一種釹鐵硼磁體的焊接方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明提供了一種釹鐵硼磁體的焊接方法，其特征在于，采用冷壓焊接的方法對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行焊接。本發(fā)明采用冷壓焊接的方法對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)了不需要采用粘結(jié)法對(duì)燒結(jié)釹鐵硼磁體進(jìn)行加工處理，解決了在不含有粘結(jié)劑的條件下，能夠?qū)⑩S鐵硼磁體加工成尺寸較小，形狀復(fù)雜等加工難度比較高產(chǎn)品。
【專(zhuān)利說(shuō)明】一種釹鐵硼磁體的焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明屬于磁體制備【技術(shù)領(lǐng)域】，尤其涉及一種釹鐵硼磁體的焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002]磁體是能夠產(chǎn)生磁場(chǎng)的物質(zhì)，具有吸引鐵磁性物質(zhì)如鐵、鎳、鈷等金屬的特性。磁體一般分為永磁體和軟磁體，作為導(dǎo)磁體和電磁體的材料大都是軟磁體，其極性是隨所加磁場(chǎng)極性而變化的；而永磁體即硬磁體，能夠長(zhǎng)期保持其磁性的磁體，不易失磁，也不易被磁化。因而，無(wú)論是在工業(yè)生產(chǎn)還是在日常生活中，硬磁體最常用的強(qiáng)力材料之一。
[0003]硬磁體可以分為天然磁體和人造磁體，人造磁鐵是指通過(guò)合成不同材料的合金可以達(dá)到與天然磁體(吸鐵石)相同的效果，而且還可以提高磁力。早在18世紀(jì)就出現(xiàn)了人造磁體，但制造更強(qiáng)磁性材料的過(guò)程卻十分緩慢，直到20世紀(jì)30年代制造出鋁鎳鈷磁體(AlNiCo)，才使磁體的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。隨后，20世紀(jì)50年代制造出了鐵氧體(Ferrite)，60年代，稀土永磁的出現(xiàn)，則為磁體的應(yīng)用開(kāi)辟了一個(gè)新時(shí)代，第一代釤鈷永磁SmCo5,第二代沉淀硬化型釤鈷永磁Sm2Co17,迄今為止，發(fā)展到第三代釹鐵硼永磁材料(NdFeB)。雖然目前鐵氧體磁體仍然是用量最大的永磁材料，但釹鐵硼磁體的產(chǎn)值已大大超過(guò)鐵氧體永磁材料，已發(fā)展成一大產(chǎn)業(yè)。
[0004]釹鐵硼磁體也稱(chēng)為釹磁體(Neodymium magnet),其化學(xué)式為Nd2Fe14B,是一種人造的永久磁體，也是目前為止具有最強(qiáng)磁力的永久磁體，其最大磁能積(BHmax)高過(guò)鐵氧體10倍以上，在裸磁的狀態(tài)下，其磁力可達(dá)到3500高斯左右。釹鐵硼磁體的優(yōu)點(diǎn)是性?xún)r(jià)比高，體積小、重量輕、良好的機(jī)械特性和磁性強(qiáng)等特點(diǎn),如此高能量密度的優(yōu)點(diǎn)使釹鐵硼永磁材料在現(xiàn)代工業(yè)和電子技術(shù)中獲得了廣泛的應(yīng)用，在磁學(xué)界被譽(yù)為磁王。因而，釹鐵硼磁體的制備和擴(kuò)展一直是業(yè)內(nèi)持續(xù)關(guān)注的焦點(diǎn)。
[0005]釹鐵硼磁體通常是抽真空通過(guò)高溫加熱成型的燒結(jié)釹鐵硼或是加入粘結(jié)劑粘結(jié)成型的粘結(jié)釹鐵硼。粘結(jié)釹鐵硼由于使用粘結(jié)劑，影響釹鐵硼磁體的穩(wěn)定性，并且粘結(jié)釹鐵硼磁體在磁性能和使用溫度上都較低，因而在應(yīng)用上具有一定的局限性。燒結(jié)釹鐵硼不含有粘結(jié)劑，性能上具有較好的穩(wěn)定性，但是它是一種脆性材料，其抗拉強(qiáng)度與抗彎強(qiáng)度均比較低，同時(shí)居里溫度點(diǎn)更低，只有500?600°C，溫度特性差，而且這種脆性是其難以改變的固有特性。由于釹鐵硼磁體的各向異性、硬脆性以及低溫性，給后續(xù)的加工技術(shù)帶來(lái)很大的困難，但是燒結(jié)釹鐵硼磁體還經(jīng)常需要加工一些尺寸較小，形狀復(fù)雜的產(chǎn)品，其加工難度則更加可想而知。
[0006]現(xiàn)有工藝中，通常對(duì)燒結(jié)釹鐵硼磁體加工只能采用切割、鉆孔等簡(jiǎn)單的方法，無(wú)法進(jìn)行拼接工藝，如加工焊接等，因次，如何找到一種釹鐵硼磁體的加工焊接技術(shù)，一直是困擾釹鐵硼磁體生產(chǎn)加工企業(yè)的一大難題。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]有鑒于此，本發(fā)明要解決的技術(shù)問(wèn)題在于提供一種釹鐵硼磁體的焊接方法，使用本發(fā)明提供的方法，能夠?qū)崿F(xiàn)釹鐵硼磁體之間的加工焊接。
[0008]本發(fā)明提供了一種釹鐵硼磁體的焊接方法，其特征在于，采用冷壓焊接的方法對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行焊接；
[0009]所述冷壓焊接中，釹鐵硼磁體的伸出長(zhǎng)度小于等于0.05mm。
[0010]優(yōu)選的，所述冷壓焊接中，釹鐵硼磁體的伸出長(zhǎng)度為0.01?0.02mm。
[0011]優(yōu)選的，所述釹鐵硼磁體晶粒尺寸小于等于5 μ m，所述冷壓焊接的壓力為500?700MPa。
[0012]優(yōu)選的，所述釹鐵硼磁體晶粒尺寸為5?8μπι，所述冷壓焊接的壓力為700?870MPa。
[0013]優(yōu)選的，所述釹鐵硼磁體晶粒尺寸大于等于8 μ m，所述冷壓焊接的壓力為870?IIOOMPa。
[0014]優(yōu)選的，所述冷壓焊接的頂鍛次數(shù)為4?10次。
[0015]優(yōu)選的，所述冷壓焊接的頂鍛次數(shù)為4?7次。
[0016]優(yōu)選的，所述釹鐵硼磁體為燒結(jié)釹鐵硼磁體。
[0017]優(yōu)選的，所述釹鐵硼磁體的焊接面不含有氧化皮。
[0018]本發(fā)明提供了一種釹鐵硼磁體的焊接方法，本發(fā)明采用冷壓焊接的方法對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行焊接。本發(fā)明在一定的壓力和一定的伸出長(zhǎng)度下，經(jīng)過(guò)多次頂鍛后，得到焊接后的釹鐵硼磁體。與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明在特定的條件下，采用冷壓焊接的方法對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)燒結(jié)釹鐵硼磁體的拼接加工處理，解決了燒結(jié)釹鐵硼磁體只能采用切害I]、鉆孔等加工方式，無(wú)法進(jìn)行加工焊接的缺陷，從而能夠?qū)⑩S鐵硼磁體加工成尺寸較小，形狀復(fù)雜等加工難度比較高產(chǎn)品。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用本發(fā)明提供的焊接方法，得到的釹鐵硼磁體，其磁體剩磁為12.74kGs,矯頑力為14.98koe ;磁體的抗拉強(qiáng)度為115Mpa,抗壓強(qiáng)度為583Mpa，并且斷裂時(shí)不是沿焊縫斷裂，焊縫的強(qiáng)度大于等于釹鐵硼磁體強(qiáng)度的97%，符合相關(guān)《焊接工藝評(píng)定》中的標(biāo)準(zhǔn)。
【具體實(shí)施方式】
[0019]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明優(yōu)選實(shí)施方案進(jìn)行描述，但是應(yīng)當(dāng)理解，這些描述只是為了進(jìn)一步說(shuō)明本發(fā)明的特征和優(yōu)點(diǎn)，而不是對(duì)發(fā)明權(quán)利要求的限制。
[0020]本發(fā)明所有原料，對(duì)其來(lái)源沒(méi)有特別限制，在市場(chǎng)上購(gòu)買(mǎi)的或按照本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的常規(guī)方法制備的即可；本發(fā)明所有原料，對(duì)其純度沒(méi)有特別限制，本發(fā)明優(yōu)選采用分析純。
[0021]本發(fā)明提供了一種釹鐵硼磁體的焊接方法，其特征在于，采用冷壓焊接的方法對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行焊接；所述冷壓焊接中，釹鐵硼磁體的伸出長(zhǎng)度優(yōu)選為小于或等于
0.05mmo
[0022]本發(fā)明采用冷壓焊接的方法對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行焊接，實(shí)現(xiàn)了對(duì)燒結(jié)釹鐵硼磁體的拼接加工處理，解決了燒結(jié)釹鐵硼磁體只能采用切割、鉆孔等加工方式，無(wú)法進(jìn)行加工焊接的缺陷，從而能夠?qū)⑩S鐵硼磁體加工成尺寸較小，形狀復(fù)雜等加工難度比較高產(chǎn)品。
[0023]本發(fā)明在對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行冷壓焊接前，為提高焊接效果，保證焊接后的磁體性能，優(yōu)選首先對(duì)所述釹鐵硼磁體的焊接面進(jìn)行處理，本發(fā)明對(duì)所述處理方法沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的處理方法即可，本發(fā)明優(yōu)選為先去除釹鐵硼磁體焊接面的氧化皮，并且在去除氧化皮時(shí)，同時(shí)用水沖洗冷卻，然后再將上述去除氧化皮的釹鐵硼磁體清洗后，準(zhǔn)備進(jìn)行冷壓焊接。本發(fā)明對(duì)所述去除釹鐵硼磁體焊接面氧化皮的方式?jīng)]有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的去除氧化皮的方式即可；本發(fā)明對(duì)沖洗冷卻的其他條件沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的沖洗冷卻的方式即可；本發(fā)明對(duì)所述清洗沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的釹鐵硼磁體毛坯的清洗方式即可。
[0024]本發(fā)明采用冷壓焊接的方法對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行焊接；所述冷壓焊接中，釹鐵硼磁體的伸出長(zhǎng)度優(yōu)選為小于或等于0.05mm,更優(yōu)選為小于或等于0.03mm,最優(yōu)選為0.01?
0.02mm ;本發(fā)明在冷壓焊接中，根據(jù)釹鐵硼磁體晶粒尺寸的不同，對(duì)焊接壓力進(jìn)行適應(yīng)性調(diào)整，當(dāng)待焊接的釹鐵硼磁體晶粒尺寸小于或等于5 μ m，所述冷壓焊接的壓力優(yōu)選為500?700MPa，更優(yōu)選為550?650MPa ;當(dāng)待焊接的釹鐵硼磁體晶粒尺寸為5?8 μ m，所述冷壓焊接的壓力優(yōu)選為700?870MPa，更優(yōu)選為750?820MPa ;當(dāng)待焊接的釹鐵硼磁體晶粒尺寸大于等于8 μ m，所述冷壓焊接的壓力優(yōu)選為870?llOOMPa，更優(yōu)選為920?1050MPa ;所述冷壓焊接的頂鍛次數(shù)優(yōu)選為4?10次，更優(yōu)選為5?8次，最優(yōu)選為5?6次。
[0025]本發(fā)明對(duì)所述釹鐵硼磁體沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域人員熟知的常規(guī)釹鐵硼磁體即可，本發(fā)明優(yōu)選為燒結(jié)釹鐵硼磁體。本發(fā)明對(duì)所述冷壓焊接的設(shè)備沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的冷壓焊接設(shè)備即可，本發(fā)明優(yōu)選為XL-3A臺(tái)式冷壓焊機(jī)。
[0026]本發(fā)明對(duì)所述冷壓焊接的其他具體步驟沒(méi)有特別限制，以本領(lǐng)域技術(shù)人員熟知的冷壓焊接步驟即可，本發(fā)明優(yōu)選具體按照以下步驟進(jìn)行:
[0027]1、首先對(duì)冷壓焊機(jī)進(jìn)行檢查，試驗(yàn)一下所有的活動(dòng)零件是否移動(dòng)靈活，并將機(jī)器上多余的油脂擦干凈，再對(duì)冷壓焊機(jī)進(jìn)行裝模、走模、調(diào)縫等操作。
[0028]2、然后將兩個(gè)已經(jīng)去除氧化皮的圓柱型釹鐵硼磁體毛坯放入模具內(nèi)，卡到臺(tái)式冷壓焊機(jī)操作臺(tái)上，調(diào)整好平行度和垂直度，確保兩個(gè)毛坯的圓面緊密?chē)Ш?，開(kāi)啟冷壓焊機(jī)，調(diào)整伸出長(zhǎng)度，并進(jìn)行頂鍛操作。
[0029]3、最后將釹鐵硼磁體從模具中取出，清除廢邊后，得到焊接好的磁體。
[0030]本發(fā)明對(duì)上述步驟中的具體操作沒(méi)有特別限制，本領(lǐng)域技術(shù)人員可以根據(jù)實(shí)際生產(chǎn)情況或產(chǎn)品需要進(jìn)行調(diào)整即可。
[0031]本發(fā)明經(jīng)過(guò)上述過(guò)程，得到焊接好的釹鐵硼磁體后，對(duì)其性能進(jìn)行檢測(cè)，磁性能的具體測(cè)試方法為:將磁鐵卡在內(nèi)圓切片機(jī)內(nèi)，切出一個(gè)長(zhǎng)度為IOmm左右的磁體(包含上述焊接的焊縫部分)，將樣品放在大塊稀土永磁測(cè)量裝置內(nèi)，讀取退磁曲線，獲得磁性能數(shù)據(jù)。磁體力學(xué)性能測(cè)試方法:將原磁體與焊接成品通過(guò)拉伸試驗(yàn)機(jī)和沖壓試驗(yàn)機(jī)，對(duì)拉伸力和沖壓力進(jìn)行測(cè)試，實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，使用本發(fā)明提供的焊接方法，得到的釹鐵硼磁體，其磁體剩磁為12.74kGs,矯頑力為14.98koe ;磁體的抗拉強(qiáng)度為115Mpa,抗壓強(qiáng)度為583Mpa,并且斷裂時(shí)不是沿焊縫斷裂；相比較焊接前的磁體性能和力學(xué)性能，焊接前磁體的剩磁為13.13kGs，矯頑力為15.31koe，焊接前磁體的抗拉強(qiáng)度為117Mpa，抗壓強(qiáng)度為600Mpa，焊接后磁體的剩磁降低3%，矯頑力降低2.1%，原磁體與焊接成品能夠承受的拉伸力與沖壓力相差不超過(guò)3%，即焊縫的強(qiáng)度大于等于釹鐵硼磁體強(qiáng)度的97%，符合相關(guān)《焊接工藝評(píng)定》中的標(biāo)準(zhǔn)。[0032]為了進(jìn)一步理解本發(fā)明，下面結(jié)合實(shí)施例對(duì)本發(fā)明提供一種釹鐵硼磁體的焊接方法進(jìn)行詳細(xì)說(shuō)明，本發(fā)明的保護(hù)范圍不受以下實(shí)施例的限制。
[0033]實(shí)施例1
[0034]首先取兩個(gè)D6.5mm*25mm的晶粒尺寸為5 μ m釹鐵硼磁體毛坯，將毛坯放在磨床上。去掉圓柱兩邊的氧化皮，同時(shí)用水沖洗冷卻。
[0035]然后調(diào)整好臺(tái)式冷壓焊機(jī)，再將毛坯清洗干凈后，放入模具中，卡到臺(tái)式冷壓焊機(jī)上，調(diào)整好平行度和垂直度，確保兩個(gè)毛坯的圓面緊密?chē)Ш?，開(kāi)啟冷壓焊機(jī)，設(shè)置壓力為500MPa，調(diào)整伸出長(zhǎng)度為0.02mm，連續(xù)頂鍛操作4次，得到焊接成功的釹鐵硼磁體。
[0036]最后，取出上述步驟得到的釹鐵硼磁體，按要求測(cè)試磁性能及拉伸，壓縮性能，測(cè)試結(jié)果表明，焊接后磁體剩磁為12.74kGs，矯頑力為14.98koe ;焊接后磁體的抗拉強(qiáng)度為115Mpa，抗壓強(qiáng)度為583Mpa，并且斷裂時(shí)不是沿焊縫斷裂。
[0037]相比較焊接前的磁體性能和力學(xué)性能，焊接前磁體的剩磁為13.13kGs，矯頑力為15.31koe,焊接前磁體的抗拉強(qiáng)度為117Mpa,抗壓強(qiáng)度為600Mpa,焊接后磁體的剩磁降低3%，矯頑力降低2.1%，焊縫的強(qiáng)度大于等于釹鐵硼磁體強(qiáng)度的97%，符合相關(guān)《焊接工藝評(píng)定》中的標(biāo)準(zhǔn)。
[0038]實(shí)施例2
[0039]首先取兩個(gè)D23.5mm*35mm的晶粒尺寸為7 μ m釹鐵硼磁體毛坯，將毛坯放在磨床上。去掉圓柱兩邊的氧化皮，同時(shí)用水沖洗冷卻。
[0040]然后調(diào)整好臺(tái)式冷壓焊機(jī)，再將毛坯清洗干凈后，放入模具中，卡到臺(tái)式冷壓焊機(jī)上，調(diào)整好平行度和垂直度，確保兩個(gè)毛坯的圓面緊密?chē)Ш?，開(kāi)啟冷壓焊機(jī)，設(shè)置壓力為800MPa，調(diào)整伸出長(zhǎng)度為0.02mm，連續(xù)頂鍛操作6次，得到焊接成功的釹鐵硼磁體。
[0041]最后，取出上述步驟得到的釹鐵硼磁體，按要求測(cè)試磁性能及拉伸，壓縮性能，測(cè)試結(jié)果表明，焊接后磁體剩磁為13.04kGs，矯頑力為17.0lkoe ;焊接后磁體的抗拉強(qiáng)度為99Mpa，抗壓強(qiáng)度為890Mpa，并且斷裂時(shí)不是沿焊縫斷裂。
[0042]相比較焊接前的磁體性能和力學(xué)性能，焊接前磁體的剩磁為13.28kGs，矯頑力為18.07koe，焊接前磁體的抗拉強(qiáng)度為103Mpa，抗壓強(qiáng)度為910Mpa，焊接后磁體的剩磁降低2%，矯頑力降低3.1%，焊縫的強(qiáng)度大于等于釹鐵硼磁體強(qiáng)度的97%，符合相關(guān)《焊接工藝評(píng)定》中的標(biāo)準(zhǔn)。
[0043]實(shí)施例3
[0044]首先取兩個(gè)D35.5mm*40mm的晶粒尺寸為9 μ m釹鐵硼磁體毛還，將毛還放在磨床上。去掉圓柱兩邊的氧化皮，同時(shí)用水沖洗冷卻。
[0045]然后調(diào)整好臺(tái)式冷壓焊機(jī)，再將毛坯清洗干凈后，放入模具中，卡到臺(tái)式冷壓焊機(jī)上，調(diào)整好平行度和垂直度，確保兩個(gè)毛坯的圓面緊密?chē)Ш?，開(kāi)啟冷壓焊機(jī)，設(shè)置壓力為950MPa，調(diào)整伸出長(zhǎng)度為0.04mm，連續(xù)頂鍛操作5次，得到焊接成功的釹鐵硼磁體。
[0046]最后，取出上述步驟得到的釹鐵硼磁體，按要求測(cè)試磁性能及拉伸，壓縮性能，測(cè)試結(jié)果表明，焊接后磁體剩磁為12.40kGs，矯頑力為13.50koe ;焊接后磁體的抗拉強(qiáng)度為115Mpa，抗壓強(qiáng)度為1030Mpa，并且斷裂時(shí)不是沿焊縫斷裂。
[0047]相比較焊接前的磁體性能和力學(xué)性能，焊接前磁體的剩磁為12.55kGs，矯頑力為13.88koe,焊接前磁體的抗拉強(qiáng)度為135Mpa,抗壓強(qiáng)度為1055Mpa,焊接后磁體的剩磁降低1.2%，矯頑力降低3%，焊縫的強(qiáng)度大于等于釹鐵硼磁體強(qiáng)度的97%，符合相關(guān)《焊接工藝評(píng)定》中的標(biāo)準(zhǔn)。
[0048]以上所述僅是本發(fā)明的優(yōu)選實(shí)施方式，應(yīng)當(dāng)指出，對(duì)于本【技術(shù)領(lǐng)域】的普通技術(shù)人員來(lái)說(shuō)，在不脫離本發(fā)明原理的前提下，還可以做出若干改進(jìn)和潤(rùn)飾，這些改進(jìn)和潤(rùn)飾也應(yīng)視為本發(fā)明的保護(hù)范圍。
【權(quán)利要求】
1.一種釹鐵硼磁體的焊接方法，其特征在于，采用冷壓焊接的方法對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行焊接； 所述冷壓焊接中，釹鐵硼磁體的伸出長(zhǎng)度小于等于0.05mm。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述冷壓焊接中，釹鐵硼磁體的伸出長(zhǎng)度為0.01?0.02mm。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述釹鐵硼磁體晶粒尺寸小于等于5 μ m，所述冷壓焊接的壓力為500?700MPa。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述釹鐵硼磁體晶粒尺寸為5?8 μ m，所述冷壓焊接的壓力為700?870MPa。
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述釹鐵硼磁體晶粒尺寸大于等于8 μ m，所述冷壓焊接的壓力為870?llOOMPa。
6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述冷壓焊接的頂鍛次數(shù)為4?10次。
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述冷壓焊接的頂鍛次數(shù)為4?7次。
8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述釹鐵硼磁體為燒結(jié)釹鐵硼磁體。
9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的焊接方法，其特征在于，所述釹鐵硼磁體的焊接面不含有氧化皮。
10.一種釹鐵硼磁體，其特征在于，由冷壓焊接的方法得到。
【文檔編號(hào)】B23K20/00GK103971918SQ201410216339
【公開(kāi)日】2014年8月6日 申請(qǐng)日期:2014年5月21日 優(yōu)先權(quán)日:2014年5月21日
【發(fā)明者】成誠(chéng) 申請(qǐng)人:北京京磁強(qiáng)磁材料有限公司