一種防止大塊燒結釹鐵硼開裂的燒結工藝的製作方法
2023-10-24 05:25:37 1
技術領域：
本發明涉及燒結釹鐵硼技術領域，具體涉及一種防止大塊燒結釹鐵硼開裂的燒結工藝。
背景技術：
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釹鐵硼，簡單來講是一種磁鐵，和我們平時見到的磁鐵所不同的是，其優異的磁性能而被稱為"磁王"。釹鐵硼中含有大量的稀土元素釹、鐵及硼，其特性硬而脆。由於表面極易被氧化腐蝕，釹鐵硼必須進行表面塗層處理。表面化學鈍化是很好的解決方法之一。釹鐵硼作為稀土永磁材料的一種具有極高的磁能積和矯頑力，同時高能量密度的優點使釹鐵硼永磁材料在現代工業和電子技術中獲得了廣泛應用，從而使儀器儀表、電聲電機、磁選磁化等設備的小型化、輕量化、薄型化成為可能。釹鐵硼的優點是性價比高，具良好的機械特性；不足之處在於工作溫度低，溫度特性差，且易於粉化腐蝕，必須通過調整其化學成分和採取表面處理方法使之得以改進，才能達到實際應用的要求。
燒結釹鐵硼材料採用的事粉末冶金工藝，熔煉後的合金製成粉末並在磁場中壓製成壓胚，壓胚在惰性氣體或真空中燒結達到緻密化，為了提高磁體的矯頑力，通常需要進行時效熱處理。
現有技術中，在燒結釹鐵硼時採用三個階段不同升溫速度與不同真空度的升溫燒結，分別消除水分、去除有機添加劑，消除磁體孔隙內氣體和內應力，去除引起磁體開裂的內在隱患，採用三階段不同冷卻速度降溫，防止大塊磁體因冷卻過快而導致冷卻開裂。
該技術存在的缺點；大塊燒結釹鐵硼在燒結匣缽燒結時，因收縮阻力較大，引起大塊燒結釹鐵硼開裂。
技術實現要素：
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本發明所要解決的技術問題在於提供防止大塊燒結釹鐵硼開裂的燒結工藝，來保證大塊燒結釹鐵硼不開裂，確保產品質量，降低生產成本。
一種防止大塊燒結釹鐵硼開裂的燒結工藝：
本發明所要解決的技術問題採用以下的技術方案來實現：
1、按重量百分比為pr5～15％、nd6～18％、dy2～20％、fe52-60％、co1～3％、b5～21％、ga1～15％的比例配料，上述各組分重量百分比之和為100％；將所配的料裝入熔煉爐，經過抽真空、排氣、充氬、精煉工序，煉製成鑄片；
2、將步驟1製成的鑄片進行氫化處理：裝料、抽真空、吸氫、氫碎、脫氫、冷卻出爐；得到0.5mm以下粉料；
3、將步驟2製成的粉料加入到氣流磨，進行制粉加工，得到2～3um的粉料；
4、將步驟3製成的粉料經裝模、充磁取向、加壓得到坯料，再經等靜壓提高密度；
5、將步驟4製成的坯料進行裝匣缽：先在匣缽底部灑上高熔點金屬粉末鉬，將坯料放入匣缽內，在用高熔點金屬粉末將坯料掩埋，然後放入真空燒結爐中，進行真空燒結爐內：燒結工藝、抽真空、加熱到500～1000℃保溫、保溫60～240分鐘、放氣、再加熱到1000～1800℃保溫、保溫1～10小時、充氬氣風冷。
本發明的有益效果是：
將步驟4製成的釹鐵硼坯料通過步驟5進行坯料掩埋燒結，坯料從外向內加熱；通過高熔點金屬傳導熱量，熱量均勻傳導給材料，材料內應力小，晶粒大小均勻。在冷卻過程中避免了衝入的氬氣與坯料直接接觸，避免了坯料內外冷卻速率過快導致產品隱裂；解決了燒結大產品時容易開裂的問題；可顯著降低燒結溫度、大幅降低能耗、縮短燒結時間、顯著提高組織緻密度、細化晶粒、改善材料性能。
具體實施方式：
為了使本發明實現的技術手段、創作特徵、達成目的與功效易於明白了解，下面結合具體實施例，進一步闡述本發明。
實施例1：
一種防止大塊燒結釹鐵硼開裂的燒結工藝：
本發明所要解決的技術問題採用以下的技術方案來實現：
1、按重量百分比為pr10％、nd18％、dy5％、fe60％、co3％、b2％、ga2％的比例配料，上述各組分重量百分比之和為100％；將所配的料裝入熔煉爐，經過抽真空、排氣、充氬、精煉工序，煉製成鑄片；
2、將步驟1製成的鑄片進行氫化處理：裝料、抽真空、吸氫、氫碎、脫氫、冷卻出爐；得到0.5mm以下粉料；
3、將步驟2製成的粉料加入到氣流磨，進行制粉加工，得到2-3um的粉料；
4、將步驟3製成的粉料經裝模、充磁取向、加壓得到坯料，再經等靜壓提高密度；
5、將步驟4製成的坯料進行裝匣缽(先在匣缽底部灑上高熔點金屬粉末鉬，將坯料放入匣缽內，在用高熔點金屬粉末將坯料掩埋)，然後放入真空燒結爐中，進行真空燒結爐內：燒結工藝、抽真空、加熱到800℃保溫、保溫10分鐘、放氣、加熱到1020℃保溫、保溫3小時、充氬氣風冷。
實施例2：
一種防止大塊燒結釹鐵硼開裂的燒結工藝：
本發明所要解決的技術問題採用以下的技術方案來實現：
1、按重量百分比為pr12％、nd8％、dy8％、fe58％、co2％、b6％、ga6％的比例配料，上述各組分重量百分比之和為100％；將所配的料裝入熔煉爐，經過抽真空、排氣、充氬、精煉工序，煉製成鑄片；
2、將步驟1製成的鑄片進行氫化處理：裝料、抽真空、吸氫、氫碎、脫氫、冷卻出爐；得到0.5mm以下粉料；
3、將步驟2製成的粉料加入到氣流磨，進行制粉加工，得到2-3um的粉料；
4、將步驟3製成的粉料經裝模、充磁取向、加壓得到坯料，再經等靜壓提高密度；
5、將步驟4製成的坯料進行裝匣缽(先在匣缽底部灑上高熔點金屬粉末鉬，將坯料放入匣缽內，在用高熔點金屬粉末將坯料掩埋)，然後放入真空燒結爐中，進行真空燒結爐內：燒結工藝、抽真空、加熱到900℃保溫、保溫120分鐘、放氣、加熱到1110℃保溫、保溫1-10小時、充氬氣風冷。
對本發明提供的實施例中分別按照中華人民共和國國家標準gb/t13560-2009進行試驗考察，將實施例1和實施例2所述防止大塊燒結釹鐵硼開裂的燒結工藝進行考察，分別對各實施例中大塊燒結釹鐵硼情況考察，結果如表1、2、3、4所示。
表1實施例1大塊燒結釹鐵硼及尺寸偏差考察結果
表2實施例2大塊燒結釹鐵硼及尺寸偏差考察結果
表3實施例1大塊燒結釹鐵硼行位偏差
表4實施例2大塊燒結釹鐵硼行位偏差
以上顯示和描述了本發明的基本原理和主要特徵和本發明的優點。本行業的技術人員應該了解，本發明不受上述實施例的限制，上述實施例和說明書中描述的只是說明本發明的原理，在不脫離本發明精神和範圍的前提下，本發明還會有各種變化和改進，這些變化和改進都落入要求保護的本發明範圍內。本發明要求保護範圍由所附的權利要求書及其等效物界定。