[发明专利]一种大块烧结钕铁硼永磁体的制备方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种钕铁硼永磁体的制备方法，尤其是涉及一种大块烧结钕铁硼永磁体的制备方法。

背景技术

烧结钕铁硼永磁材料是目前磁能积最高的磁性材料，已被广泛应用于电磁交互场的磁媒介质源，比如代替以往用通电螺线管做磁源，用于各种电机、音响和核磁共振仪等设备而产生固定磁场。烧结钕铁硼永磁材料生产工艺通常为：首先把原材料放在真空电磁感应炉熔炼浇注合金，接着采用机械破碎或者氢碎工艺将合金制成粗粉，粗粉在气流磨的磨室中经过高压气体加速和相互碰撞后形成细粉，再将这些细粉装入被电磁感应取向磁场覆盖的型腔内压制成生坯，生坯经等静压后转入或生坯直接转入真空炉内高温烧结形成致密的块状烧结钕铁硼永磁材料。块状烧结钕铁硼永磁材料制备完成后，经过机械加工和表面处理，制作成烧结钕铁硼永磁体作为各种设备的磁源生成部件。

随着永磁材料应用技术的发展，微特磁场和超高磁场应用越来越多。微特磁场主要用于一些微特伺服电机，如精密控制电机；超高磁场主要用于大型核磁共振仪和大型发电机等，特别是大型核磁共振仪，不但需要使用磁场性能更高的烧结钕铁硼永磁体，而且要求烧结钕铁硼永磁体尺寸非常大，其大小往往超出现有压制成型设备能被磁场覆盖的型腔的极限尺寸；我们通常将这种烧结钕铁硼永磁体称为大块烧结钕铁硼永磁体。

现有的大块烧结钕铁硼永磁体的制备方法主要有两种：第一种方法是先制作多个小块烧结钕铁硼永磁体，然后用胶水将多个小块烧结钕铁硼永磁体粘结，最后将粘结后的多个小块烧结钕铁硼永磁体加工到最终尺寸；第二种方法是先将粉料压制成生坯，然后将多个生坯直接拼接，最后将拼接后的生坯经等静压压制和烧结后形成一个大块烧结钕铁硼永磁体。

但是上述第一种方法生产工艺复杂，工艺成本高，材料利用率低，而且胶水具有不导磁性能，会在大块烧结钕铁硼永磁体形成气隙，增加磁阻，减弱磁性能；上述第二种方法相对于第一种方法工艺简单，加工成本较低，材料利用率较高，但其在制备牌号为N50及以上或者粉料平均粒度小于等于2.9μm的大块烧结钕铁硼永磁体时，拼接面开裂比例较高，产品合格率较低。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供一种生产工艺简单，加工成本较低，材料利用率较高，且在制备牌号为N50及以上或者粉料平均粒度小于2.9μm的大块烧结钕铁硼永磁体时，拼接面不会开裂的大块烧结钕铁硼永磁体的制备方法。

本发明解决上述技术问题所采用的技术方案为：一种大块烧结钕铁硼永磁体的制备方法，包括如下步骤：

①根据配方配置原材料，并将原材料制备成粉料，粉料的比表面积平均粒径为2.0～4.0μm；

②将粉料装入成型压机的模腔中，在通电螺线管形成的取向磁场下用压制成型的方式将粉料制作成小块生坯；

③将各个小块生坯按设计尺寸方向排列，每相邻两个小块生坯的结合面之间插入一片金属薄片，所述的金属薄片的两个侧表面与所述的小块生坯的结合面尺寸相同，所述的金属薄片的两个侧表面之间的厚度为0.05～0.5mm；将各个小块生坯和金属薄片拼拢，所述的金属薄片的两个侧表面分别与相邻的两个小块生坯的结合面贴合，得到拼接生坯；

④将拼接生坯放入橡胶制成的模盒中，将所述的模盒真空封装后在140～230MPa的等静压力下保压1～14秒；

⑤将等静压处理后的拼接生坯烧结得到大块烧结钕铁硼永磁体。

所述的金属薄片由熔点在500～1100℃的金属或者金属合金压制而成。

所述的熔点在500～1100℃的金属为铝、钕、铜、镁、银和金中的一种，所述的熔点在500～1100℃的金属合金为含有铝、钕、铜、镁、银和金中的一种或者多种的金属合金。

所述的步骤⑤中的烧结工艺为：将等静压处理后的拼接生坯先装入烧结盆内，然后将烧结盆移入真空炉中进行烧结，得到大块烧结钕铁硼永磁体；或者所述的步骤⑤中的烧结工艺为：将等静压处理后的拼接生坯先装入流转盒中，再将流转盒装入烧结盆内，最后将烧结盆放入真空炉中烧结，得到大块烧结钕铁硼永磁体。

所述的含有拼接生坯的烧结盆在1010～1110℃温度下保温烧结2.5～6.5个小时。