[发明专利]一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和设备

说明书

技术领域

本发明属于永磁器件领域,特别是涉及一种钕铁硼稀土永磁器件的真空热处理方法和所用的旋转式真空热处理设备。

背景技术

钕铁硼稀土永磁材料,以其优良的磁性能得到越来越多的应用，被广泛用于医疗的核磁共振成像，计算机硬盘驱动器，音响、手机等；随着节能和低碳经济的要求，钕铁硼稀土永磁材料又开始在汽车零部件、家用电器、节能和控制电机、混合动力汽车，风力发电等领域应用。

     1982年日本住友特殊金属公司首先公开了钕铁硼稀土永磁材料的日本专利1,622,492和2,137,496，随即申请了美国专利和欧洲专利，公布了钕铁硼稀土永磁材料的特性、成分和制造方法，确认了主相：Nd2Fe14B相，晶界相：富Nd相、富B相和稀土氧化物杂质。

2007年4月1日日本日立金属与日本住友金属合并,并且继承了住友金属的钕铁硼稀土永磁体的专利许可的权利与义务。2012年8月17日，日立金属为了向美国国际贸易委员会（ITC）提出诉讼，提出其拥有在美国申请的US6,461,565；US6,491,765；US 6,537,385；US 6,527,874专利。

发明内容

随着钕铁硼稀土永磁材料的应用市场的扩大，稀土资源短缺的问题越来越严重，尤其在电子元器件、节能和控制电机、汽车零部件、新能源汽车、风力发电等领域的应用，需要更多的重稀土以提高矫顽力。因此，如何减少稀土的使用，尤其是重稀土的使用，是摆在我们面前的重要课题。经过探索，我们发现了一种高性能钕铁硼稀土永磁器件制造方法。

本发明通过以下技术方案实现：

一种钕铁硼稀土永磁器件，其合金由R-Fe-B-M组成:

其中R代表稀土元素中的一种或多种;

    Fe代表元素Fe；

    B 代表元素B；

    M代表元素Al、Co、Nb、Ga、Zr、Cu、V、Ti、Cr、Ni、Hf元素中的一种或多种；

钕铁硼稀土永磁器件的制造方法如下：

   　1、合金的熔炼

合金的熔炼方法采用铸锭工艺，所述的铸锭工艺是指钕铁硼稀土永磁合金原料在真空或保护气氛下加热熔化成熔融状态下的合金，然后在真空或保护气氛下浇铸到水冷铸模中形成合金铸锭。一种改进技术的铸锭工艺是浇铸时通过铸模移动或转动，实现铸锭厚度1-20mm；改进的合金熔炼方法采用真空速凝工艺，所述的真空速凝工艺，首先加热熔化合金，然后将熔融的合金液通过中间包浇铸到带水冷却的旋转辊上，熔融合金经过旋转辊冷却后形成合金片，旋转辊的冷却速度在100-1000℃/S，冷却后的合金片温度550-400℃；进一步的改进方法是合金片离开旋转铜辊后随即落到旋转滚筒内，对合金片进行二次冷却；另一种改进方法是合金片离开旋转铜辊后随即落到转盘上进行二次冷却,转盘位于铜辊的下方,在转盘的上方设置有带换热器的惰性气体冷却装置和机械搅拌装置。再进一步的改进方法是合金片在离开旋转铜辊后和二次冷却前在二次冷却装置内保温，保温时间一般在10-120分钟，保温温度550-400℃。

2、合金的粗碎

合金的粗碎主要有机械破碎和氢破碎两种方法，机械破碎是将熔炼后的合金铸锭在氮气保护下用颚式破碎机、锤式破碎机、球磨机、棒磨机、盘磨机等制粉设备将合金铸锭破碎成粒径小于5mm的颗粒；合金片一般不用颚式破碎机、锤式破碎机破碎，直接在氮气保护下用球磨机、棒磨机、盘磨机等制粉设备将前序的粗颗粒磨成粒径小于5mm的细颗粒。

本工序的另一种生产方法是氢破碎，首先将前序的合金片或合金锭装入真空氢碎炉，抽真空后充入氢气让真空氢碎炉内的合金吸氢，吸氢温度一般小于200℃，吸氢压力一般50-200KPa，吸氢完成后，再抽真空和加热脱氢，脱氢温度一般在600-900℃，脱氢后进行粉末冷却，冷却在真空或保护气氛下进行，保护气氛一般用氩气。

一种改进技术的氢破碎制造方法是将合金锭或合金片装入旋转滚筒内，抽真空后充入氢气让合金吸氢，吸氢饱和后停止充入氢气，保持10分钟以上开始抽真空，然后开始加热并旋转滚筒进行脱氢，脱氢在真空下进行，脱氢温度600-900℃，脱氢后对滚筒冷却。