專利名稱：納米晶釹鐵硼磁體的成型方法及其裝置的制作方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種納米晶金屬粉體的加工成型方法及其專用裝置，屬金屬粉加壓成型工藝技術(shù)領(lǐng)域。
背景技術(shù)：
納米晶釹鐵硼粉末具有雙相性質(zhì)，即利用其α-Fe軟磁相高的飽和磁化強(qiáng)度及NdFeb硬磁相高的各向異性，在納米尺寸20um左右，兩個(gè)相進(jìn)行耦合，通過兩個(gè)相的耦合效應(yīng)，納米晶雙相釹鐵硼粘結(jié)磁體表現(xiàn)出高的飽和磁化強(qiáng)度和高的各向異性，綜合α-Fe和Nd2Fe14B兩相的優(yōu)，產(chǎn)生最佳的磁性能。
將納米晶雙相釹鐵硼粉末和2～5％的粘結(jié)劑混合，在一定壓力下成型，可制造出各種各樣的粘結(jié)納米晶釹鐵硼磁環(huán)、磁瓦片等，其用途十分廣泛，特別是計(jì)算機(jī)行業(yè)。象硬盤器的音圈電機(jī)、打字機(jī)、DVD、CD中的主軸電機(jī)，手機(jī)的振動(dòng)電機(jī)、車載用的磁性傳感器、飛機(jī)控制儀的陀螺組件等等。正是因?yàn)檫@些磁性材料的廣泛應(yīng)用，對信息產(chǎn)業(yè)的集成化、小型化、輕量化、智能化的發(fā)展，具有重要的意義。
現(xiàn)有的納米晶釹鐵硼磁體的成型工藝有三種方法，即壓制成型、注射成型、擠壓成型。它們存在一個(gè)共同的問題是成型時(shí)需要用粘結(jié)劑，而且成型制晶的密度較小，制成的粘結(jié)磁體的磁性能較差。當(dāng)采用壓制成型時(shí)，其成型工藝如下以Nd8.5(FeCoZr)84.5Cr0.5B6.5化學(xué)計(jì)量配方的基礎(chǔ)上，通過熔體快淬的方法準(zhǔn)備炸晶帶，再晶化處理獲得納米晶；將納米晶粉末和粘結(jié)劑混合，納米晶粉末過100_200目，粘結(jié)劑為樹脂粘結(jié)劑，加入量為2～5wt％，然后在150℃(下固化，最后獲得納米晶粘結(jié)磁體。由于該工藝中在造粒時(shí)加入了非磁性的樹脂粘結(jié)劑，因而降低了磁體的性能和制品密度。其各項(xiàng)性能參數(shù)為粘結(jié)磁體的密度為6.037g/cm3，剩磁Br＝0.780T(特斯拉)，內(nèi)稟矯頑力jHc＝609KA/m，最大儲(chǔ)能積(BH)max＝94KJ/m3/發(fā)明內(nèi)容本發(fā)明的目的是提供一種納米晶釹鐵硼磁體的成型方法及其專用裝置。本發(fā)明的另一目的是在納米晶不長大的基礎(chǔ)上，提高納米晶磁體的密度和磁學(xué)性能。本發(fā)明再一目的是不使用樹脂粘結(jié)劑，采用爆炸成型法制成高密度高磁學(xué)性能的納米晶釹鐵硼磁體。
本發(fā)明一種納米晶釹鐵硼磁體的成型方法，其特征在于采用納米晶NdFeB粉末為原料，將其裝在鋼質(zhì)套管內(nèi)，采用爆炸成型方法，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波和壓力來粘結(jié)和壓實(shí)粉體，生成高密度高磁學(xué)性能的納米晶釹鐵硼磁體。
納米晶釹鐵硼磁體的成型方法所用的專用裝置，即爆炸壓實(shí)成型裝置，它包括有引爆系統(tǒng)、炸藥、可裝卸壓塊、焊接封口的鋼質(zhì)堵頭、納米晶粉末、鋼質(zhì)包套管、圓形炸藥筒和固定底座；其特征在于裝有納米晶粉末的鋼質(zhì)包套管設(shè)置于圓形炸藥筒內(nèi)，且位于中央位置；圓形炸藥筒的底部固定在固定底座上；鋼質(zhì)包套管的上部和下部都設(shè)置有焊接封口的鋼質(zhì)堵頭，在上部的堵頭上面還設(shè)置有可裝卸壓塊；在鋼質(zhì)包套管和炸藥筒之間的空間裝有炸藥；在炸藥筒頂部尖頂處設(shè)有引爆系統(tǒng)。
該爆炸壓實(shí)成型裝置中，所述的鋼質(zhì)包套管的管壁厚度為0.5～1.5mm；所述的固定底座為圓形塑料板，其厚度為8～10mm；所述的炸藥為硝銨基炸藥，炸藥密度為0.75～1.0g/cm3，炸藥厚度為25～60mm。


圖1為本發(fā)明方法專用裝置即爆炸壓實(shí)成型裝置的簡單示意圖。
具體實(shí)施例方式
現(xiàn)將本發(fā)明的實(shí)施例具體敘述于后。
實(shí)施例1本實(shí)施例中納米晶釹鐵硼的成型方法采用納米晶NdFeB粉末為原料，首先要準(zhǔn)備好原料，以Nd2Fe14B化學(xué)計(jì)量配方的基礎(chǔ)上，通過熔體快淬方法，再經(jīng)晶化處理獲得納米晶粉末；將該納米晶粉末裝在鋼質(zhì)套管們，不需加入粘結(jié)劑，采用爆炸成型方法，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波和壓力來粘結(jié)和壓實(shí)粉體，生成高密度磁學(xué)性能的納米晶釹鐵硼磁體。
該方法所用的專用裝置即爆炸壓實(shí)成型裝置，如圖1所示，該裝置包括有引爆系統(tǒng)1、炸藥2、可裝卸壓塊3、焊接封口的鋼鐵堵頭4、納米晶粉末5、鋼質(zhì)包套管6、圓形炸藥筒7和固定底座8。裝有納米晶釹鐵硼粉末5的鋼質(zhì)包套管6設(shè)置于圓形炸藥筒7們，且位于中央位置；圓形炸藥筒7的底部固定于固定底座8上；鋼質(zhì)包套管6的上部和下部都設(shè)置有焊接封口的鋼質(zhì)堵頭4，在上部堵頭4上面還設(shè)置有可裝卸壓塊3；在鋼質(zhì)包套管6和炸藥筒7之間的空間裝有炸藥2；在炸藥筒7頂部的尖頂處設(shè)有引爆系統(tǒng)1。
所述鋼質(zhì)包套管6的管壁厚度為1mm；所述的固定底座8為圓形塑料板，其厚度為10mm；所述的炸藥2為硝銨基炸藥，其密度為0.9g/cm3，炸藥厚度為50mm。
本實(shí)施例爆炸壓實(shí)成型裝置的操作過程如下將納米晶NdFeB粉末裝入鋼質(zhì)包套管們，裝粉時(shí)緩慢進(jìn)行邊裝入邊振實(shí)，包套管上下兩端用鋼質(zhì)堵頭焊接封住，置于厚度為10mm的圓形塑料板固定底座上，底座置于水平地面上，在底座上放置圓形炸藥筒，在包套管上端堵頭上再放上可裝卸壓塊，然后在炸藥筒們均勻裝入炸藥，然后通過在炸藥筒頂部尖頂處的引爆系統(tǒng)即放雷管進(jìn)行引爆。爆炸壓制時(shí)，炸藥釋放的能量在幾秒的時(shí)間們使壓力高達(dá)1000Gpa，使顆粒產(chǎn)生變形，并壓實(shí)粘結(jié)在一起，產(chǎn)生高密度的納米晶磁體。瞬間的壓力和熱量，無法使納米晶長大，同時(shí)瞬間的熱量和壓力可大大提高納米晶粘結(jié)磁體的密度。通過控制炸藥的量，控制沖擊波的大小，從而可控制粉末的粘結(jié)強(qiáng)度。
本實(shí)施所制得的納米晶釹鐵硼磁體與過去傳統(tǒng)的壓制成型方法所制得的納米晶磁體作對比，前者的磁體密度及磁學(xué)性能參數(shù)明顯地優(yōu)于后者。其磁體密度由6.037g/cm3提高至7.12g/cm3，剩磁Br由0.780T(特斯拉)提高至0.891T(特斯拉)，們稟矯頑力jHe由原來的609KA/m提高至745KA/m，最大磁能積(BH)max由原來的94KJ/m3提高至118KJ/m3。
權(quán)利要求
1.一種納米晶釹鐵硼磁體的成型方法，其特征在于采用納米晶NdFeB粉末為原料，將其裝在鋼質(zhì)套管內(nèi)，采用爆炸成型方法，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波和壓力來粘結(jié)和壓實(shí)粉體，生成高密度高磁學(xué)性能的納米晶釹鐵硼磁體。
2.如權(quán)利要求1所術(shù)的納米晶釹鐵硼磁體的成型方法所用的專用裝置，即爆炸壓實(shí)成型裝置，它包括有引爆系統(tǒng)(1)、炸藥(2)、可裝卸壓塊(3)、焊接封口的鋼質(zhì)堵頭(4)、納米晶粉末(5)、鋼質(zhì)包套管(6)、圓形炸藥筒(7)和固定底座(8)；其特征在于裝有納米晶粉末(5)的鋼質(zhì)包套管(6)設(shè)置于圓形炸藥筒(7)內(nèi)，且位于中央位置；圓形炸藥筒(7)的底部固定在固定底座(8)上；鋼質(zhì)包套管(8)的上部和下部都設(shè)置有焊接封口的鋼質(zhì)堵頭(4)，在上部的堵頭(4)上面還設(shè)置有可裝卸壓塊(3)；在鋼質(zhì)包套管(6)和炸藥筒(7)之間的空間裝有炸藥(2)；在炸藥筒(7)頂部的尖頂處設(shè)有引爆系統(tǒng)(1)。
3.如權(quán)利要求2所述的爆炸壓實(shí)成型裝置，其特征在于所述的鋼質(zhì)包套管(6)的管壁厚度為0.5～1.5mm；所述的固定底座(8)為圓形塑料板，其厚度為8～10mm；所述的炸藥(2)為硝銨基炸藥，炸藥密度為0.75～1.0g/cm3，炸藥厚度為25～60mm。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種納米晶金屬粉體的加工成型方法及其專用裝置，屬金屬粉加工成型工藝技術(shù)領(lǐng)域。本發(fā)明方法的特征在于采用納米晶NdFeB粉末為原料，采用爆炸成型方法，利用爆炸產(chǎn)生的沖擊波和壓力來粘結(jié)和壓實(shí)粉體，生成高密度高磁學(xué)性能的納米晶釹鐵硼磁體。本發(fā)明方法的專用裝置即爆炸壓實(shí)成型裝置，它包括有引爆系統(tǒng)1、炸藥2、可裝卸壓塊3、焊接封口的鋼鐵堵頭4、納米晶粉末5、鋼質(zhì)包套管6、圓形炸藥筒7和固定底座8。利用爆炸瞬間產(chǎn)生的熱量和壓力，可使粉體粘結(jié)壓實(shí)成為納米晶，可提高其密度和磁學(xué)性能。
文檔編號H01F41/02GK1753111SQ20051003073
公開日2006年3月29日 申請日期2005年10月27日 優(yōu)先權(quán)日2005年10月27日
發(fā)明者侯雪玲, 孔俊峰, 汪洋, 李士濤, 倪建森, 徐暉, 沈紹義, 周邦新 申請人:上海大學(xué)