CN102294479B - 一种烧结钕铁硼器件的制备方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种烧结钕铁硼器件的制备方法，在适用于烧结钕铁硼器件的基体上开出凹槽，再将镍合金箔垫入凹槽内，然后制作一与基体的外型匹配的带型腔的围框，将基体的凹槽面朝上装入型腔的底部，得到由基体和围框组合成的料盘，将钕铁硼细粉填充到型腔中并且压实，经过取向、烧结、冷却，去围框和后加工等工序后一次性得到烧结钕铁硼器件；优点是可以一次性得到由烧结钕铁硼磁体和基体组成的烧结钕铁硼器件，工序简单，而且在制备过程中烧结钕铁硼磁体与基体作为一个整体的烧结钕铁硼器件进行机械加工，降低了机械加工余量，节约了钕铁硼原料，同时提高了烧结钕铁硼磁体的强度，避免烧结钕铁硼磁体破损，节约了原材料，降低了生产成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种烧结钕铁硼器件，尤其是涉及一种烧结钕铁硼器件的制备方法。
背景技术
烧结钕铁硼磁体具有优异的磁性能，广泛应用于电子、汽车、计算机、电力、机械、能源、环保、国防和医疗器械等众多技术领域；在应用时，烧结钕铁硼磁体一般与外形匹配的基体粘结在一起组成烧结钕铁硼器件，烧结钕铁硼器件的制备方法为：先制作出与基体外形匹配的烧结钕铁硼磁体，然后将烧结钕铁硼磁体与基体粘接在一起得到烧结钕铁硼器件；烧结钕铁硼磁体主要是通过将合成钕铁硼需要的钕、镨等稀土以及纯铁、硼铁和少量的铜、铝等原材料熔炼合金再制成细粉，然后将细粉放入模具型腔成型成压坯，压坯装入料盘在烧结炉加热，经过烧结，制成烧结钕铁硼磁体毛坯，毛坯再经过轮廓磨削、切片和双面磨等机械加工工序而得到的；由于机械加工余量的限制，在制作烧结钕铁硼磁体的机械加工工序中会损耗大量原材料。
随着科技的发展，使用烧结钕铁硼器件的科技产品越来越趋向于小型化和轻质化，而与此相应的是烧结钕铁硼器件的尺寸规格也越来越小，以上述方法制备规格比较小的烧结钕铁硼器件时，不但会因为机械加工的余量产生材料损耗，而且由于烧结钕铁硼磁体的毛坯切片后比较薄且是粉末冶金脆性材料，薄片型的烧结钕铁硼磁体之间彼此碰撞极易缺角，产生残次品报废，浪费原料，增加成本。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种材料损耗小，工序简单的烧结钕铁硼器件的制备方法。
本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种烧结钕铁硼器件的制备方法，包括以下步骤：
（1）.取一适用于烧结钕铁硼器件的基体，在基体的上表面开出一个凹槽；
（2）.将镍合金箔垫入到凹槽中；
（3）.制作一与基体的外型匹配的带型腔的围框，将基体的凹槽面朝上装入型腔的底部，得到由基体和围框组合成的料盘；
（4）.将钕铁硼细粉填充到型腔中并且压实；
（5）.将料盘整体移入电磁场产生装置中对钕铁硼细粉取向；
（6）.将取向后的料盘放于烧结盆中，再将烧结盆移入烧结炉进行烧结；
（7）.将烧结后的料盘的围框取下，得到由烧结钕铁硼磁体和基体组成的烧结钕铁硼器件的半成品；
（8）.对烧结钕铁硼器件的半成品进行后加工处理，得到由烧结钕铁硼磁体和基体组成的烧结钕铁硼器件的成品。
所述的步骤（2）中的凹槽的深度为0.05～0.30mm。
所述的步骤（2）中的镍合金箔的厚度不超过凹槽的深度。
所述的步骤（2）中的镍合金箔的厚度与凹槽的深度相同。
所述的步骤（2）中的镍合金箔为多孔结构。
所述的步骤（2）中的镍合金箔的材料选自Ni-7Cr3.0Fe4.5Si3.2B、Ni-4.5Si3.2B和Ni-7.3Si2.17B中的至少一种。
所述的步骤（4）中的钕铁硼细粉的制备方法为：将钕铁硼合金放入真空电磁感应炉中熔炼浇注成速凝片，接着将速凝片氢碎制成粗粉，然后对粗粉进行高压气体加速、相互之间碰撞处理，得到平均粒度为2.8～3.5μm的钕铁硼细粉。
所述的步骤（5）中的电磁场产生装置为脉冲螺线管。
所述的步骤（6）中的烧结过程为先脱气升温至1020～1075℃，在1020～1075℃下保温1～3.5小时，然后冷却至常温；接着再升温至850～950℃，在850～950℃下再保温1～3小时高温时效后冷却至常温；然后再升温至480～580℃，在480～580℃下再保温1～4小时低温时效后冷却至常温。
所述的步骤（8）中的后加工处理过程为对烧结钕铁硼磁体的上表面进行磨加工，得到光滑平面，然后对烧结钕铁硼磁体进行倒角和表面处理，得到由烧结钕铁硼磁体和基体组成的烧结钕铁硼器件的成品。
与现有技术相比，本发明的优点在于：通过在适用于烧结钕铁硼器件的基体上开出凹槽，再将镍合金箔垫入基体的凹槽内，然后制作一与基体的外型匹配的带型腔的围框，将基体的凹槽面朝上装入型腔的底部，得到由基体和围框组合成的带型腔的料盘，将钕铁硼细粉填充到料盘的型腔中并且压实，经过取向、烧结和机械加工等工序可以一次性得到烧结钕铁硼器件，工序简单，而且在进行机械加工前烧结钕铁硼磁体与基体已经合成烧结钕铁硼器件的半成品，然后对烧结钕铁硼器件的半成品中的烧结钕铁硼磁体进行机械加工，降低了机械加工余量，节约了钕铁硼原料，同时提高了烧结钕铁硼磁体的强度，降低了烧结钕铁硼磁体的破损率，进一步降低了原材料损耗，节约了生产成本；如果镍合金箔为多孔结构或者基体的凹槽深度为0.05～0.30mm，可以控制钕铁硼细粉的膨胀系数，提高烧结钕铁硼磁体与基体结合稳定性；另外如果镍合金箔的材料选自Ni-7Cr3.0Fe4.5Si3.2B、Ni-4.5Si3.2B和Ni-7.3Si2.17B中的至少一种可以进一步提高烧结钕铁硼磁体基体与结合稳定性。
附图说明
图1为本发明的围框、基体、镍合金箔和压实的钕铁硼细粉的结构示意图；
图2为本发明中填充钕铁硼细粉后的料盘的剖视图；
图3为一种烧结钕铁硼器件的结构示意图。
具体实施方式
以下结合附图实施例对本发明作进一步详细描述。
实施例一：如图1所示，一种烧结钕铁硼器件的制备方法，取一适用于烧结钕铁硼器件的基体3，在基体3的上表面开出一个凹槽6；凹槽6的深度为0.05mm，将厚度为0.05mm的镍合金箔4垫入到基体3的凹槽6中；制作一与基体3的外型匹配的带型腔2的围框5，将基体3的凹槽6朝上装入型腔2的底部，得到由基体3和围框5组合成的料盘；将钕铁硼细粉1填充到型腔2中并且将该钕铁硼细粉1压实，具体结构如图2所示；将填充有钕铁硼细粉1的料盘移入电磁场产生装置中对钕铁硼细粉1取向；将取向处理后的料盘放于烧结盆中，再将烧结盆移入烧结炉进行烧结，烧结过程为先脱气升温至1020～1075℃，在1020～1075℃下保温1～3.5小时，然后冷却至常温；接着再升温至850～950℃，在850～950℃下保温1～3小时高温时效后冷却至常温；然后再升温至480～580℃，在480～580℃下再保温1～4小时低温时效后冷却至常温；将烧结并冷却后的料盘的围框5取下，得到由烧结致密而尺寸收缩的烧结钕铁硼磁体7和基体3组成的烧结钕铁硼器件的半成品；对烧结钕铁硼磁体7的上表面进行磨加工，得到光滑平面，然后对烧结钕铁硼磁体7进行倒角和表面处理，得到如图3所示的烧结钕铁硼器件的成品。
上述具体实施例中，钕铁硼细粉1的制备方法为：将钕铁硼合金放入真空电磁感应炉中熔炼浇注成速凝片，接着将该速凝片氢碎制成粗粉，然后对粗粉进行高压气体加速、相互之间碰撞处理，得到平均粒度为2.8～3.5μm的钕铁硼细粉1，其中钕铁硼合金的主要成分为钕、镨等稀土以及纯铁、硼铁和少量的铜、铝等。
实施例二：一种烧结钕铁硼器件的制备方法，与实施例一基本相同，所不同的只是
凹槽6的深度为0.30mm，相应的镍合金箔4的厚度也为0.30mm。
实施例三：一种烧结钕铁硼器件的制备方法，与实施例一基本相同，所不同的只是
凹槽6的深度为0.30mm，相应的镍合金箔4的厚度为0.20mm。
实施例四：一种烧结钕铁硼器件的制备方法，与实施例一和实施例二基本相同，所不同的只是镍合金箔4为多孔结构。
实施列五：一种烧结钕铁硼器件的制备方法，与实施例一、实施例二和实施例三基本相同，所不同的只是镍合金箔4的材料选自Ni-7Cr3.0Fe4.5Si3.2B、Ni-4.5Si3.2B和Ni-7.3Si2.17B中的至少一种。
Claims (8)
1.一种烧结钕铁硼器件的制备方法，其特征在于包括以下步骤：
（1）.取一适用于烧结钕铁硼器件的基体，在基体的上表面开出一个凹槽；
（2）.将镍合金箔垫入到凹槽中；
（3）.制作一与基体的外型匹配的带型腔的围框，将基体的凹槽面朝上装入型腔的底部，得到由基体和围框组合成的料盘；
（4）.将钕铁硼细粉填充到型腔中并且压实；
（5）.将料盘整体移入电磁场产生装置中对钕铁硼细粉取向；
（6）.将取向后的料盘放于烧结盆中，再将烧结盆移入烧结炉进行烧结；
（7）.将烧结后的料盘的围框取下，得到由烧结钕铁硼磁体和基体组成的烧结钕铁硼器件的半成品；
（8）.对烧结钕铁硼器件的半成品进行后加工处理，得到由烧结钕铁硼磁体和基体组成的烧结钕铁硼器件的成品；
所述的步骤（2）中的镍合金箔的厚度不超过凹槽的深度；
所述的步骤（6）中的烧结过程为先脱气升温至1020～1075℃，在1020～1075℃下保温1～3.5小时，然后冷却至常温；接着再升温至850～950℃，在850～950℃下再保温1～3小时高温时效后冷却至常温；然后再升温至480～580℃，在480～580℃下再保温1～4小时低温时效后冷却至常温。
2.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼器件的制备方法，其特征在于所述的步骤（2）中的凹槽的深度为0.05～0.30mm。
3.根据权利要求1或2所述的一种烧结钕铁硼器件的制备方法，其特征在于所述的步骤（2）中的镍合金箔的厚度与凹槽的深度相同。
4.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼器件的制备方法，其特征在于所述的步骤（2）中的镍合金箔为多孔结构。
5.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼器件的制备方法，其特征在于所述的步骤（2）中的镍合金箔的材料选自Ni-7Cr3.0Fe4.5Si3.2B、Ni-4.5Si3.2B和Ni-7.3Si2.17B中的至少一种。
6.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼器件的制备方法，其特征在于所述的步骤（4）中的钕铁硼细粉的制备方法为：将钕铁硼合金放入真空电磁感应炉中熔炼浇注成速凝片，接着将速凝片氢碎制成粗粉，然后对粗粉进行高压气体加速、相互之间碰撞处理，得到平均粒度为2.8～3.5μm的钕铁硼细粉。
7.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼器件的制备方法，其特征在于所述的步骤（5）中的电磁场产生装置为脉冲螺线管。
8.根据权利要求1所述的一种烧结钕铁硼器件的制备方法，其特征在于所述的步骤（8）中的后加工处理过程为对烧结钕铁硼磁体的上表面进行磨加工，得到光滑平面，然后对烧结钕铁硼磁体进行倒角和表面处理，得到由烧结钕铁硼磁体和基体组成的烧结钕铁硼器件的成品。
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