[發(fā)明專利]一種高均勻性晶界擴(kuò)散系統(tǒng)及稀土磁體制備方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910065358.5
• 申請日: 2019-01-23
• 公開（公告）號(hào): CN109741930B
• 公開（公告）日: 2021-02-12
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 劉洋
• 申請（專利權(quán)）人: 青島華旗科技有限公司
• 主分類號(hào): H01F41/02
• 分類號(hào): H01F41/02;H01F1/057
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本發(fā)明屬于稀土永磁制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高均勻性晶界擴(kuò)散系統(tǒng)及稀土磁體制備方法，該系統(tǒng)中放置磁體的托盤和料盤在加熱以及冷卻過程可以旋轉(zhuǎn)，使磁體受熱或冷卻更加均勻，提高磁體性能的一致性，該系統(tǒng)設(shè)有專用的低溫室，采用內(nèi)循環(huán)氣體快冷方式，使磁體快速從擴(kuò)散及回火溫度冷卻到室溫，滿足磁體需要快速冷卻要求，提高磁體的矯頑力及方形度，冷卻速率的增加還能縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，加熱方式的改善和生產(chǎn)時(shí)間的縮短，有效降低能耗，該系統(tǒng)還設(shè)有手套箱和干燥系統(tǒng)，防止擴(kuò)散源在入爐時(shí)氧化，并對磁體進(jìn)行烘干預(yù)處理，減少對晶界擴(kuò)散系統(tǒng)的污染，提高晶界擴(kuò)散磁體的表面質(zhì)量。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于稀土永磁制備技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種高均勻性晶界擴(kuò)散系統(tǒng)及稀土磁體制備方法。

背景技術(shù)

通常提高釹鐵硼磁體矯頑力的方法為母合金熔煉添加重稀土元素Dy、Tb，或者晶界添加重稀土元素Dy、Tb的氟化物、氫化物或低熔點(diǎn)合金。這些方法雖然能提高磁體的矯頑力，但也會(huì)大量消耗重稀土資源，增加原材料成本。此外，由于重稀土原子和鐵原子為反鐵磁性耦合，重稀土元素的大量加入將會(huì)使磁體的剩磁和磁能積大幅下降。

為了節(jié)約資源、降低成本，同時(shí)也為了避免剩磁和磁能積大幅下降，采用晶界擴(kuò)散提高磁體矯頑力技術(shù)被大量研究。該技術(shù)工藝簡單、成本低廉、重稀土使用量少、磁體矯頑力提升幅度大、剩磁和磁能積下降幅度小，在制造小尺寸高矯頑力磁體時(shí)具有成本優(yōu)勢。

CN107146707A公開了一種釹鐵硼磁體晶界擴(kuò)散設(shè)備，包括固定支撐結(jié)構(gòu)、傳動(dòng)結(jié)構(gòu)、磁體固定結(jié)構(gòu)和密封結(jié)構(gòu)。固定支撐結(jié)構(gòu)，用于固定支撐其他結(jié)構(gòu)；傳動(dòng)結(jié)構(gòu)用于涂覆過程中各個(gè)結(jié)構(gòu)的傳動(dòng)；磁體固定結(jié)構(gòu)用于固定磁和擴(kuò)散物質(zhì)；密封結(jié)構(gòu)用于密封磁體和擴(kuò)散物質(zhì)。本發(fā)明的晶界擴(kuò)散設(shè)備可以同時(shí)處理兩個(gè)磁體，形成磁體-擴(kuò)散物質(zhì)-磁體相互疊加的結(jié)構(gòu)，提高擴(kuò)散處理效率和擴(kuò)散物質(zhì)利用率，可以保證磁體和擴(kuò)散物質(zhì)在整個(gè)擴(kuò)散過程中緊密接觸，有利于磁體擴(kuò)散深度的增加，節(jié)約晶界擴(kuò)散處理的成本。

然而，擴(kuò)散完成后，磁體難以快速冷卻到室溫，限制了磁體矯頑力的提高，并導(dǎo)致方形度下降，同時(shí)，現(xiàn)有設(shè)備冷卻能力較低，增加冷卻時(shí)間，降低生產(chǎn)效率。此外，在擴(kuò)散過程中，不同位置磁體受熱不均勻，磁體性能一致性較差，在采用活性較高的稀土涂層時(shí)，現(xiàn)有設(shè)備不能有效防止氧化。此外，現(xiàn)有的燒結(jié)爐通常采用內(nèi)加熱方式進(jìn)行加熱，能耗較高且容易污染加熱體。

發(fā)明內(nèi)容

針對上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，提供了一種高均勻性晶界擴(kuò)散系統(tǒng)及稀土磁體制備方法，其可使磁體受熱或冷卻更加均勻，提高磁體性能的一致性，滿足磁體需要快速冷卻要求，提高磁體的矯頑力及方形度，冷卻速率的增加還能縮短冷卻時(shí)間，提高生產(chǎn)效率，加熱方式的改善和生產(chǎn)時(shí)間的縮短，有效降低能耗，防止擴(kuò)散源在入爐時(shí)氧化，并對磁體進(jìn)行烘干預(yù)處理，減少對晶界擴(kuò)散系統(tǒng)的污染，提高晶界擴(kuò)散磁體的表面質(zhì)量。

為解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明所采取的技術(shù)方案是，一種高均勻性晶界擴(kuò)散系統(tǒng)，包括擴(kuò)散室、低溫室、放置磁體的托盤、冷卻系統(tǒng)和加熱系統(tǒng)；

所述的托盤可沿托盤軸線進(jìn)行旋轉(zhuǎn)，其旋轉(zhuǎn)速度為R1，0.1≤R1≤10轉(zhuǎn)/分鐘，在托盤上放置一帶有支架的料盤，所述料盤可沿料盤軸線旋轉(zhuǎn)，料盤旋轉(zhuǎn)的速度為R2，0≤R2≤15轉(zhuǎn)/分鐘；

所述的冷卻系統(tǒng)包括水冷系統(tǒng)和氣體快冷系統(tǒng)，所述氣體快冷系統(tǒng)采用內(nèi)循環(huán)冷卻方式；

所述的加熱系統(tǒng)采用外加熱方式進(jìn)行加熱。

上述的高均勻性晶界擴(kuò)散系統(tǒng)，還包括手套箱、用于對附著擴(kuò)散源磁體進(jìn)行干燥處理的烘干系統(tǒng)、物件升降機(jī)構(gòu)和真空系統(tǒng)，所述的手套箱與低溫室相連，所述的烘干系統(tǒng)工作溫度為30-150℃；

所述的物件升降機(jī)構(gòu)作用為：將放置附著擴(kuò)散源磁體的托盤或料盤由低溫室送到擴(kuò)散室進(jìn)行擴(kuò)散或回火，或在擴(kuò)散或回火完成后，將放置磁體的托盤或料盤由擴(kuò)散室送到低溫室進(jìn)行冷卻；

所述的真空系統(tǒng)連接所述的擴(kuò)散室和低溫室。