CN103205543A - 一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和设备 - Google Patents
一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和设备 Download PDFInfo
- Publication number
- CN103205543A CN103205543A CN2013101604447A CN201310160444A CN103205543A CN 103205543 A CN103205543 A CN 103205543A CN 2013101604447 A CN2013101604447 A CN 2013101604447A CN 201310160444 A CN201310160444 A CN 201310160444A CN 103205543 A CN103205543 A CN 103205543A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- rare
- vacuum heat
- vacuum
- permanent magnet
- earth permanent
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Images
Classifications
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
- H01F41/0293—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets diffusion of rare earth elements, e.g. Tb, Dy or Ho, into permanent magnets
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F1/00—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties
- H01F1/01—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials
- H01F1/03—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity
- H01F1/032—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials
- H01F1/04—Magnets or magnetic bodies characterised by the magnetic materials therefor; Selection of materials for their magnetic properties of inorganic materials characterised by their coercivity of hard-magnetic materials metals or alloys
- H01F1/047—Alloys characterised by their composition
- H01F1/053—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals
- H01F1/055—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5
- H01F1/057—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B
- H01F1/0571—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes
- H01F1/0575—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together
- H01F1/0577—Alloys characterised by their composition containing rare earth metals and magnetic transition metals, e.g. SmCo5 and IIIa elements, e.g. Nd2Fe14B in the form of particles, e.g. rapid quenched powders or ribbon flakes pressed, sintered or bonded together sintered
-
- H—ELECTRICITY
- H01—ELECTRIC ELEMENTS
- H01F—MAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
- H01F41/00—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties
- H01F41/02—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets
- H01F41/0253—Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties for manufacturing cores, coils, or magnets for manufacturing permanent magnets
- H01F41/0273—Imparting anisotropy
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Hard Magnetic Materials (AREA)
- Manufacturing Cores, Coils, And Magnets (AREA)
Abstract
本发明公开了一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和设备,采用旋转式真空热处理设备对稀土永磁器件进行真空热处理,明显提高了稀土永磁器件的磁性能,尤其是矫顽力得到显著提高,有利于减少重稀土的用量,保护稀缺资源,适合于生产高性能的稀土永磁器件。
Description
技术领域
本发明属于永磁器件领域,特别是涉及一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和所用的旋转式真空热处理设备。
背景技术
钕铁硼稀土永磁材料,以其优良的磁性能得到越来越多的应用,被广泛用于医疗的核磁共振成像,计算机硬盘驱动器,音响、手机等;随着节能和低碳经济的要求,钕铁硼稀土永磁材料又开始在汽车零部件、家用电器、节能和控制电机、混合动力汽车,风力发电等领域应用。
1982年日本住友特殊金属公司首先公开了钕铁硼稀土永磁材料的日本专利1,622,492和2,137,496,随即申请了美国专利和欧洲专利,公布了钕铁硼稀土永磁材料的特性、成分和制造方法,确认了主相:Nd2Fe14B相,晶界相:富Nd相、富B相和稀土氧化物杂质。
2007年4月1日日本日立金属与日本住友金属合并,并且继承了住友金属的钕铁硼稀土永磁体的专利许可的权利与义务。2012年8月17日,日立金属为了向美国国际贸易委员会(ITC)提出诉讼,提出其拥有在美国申请的US6,461,565;US6,491,765;US 6,537,385;US 6,527,874专利。
发明内容
随着钕铁硼稀土永磁材料的应用市场的扩大,稀土资源短缺的问题越来越严重,尤其在电子元器件、节能和控制电机、汽车零部件、新能源汽车、风力发电等领域的应用,需要更多的重稀土以提高矫顽力。因此,如何减少稀土的使用,尤其是重稀土的使用,是摆在我们面前的重要课题。经过探索,我们发现了一种高性能钕铁硼稀土永磁器件制造方法。
本发明通过以下技术方案实现:
一种钕铁硼稀土永磁器件,其合金由R-Fe-B-M组成:
其中R代表稀土元素中的一种或多种;
Fe代表元素Fe;
B 代表元素B;
M代表元素Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、V、Ti、Cr、Ni、Hf元素中的一种或多种;
钕铁硼稀土永磁器件的制造方法如下:
1、合金的熔炼
合金的熔炼方法采用铸锭工艺,所述的铸锭工艺是指钕铁硼稀土永磁合金原料在真空或保护气氛下加热熔化成熔融状态下的合金,然后在真空或保护气氛下浇铸到水冷铸模中形成合金铸锭。一种改进技术的铸锭工艺是浇铸时通过铸模移动或转动,实现铸锭厚度1-20mm;改进的合金熔炼方法采用真空速凝工艺,所述的真空速凝工艺,首先加热熔化合金,然后将熔融的合金液通过中间包浇铸到带水冷却的旋转辊上,熔融合金经过旋转辊冷却后形成合金片,旋转辊的冷却速度在100-1000℃/S,冷却后的合金片温度550-400℃;进一步的改进方法是合金片离开旋转铜辊后随即落到旋转滚筒内,对合金片进行二次冷却;另一种改进方法是合金片离开旋转铜辊后随即落到转盘上进行二次冷却,转盘位于铜辊的下方,在转盘的上方设置有带换热器的惰性气体冷却装置和机械搅拌装置。再进一步的改进方法是合金片在离开旋转铜辊后和二次冷却前在二次冷却装置内保温,保温时间一般在10-120分钟,保温温度550-400℃。
2、合金的粗碎
合金的粗碎主要有机械破碎和氢破碎两种方法,机械破碎是将熔炼后的合金铸锭在氮气保护下用颚式破碎机、锤式破碎机、球磨机、棒磨机、盘磨机等制粉设备将合金铸锭破碎成粒径小于5mm的颗粒;合金片一般不用颚式破碎机、锤式破碎机破碎,直接在氮气保护下用球磨机、棒磨机、盘磨机等制粉设备将前序的粗颗粒磨成粒径小于5mm的细颗粒。
本工序的另一种生产方法是氢破碎,首先将前序的合金片或合金锭装入真空氢碎炉,抽真空后充入氢气让真空氢碎炉内的合金吸氢,吸氢温度一般小于200℃,吸氢压力一般50-200KPa,吸氢完成后,再抽真空和加热脱氢,脱氢温度一般在600-900℃,脱氢后进行粉末冷却,冷却在真空或保护气氛下进行,保护气氛一般用氩气。
一种改进技术的氢破碎制造方法是将合金锭或合金片装入旋转滚筒内,抽真空后充入氢气让合金吸氢,吸氢饱和后停止充入氢气,保持10分钟以上开始抽真空,然后开始加热并旋转滚筒进行脱氢,脱氢在真空下进行,脱氢温度600-900℃,脱氢后对滚筒冷却。
另一种改进技术的氢破碎制造方法是一种稀土永磁合金氢破连续生产方法和设备,设备是由吸氢室、加热脱氢室、冷却室、室间隔离阀门、料盒、传动装置和抽真空装置组成;吸氢室、加热脱氢室和冷却室间分别通过室间隔离阀门连接,所述传动装置设置在吸氢室、加热脱氢室和冷却室的上部,料盒悬挂在传动装置上,沿传动装置依次经吸氢室、加热脱氢室和冷却室滚动输送;工作时,先把合金锭或合金片装入吊着的料筐,顺序送入吸氢室、加热脱氢室、冷却室进行吸氢、加热脱氢和冷却,然后在真空或保护气氛下将合金装入储料罐。
3、合金粉末的制造
合金粉末的制造采用气流磨制粉,气流磨主要由加料器、下部装有喷嘴和上部装有分选轮的磨室、控制磨室内粉料重量和加料速度的称重系统、旋风收集器、粉末过滤器、气体压缩机等组成,工作气体一般选用氮气,压缩气体压力0.6-0.8MPa;工作时,首先将前序的粉末装入气流磨的加料器,在称重系统的控制下将粉末加入到磨室,利用喷嘴喷射的高速气流进行磨削,磨削后的粉末随气流上升,达到制粉要求的粉末通过分选轮进入旋风收集器收集,未达到制粉要求的粗粉在离心力的作用下返回到磨室下部继续磨削;进入旋风收料器的粉末作为成品收集在旋风收集器下部的收料器中,由于旋风收集器不能把全部粉末收集,少量的细粉会随着气流排出,这部分细粉用粉末用过滤器过滤,收集在过滤器下部的细粉收集器中。一般细粉的比例低于粉末重量的15%,粒径小于1μm,这部分粉末的稀土含量高于粉末的平均稀土含量,非常容易氧化,一般作为废粉扔掉;一种改进气流磨技术是通过控制气氛中的氧含量低于50ppm将这部分细粉与旋风收集器收集的粉末一起加入到二维或三维混料机进行混料,然后在保护气氛下磁场成型;一般混料时间30分钟以上,气氛中的氧含量低于50ppm;进一步改进的气流磨技术是在旋风收机器和过滤器之间增设了细粉收集器,收集旋风收集器中随气流排出的细粉,一般能收集到10%左右的细粉,这部分细粉同样与旋风收集器收集的粉末一起加入到二维或三维混料机进行混料,然后在保护气氛下磁场成型;由于上述细粉的稀土含量较高,非常适合作晶界中的富稀土相,有利于磁性能的提高。为提高磁性能,另一种改进技术的方法是按着前述的工艺分别熔炼多种成分的合金,然后分别制成粉末后将粉末混合再进行磁场成型。
4、成型
钕铁硼稀土永磁体成型与普通的粉末冶金成型的最大差异是在取向磁场下成型,因此在压机上设计有电磁铁。由于钕铁硼稀土永磁粉末易氧化,有专利提出需要控制成型时的环境温度在5-35℃,相对湿度为40%-65%之间,氧含量在0.02-5%之间;为防止粉末氧化,一种改进磁场成型技术是设计一个保护箱,保护箱上设置有手套,粉末在保护气氛下磁场成型;进一步的改进技术是在保护箱内的磁场空间设计有冷却系统,形成磁场成型空间的温度可控,模具置于可控温度的低温空间内,粉末在可控温度下成型,控温范围在-15至20℃,优选成型温度低于5℃;所述的保护箱内的氧含量低于200ppm,优选100ppm;模腔内的取向磁场强度一般1.5-3T,在磁粉受压前预先取向并在压型过程中保持取向磁场强度;取向磁场或者是恒定磁场或者是脉动或交变磁场。为了减小成型压力,磁场成型后或者进行等静压,等静压后再送入到烧结炉烧结。
5、烧结
成型后的工序是烧结,烧结在真空烧结炉内完成,真空或保护气氛条件下烧结,保护气体用氩气;烧结温度1000-1200℃,保温时间一般0.5-20小时,保温后采用氩气或氮气冷却;改进技术的烧结方法和设备是在真空烧结炉前设置一个阀门和带手套的传送箱,成型后的料块在保护气氛的条件下送入传送箱,对保护箱充入保护气体,在保护气氛条件下去掉外包装和将料块装入烧结料盒,然后打开传送箱和烧结炉间的阀门,通过传送箱内的传送机构将装有烧结料块的料盒送入真空烧结炉进行烧结;进一步的改进技术是用多室真空烧结炉烧结,脱气、烧结、冷却分别在不同的真空室内完成,带手套的传送箱通过阀门与多个真空室相连,料盒顺序通过多个真空室;烧结后为提高磁体的矫顽力一般进行一次或二次时效处理;一次时效一般选取时效温度400-700℃;二次时效一般高温选取800-1000℃,低温选取400-700℃;时效后料块一般进行机械加工和表面处理。
本发明的真空热处理工艺技术如下:
烧结后首先按着稀土永磁器件的最终尺寸和形状或近似最终尺寸和形状进行机械加工;机械加工后将工件进行除油、清洗和干燥,然后将工件装入旋转式真空热处理设备的旋转滚筒内,转筒内还装有许多小球和含有稀土成分的颗粒,稀土的主要元素有Dy、Tb、Pr、Nd等元素中的一种或一种以上;所述的旋转式真空热处理设备主要由真空机组、气体冷却装置、真空炉体等组成,真空炉体内设置有保温层,保温层内设置有加热器,加热器内设置有旋转滚筒;所述的旋转滚筒或者是一个或者一个以上;所述的旋转滚筒内设置有筋板,筋板或者是直线的或者是螺旋的,筋板或者连续或者断续;所述的旋转滚筒或者支撑在支撑滚轮上,支撑滚轮或者主动旋转或者被动旋转,当支撑滚轮被动旋转时,旋转滚筒的端部设计有滚筒轴,由滚筒轴带动滚筒旋转;所述的旋转滚筒或者端部有轴,旋转滚筒支撑在端部的转轴上;所述的旋转滚筒或者端部有盖;所述的旋转滚筒或者单层材料制造或者一层以上;所述的旋转滚筒一层以上时,内层由金属材料制造。带动滚筒旋转的动力装置或者设置在保温层的外部;所述的保温层上设计有与气体冷却装置气路相通的喷嘴,冷却气体通过喷嘴喷向旋转滚筒。
工作时,抽真空后开始加热并转动旋转滚筒,滚筒或者单方向旋转或者两方向交替旋转,达到保温温度后开始保温,保温结束后对旋转滚筒进行气体冷却;加热、保温和冷却或者进行一次或者进行多次;所述的真空热处理的真空度控制在5Pa至5×10-3Pa范围内,保温温度在600-1000℃范围内,温度低于600℃效果不明显,温度高于1000℃会引起工件变形;保温时间0.5-20小时,时间少于0.5小时效果不明显,长于20小时矫顽力提高不明显;保温后用保护性气体冷却,冷却后再升温到400-700℃范围内,保温0.5-12小时后用氩气冷却。
真空热处理后选择性进行磨削、倒角、喷砂、电镀、电泳、喷涂、真空镀膜等后处理,达到工件的尺寸、精度、耐蚀性等要求。
本发明可用于高性能稀土永磁材料的生产,尤其适合新能源汽车电机磁体、家用电器电机磁体、节能电机磁体、汽车零部件用电机和传感器磁体、硬盘驱动器磁体、电子电声器件磁体等生产;通过真空热处理技术,在同等重稀土含量的条件下,明显提高了稀土永磁体的矫顽力,从而节省重稀土的用量,保护稀缺资源。
附图说明
图1为本发明旋转式真空热处理设备主视图;
图2为本发明多滚筒旋转式真空热处理设备主视图;
图3为本发明无支撑轮的旋转式真空热处理设备主视图;
图4为带支撑轮和端部转轴的旋转滚筒示意图;
图5为支撑轮主动旋转的旋转滚筒示意图;
图6为端部转轴支撑的旋转滚筒示意图。
图中序号:1、气体冷却装置,2、喷嘴,3、加热器,4、保温层,5、真空炉体,6、真空机组,7、旋转滚筒,8、物料,9、支撑滚轮,10、滚筒轴,11、筋板,12、盖,13、支撑轮轴。
具体实施方式
下面通过实施例的对比进一步说明本发明的显著效果。
如图1至6所示,本发明主要由真空机组6、气体冷却装置1、真空炉体5组成,真空炉体5内设置有保温层4,保温层4上设置喷嘴2,喷嘴2与气体冷却装置1的管路相通,冷却气体经过冷却装置冷却后吹向旋转滚筒;保温层4内设置有加热器3,加热器3内设置有旋转滚筒7;旋转滚筒7内设置有筋板11,筋板11为直线或螺旋式,筋板或者连续或者断续;如图4所示旋转滚筒7或者支撑在支撑滚轮9上,通过滚筒轴10带动滚筒旋转;如图5所示旋转滚筒7或者支撑在支撑滚轮9上,通过支撑轮轴13带动滚筒旋转;如图6所示旋转滚筒7或者支撑在滚筒轴10上,再通过滚筒轴10带动滚筒旋转;旋转滚筒7一端或者设计有盖12;旋转滚筒7为一层或多层材料制造,当旋转滚筒7为多层材料时,内层为金属材料;旋转滚筒7内可放置物料8,物料8包括工件、球和含有稀土元素的颗粒;旋转滚筒7为一个或一个以上。
实施例1
分别按表一中的A成分选取合金600Kg熔炼,在熔融状态下将合金浇铸到带水冷却的旋转的冷却辊上冷却形成合金片,然后使用真空氢碎炉对合金片进行粗破碎,氢破碎后进行气流磨制粉,磁场取向压机成型,磁块尺寸62×52×42mm,取向方向为42尺寸方向,成形后进行等静压,之后送入真空烧结炉烧结,烧结温度1060℃,氩气循环冷却到80℃后取出进行机械加工,分别加工成大方片(60×25×10)、小方片(30×20×3)、扇形(R30×r40弧度60°厚度5)、同心瓦(R60×r55弦长20瓦高30) 四种规格,经除油、清洗、干燥后将工件、球和含有稀土成分的颗粒装入旋转式真空热处理设备的旋转滚筒内,抽真空5×10-1Pa后开始加热并转动旋转滚筒,控制真空度在5×10-1Pa以上,温度达到950℃开始保温,保温2小时后用氩气冷却到100℃,再升温到480℃,保温4小时后用氩气冷却到80℃以下出炉。
将工件选择性进行磨削、倒角、喷砂、电镀、电泳、喷涂、真空镀膜等后处理,达到工件的尺寸、精度、耐蚀性要求。磁性能测量结果列入表二
实施例2
分别按表一中的B成分选取合金600Kg熔炼,在熔融状态下将合金浇铸到带水冷却的旋转的冷却辊上冷却形成合金片,离开冷却辊的合金片落入转盘,在转盘内进行机械搅拌和氩气冷却;然后使用真空氢碎炉对合金片进行粗破碎,氢破碎后进行气流磨制粉,气流磨的氧含量控制在10ppm;氮气保护磁场取向压机成型,保护箱内的氧含量90ppm,取向磁场强度1.8T,磁块尺寸62×52×42mm,取向方向为42尺寸方向,成形后在保护箱内封装,等静压之后送入真空烧结炉烧结,烧结温度1060℃,氩气循环冷却到80℃后取出进行机械加工,分别加工成大方片(60×25×10)、小方片(30×20×3)、扇形(R30×r40弧度60°厚度5)、同心瓦(R60×r55弦长20瓦高30) 四种规格,经除油、清洗、干燥后将工件、许多小球和含有稀土成分的颗粒装入旋转式真空热处理设备的旋转滚筒内,抽真空5×10-2Pa后开始加热并转动旋转滚筒,控制真空度在5×10-2Pa以上,温度达到850℃开始保温,保温10小时后用氩气冷却到100℃,再升温到450℃,保温6小时后用氩气冷却到80℃以下出炉。
将工件选择性进行磨削、倒角、喷砂、电镀、电泳、喷涂、真空镀膜等后处理,达到工件的尺寸、精度、耐蚀性要求。磁性能测量结果列入表二
实施例3
分别按表一中的C成分选取合金600Kg熔炼,在熔融状态下将合金浇铸到带水冷却的旋转的冷却辊上冷却形成合金片,离开冷却辊的合金片落入旋转滚筒,保温30分钟后对滚筒冷却;然后将合金片装入吸氢罐中,抽真空后充入氢气开始合金吸氢,吸氢饱和后停止吸氢,然后将吸氢合金装入到旋转式真空热处理设备进行脱氢,脱氢温度900℃,脱氢后用氩气冷却。使用真空氢碎炉对合金片进行粗破碎,氢破碎后进行气流磨制粉,气流磨的氧含量控制在30ppm,旋风收集到的粉末和粉末过滤器收集的细粉在氮气保护下用二维混料机混料60分钟后送到氮气保护磁场取向压机成型,保护箱内的氧含量110ppm,取向磁场强度1.8T,模腔内温度3℃,磁块尺寸62×52×42mm,取向方向为42尺寸方向,成形后在保护箱内封装,然后取出进行等静压,等静压压力200MPa,之后送入真空烧结炉烧结,烧结温度1060℃,氩气循环冷却到80℃后取出进行机械加工,分别加工成大方片(60×25×10)、小方片(30×20×3)、扇形(R30×r40弧度60°厚度5)、同心瓦(R60×r55弦长20瓦高30) 四种规格,经除油、清洗、干燥后将工件、许多小球和含有稀土成分的颗粒装入旋转式真空热处理设备的旋转滚筒内,抽真空5×10-1Pa后开始加热并转动旋转滚筒,控制真空度在5Pa以上,温度达到750℃开始保温,保温20小时后用氩气冷却到100℃,再升温到500℃,保温3小时后用氩气冷却到80℃以下出炉。
将工件选择性进行磨削、倒角、喷砂、电镀、电泳、喷涂、真空镀膜等后处理,达到工件的尺寸、精度、耐蚀性要求。磁性能测量结果列入表二
实施例4
分别按表一中的D成分选取合金600Kg熔炼,在熔融状态下将合金浇铸到带水冷却的旋转的冷却辊上冷却形成合金片,离开冷却辊的合金片落入旋转滚筒,保温30分钟后对滚筒冷却;然后使用真空氢碎炉对合金片进行粗破碎,氢破碎后进行气流磨制粉,气流磨的氧含量控制在30ppm,旋风收集到的粉末和细粉收集器收集的细粉在氮气保护下用二维混料机混料60分钟后送到氮气保护磁场取向压机成型,保护箱内的氧含量110ppm,取向磁场强度1.8T,模腔内温度-5℃,磁块尺寸62×52×42mm,取向方向为42尺寸方向,成形后在保护箱内封装,然后取出进行等静压,等静压压力200MPa,之后送入真空烧结炉烧结,烧结温度1060℃,氩气循环冷却到80℃后取出进行机械加工,分别加工成大方片(60×25×10)、小方片(30×20×3)、扇形(R30×r40弧度60°厚度5)、同心瓦(R60×r55弦长20瓦高30) 四种规格,经除油、清洗、干燥后将工件、许多小球和含有稀土成分的颗粒装入旋转式真空热处理设备的旋转滚筒内,抽真空5×10-1Pa后开始加热并转动旋转滚筒,控制真空度在5Pa以上,温度达到650℃开始保温,保温20小时后用氩气冷却到100℃,再升温到500℃,保温3小时后用氩气冷却到80℃以下出炉。
将工件选择性进行磨削、倒角、喷砂、电镀、电泳、喷涂、真空镀膜等后处理,达到工件的尺寸、精度、耐蚀性要求。磁性能测量结果列入表二
表一、合金的成分:
表二、特殊热处理的磁性能测量结果:
实施例5
分别按表一A、B、C、D成分选取合金600Kg熔炼,浇铸成12mm厚的铸锭,其他工艺分别同实施例1-4,结果见表三
表三、特殊热处理的磁性能测量结果:
对比例1
分别按表一A、B、C、D成分选取合金600Kg熔炼,浇铸成12mm厚的铸锭,氢破碎后进行气流磨,气流磨气氛氧含量30ppm,旋风收集到的粉末和粉末过滤器收集的细粉列入表四,在氮气保护下用二维混料机混料30分钟后送到氮气保护磁场取向压机成型,保护箱内的氧含量90ppm,取向磁场强度1.8T,模腔内温度3℃,磁块尺寸62×52×42mm,取向方向为42尺寸方向,成形后在保护箱内封装,然后取出进行等静压,等静压压力200MPa,之后送入真空烧结炉烧结和二次时效,烧结温度1060℃,时效温度分别为850℃和580℃,磁性能测量结果列入表四:
表四、铸锭的磁体磁性能测量结果:
对比例2
分别按表一A、B、C、D成分选取合金600Kg熔炼,在熔融状态下将合金浇铸到带水冷却的旋转的冷却辊上冷却形成合金片,然后使用真空氢碎炉对合金片进行粗破碎,氢破碎后进行气流磨,气流磨气氛氧含量30ppm,旋风收集到的粉末和细粉收集器收集的细粉列入表五,在氮气保护下用二维混料机混料30分钟后送到氮气保护磁场取向压机成型,保护箱内的氧含量110ppm,取向磁场强度1.8T,模腔内温度3℃,磁块尺寸62×52×42mm,取向方向为42尺寸方向,成形后在保护箱内封装,然后取出进行等静压,等静压压力200MPa,之后送入真空烧结炉烧结和二次时效,烧结温度1060℃,时效温度分别为850℃和580℃,磁性能测量结果列入表五:
表五、速凝合金的磁性能测量结果:
由上述实施例之间相比和实施例与对比例相比,发现采用本发明的稀土永磁器件的真空热处理方法和设备制得的产品的矫顽力明显高于对比例产品的矫顽力;本发明适合于生产高性能的稀土永磁材料和器件。
Claims (15)
1.一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法,其特征在于:将钕铁硼稀土永磁器件装入旋转式真空热处理设备的旋转滚筒内进行热处理,同时装入球和含有稀土成分的颗粒;抽真空后开始加热并转动旋转滚筒,滚筒或者单方向旋转或者两方向交替旋转,达到保温温度后开始保温,保温结束后对旋转滚筒和筒内的工件进行冷却。
2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法,其特征在于:所述的真空热处理的真空度控制在5Pa至5×10-3Pa范围内,保温温度在600-1000℃范围内,保温时间0.5-20小时,保温后用氩气冷却,冷却后再升温到400-700℃范围内,保温0.5-12小时后用氩气冷却。
3.根据权利要求1所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法,其特征在于:所述的真空热处理工序前还进行熔炼、粗碎、制粉、烧结、加工工序;所述的真空热处理后再选择进行磨削、倒角、喷砂、电镀、电泳、喷涂、真空镀膜等后处理。
4.根据权利要求1或3所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法,其特征在于:所述的熔炼工序为在真空或保护气氛下,通过真空感应加热原料被熔化成合金,在熔融状态下将合金浇铸到带水冷却的旋转的冷却辊上冷却,形成合金片,离开冷却辊的合金片落入到旋转的滚筒或转盘内对合金片进行再冷却。
5.根据权利要求1或3所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法,其特征在于:所述的粗碎是将合金锭或合金片装入旋转滚筒内,抽真空后充入氢气让合金吸氢,吸氢饱和后停止充入氢气,保持10分钟以上开始抽真空,然后开始加热并旋转滚筒进行脱氢,脱氢在真空下进行,脱氢温度600-900℃,脱氢后对滚筒冷却。
6.根据权利要求1或3所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法,其特征在于:所述制粉为气流磨制粉,粉末通过旋风收集器收集,随旋风收集器中气体排出的粒径小于1μm的细粉收集在旋风收集器之后的细粉收集器或过滤器中,之后将两种粉末混合;气流磨的磨室内气体的氧含量在50ppm以内。
7.根据权利要求1或3所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法,其特征在于:所述的成型为保护气氛磁场成型,成型温度低于5℃,保护箱内的氧含量低于200ppm。
8.根据权利要求1或3所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法,其特征在于:烧结后先进行时效处理,然后再进行机械加工和所述的真空热处理等后续工序。
9.根据权利要求1所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的热处理方法,其特征在于:所述真空热处理中加热、保温和冷却可进行一次以上,冷却方法为气体冷却。
10.一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理设备,主要由真空机组、气体冷却装置、真空炉体组成,其特征在于:真空炉体内设置有保温层,保温层内设置有加热器,加热器内设置有旋转的滚筒;所述的旋转滚筒或者是一个或者一个以上。
11.根据权利要求10所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理设备,其特征在于:所述的旋转滚筒内设计有筋板,滚筒内放有许多小球和含有稀土成分的颗粒。
12.根据权利要求10所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理设备,其特征在于:所述的旋转滚筒支撑在支撑滚轮上,通过支撑滚轮带动旋转滚筒旋转。
13.根据权利要求10所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理设备,其特征在于:所述的旋转滚筒端部设置有滚筒轴,旋转滚筒支撑在端部的滚筒轴上,通过滚筒轴带动滚筒旋转。
14.根据权利要求10所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理设备,其特征在于:所述的旋转滚筒端部设置有滚筒轴,旋转滚筒支撑在支撑滚轮上,通过滚筒轴带动滚筒旋转。
15.根据权利要求10所述的一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理设备,其特征在于:所述的保温层上设置有喷嘴,喷嘴与气体冷却装置的气路相通,冷却气体通过喷嘴喷向旋转滚筒。
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310160444.7A CN103205543B (zh) | 2013-05-05 | 2013-05-05 | 一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和设备 |
US14/024,590 US20140328712A1 (en) | 2013-05-05 | 2013-09-11 | Vacuum heat treatment method and equipment for NdFeB rare earth permanent magnetic devices |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
CN201310160444.7A CN103205543B (zh) | 2013-05-05 | 2013-05-05 | 一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和设备 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
CN103205543A true CN103205543A (zh) | 2013-07-17 |
CN103205543B CN103205543B (zh) | 2014-12-03 |
Family
ID=48752946
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
CN201310160444.7A Active CN103205543B (zh) | 2013-05-05 | 2013-05-05 | 一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和设备 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US20140328712A1 (zh) |
CN (1) | CN103205543B (zh) |
Cited By (6)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN104164636A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-11-26 | 中磁科技股份有限公司 | 钕铁硼铸片的热处理方法及热处理装置 |
WO2015103905A1 (zh) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种提高烧结钕铁硼永磁体磁性能的方法 |
CN106626172A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-10 | 重庆市成吉思机械制造有限公司 | 可调式轮胎硫化预热装置 |
CN106992070A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-28 | 江苏品和天磁科技有限公司 | 一种少稀土永磁材料生产后处理工艺以及处理系统 |
CN109524231A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-26 | 太原开元智能装备有限公司 | 烧结钕铁硼永磁体表面扩散重稀土的扩散炉及其扩散方法 |
CN110496968A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-11-26 | 中国核动力研究设计院 | 一种锆合金粉末及其制备方法 |
Families Citing this family (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN103215467B (zh) * | 2013-05-05 | 2015-07-08 | 沈阳中北真空磁电科技有限公司 | 一种高性能钕铁硼稀土永磁材料的制造方法 |
CN103219117B (zh) * | 2013-05-05 | 2016-04-06 | 沈阳中北真空磁电科技有限公司 | 一种双合金钕铁硼稀土永磁材料及制造方法 |
JP6394484B2 (ja) * | 2015-04-28 | 2018-09-26 | 信越化学工業株式会社 | 希土類磁石の製造方法及び希土類化合物の塗布装置 |
CN104900359B (zh) * | 2015-05-07 | 2017-09-12 | 安泰科技股份有限公司 | 复合靶气相沉淀制备晶界扩散稀土永磁材料的方法 |
CN105405573B (zh) * | 2015-12-18 | 2018-05-22 | 上海洛克磁业有限公司 | 一种烧结钕铁硼的退磁方法 |
CN112071616B (zh) * | 2020-08-19 | 2021-08-13 | 宁波四环磁业有限公司 | 一种钕铁硼磁铁的制备工艺 |
CN115050564B (zh) * | 2022-06-23 | 2023-04-07 | 宁波耐力誉磁业科技有限公司 | 一种高取向度钕铁硼磁体及其制备方法 |
Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4836776A (en) * | 1987-04-28 | 1989-06-06 | Fours Industriels B.M.I. | Furnace for heat treatment in vacuo with cooling by a stream of gas |
CN2320625Y (zh) * | 1997-11-05 | 1999-05-26 | 郭锦华 | 整体旋转式真空连续晶化热处理炉 |
CN1227392A (zh) * | 1998-02-25 | 1999-09-01 | 潘树明 | 金属实收率高的稀土一铁一硼永磁材料及其工艺 |
JP2002105503A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-04-10 | Kinya Adachi | 磁性材料の製造方法、防錆層付き磁性材料粉末及びそれを用いたボンド磁石 |
CN2501886Y (zh) * | 2001-10-29 | 2002-07-24 | 成都中核新材料股份有限公司 | 真空连续晶化炉 |
CN101045256A (zh) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | 潘树明 | 一种稀土永磁合金废合金磁性再生的合成工艺 |
CN101118113A (zh) * | 2007-09-07 | 2008-02-06 | 上海中加电炉有限公司 | 热风循环烘箱 |
WO2008032668A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-20 | Ulvac, Inc. | Vacuum evaporation processing equipment |
CN101205623A (zh) * | 2007-05-18 | 2008-06-25 | 横店集团东磁有限公司 | 一种用于钕铁硼铁氧体防腐的纳米复合电镀新方法 |
CN101562067A (zh) * | 2008-04-18 | 2009-10-21 | 沈阳中北通磁科技有限公司 | 一种耐腐蚀的钕铁硼稀土永磁体的制造方法 |
CN101615462A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-12-30 | 安徽大地熊新材料股份有限公司 | 含有微量氮Re-Fe-B系永磁材料的制备方法 |
CN102206809A (zh) * | 2010-03-30 | 2011-10-05 | 杭州海鲸光电科技有限公司 | 一种高温真空烘烤炉及其操作方法 |
CN102768891A (zh) * | 2011-05-06 | 2012-11-07 | 北京有色金属研究总院 | 稀土含氮磁粉制备工艺及设备和制备的产品 |
CN103192084A (zh) * | 2013-05-05 | 2013-07-10 | 沈阳中北真空磁电科技有限公司 | 一种旋转式真空热处理设备 |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US8262808B2 (en) * | 2006-12-21 | 2012-09-11 | Ulvac, Inc. | Permanent magnet and method of manufacturing same |
-
2013
- 2013-05-05 CN CN201310160444.7A patent/CN103205543B/zh active Active
- 2013-09-11 US US14/024,590 patent/US20140328712A1/en not_active Abandoned
Patent Citations (14)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4836776A (en) * | 1987-04-28 | 1989-06-06 | Fours Industriels B.M.I. | Furnace for heat treatment in vacuo with cooling by a stream of gas |
CN2320625Y (zh) * | 1997-11-05 | 1999-05-26 | 郭锦华 | 整体旋转式真空连续晶化热处理炉 |
CN1227392A (zh) * | 1998-02-25 | 1999-09-01 | 潘树明 | 金属实收率高的稀土一铁一硼永磁材料及其工艺 |
JP2002105503A (ja) * | 2000-07-24 | 2002-04-10 | Kinya Adachi | 磁性材料の製造方法、防錆層付き磁性材料粉末及びそれを用いたボンド磁石 |
CN2501886Y (zh) * | 2001-10-29 | 2002-07-24 | 成都中核新材料股份有限公司 | 真空连续晶化炉 |
CN101045256A (zh) * | 2006-03-31 | 2007-10-03 | 潘树明 | 一种稀土永磁合金废合金磁性再生的合成工艺 |
WO2008032668A1 (en) * | 2006-09-11 | 2008-03-20 | Ulvac, Inc. | Vacuum evaporation processing equipment |
CN101205623A (zh) * | 2007-05-18 | 2008-06-25 | 横店集团东磁有限公司 | 一种用于钕铁硼铁氧体防腐的纳米复合电镀新方法 |
CN101118113A (zh) * | 2007-09-07 | 2008-02-06 | 上海中加电炉有限公司 | 热风循环烘箱 |
CN101562067A (zh) * | 2008-04-18 | 2009-10-21 | 沈阳中北通磁科技有限公司 | 一种耐腐蚀的钕铁硼稀土永磁体的制造方法 |
CN101615462A (zh) * | 2009-05-26 | 2009-12-30 | 安徽大地熊新材料股份有限公司 | 含有微量氮Re-Fe-B系永磁材料的制备方法 |
CN102206809A (zh) * | 2010-03-30 | 2011-10-05 | 杭州海鲸光电科技有限公司 | 一种高温真空烘烤炉及其操作方法 |
CN102768891A (zh) * | 2011-05-06 | 2012-11-07 | 北京有色金属研究总院 | 稀土含氮磁粉制备工艺及设备和制备的产品 |
CN103192084A (zh) * | 2013-05-05 | 2013-07-10 | 沈阳中北真空磁电科技有限公司 | 一种旋转式真空热处理设备 |
Cited By (7)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
WO2015103905A1 (zh) * | 2014-01-07 | 2015-07-16 | 中国科学院宁波材料技术与工程研究所 | 一种提高烧结钕铁硼永磁体磁性能的方法 |
CN104164636A (zh) * | 2014-06-30 | 2014-11-26 | 中磁科技股份有限公司 | 钕铁硼铸片的热处理方法及热处理装置 |
CN106626172A (zh) * | 2016-11-30 | 2017-05-10 | 重庆市成吉思机械制造有限公司 | 可调式轮胎硫化预热装置 |
CN106626172B (zh) * | 2016-11-30 | 2018-10-02 | 重庆市成吉思机械制造有限公司 | 可调式轮胎硫化预热装置 |
CN106992070A (zh) * | 2017-04-10 | 2017-07-28 | 江苏品和天磁科技有限公司 | 一种少稀土永磁材料生产后处理工艺以及处理系统 |
CN109524231A (zh) * | 2018-12-17 | 2019-03-26 | 太原开元智能装备有限公司 | 烧结钕铁硼永磁体表面扩散重稀土的扩散炉及其扩散方法 |
CN110496968A (zh) * | 2019-09-19 | 2019-11-26 | 中国核动力研究设计院 | 一种锆合金粉末及其制备方法 |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
CN103205543B (zh) | 2014-12-03 |
US20140328712A1 (en) | 2014-11-06 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
CN103205543B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和设备 | |
CN103192084B (zh) | 一种旋转式真空热处理设备 | |
CN103231059B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁器件的制造方法 | |
CN103212710B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁材料的制造方法 | |
CN103215467B (zh) | 一种高性能钕铁硼稀土永磁材料的制造方法 | |
CN103996520B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁体的烧结方法和设备 | |
CN103996521B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁体的真空预烧结方法和设备 | |
CN103996475B (zh) | 一种具有复合主相的高性能钕铁硼稀土永磁体及制造方法 | |
CN103219117B (zh) | 一种双合金钕铁硼稀土永磁材料及制造方法 | |
CN103990805B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁合金的制粉方法和设备 | |
CN103990806B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁合金的氢破碎方法和设备 | |
CN103996519A (zh) | 一种高性能钕铁硼稀土永磁器件的制造方法 | |
CN103996524B (zh) | 一种含La和Ce的钕铁硼稀土永磁体的制造方法 | |
CN103996522A (zh) | 一种含Ce的钕铁硼稀土永磁体的制造方法 | |
CN103996474B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁合金的制造方法 | |
CN103996517B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁材料的半自动成型方法 | |
CN103996523B (zh) | 一种含La的高性能钕铁硼稀土永磁体的制造方法 | |
CN107262688B (zh) | 一种带二次冷却的真空熔炼速凝设备及速凝合金制造方法 | |
CN103996518B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁材料的成型方法 | |
CN103996516B (zh) | 一种钕铁硼稀土永磁材料的自动成型方法 | |
CN104226941A (zh) | 带料罐真空熔炼速凝设备和永磁合金及永磁体的制造方法 | |
CN104226942B (zh) | 双坩埚真空熔炼速凝设备和永磁合金、永磁体的制造方法 |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C06 | Publication | ||
PB01 | Publication | ||
C10 | Entry into substantive examination | ||
SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
C14 | Grant of patent or utility model | ||
GR01 | Patent grant | ||
TR01 | Transfer of patent right |
Effective date of registration: 20200416 Address after: 110168 Liaoning Province, Shenyang Hunnan Huiquan Road No. 8 Patentee after: SHENYANG GENERAL MAGNETIC Co.,Ltd. Address before: 110168 No. 19, main street, offshore economic zone, Liaoning, Shenyang Patentee before: China North Magnetic & Electronic Technology Co.,Ltd. |
|
TR01 | Transfer of patent right |