CN109273241A - 一种高机械强度永磁体烧结工艺 - Google Patents

一种高机械强度永磁体烧结工艺 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种高机械强度永磁体烧结工艺，包括如下步骤：S1、配料：以稀土元素、铁、钛、钴和硼铁合金为原料，按以下质量百分含量称取各原料：稀土元素25％～35％，钛0.49％～0.51％，钴0.58％～0.62％，硼0.77％～1.28％，余量为铁和其他不可避免的杂质；S2、熔炼：将S1中选取的原料置于FMI‑I‑500R真空熔炼铸片炉内，采用速凝工艺在真空度为10Pa以内，然后制备所需速凝片；S3、氢碎：先将S2中制得的速凝片放入氢碎料筒内，再打开炉门，用吸尘器清理炉膛，取下料筒固定销，用装料车将氢碎料筒放入炉膛内。与其它工艺相比，通过对永磁体表面进行钝化处理，钝化工艺简单，好控制，其表面形成致密钝化膜后能加强抗腐蚀能力。

Description

一种高机械强度永磁体烧结工艺
技术领域
本发明涉及永磁材料技术领域，更具体地说，尤其涉及一种高机械强度永磁体烧结工艺。
背景技术
半烧结 NdFeB 永磁材料属于第三代稀土永磁材料，与其他类型永磁材料相比，具有磁性能高，价格低等突出优点，使得其开发和应用得到了超常规的发展。目前其综合磁性能已达到较高水平，应用已涉及国民经济的各个领域，特别是在计算机、信息、汽车、核磁共振成像、CD-ROM、DVF 等工业方面有着广泛的应用。
但是半导体对于工作环境的要求较为严苛，如果不对半导体进行封装，势必造成半导体的损坏，会造成半导体无法正常工作，但是传统的半导体封装等级无法达到芯片级的封装标准，对于半导体的保护还不是很到位，为此，我们提出一种高机械强度永磁体烧结工艺。
发明内容
本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种高机械强度永磁体烧结工艺。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种高机械强度永磁体烧结工艺，包括如下步骤：
5、包括如下步骤：
S1、配料：以稀土元素、铁、钛、钴和硼铁合金为原料，按以下质量百分含量称取各原料：稀土元素 25％～ 35％，钛 0.49％～ 0.51％，钴 0.58％～ 0.62％，硼 0.77％～1.28％，余量为铁和其他不可避免的杂质；
S2、熔炼：将S1中选取的原料置于FMI-I-500R真空熔炼铸片炉内，采用速凝工艺在真空度为 10Pa以内，然后制备所需速凝片；
S3、氢碎：先将S2中制得的速凝片放入氢碎料筒内，再打开炉门，用吸尘器清理炉膛，取下料筒固定销，用装料车将氢碎料筒放入炉膛内，用棉布擦拭炉门、胶圈，关闭炉门，然后通入氢气，速凝片制成氢爆粉，抽气系统关闭后，此时三个氩气阀自动打开充入氩气于置换压力值，风机自动风冷，炉内压力不足时，自动补充，风冷3-5小时左右，达到35-40度时系统开始记录冷却停止时间，一般为20分钟左右。到达冷却设定时间后，氩气导入阀自动关闭，风机自动关闭，排气阀打开排气，排气至大气压时可出炉；
S4、粗粉搅拌：将S3中制得的粗粉置于搅拌罐内，通过搅拌罐的旋转使氢碎（中碎）后的粗粉混合均匀；
S5、气流磨：将S4中制得的粗粉置于气流磨机器内，利用高压气流将搅拌后的粗粉吹起，通过相互之间的碰撞使力度变小，成为细粉；
S6、细粉搅拌:将S5中制得的细粉置于搅拌罐内，然后是将不同牌号的细粉按照配比进行混合；
S7、成型：根据要求选择相应的模具，将S6中的细粉在 1.8T 磁场中压制成所需的形状，然后采用等静压将取向成型后的磁粉在压力为 200MPa ～ 500MPa 的条件下压制成磁块。
S8、真空烧结：检查并确认炉门关闭，开启真空烧结炉进行抽真空作业，开启屏护阀，开启进料机构，将烧结盆缓慢送入烧结炉内，使之就位，温度为100～150℃，将磁块真空烧结后进行回火热处理，得到毛坯。
S9、机械加工：将S8中制得的毛坯进行激光切割，然后将切割后的毛坯置于磨床上打磨平整，制得所需形状。
S10、表面处理：然后采用 pH 值为 8.5 ～ 10 的碱溶液对经机械加工后的毛坯表面进行清洗除油，再将除油后的毛坯表面用 pH 值为 5 ～ 6的硝酸进行酸洗处理，最后再对永磁体表面进行钝化处理，即可得到抗弯强度不低于 500MPa，冲击韧度不低于7.5KJ/m2 的高机械强度永磁体。
优选的，在S10中的清洗除油过程中采用超声波辅助除油。
优选的，在S5中的气流磨工艺中压缩空气的工质压力为 0.69MPa ～ 0.71MPa。
优选的，将封装好的高机械强度永磁体，再用专用的检测工具进行性能检测。
本发明的技术效果和优点：
1、本发明制造的钕铁硼永磁体的抗弯强度不低于 500MPa，冲击韧度不低于 7.5KJ/m²磁体性能无明显影响，可广泛应用于军事、航天、高速电机等冲击振动强的领域。
2、本发明通过对永磁体表面进行钝化处理，钝化工艺简单，好控制，其表面形成致密钝化膜后能加强抗腐蚀能力。
3、本发明大大降低了烧结永磁体的加工难度，扩展了永磁体的使用范围，经济潜力巨大。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
一种高机械强度永磁体烧结工艺，包括如下步骤：
6、包括如下步骤：
S1、配料：以稀土元素、铁、钛、钴和硼铁合金为原料，按以下质量百分含量称取各原料：稀土元素 25％～ 35％，钛 0.49％～ 0.51％，钴 0.58％～ 0.62％，硼 0.77％～1.28％，余量为铁和其他不可避免的杂质；
S2、熔炼：将S1中选取的原料置于FMI-I-500R真空熔炼铸片炉内，采用速凝工艺在真空度为 10Pa以内，然后制备所需速凝片；
S3、氢碎：先将S2中制得的速凝片放入氢碎料筒内，再打开炉门，用吸尘器清理炉膛，取下料筒固定销，用装料车将氢碎料筒放入炉膛内，用棉布擦拭炉门、胶圈，关闭炉门，然后通入氢气，速凝片制成氢爆粉，抽气系统关闭后，此时三个氩气阀自动打开充入氩气于置换压力值，风机自动风冷，炉内压力不足时，自动补充，风冷3-5小时左右，达到35-40度时系统开始记录冷却停止时间，一般为20分钟左右。到达冷却设定时间后，氩气导入阀自动关闭，风机自动关闭，排气阀打开排气，排气至大气压时可出炉；
S4、粗粉搅拌：将S3中制得的粗粉置于搅拌罐内，通过搅拌罐的旋转使氢碎（中碎）后的粗粉混合均匀；
S5、气流磨：将S4中制得的粗粉置于气流磨机器内，利用高压气流将搅拌后的粗粉吹起，通过相互之间的碰撞使力度变小，成为细粉；
S6、细粉搅拌:将S5中制得的细粉置于搅拌罐内，然后是将不同牌号的细粉按照配比进行混合；
S7、成型：根据要求选择相应的模具，将S6中的细粉在 1.8T 磁场中压制成所需的形状，然后采用等静压将取向成型后的磁粉在压力为 200MPa ～ 500MPa 的条件下压制成磁块。
S8、真空烧结：检查并确认炉门关闭，开启真空烧结炉进行抽真空作业，开启屏护阀，开启进料机构，将烧结盆缓慢送入烧结炉内，使之就位，温度为100～150℃，将磁块真空烧结后进行回火热处理，得到毛坯。
S9、机械加工：将S8中制得的毛坯进行激光切割，然后将切割后的毛坯置于磨床上打磨平整，制得所需形状。
S10、表面处理：然后采用 pH 值为 8.5 ～ 10 的碱溶液对经机械加工后的毛坯表面进行清洗除油，再将除油后的毛坯表面用 pH 值为 5 ～ 6的硝酸进行酸洗处理，最后再对永磁体表面进行钝化处理，即可得到抗弯强度不低于 500MPa，冲击韧度不低于7.5KJ/m2 的高机械强度永磁体。
综上所述：本发明提供的一种高机械强度永磁体烧结工艺，与其它工艺相比，通过对永磁体表面进行钝化处理，钝化工艺简单，好控制，其表面形成致密钝化膜后能加强抗腐蚀能力。
最后应说明的是：以上所述仅为本发明的优选实施例而已，并不用于限制本发明，尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，对于本领域的技术人员来说，其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (4)

1.一种高机械强度永磁体烧结工艺，其特征在于：包括如下步骤：
S1、配料：以稀土元素、铁、钛、钴和硼铁合金为原料，按以下质量百分含量称取各原料：稀土元素 25％～ 35％，钛 0.49％～ 0.51％，钴 0.58％～ 0.62％，硼 0.77％～1.28％，余量为铁和其他不可避免的杂质；
S2、熔炼：将S1中选取的原料置于FMI-I-500R真空熔炼铸片炉内，采用速凝工艺在真空度为 10Pa以内，然后制备所需速凝片；
S3、氢碎：先将S2中制得的速凝片放入氢碎料筒内，再打开炉门，用吸尘器清理炉膛，取下料筒固定销，用装料车将氢碎料筒放入炉膛内，用棉布擦拭炉门、胶圈，关闭炉门，然后通入氢气，速凝片制成氢爆粉，抽气系统关闭后，此时三个氩气阀自动打开充入氩气于置换压力值，风机自动风冷，炉内压力不足时，自动补充，风冷3-5小时左右，达到35-40度时系统开始记录冷却停止时间，一般为20分钟左右，
到达冷却设定时间后，氩气导入阀自动关闭，风机自动关闭，排气阀打开排气，排气至大气压时可出炉；
S4、粗粉搅拌：将S3中制得的粗粉置于搅拌罐内，通过搅拌罐的旋转使氢碎（中碎）后的粗粉混合均匀；
S5、气流磨：将S4中制得的粗粉置于气流磨机器内，利用高压气流将搅拌后的粗粉吹起，通过相互之间的碰撞使力度变小，成为细粉；
S6、细粉搅拌:将S5中制得的细粉置于搅拌罐内，然后是将不同牌号的细粉按照配比进行混合；
S7、成型：根据要求选择相应的模具，将S6中的细粉在 1.8T 磁场中压制成所需的形状，然后采用等静压将取向成型后的磁粉在压力为 200MPa ～ 500MPa 的条件下压制成磁块；
S8、真空烧结：检查并确认炉门关闭，开启真空烧结炉进行抽真空作业，开启屏护阀，开启进料机构，将烧结盆缓慢送入烧结炉内，使之就位，温度为100～150℃，将磁块真空烧结后进行回火热处理，得到毛坯；
S9、机械加工：将S8中制得的毛坯进行激光切割，然后将切割后的毛坯置于磨床上打磨平整，制得所需形状；
S10、表面处理：然后采用 pH 值为 8.5 ～ 10 的碱溶液对经机械加工后的毛坯表面进行清洗除油，再将除油后的毛坯表面用 pH 值为 5 ～ 6的硝酸进行酸洗处理，最后再对永磁体表面进行钝化处理，即可得到抗弯强度不低于 500MPa，冲击韧度不低于 7.5KJ/m2的高机械强度永磁体。
2.根据权利要求1所述的一种高机械强度永磁体烧结工艺，其特征在于：在S10中的清洗除油过程中采用超声波辅助除油。
3.根据权利要求1所述的一种高机械强度永磁体烧结工艺，其特征在于：在S5中的气流磨工艺中压缩空气的工质压力为 0.69MPa ～ 0.71MPa。
4.根据权利要求1所述的一种高机械强度永磁体烧结工艺，其特征在于：将封装好的高机械强度永磁体，再用专用的检测工具进行性能检测。
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