[发明专利]一种生产高性能钕铁硼粘接磁粉的工艺方法

说明书

技术领域：

本发明涉及一种生产高性能钕铁硼粘接磁粉的工艺方法，属于金属冶金和电子工业技术领域。 

技术背景：

钕铁硼稀土磁性材料按照生产工艺，基本上可以分为两种类型。一种是烧结钕铁硼，另一种是粘接钕铁硼。粘接钕铁硼磁体的基本原料称为钕铁硼快淬磁粉。 快淬磁粉的大规模生产应用始于上世纪八十年代末。钕铁硼快淬磁粉的基本原料是稀土鐠钕金属，硼和金属铁。其生产工艺非常复杂，基本可以概括为：合金熔炼、合金快淬、磁粉粉碎、磁粉晶化、磁粉混合与包装。

由于钕铁硼快淬磁粉的生产工艺涉及许多方面的技术基础和工业基础，它的生产技术一直被国外公司所垄断。我国在这方面的开发研究已经有20多年的历史，但是基于上述方面的原因，在关键技术上尚没有最后突破。特别是在如何控制熔融合金快速凝固速率方面，进展缓慢。因此，国内除少数厂家可以小规模生产，尚没有形成生产高性能磁粉的能力和规模。 

我们一直在尝试研发一种可以规模化生产高性能快淬钕铁硼磁粉的生产工艺。通过大量的实验研究发现，快淬钕铁硼磁粉熔融合金在快淬凝固过程中，由于流出喷嘴的流速随时会发生变化，合金溶液的温度不可能很稳定，冷却水的温度也会发生变化，考虑到这些因素，即使保持快淬轮的转速均匀，磁粉的冷凝速率也就是淬速是非常不均匀的。通过对不同淬率磁粉进行分选，然后用扫描电镜分析研究，我们发现： 

1、不同淬率的磁粉，它们的晶粒尺寸和分布有着很大差异，其初始磁性能也也有很大区别。 

2、通过对分选的磁粉进行晶化热处理，我们发现了一个重要的现象，过淬磁粉，晶粒尺寸小，初始磁性能比较低，在晶化过程中晶粒会有不同程度的长大，晶化热处理以后的性能显著提高，所需的晶化的温度高晶化时间长。 

3、合理淬速磁粉的晶粒尺寸和分布都很理想，初始磁性能比较高，如果晶化温度合适，磁粉的晶粒分布和尺寸会有所改善，使得磁性能更高。 

4、欠淬的磁粉，晶粒尺寸过大，初始磁性能比较低。如果用常规的晶化温度，会让晶粒尺寸继续长大，而且分布更差，性能进一步下降。如果大幅度降低晶化温度，会保持原来的性能不变，或者稍微改善。 

发明内容

本发明的主要目的在于提供一种旨在改进磁粉的晶化工艺过程的生产高性能钕铁硼粘接磁粉的工艺方法，应用本方法能够将同类磁粉的性能提高15～20%以上。 

本发明的目的还在于提供一种将快淬磁粉按照微观结构进行分类的标准。 

本发明的另一个目的还在于提供一种磁选的分离方法，将不同淬率状态的磁粉安全快速地分离出来。 

本发明的第三个目的在于针对上述三种淬率状态磁粉分别提供晶化热处理工艺方法和工艺参数，从而得到最佳性能的磁粉。 

本发明的制造工艺如下： 

将快淬钕铁硼磁粉按照晶体显微结构的区别和磁粉内部晶体平均尺寸进行分类，将快淬磁粉分为：过淬磁粉、欠淬磁粉、合理淬速磁粉三类；第一类过淬磁粉的平均微观晶粒尺度范围小于8纳米或者是非晶状态，第二类欠淬磁粉的微观晶粒尺度范围大于50纳米，第三类合理淬速磁粉的平均微观晶粒尺寸范围在8～50纳米；按所述分类标准对磁粉进行分离，将分离出的三种不同淬率的磁粉，采用不同的晶化热处理温度和时间进行热处理：过淬磁粉（第一类）晶化温度范围是675～750℃，晶化时间范围是20～25分钟；合理淬率磁粉（第三类）晶化温度范围是600～660℃，晶化时间范围是10～15分钟；欠淬磁粉（第二类）晶化温度范围是540 ～570℃，晶化时间范围是5～10分钟。 

所述的制造工艺的特征还在于，热处理后的过淬磁粉、欠淬磁粉、合理淬率的磁粉中的两种或三种能够按任意比例进行混合； 

所述磁粉的分离采用磁选的分离方法进行：用比较弱的磁场Q=10～150高斯/厘米,将过淬磁粉（第一类）分离出来；用比较强的磁场Q= 200～300 高斯/ 厘米,分离出欠淬磁粉（第二类）；用很强的磁场Q=500～1200 高斯/厘米,把合理淬速磁粉分离出来。 

本发明的特征还在于，如果磁粉中混有其它杂质包括合金颗粒，都会在磁场分离工艺过程中分离出这些杂质或合金颗粒。 

本发明的优点是：应用精确计算的磁选分级方法，将不同淬率的磁粉分类，然后针对不同淬率磁粉，采用不同的晶化热处理温度和时间的热处理方式，使晶粒分布均匀，得到最佳的晶粒尺寸，从而得到最佳的磁性能，制成高性能的粘接磁粉，本工艺方法可以将同类磁粉的性能提高15～20%以上。 

具体实施方式