CN109950015A - 圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法。本发明所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法包括如下步骤:S0、在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;S1、在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯;S2、冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;S3、对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和时效处理。本发明所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法能有效地提高直径小于8mm的圆柱形烧结钕铁硼产品的合格率。
Description
技术领域
本发明涉及一种烧结方法,特别是涉及一种圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法。
背景技术
烧结钕铁硼的烧结是指为了进一步提高磁体的性能和使用性,改进粉末间的接触性质,提高强度,使磁体具有高性能的显微组织特征,需要将生坯加热到粉末基体相熔点以下的温度并保温一段时间的工艺。
目前,现有对圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法的烧结流程:将钕铁硼圆柱生坯摆放在烧结料盒中→充惰性气体保护→进炉→抽真空→加热→回火。
但是上述烧结方法具有一定的局限性,如果烧结直径较小且长度较长的圆柱形烧结钕铁硼产品,由于生坯的直径较小且长度较长,所以毛坯(烧结后的生坯)的弯曲变形量较大,毛坯在机加工时容易断裂,导致产品的合格率较低。尤其是烧结直径小于8mm、长度为35至45mm的圆柱形烧结钕铁硼产品,产品变形得更为明显,产品的合格率更低。
发明内容
基于此,本发明的目的在于,提供一种圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,尤其能有效地提高直径小于8mm的圆柱形烧结钕铁硼产品的合格率。
一种圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法包括如下步骤:
S0、在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;
S1、在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯;
S2、冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;
S3、对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和时效处理。
进一步地,在步骤S1中,预烧结温度控制在980至1030℃,预烧结时间为0.5至3h。
进一步地,在步骤S3中,高温烧结的温度为1030至1080℃,烧结时间为2至6h。
进一步地,在步骤S3中,对高温烧结后的钕铁硼圆柱生坯进行两次回火处理,其中,一次回火温度为820至900℃,一级回火时间为1至3h,二级回火温度为460至600℃,二级回火时间为2至6h。
进一步地,所述钕铁硼圆柱生坯经过高温烧结、时效处理后成为钕铁硼圆柱毛坯,所述钕铁硼圆柱毛坯的直径为4至10mm。
进一步地,所述钕铁硼圆柱毛坯的直径为4至8mm。
进一步地,所述钕铁硼圆柱毛坯的的长度大于30mm。
进一步地,所述钕铁硼圆柱毛坯的的长度为35至45mm。
相对于现有技术,本发明将压制成型的钕铁硼圆柱生坯进行紧密排列,然后进行预烧结来提高产品的密度,并使钕铁硼圆柱生坯预收缩,接着将预烧结后的钕铁硼圆柱生坯再进行紧密排列,最后再进行高温烧结和时效处理。通过该方法能有效地控制圆柱产品的弯曲变形量,使毛坯在机加工时不容易断裂,从而提高产品的合格率。尤其是直径小于8mm且长度较长的圆柱产品,相对于采用现有的烧结方法烧结得到的圆柱产品,采用本发明所述的烧结方法烧结得到的圆柱产品,其合格率有更为明显地提高。
为了更好地理解和实施,下面结合附图详细说明本发明。
附图说明
图1为本发明所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法的流程图。
具体实施方式
一种圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,参见图1,包括如下步骤:
S0、在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;
具体地,剥油箱充入氮气,在氮气保护下,将压制成型的钕铁硼圆柱生坯摆放在石墨盒内,并使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴,以保证钕铁硼圆柱生坯在石墨盒中紧密排布;其中,剥油箱属于现有技术,其具体结构可以参见中国专利号CN108421973A所公开的一种烧结钕铁硼磁体剥油箱;石墨盒也属于现有技术,其具体结构可以参见中国专利号CN201610336098.7所公开的一种用于钕铁硼磁体的生坯装料盒;压制成型的钕铁硼圆柱生坯的直径范围为4至10mm,特别是钕铁硼圆柱生坯的直径范围为4至8mm,钕铁硼圆柱生坯的长度大于30mm,特别是钕铁硼圆柱生坯的长度为35至45mm;
S1、在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯;
具体地,将装有钕铁硼圆柱生坯的石墨盒送入真空烧结炉中,真空烧结炉对钕铁硼圆柱生坯进行预烧结,使钕铁硼圆柱生坯进行预收缩;其中,预烧结温度控制在980至1030℃,预烧结时间为0.5至3h;
S2、冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;
具体地,预烧结完成后,钕铁硼圆柱生坯风冷出炉,由于钕铁硼圆柱生坯发生预收缩,相邻的钕铁硼圆柱生坯不再相贴,所以将钕铁硼圆柱生坯重新进行紧密排布,使相邻的且不相贴的钕铁硼圆柱生坯重新相贴,保证预烧结后的钕铁硼圆柱生坯互相紧密接触,减小钕铁硼圆柱生坯的形变空间,从而减少钕铁硼圆柱生坯的形变量;在实际操作中,可以通过合盘的方式,也可以通过移动石墨盒侧板的方式来重新紧密排布预烧结后的钕铁硼圆柱生坯;
S3、对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和时效处理;
具体地,将装有重新排布的钕铁硼圆柱生坯的石墨盒送入真空烧结炉中,真空烧结炉对钕铁硼圆柱生坯依次进行高温烧结、一级回火、二级回火;其中,高温烧结的温度为1030至1080℃,烧结时间为2至6h;一次回火温度为820至900℃,一级回火时间为1至3h;二级回火温度为460至600℃,二级回火时间为2至6h;
S4、得到毛坯;
具体地,经过时效处理后,钕铁硼圆柱生坯形成钕铁硼圆柱毛坯,优选地,钕铁硼圆柱毛坯的直径范围为4至10mm,特别是钕铁硼圆柱毛坯的直径范围为4至8mm,钕铁硼圆柱毛坯的长度大于30mm,特别是钕铁硼圆柱毛坯的长度为35至45mm。
实施例一
对性能为N35,毛坯尺寸为直径4mm、长度35mm的钕铁硼圆柱进行烧结。首先,在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;然后,在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯,预烧结温度为990℃,预烧结时间为2h;接着,冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;最后,对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和两次回火处理,高温烧结的温度为1045℃,烧结时间为4.5h;一次回火温度为870℃,一级回火时间为2h;二级回火温度为520℃,二级回火时间为4.5h。
同时采用原烧结方法做对比例,即不采用预烧结和紧密排布的方式,直接进行高温烧结和二次回火。将两种方法烧结得到的毛坯进行无芯磨统计合格率及不良率。
方法 | 合格比例 | 断裂比例 | 掉角比例 | 黑皮比例 |
原烧结方法 | 75.3% | 15.4% | 3.7% | 5.6% |
本发明烧结方法 | 94.6% | 0.4% | 2.8% | 2.2% |
由此可知,经过本发明所述的烧结方法得到的毛坯,其后期机加工得到的产品的合格率有明显的提高。
实施例二
对性能为N35,毛坯尺寸为直径4mm、长度40mm的钕铁硼圆柱进行烧结。首先,在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;然后,在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯,预烧结温度为1000℃,预烧结时间为2h;接着,冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;最后,对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和两次回火处理,高温烧结的温度为1045℃,烧结时间为4.5h;一次回火温度为870℃,一级回火时间为2.5h;二级回火温度为520℃,二级回火时间为4.5h。
同时采用原烧结方法做对比例,不采用预烧结和紧密排布的方式,直接进行高温烧结和二次回火。将两种方法烧结得到的毛坯进行无芯磨统计合格率及不良率。
方法 | 合格比例 | 断裂比例 | 掉角比例 | 黑皮比例 |
原烧结方法 | 74.2% | 16.4% | 3.5% | 5.9% |
本发明烧结方法 | 93.4% | 0.6% | 2.5% | 3.5% |
由此可知,经过本发明所述的烧结方法得到的毛坯,其后期机加工得到的产品的合格率有明显的提高。
实施例三
对性能为N38,毛坯尺寸为直径4mm、长度45mm的钕铁硼圆柱进行烧结。首先,在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;然后,在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯,预烧结温度为1000℃,预烧结时间为2h;接着,冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;最后,对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和两次回火处理,高温烧结的温度为1050℃,烧结时间为4.5h;一次回火温度为870℃,一级回火时间为2.5h;二级回火温度为500℃,二级回火时间为5h。
同时采用原烧结方法做对比例,不采用预烧结和紧密排布的方式,直接进行高温烧结和二次回火。将两种方法烧结得到的毛坯进行无芯磨统计合格率及不良率。
方法 | 合格比例 | 断裂比例 | 掉角比例 | 黑皮比例 |
原烧结方法 | 72.3% | 17.5% | 3.8% | 6.4% |
本发明烧结方法 | 92.9% | 1.0% | 2.9% | 3.2% |
由此可知,经过本发明所述的烧结方法得到的毛坯,其后期机加工得到的产品的合格率有明显的提高。
实施例四
对性能为N38,毛坯尺寸为直径6mm、长度35mm的钕铁硼圆柱进行烧结。首先,在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;然后,在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯,预烧结温度为1000℃,预烧结时间为2h;接着,冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;最后,对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和两次回火处理,高温烧结的温度为1050℃,烧结时间为4.5h;一次回火温度为870℃,一级回火时间为2.5h;二级回火温度为500℃,二级回火时间为5h。
同时采用原烧结方法做对比例,不采用预烧结和紧密排布的方式,直接进行高温烧结和二次回火。将两种方法烧结得到的毛坯进行无芯磨统计合格率及不良率。
方法 | 合格比例 | 断裂比例 | 掉角比例 | 黑皮比例 |
原烧结方法 | 79.2% | 11.5% | 2.6% | 6.7% |
本发明烧结方法 | 95.1% | 0.7% | 1.5% | 2.7% |
由此可知,经过本发明所述的烧结方法得到的毛坯,其后期机加工得到的产品的合格率有明显的提高。
实施例五
对性能为N40,毛坯尺寸为直径6mm、长度40mm的钕铁硼圆柱进行烧结。首先,在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;然后,在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯,预烧结温度为1010℃,预烧结时间为2.5h;接着,冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;最后,对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和两次回火处理,高温烧结的温度为1055℃,烧结时间为4.5h;一次回火温度为870℃,一级回火时间为2.5h;二级回火温度为500℃,二级回火时间为5h。
同时采用原烧结方法做对比例,不采用预烧结和紧密排布的方式,直接进行高温烧结和二次回火。将两种方法烧结得到的毛坯进行无芯磨统计合格率及不良率。
方法 | 合格比例 | 断裂比例 | 掉角比例 | 黑皮比例 |
原烧结方法 | 78.7% | 11.7% | 3.0% | 6.6% |
本发明烧结方法 | 94.6% | 0.8% | 1.7% | 2.9% |
由此可知,经过本发明所述的烧结方法得到的毛坯,其后期机加工得到的产品的合格率有明显的提高。
实施例六
对性能为N40,毛坯尺寸为直径6mm、长度45mm的钕铁硼圆柱进行烧结。首先,在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;然后,在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯,预烧结温度为1010℃,预烧结时间为2.5h;接着,冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;最后,对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和两次回火处理,高温烧结的温度为1055℃,烧结时间为4.5h;一次回火温度为870℃,一级回火时间为2.5h;二级回火温度为500℃,二级回火时间为5h。
同时采用原烧结方法做对比例,不采用预烧结和紧密排布的方式,直接进行高温烧结和二次回火。将两种方法烧结得到的毛坯进行无芯磨统计合格率及不良率。
方法 | 合格比例 | 断裂比例 | 掉角比例 | 黑皮比例 |
原烧结方法 | 78.2% | 11.8% | 2.9% | 7.1% |
本发明烧结方法 | 93.5% | 1.1% | 2.0% | 3.4% |
由此可知,经过本发明所述的烧结方法得到的毛坯,其后期机加工得到的产品的合格率有明显的提高。
以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式,其描述较为具体和详细,但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是,对于本领域的普通技术人员来说,在不脱离本发明构思的前提下,还可以做出若干变形和改进,这些都属于本发明的保护范围。
Claims (8)
1.一种圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,其特征在于,所述圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法包括如下步骤:
S0、在保护气体环境下,紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;
S1、在真空状态下,预烧结紧密排布的钕铁硼圆柱生坯;
S2、冷却出炉,再紧密排布钕铁硼圆柱生坯,使相邻的钕铁硼圆柱生坯相贴;
S3、对重新排布的钕铁硼圆柱生坯进行高温烧结和时效处理。
2.根据权利要求1所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,其特征在于:在步骤S1中,预烧结温度控制在980至1030℃,预烧结时间为0.5至3h。
3.根据权利要求1所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,其特征在于:在步骤S3中,高温烧结的温度为1030至1080℃,烧结时间为2至6h。
4.根据权利要求3所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,其特征在于:在步骤S3中,对高温烧结后的钕铁硼圆柱生坯进行两次回火处理,其中,一次回火温度为820至900℃,一级回火时间为1至3h,二级回火温度为460至600℃,二级回火时间为2至6h。
5.根据权利要求1至4任一项所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,其特征在于:所述钕铁硼圆柱生坯经过高温烧结、时效处理后成为钕铁硼圆柱毛坯,所述钕铁硼圆柱毛坯的直径为4至10mm。
6.根据权利要求5所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,其特征在于:所述钕铁硼圆柱毛坯的直径为4至8mm。
7.根据权利要求5所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,其特征在于:所述钕铁硼圆柱毛坯的的长度大于30mm。
8.根据权利要求7所述的圆柱形烧结钕铁硼的烧结方法,其特征在于:所述钕铁硼圆柱毛坯的的长度为35至45mm。
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