾具固定磁鋼工件,然后使磨頭沿著工件內圓或外圓周運動,將磁鋼工件磨削達到內、外圓設定尺寸,并使表面磨平、去除毛刺。多用于圓環類產品的內外表面加工。

    成型磨床:可磨削各種平面、曲面或通過特制砂輪(砂輪修形)進行復雜成型面的磨削,適宜于不需要機動進刀的磨削加工,以滿足不同種類產品的形狀需求。通常用于產品的機械倒角或異型產品加工。

    3、鉆削(打孔)加工

    燒結釹鐵硼鉆孔過程極易發生斷裂或碎裂,因此需要特定設備和工藝進行打孔作業。釹鐵硼內孔加工常用的設備包括掏孔機床、儀表車床和臺式鉆床等。

    掏孔機床(套孔機):采用金剛石圓環刀具,產品由夾頭固定并由主軸帶動旋轉,刀具進給對產品實現內孔加工的一種設備。掏孔車床通常用于加工內孔在8mm以上的釹鐵硼產品。通過特制的掏刀與鉸刀,可完成掏孔和鉸孔。

    儀表車床:儀表車床通過夾具夾緊磁鋼產品,通過主軸電機帶動產品不斷旋轉,由固定的合金刀具對旋轉的工件進行鉆削加工。主要用于圓柱、圓環和小方塊產品的打孔,套孔等,加工孔徑小于5mm。

    臺式鉆床:采用自制工裝定位產品,硬質合金刀具旋轉進給,對產品實現鉆削加工的一種設備;與儀表車床的主要區別在于:儀表車床工件旋轉,刀具固定;而臺式鉆床工件固定,刀具旋轉。因此臺式鉆床可應用于異形產品通孔、盲孔、臺階孔的加工。

    超聲波打孔機:經換能器將超聲能量集中到鉆頭位置,鉆頭高頻機械震蕩帶動磨料懸濁液,通過高速沖擊、摩擦和空化作用等實現沖擊穿孔。超聲波打孔精度、效率和合格率較高,可應用于磁鋼的小孔加工。

    4、倒角:

    釹鐵硼磁制品在磨床、切片、打孔等加工過程中,產生的尖銳角極易造成磕邊掉角,并且電鍍過程中尖端效應會使鍍層均勻性變差。因此機加工后,通常會對磁鋼進行倒角處理,包括機械倒角和震動倒角,常見的倒角設備有震磨倒角機和滾筒倒角機。

    震磨倒角機:通過振動電機產生的振動偏差,帶動工作槽內的磁鋼和磨料上下左右或旋轉運動并相互摩擦,從而使產品表面平整光滑,同時磨圓棱角。常用的磨料介質包括碳化硅、棕剛玉等。

    滾筒倒角機:是將釹鐵硼磁鋼產品、磨料和研磨液放入密封的水平式滾筒中,滾筒旋轉使產品與磨料離心轉動摩擦,起到倒角作用。

    我們會根據產品尺寸規格和形位公差要求選擇最為經濟高效的加工路線。對于加工產品質量我們應主要關注尺寸公差、形位公差和外觀。加工常見的缺陷和不良包括:尺寸超差、垂直度輪廓度不良、缺角、刀絲、劃痕、磨印、腐蝕、隱裂等。

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