[發明專利]釹鐵硼磁體晶界擴散重稀土工藝

在審

• 申請號: 201510664200.1
• 申請日: 2015-10-15
• 公開（公告）號: CN105177598A
• 公開（公告）日: 2015-12-23
• 發明（設計）人: 徐建波;張保虎;付勇兵
• 申請（專利權）人: 杭州科德磁業有限公司
• 主分類號: C23F17/00
• 分類號: C23F17/00;C23C10/28;H01F41/02
• 代理公司: 杭州浙科專利事務所(普通合伙) 33213
• 代理人: 李靈鋒

技術領域

本發明涉及一種釹鐵硼磁體晶界擴散重稀土工藝。

背景技術

燒結釹鐵硼永磁材料因其具有優異的磁性能，成為應用廣泛的功能材料，主要用于通訊電子、伺服電機、醫療器械、航天航空等領域，較常見的有新能源汽車驅動電機、變頻空調的壓縮機電機、工業自動化設備的伺服電機、風力發電電機、電梯電機、風力發電、計算機磁盤驅動器、磁共振成像設備儀表等。全球年需求量約為4-5萬噸左右。

這些領域要求釹鐵硼磁體必須具備以下性能：a.磁能積(BH)max盡可能高，≥50MGOe（電機將電能轉化為動能的效率)；b.內稟矯頑力Hcj盡可能高，≥20000Oe(高溫下維持較高磁能積的能力)。

滿足以上兩方面的磁性能要求的材料牌號即為N50SH，如若采用傳統的生產工藝方法，配方設計方面則需要增加大量的重稀土元素鏑或鋱（約3.5%wt），這兩種金屬元素都屬稀缺資源，價格昂貴（鏑Dy-2000元/kg），這樣直接增加了產品的制造成本，限制了產品的應用；另一方面，選用傳統的工藝方法，目前尚難實現綜合性能大于68（BH值+Hcj值）牌號材料的生產。

發明內容

針對現有技術中存在的問題，本發明的目的在于提供釹鐵硼磁體晶界擴散重稀土工藝的技術方案。

所述的釹鐵硼磁體晶界擴散重稀土工藝，其特征在于包括如下步驟：

1.重稀土金屬基板制作

1.1制作坩堝

1)按重量份將耐火材料：硼酸：水玻璃以200:20:1充分攪拌，混合均勻備用；

2)將石棉板放入真空感應熔煉爐的感應圈底部，在石棉板表面及感應圈內表面上包裹玻璃絲布，加入步驟1）中的耐火材料、硼酸、水玻璃混合物，用榔頭和鐵棒搗實，加料高度與感應圈最下層的銅管上邊緣平齊；

3)將坩堝膽置入感應圈中心位置，坩堝膽底部和步驟2）中的耐火材料、硼酸、水玻璃混合物緊密接觸；坩堝膽四周繼續填充耐火材料、硼酸、水玻璃混合物，四周距離感應圈內壁均勻；

1.2坩堝烘烤

將制好的坩堝5-6kw緩慢加熱進行烘烤6±0.5h，然后提高加熱功率至10±1kw進行烘烤，連續烘烤12-14h，直至烘烤干透；

1.3材料準備、裝爐

將金屬鏑裝入坩堝中，然后裝入真空感應熔煉爐；爐料裝好后，裝配好鑄錠模和澆杯，點擊鑄錠模自動進按鈕，關閉爐蓋；

1.4真空熔煉進行鏑基板制作

a)打開冷卻水，啟動真空感應熔煉爐的機械泵并打開粗抽閥門對爐體抽真空，當真空度達到-0.01MPa且羅茨泵聯軸器不轉動時，開啟真空感應熔煉爐的羅茨泵抽高真空；

b)當真空度達到5Pa以下時，打開中頻電源，用15±5kW功率加熱放氣，在放氣過程中真空度不能低于10Pa；當真空度達到要求后，關粗抽閥、真空計、羅茨泵及機械泵，并向真空感應熔煉爐內充氬氣至真空壓力表讀數達-0.06±0.03MPa；

c)逐漸加大熔煉功率，直至金屬鏑熔化；此時熔煉功率為65±5kW，溫度1500±50℃，保持在此功率下5-6min；熔煉完成后降低功率至30±5kW，保持2±0.5min后，在該功率下進行鏑基板制作；

d)選用200mm×30mm，目數為20-180目的鉬網作為鏑基板的支撐架；將鉬網垂直送入坩堝熔融爐料內，爐料沒過鉬網后提出掛起即可；

1.5基板制作完成后，在爐內冷卻至室溫后開爐取出；

2.釹鐵硼磁體前期處理：用超聲波清洗機清洗干凈，確保釹鐵硼磁體表面無油污、無其它外來附著物，然后烘箱烘干；

3.釹鐵硼磁體晶界擴散重稀土

3.1磁體擺盒

將鏑基板和需處理的釹鐵硼磁體依次層疊擺放；

將疊放好的鏑基板和釹鐵硼磁體放置在方形鉬盒里，方形鉬盒尺寸為220mm×120mm×100mm，擺滿為止；

3.2入真空熱處理爐：將推車高度調整至入爐高度，打開爐門，將方形鉬盒推入真空爐加熱室內，使最外一排方形鉬盒外邊緣的位置距支撐橫梁外端約30-40mm，然后緩緩降低推車料架高度，使方形鉬盒平穩降落至支撐橫梁上，保證方形鉬盒處于加熱室的恒溫區內，并緩慢將推車取出，關閉爐門；

3.3重稀土鏑滲透

）開啟真空熱處理爐的機械泵，打開粗抽閥，等待3min后，打開復合真空計，當復合真空計電阻值顯示小于100Pa且機械泵開啟時間大于5min后，打開真空熱處理爐的羅茨泵；