CN102615283A - 一种辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法,为了解决现有的烧结方法使辐向取向烧结钐钴整体磁环发生的易开裂、成品率低,导致生产成本大大提高的问题。本发明将压制好后的辐向取向烧结钐钴整体磁环放入一种新型的真空烧结炉内,利用传统的电阻加热和微波加热相结合的加热方式进行升温和保温,保持了磁环各处温度均匀升高,减少了传统电阻加热导致的磁环各处受热不均而产生的热应力,从而保持磁环的完整性,提高了成品率,降低了成本。
Description
技术领域
本发明涉及一种烧结钐钴永磁材料的烧结方法,特别涉及一种辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法。
背景技术
现有烧结钐钴永磁材料的烧结,绝大多数采用外热式真空管式炉(卧式或立式)进行,电阻式加热装置布置于真空管的外部,加热装置发热后通过加热真空管,然后加热放置在管内钐钴产品,使其达到设定温度。采用这种烧结方式,是因为烧结钐钴永磁材料的烧结均温区较窄,一般不能超过5℃,如果温度相差较大,就会导致产品性能差异很大,导致部分产品磁性能不合格。现在这种烧结方式大致每炉装料在5~30公斤,这种烧结方式不仅能耗大,而且装烧量少,效率低,而且真空管在高温下空气环境中反复高低温过程,容易氧化变薄,经常需要更换。据了解,也有极少部分采用内热式真空炉,即电阻式加热装置布置于真空炉内,加热装置发热后,直接加热产品,这种烧结方式的优点是装烧量大,缺点是温度均匀性差,必须通过某些特殊方式来调整温度的均匀性,尚未见文献报道。采用这两种方式烧结辐向取向整体磁环,均存在磁环易开裂的问题,烧结后产品的成品率极低,导致生产成本太高。
发明内容
针对现有的这两种烧结方式存在的不足,本发明旨在提供一种辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法,该烧结方法可缩短钐钴整体磁环在烧结过程中温度均匀的时间,减少磁环中产生的内应力,使其内应力不超过产品的断裂强度,从而减少产品的开裂现象,提高产品质量。
为了实现上述目的,本发明所采用的技术方案是:一种辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法,将磁环置于真空烧结炉内,其特点是,采用电阻式加热方式和微波加热方式相结合对磁环进行烧结工序的加热升温和保温,电阻加热装置和微波加热装置布置在磁环周围。
进一步地,所述电阻加热装置和微波加热装置均设置在真空烧结炉内,直接对产品进行加热。
所述辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法具体包括以下步骤:
1)、将经过辐向取向的烧结钐钴整体磁环成型压坯,装入真空烧结炉内,抽真空到0.05Pa以下时,启动电阻加热装置和微波加热装置同时对磁环进行加热,加热升温到335℃~365℃时,优选为350℃,停止微波加热装置加热,由电阻加热装置在335℃~365℃条件下保温30min~60min,使磁环内的有机物及吸附气体排出;
2)、335℃~365℃条件下保温结束时,启动微波加热装置继续加热磁环,升温到835℃~865℃时,优选为850℃,停止微波加热装置加热,由电阻加热装置在835℃~865℃条件下保温10min~30min;
3)、835℃~865℃条件下保温结束时,启动微波加热装置继续加热,升温到1135℃~1165℃时,优选为1150℃,在1135℃~1165℃条件下保温10min~30min,进行第一阶段的预烧;
4)、1135℃~1165℃条件下保温结束时,停止抽真空,向真空烧结炉内充入惰性气体,继续加热磁环,升温到1200℃~1230℃时,优选为1220℃,保温30min~90min,进行第二阶段的预烧;
5)、1200℃~1230℃条件下保温结束时,自然冷却到1170~1180℃,保温10min~30min进行固溶处理;
6)、固溶处理结束后,充惰性气体并将磁环冷却到680℃~720℃时,急冷至60℃以下,开炉,取出磁环。
在1135℃~1165℃条件下保温时,可以停止微波加热装置加热,保温结束时,启动微波加热装置加热。在1135℃~1165℃条件下保温时,也可以采用电阻加热装置和微波加热装置同时加热保温,保温结束时,采用电阻加热装置和微波加热装置同时加热升温。
上述惰性气体优选为氩气。藉由上述方法,本发明在升温过程中采用电阻加热和微波加热同时进行,可以缩短产品的温度差。在350℃和850℃保温阶段采用停止微波加热的方式,是为了防止产品放气时,炉内气压升高,可能导致的微波放电效应。在高温段的保温时继续采用电阻加热和微波加热同时进行,高温段已经没有气体放出,或者充入氩气,已经不会发生放电效应。
本发明充分根据烧结钐钴永磁材料辐向取向整体磁环的烧结特性,结合微波加热和传统加热的特点,大大缩短单个产品不同部位之间、不同堆放位置的产品之间的温度均匀时间,减少单个产品内部的内应力,提高不同堆放位置产品的温度均匀性,从而降低产品的变形开裂,提高产品性能的一致性,最终大大降低生产成本,提高成品率,市场竞争力强。
与现有烧结方法相比,本发明的有益效果是:在传统电阻加热的基础上,通过增加微波加热的方式,弥补了电阻加热加热不均匀的缺点,使产品温度均匀性得到很大的保障,从而在提高每炉装烧量的基础上,提高了产品性能的一致性,保证产品不发生开裂变形,提高生产成品率达到90%以上,降低了生产成本,提高了市场核心竞争力。
具体实施方式
下面通过实施例,对本发明的技术方案作进一步具体的说明;但本发明并不限于这些实施例。
实施例1
取经过辐向取向的烧结钐钴永磁材料整体磁环毛坯φ45×φ31×12,整齐码放于耐热不锈钢盛烧盒内(每盒放4只),将叠放在一起的8个盛烧盒置于托架上,送入真空烧结炉内,盖上炉门,抽真空到低于0.05Pa时,启动电阻加热装置和微波加热装置,加热升温到350℃,停止微波加热装置,在350℃条件下保温30min,使磁环内的有机物及吸附气体排出。350℃保温结束时,启动微波加热装置继续加热,升温到850℃时,停止微波加热装置,并在850℃条件下保温30min,进行预烧。850℃保温结束时,启动微波加热装置继续加热,升温到1150℃时,停止微波加热装置继续加热,并在1150℃条件下保温30min,进行预烧。预烧结束后,停止抽真空,向炉内充入氩气,启动微波加热装置继续加热,升温到1200℃时,在1200℃条件下保温90min烧结。1200℃保温结束时,自然冷却到1170℃,在1170℃条件下保温30min后进行固溶处理。固溶结束后,充氩气冷却到700℃时,急冷至60℃以下。出炉发现无产品开裂,性能检测发现一致性偏差在3%以内,获得产品的合格率达到100%。
实施例2
取经过辐向取向的烧结钐钴永磁材料整体磁环毛坯φ45×φ31×12,整齐码放于耐热不锈钢盛烧盒内(每盒放4只),将叠放在一起的12个盛烧盒置于托架上,送入真空烧结炉内,盖上炉门,抽真空到低于0.05Pa时,启动电阻加热装置和微波加热装置,加热升温到350℃,停止微波加热装置,在350℃条件下保温60min,使磁环内的有机物及吸附气体排出。在350℃条件下保温结束时,启动微波加热装置继续加热,升温到850℃时,停止微波加热装置,在850℃条件下保温10min,进行预烧。在850℃条件下保温结束时,启动微波加热装置继续加热,升温到1150℃时,在1150℃条件下保温10min,进行预烧。预烧结束后,停止抽真空,向炉内充入氩气,启动微波加热装置继续加热,升温到1230℃时,在1230℃条件下保温30min烧结。1230℃保温结束时,自然冷却到1170℃,在1170℃条件下保温30min后进行固溶处理。固溶结束后,充氩气冷却到700℃时,急冷至60℃以下。出炉发现仅2只产品开裂,性能检测发现一致性偏差在3%以内,获得产品的合格率达到95%。
上述实施例阐明的内容应当理解为这些实施例仅用于更清楚地说明本发明,而不用于限制本发明的范围,在阅读了本发明之后,本领域技术人员对本发明的各种等价形式的修改均落于本申请所附权利要求所限定的范围。
Claims (6)
1.一种辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法,将磁环置于真空烧结炉内,其特征在于,采用电阻式加热方式和微波加热方式相结合对磁环进行烧结工序的加热升温和保温,电阻加热装置和微波加热装置布置在磁环周围。
2.根据权利要求1所述的辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法,其特征在于,所述电阻加热装置和微波加热装置均设置在真空烧结炉内,直接对产品进行加热。
3.根据权利要求1或2所述的辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法,其特征在于,包括以下步骤:
1)、将经过辐向取向的烧结钐钴整体磁环成型压坯,装入真空烧结炉内,抽真空到0.05Pa以下时,启动电阻加热装置和微波加热装置同时对磁环进行加热,加热升温到335℃~365℃时,停止微波加热装置加热,由电阻加热装置在335℃~365℃条件下保温30min~60min;
2)、335℃~365℃条件下保温结束时,启动微波加热装置继续加热磁环,升温到835℃~865℃时,停止微波加热装置加热,由电阻加热装置在835℃~865℃条件下保温10min~30min;
3)、835℃~865℃条件下保温结束时,启动微波加热装置继续加热,升温到1135℃~1165℃时,在1135℃~1165℃条件下保温10min~30min;
4)、1135℃~1165℃条件下保温结束时,停止抽真空,向真空烧结炉内充入惰性气体,继续加热磁环,升温到1200℃~1230℃时,保温30min~90min;
5)、1200℃~1230℃条件下保温结束时,自然冷却到1170~1180℃,保温10min~30min进行固溶处理;
6)、固溶处理结束后,充惰性气体并将磁环冷却到680℃~720℃时,然后急冷至60℃以下,开炉,取出磁环。
4.根据权利要求3所述的辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法,其特征在于,在1135℃~1165℃条件下保温时,停止微波加热装置加热,保温结束时,启动微波加热装置加热。
5.根据权利要求3所述的辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法,其特征在于,在1135℃~1165℃条件下保温时,采用电阻加热装置和微波加热装置同时加热保温,保温结束时,采用电阻加热装置和微波加热装置同时加热升温。
6. 根据权利要求3所述的辐向取向烧结钐钴整体磁环的烧结方法,其特征在于,所述惰性气体为氩气。
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