專利名稱：大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種燒結(jié)釹鐵硼永磁材料制備方法，尤其是涉及一種大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法。
背景技術(shù)：
燒結(jié)釹鐵硼永磁材料是目前磁性最強(qiáng)的磁性材料，廣泛應(yīng)用電磁、電聲、磁力、核磁和電子加速發(fā)光等學(xué)科，如各種各樣的電機(jī)、喇叭、磁耦合裝置、醫(yī)療攝像設(shè)備和自由電子振蕩器等器械和裝置。通常制作燒結(jié)釹鐵硼首先把原材料放在真空電磁感應(yīng)爐熔煉澆注成鑄錠或速凝片，接著對鑄錠機(jī)械破碎或者速凝片氫碎制成粗粉，粗粉經(jīng)過高壓氣體加速、相互之間碰撞而形成細(xì)粉。這些釹鐵硼細(xì)粉在電磁感應(yīng)取向磁場下在一定的型腔內(nèi)壓制成生坯，生坯經(jīng)等靜壓后轉(zhuǎn)入真空爐內(nèi)脫氣并在高溫保溫?zé)Y(jié)形成致密的塊體。之后，燒結(jié)成的釹鐵硼采用砂輪磨削、金剛石金屬片切割、電火花切割或打孔等機(jī)械加工方式，加工各種形狀，最后表面處理。某些產(chǎn)品如核磁共振、大發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)等需要大塊的釹鐵硼永磁材料，而采用上述的制備方法不僅使用的設(shè)備大，成本高，技術(shù)要求也非常高，材料的均勻性比較難控制，而且尺寸具有一定的局限性。人們?yōu)榱私档统杀竞椭苽涞募夹g(shù)難度以及磁場均勻性要求，通常制作的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料經(jīng)過加工后，直接用膠水粘結(jié)兩塊磁體形成大塊。但是這種粘膠工藝同樣也存在一些問題，其一是由于粘膠層、兩塊磁體尺寸累積成大塊尺寸，尺寸精度不高，且粘膠層不導(dǎo)磁，削弱磁性能；其二要求粘膠時(shí)兩塊磁體對接要相當(dāng)精確，如精確度控制不好易錯(cuò)位；其三增加粘膠工序加大了生產(chǎn)成本。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是克服現(xiàn)有技術(shù)中采用粘膠工藝生產(chǎn)大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料尺寸精度差、易錯(cuò)位和成本高的缺點(diǎn)，提供一種尺寸精度高、工藝穩(wěn)定、性能一致的大塊料燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法。本發(fā)明解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案為一種大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法，包括將按所需配方配置的原料制成平均粒度為2. 9 3. 3 μ m的細(xì)粉，并將細(xì)粉加入成型壓機(jī)的金屬模腔中，通過設(shè)置成型磁場，使細(xì)粉在電磁感應(yīng)取向磁場下用壓制成型的方式制作成小塊生坯，選取至少兩塊所述的小塊生坯，在保證各個(gè)小塊生坯的取向一致的前提下，選取所述的小塊生坯的結(jié)合面，清除每個(gè)小塊生坯的結(jié)合面上的釹鐵硼附粉， 將各個(gè)小塊生坯對接后放入橡膠制成的模盒中，將所述的模盒真空封裝，在180 220Mpa 的等靜壓力下使封裝體等靜壓保壓8 13秒，取出對接后的生坯結(jié)合體移入燒結(jié)盆，在真空爐中燒結(jié)形成致密的大塊釹鐵硼坯體。所述的結(jié)合面為取向面。清除所述的結(jié)合面上的釹鐵硼附粉是用毛刷清除取向過的釹鐵硼附粉，并用毛刷頭垂直觸及結(jié)合面，在結(jié)合面上形成小針狀凹坑。所述的橡膠包括天然橡膠、硅橡膠、氟橡橡、丁腈橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠或乙丙橡膠。所述的模盒尺寸與放入所述的模盒中對接后的各個(gè)小塊生坯的總體尺寸為過盈配合。在真空爐中燒結(jié)形成致密的大塊釹鐵硼坯體是在1000 1100°C溫度下保溫?zé)Y(jié) 3 6個(gè)小時(shí)。所述的細(xì)粉制備過程是將原材料放在真空電磁感應(yīng)爐熔煉，在1400°C 1500°C 溫度下澆注成厚度為0. 2 0. 6mm的速凝片，然后在氫碎爐中對速凝片氫碎制成顆粒大小為0. 1 3mm的粗粉，再將所述的粗粉在氣流磨制粉設(shè)備經(jīng)過0. 6 0. 7Mpa的高壓氣體加速，使其相互之間碰撞形成所述的細(xì)粉。與現(xiàn)有的粘膠技術(shù)相比，本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)在于克服了需在配備巨大磁場和巨大動(dòng)力系統(tǒng)設(shè)備才能制作大塊坯料的缺陷，利用橡膠制成具有彈性的模盒，并將各個(gè)小塊生坯對接后放入其中，通過將整個(gè)模盒進(jìn)行等靜壓處理，用現(xiàn)有的通用設(shè)備就可以生產(chǎn)出大塊的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，生產(chǎn)的大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料沒有粘膠層，也不會因?yàn)槎鄩K小塊生坯的拼接而產(chǎn)生機(jī)械加工公差累積造成公差放大；本發(fā)明方法制備的大塊釹鐵硼永磁體精度高、磁性能穩(wěn)定且制備成本低。在結(jié)合面上形成小針狀凹坑可以增加相互之間的結(jié)合力；而使模盒尺寸與放入模盒中對接后的各個(gè)小塊生坯的總體尺寸為過盈配合的目的則是使模盒對小塊生坯施加壓緊力，促進(jìn)各個(gè)小塊生坯的拼接。


圖1為本發(fā)明實(shí)施例1中壓坯制作過程示意圖；圖2為本發(fā)明實(shí)施例1中橡膠模盒的結(jié)構(gòu)示意圖。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖實(shí)施例對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)描述。實(shí)施例1把金屬釹、鐠釹、鏑鐵、純鐵、硼鐵、金屬銅、鋁和鈮鐵等原材料按照需要的配方配料后放入真空電磁感應(yīng)爐在1400°C 1500°C熔煉澆注成速凝片，厚度在0. 2 0. 6mm，接著在氫碎爐對速凝片氫碎制成粗粉，顆粒大小為0. 1 3mm。粗粉在氣流磨制粉設(shè)備中經(jīng)過 0. 6 0. 7Mpa的高壓氣體加速，相互之間碰撞而形成平均粒度為3. 1 μ m的細(xì)粉。在普通的燒結(jié)釹鐵硼成型壓機(jī)中，設(shè)置成型磁場為1. 4T，稱取以上細(xì)粉16^g，細(xì)粉倒入型腔截面為63.5X 105. Omm金屬模具中，細(xì)粉在電磁感應(yīng)取向磁場下壓制成第一塊小塊生坯1，測得成型后尺寸為63. 6X61. OX 105. 3mm(生坯精度為士0. 50mm)，其中105. 3 為取向方向，生坯密度3. 99g/cm3。然后用同樣的方式制作第二塊小塊壓坯2，用漆刷之類的毛刷清除取向平面63. 6X61.0上的釹鐵硼附粉，用毛刷頭垂直觸及，形成小針狀凹坑，對接兩塊小塊壓坯，對接后放入尺寸為63. 4X60. 8X210. 0的丁腈橡膠制作的模盒4中，將模盒4真空封裝，在等靜壓力200MPa，保壓10秒，取出對接后的生坯結(jié)合體3移入燒結(jié)盆，生坯結(jié)合體3經(jīng)過等靜壓后密度提高到4. 5g/cm3。在真空爐中1055°C的溫度下保溫r燒結(jié)4小時(shí)形成致密的大塊釹鐵硼坯體，尺寸為53X53X 152. 6。燒結(jié)后，直接砂輪六面磨制，形成尺寸為50. 8X 50. 8X 150mm的大方塊料。隨意取樣切割成Φ 10 X 10的樣柱，將樣柱在中國計(jì)量科學(xué)研究院生產(chǎn)的OTM-2000磁測儀檢測，檢
測結(jié)果如下。
權(quán)利要求
1.一種大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法，包括將按所需配方配置的原料制成平均粒度為2. 9 3. 3 μ m的細(xì)粉，并將細(xì)粉加入成型壓機(jī)的金屬模腔中，通過設(shè)置成型磁場， 使細(xì)粉在電磁感應(yīng)取向磁場下用壓制成型的方式制作成小塊生坯，其特征在于選取至少兩塊所述的小塊生坯，在保證各個(gè)小塊生坯的取向一致的前提下，選取所述的小塊生坯的結(jié)合面，清除每個(gè)小塊生坯的結(jié)合面上的釹鐵硼附粉，將各個(gè)小塊生坯對接后放入橡膠制成的模盒中，將所述的模盒真空封裝，在180 220Mpa的等靜壓力下使封裝體等靜壓保壓 8 13秒，取出對接后的生坯結(jié)合體移入燒結(jié)盆，在真空爐中燒結(jié)形成致密的大塊釹鐵硼坯體。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法，其特征在于所述的結(jié)合面為取向面。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法，其特征在于清除所述的結(jié)合面上的釹鐵硼附粉是用毛刷清除取向過的釹鐵硼附粉，并用毛刷頭垂直觸及結(jié)合面，在結(jié)合面上形成小針狀凹坑。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法，其特征在于所述的橡膠包括天然橡膠、硅橡膠、氟橡橡、丁腈橡膠、丁基橡膠、氯丁橡膠或乙丙橡膠。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法，其特征在于所述的模盒尺寸與放入所述的模盒中對接后的各個(gè)小塊生坯的總體尺寸為過盈配合。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法，其特征在于在真空爐中燒結(jié)形成致密的大塊釹鐵硼坯體是在1000 1100°C溫度下保溫?zé)Y(jié)3 6個(gè)小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法，其特征在于所述的細(xì)粉制備過程是將原材料放在真空電磁感應(yīng)爐熔煉，在140(TC 150(TC溫度下澆注成厚度為02 0. 6mm的速凝片，然后在氫碎爐中對速凝片氫碎制成顆粒大小為0. 1 3mm的粗粉， 再將所述的粗粉在氣流磨制粉設(shè)備經(jīng)過0. 6 0. 7Mpa的高壓氣體加速，使其相互之間碰撞形成所述的細(xì)粉。
全文摘要
本發(fā)明公開了一種大塊燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制備方法，將按所需配方配置的原料制成平均粒度為2.9～3.3μm的細(xì)粉，并將其加入成型壓機(jī)的金屬模腔中，通過設(shè)置成型磁場，使細(xì)粉在電磁感應(yīng)取向磁場下用壓制成型的方式制作成小塊生坯，特點(diǎn)是選取至少兩塊小塊生坯，在保證各個(gè)小塊生坯的取向一致的前提下，選取小塊生坯的結(jié)合面，清除每個(gè)小塊生坯的結(jié)合面上的釹鐵硼附粉，將各個(gè)小塊生坯對接后放入橡膠制成的模盒中，將模盒真空封裝，在180～220MPa的等靜壓力下使封裝體等靜壓保壓8～13秒，取出對接后的生坯結(jié)合體移入燒結(jié)盆，在真空爐中燒結(jié)形成致密的大塊釹鐵硼坯體，優(yōu)點(diǎn)是用現(xiàn)有的通用設(shè)備就可以生產(chǎn)出大塊的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，精度高、磁性能穩(wěn)定且制備成本低。
文檔編號B22F3/16GK102233428SQ20111017097
公開日2011年11月9日 申請日期2011年6月23日 優(yōu)先權(quán)日2011年6月23日
發(fā)明者孫君輝, 張民, 曹海良, 楊軍, 沈亞明, 沈國迪, 蔣天伙 申請人:包頭韻升強(qiáng)磁材料有限公司, 寧波韻升股份有限公司, 寧波韻升高科磁業(yè)有限公司