專利名稱：超大各向異性稀土永磁體制造方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于用粉末冶金方法制造超大各向異性稀土永磁體的方法。
目前，國內(nèi)外以粉末冶金方法制造稀土永磁體的工藝，一般是采用無磁合金模具，直流恒磁場取向。產(chǎn)生這種磁場的設(shè)備電磁鐵的可用空間較小，而且隨磁場增加，電磁鐵極距減小，壓型的模具以及取向壓制的磁體坯塊也隨著變得更窄，一般需要12，000～15，000奧的磁場才能使稀土永磁合金粉末獲得較好取向。因此，國內(nèi)外用恒磁場取向模壓成型的磁體重量(包括平行壓和垂直壓)很少超過500克。但是隨著稀土永磁的迅速發(fā)展，許多場合需要大塊質(zhì)地均勻的永磁體，而且小型元件的制造中，往往以大塊切割的方案最為合適，既可減少氧化，又改善了磁體的一致性，這在極易氧化的高性能釹鐵硼稀土永磁體生產(chǎn)中尤為重要。但當壓制取向坯塊尺寸過大時，取向磁場變低，磁性能也變低，粉末流動性差，坯塊各處密度差大，最終燒結(jié)出現(xiàn)開裂、分層現(xiàn)象。
本發(fā)明的目的是克服上述已有技術(shù)的缺點，得到一種制造一致性好的大塊各向異性永磁體方法，并減少氧化。
本發(fā)明是將稀土永磁粉末置于軟模之中，脈沖高磁場取向，冷等靜壓成型，燒結(jié)，熱處理。
本發(fā)明的高脈沖取向磁場為螺線管磁場，采用電容放電式脈沖裝置，其儲能容量約為47.5KJ，電壓可調(diào)，最高可達5000V，螺線管有效空間為φ60×120～φ100×150mm，產(chǎn)生磁場為20，000～60，000奧。將軟模置于脈沖磁場中經(jīng)數(shù)次取向，在磁場有一定梯度存在的地方磁粉受到磁力作用發(fā)生運動，其結(jié)果密度有所提高，因為一般是中心磁場高，兩頭磁場磁稍低，梯度方向指向中心，兩端粉末向中心沖擠，其結(jié)果相當坯塊受一雙向壓縮力。磁場取向需要兩次以上，以提高取向度。
本發(fā)明的軟模是由具有一定彈性和可彎曲的橡皮、塑料和紙制成，其尺寸按磁塊最終尺寸放大，其收縮率與裝粉密度及等靜壓力有關(guān)，一般要取28～40%。磁粉在軟模中先要均勻裝實(不能太緊密)，膜壁應(yīng)有一定強度以避免取向充磁過程中爆裂，待取向完成之后坯塊封入膠袋即密封套中抽真空，封結(jié)之后進行冷等靜壓。
本發(fā)明的冷等靜壓工藝為在脈沖磁場中取向完結(jié)的軟模經(jīng)過密封抽真空之后，置于等靜壓腔體內(nèi)施以3～5T/cm2的壓力，拆除密封套取出壓制坯塊作適當整形就準備燒結(jié)。
燒結(jié)工藝的要點是在真空熱處理爐內(nèi)400～500℃保溫半小時，隨爐升溫到700～800℃，保溫0.5～1小時，充氬，1050～1220℃燒結(jié)1～2小時。由于磁體體積較大，因而在升溫時升溫速度不能太快，不能高溫入爐。應(yīng)有在低溫使之充分放氣和排除易揮發(fā)元素氣體的保溫段。燒結(jié)之后的冷卻制度為慢冷或爐冷制度。因為如果燒結(jié)之后淬火，一方面不能淬透，另一方面也有開裂可能。
坯塊燒結(jié)之后的熱處理為坯塊經(jīng)加工成小塊之后最后進行時效熱處理，以提高磁體的矯頑力(1Hc)。其熱處理制度視稀土永磁體的類別不同而不同。
下面結(jié)合本發(fā)明效果描述實施例。
用真空感應(yīng)爐冶煉含Al的釹鐵硼合金，錠重4kg，其化學成份36Nd-1.0B-0.6Al-余Fe(重量百分比)。取料1.2kg錠塊，以顎式破碎機粗破，沖擊磨粉機中破碎成-60目的粉末，經(jīng)振動磨粉機磨成平均粒度為3～10μm的粉末，用φ58×120mm的軟模，裝粉1kg，經(jīng)均勻裝實后封好軟模，放在脈沖螺線管中部位置。放電電壓為2000～3000伏，在40，000～60，000奧磁場中取向兩次，放軟模于密封套中，抽真空封口。冷等靜壓成型，壓力為3～5T/cm2。剝?nèi)ボ浤?，適當整形后即進行燒結(jié)。
燒結(jié)制度升溫，真空400℃×0.5小時，800℃×0.5小時，充Ar，1070℃×30分鐘，1100℃×20分鐘，1050℃×1小時，隨爐管水冷，出爐坯塊重0.94kg，平均直徑φ45、約長80mm，徑600℃×1小時，回火處理，隨爐管冷卻之后，從端部切取φ10×10mm樣品，作磁性測量，結(jié)果如表1。
為了對比使用同樣粉末和同一燒結(jié)制度僅取向成型方式不同的兩種磁體的性能，特制做了對比試樣，其工藝為在1，5000Oe磁場下垂直預(yù)壓，進而5T/cm2等靜壓，燒結(jié)成41×20×12mm的磁體。經(jīng)測量，其磁性結(jié)果如表1。大磁體矯頑力低是因淬火時冷卻較慢所致，其Br較高說明取向是成功的。
從表1可看出，本發(fā)明在獲得與現(xiàn)有技術(shù)相近磁性的同時，其磁體尺寸、重量可大幅度提高，因而可提高收得率和生產(chǎn)效率，減少氧化，改善磁體一致性。
權(quán)利要求
1.一種超大各向異性稀土永磁體的制造方法，是將稀土永磁體經(jīng)磁場取向，等靜壓成型并熱處理，其特征在于將磁粉裝入軟模中，置于螺線管強磁場中取向，經(jīng)抽真空后燒結(jié)。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的取向磁場為高脈沖螺線管磁場，采用電容放電式脈沖裝置。
3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于將取向好的軟模坯塊封入密封套中抽真空，進行冷等靜壓。
4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的制造方法，其特征在于所述的燒結(jié)工藝為在真空熱處理爐中400～500℃保溫0.5～1小時，隨爐升溫到700～800℃保溫0.5～1小時;緩慢冷卻。
全文摘要
本發(fā)明屬于用粉末冶金工藝、制造重量約1kg的超大各向異性稀土永磁體的特殊方法。本發(fā)明采用軟模高脈沖磁場取向，抽真空后冷等靜壓成型，燒結(jié)，然后回火熱處理。本發(fā)明可在獲得與現(xiàn)有技術(shù)相近磁性的同時，大幅度提高永磁體的尺寸、重量，因而提高收得率和生產(chǎn)效率，減少氧化，改善磁體的一致性。
文檔編號H01F1/08GK1035738SQ88100009
公開日1989年9月20日 申請日期1988年1月5日 優(yōu)先權(quán)日1988年1月5日
發(fā)明者陳虞才, 王德文, 湯化貴, 張百成 申請人:冶金工業(yè)部鋼鐵研究總院