[发明专利]钕铁硼磁体晶界扩散重稀土工艺

说明书

技术领域

本发明涉及一种钕铁硼磁体晶界扩散重稀土工艺。

背景技术

烧结钕铁硼永磁材料因其具有优异的磁性能，成为应用广泛的功能材料，主要用于通讯电子、伺服电机、医疗器械、航天航空等领域，较常见的有新能源汽车驱动电机、变频空调的压缩机电机、工业自动化设备的伺服电机、风力发电电机、电梯电机、风力发电、计算机磁盘驱动器、磁共振成像设备仪表等。全球年需求量约为4-5万吨左右。

这些领域要求钕铁硼磁体必须具备以下性能：a.磁能积(BH)max尽可能高，≥50MGOe（电机将电能转化为动能的效率)；b.内禀矫顽力Hcj尽可能高，≥20000Oe(高温下维持较高磁能积的能力)。

满足以上两方面的磁性能要求的材料牌号即为N50SH，如若采用传统的生产工艺方法，配方设计方面则需要增加大量的重稀土元素镝或铽（约3.5%wt），这两种金属元素都属稀缺资源，价格昂贵（镝Dy-2000元/kg），这样直接增加了产品的制造成本，限制了产品的应用；另一方面，选用传统的工艺方法，目前尚难实现综合性能大于68（BH值+Hcj值）牌号材料的生产。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供钕铁硼磁体晶界扩散重稀土工艺的技术方案。

所述的钕铁硼磁体晶界扩散重稀土工艺，其特征在于包括如下步骤：

1.重稀土金属基板制作

1.1制作坩埚

1)按重量份将耐火材料：硼酸：水玻璃以200:20:1充分搅拌，混合均匀备用；

2)将石棉板放入真空感应熔炼炉的感应圈底部，在石棉板表面及感应圈内表面上包裹玻璃丝布，加入步骤1）中的耐火材料、硼酸、水玻璃混合物，用榔头和铁棒捣实，加料高度与感应圈最下层的铜管上边缘平齐；

3)将坩埚胆置入感应圈中心位置，坩埚胆底部和步骤2）中的耐火材料、硼酸、水玻璃混合物紧密接触；坩埚胆四周继续填充耐火材料、硼酸、水玻璃混合物，四周距离感应圈内壁均匀；

1.2坩埚烘烤

将制好的坩埚5-6kw缓慢加热进行烘烤6±0.5h，然后提高加热功率至10±1kw进行烘烤，连续烘烤12-14h，直至烘烤干透；

1.3材料准备、装炉

将金属镝装入坩埚中，然后装入真空感应熔炼炉；炉料装好后，装配好铸锭模和浇杯，点击铸锭模自动进按钮，关闭炉盖；

1.4真空熔炼进行镝基板制作

a)打开冷却水，启动真空感应熔炼炉的机械泵并打开粗抽阀门对炉体抽真空，当真空度达到-0.01MPa且罗茨泵联轴器不转动时，开启真空感应熔炼炉的罗茨泵抽高真空；

b)当真空度达到5Pa以下时，打开中频电源，用15±5kW功率加热放气，在放气过程中真空度不能低于10Pa；当真空度达到要求后，关粗抽阀、真空计、罗茨泵及机械泵，并向真空感应熔炼炉内充氩气至真空压力表读数达-0.06±0.03MPa；

c)逐渐加大熔炼功率，直至金属镝熔化；此时熔炼功率为65±5kW，温度1500±50℃，保持在此功率下5-6min；熔炼完成后降低功率至30±5kW，保持2±0.5min后，在该功率下进行镝基板制作；

d)选用200mm×30mm，目数为20-180目的钼网作为镝基板的支撑架；将钼网垂直送入坩埚熔融炉料内，炉料没过钼网后提出挂起即可；

1.5基板制作完成后，在炉内冷却至室温后开炉取出；

2.钕铁硼磁体前期处理：用超声波清洗机清洗干净，确保钕铁硼磁体表面无油污、无其它外来附着物，然后烘箱烘干；

3.钕铁硼磁体晶界扩散重稀土

3.1磁体摆盒

将镝基板和需处理的钕铁硼磁体依次层叠摆放；

将叠放好的镝基板和钕铁硼磁体放置在方形钼盒里，方形钼盒尺寸为220mm×120mm×100mm，摆满为止；

3.2入真空热处理炉：将推车高度调整至入炉高度，打开炉门，将方形钼盒推入真空炉加热室内，使最外一排方形钼盒外边缘的位置距支撑横梁外端约30-40mm，然后缓缓降低推车料架高度，使方形钼盒平稳降落至支撑横梁上，保证方形钼盒处于加热室的恒温区内，并缓慢将推车取出，关闭炉门；

3.3重稀土镝渗透

）开启真空热处理炉的机械泵，打开粗抽阀，等待3min后，打开复合真空计，当复合真空计电阻值显示小于100Pa且机械泵开启时间大于5min后，打开真空热处理炉的罗茨泵；