[发明专利]一种连续进行晶界扩散和热处理的装置以及方法

说明书

本发明公开了一种连续进行晶界扩散和热处理的装置以及方法，其特征在于：所述合金工件或金属工件连同扩散源设置在相对独立的处理箱内，所述装置包括依序设置的晶界扩散室、第一冷却室、热处理室、第二冷却室、以及设置在各个室之间的用以运送所述处理箱的运送系统，所述第一冷却室和所述第二冷却室均采用风冷系统，所述第一冷却室的冷却风温度在25℃以上、并与所述晶界扩散室的晶界扩散温度至少相差550℃，所述第二冷却室的冷却风温度在25℃以上、并与所述热处理室的热处理温度至少相差300℃，所述冷却室的压力50kPa‑100kPa。本发明提供的装置可以提升冷却速率和生产效率，提高产品一致性。

技术领域

本发明涉及用于合金工件或金属工件的连续进行晶界扩散和热处理的方法。

背景技术

钕铁硼稀土永磁材料是目前磁能积最高的工业量产化磁体，广泛应用在风力发电、伺服电机、家电压缩机和新能源汽车电机等领域，相比其他磁体，具有体积小和效率高等优势。

钕铁硼材料通常需要通过熔炼、破碎、压制、烧结、晶界扩散等工序，才能得到高性能的磁体。

CN102177271A中记载了一种晶界扩散过程中使用的装置，其使用一种处理箱，处理箱由上面开口的长方体形状的箱部和可在开口的箱部上面灵活装卸的盖部构成。在盖部的外周边缘处的整个周边上形成朝下弯曲的凸缘。一把盖部装到箱部的上面，凸缘即与箱部的外壁配合(在此情况下未设置金属密封垫之类的真空密封件)，即可隔离出与真空室隔绝的处理室。并且，一通过使真空排气手段运转，把真空室减压到规定压力(例如1×10^-5Pa)，处理室减压到比真空室高的压力(例如5×10^-4Pa)。在处理箱的箱部内以烧结磁铁S以及蒸发材料彼此互不接触的形态，隔着隔板上下重叠地收容此二者。可见，在现有技术中，通常需要将烧结磁铁(受体)和蒸发材料(供体)放置在一相对独立的空间内。

在经过晶界扩散之后，由于烧结磁铁表面稀土元素相对富集，需要对其进行热处理。然而，为了提高热处理过程的一致性，提高升温速度和冷却速度，需要将晶界扩散过程中放置在处理箱内的烧结磁铁取出，而将其放置在一带有通孔的处理箱中，再对其进行热处理。在这一过程中，烧结磁铁表面富集的稀土元素在由于与空气的接触而氧化、黑化，在热处理之后，需要对烧结磁铁表面进行表面清洁处理，才能获得符合要求的烧结磁铁产品。

发明内容

鉴于上述问题，本发明提供一种连续进行晶界扩散和热处理的装置，该装置可以提升冷却速率和生产效率，提高产品一致性。

本发明采用的技术方案如下：

一种连续进行晶界扩散和热处理的装置，其特征在于：所述合金工件或金属工件连同扩散源设置在相对独立的处理箱内，所述装置包括通过气密装置依序设置的晶界扩散室、第一冷却室、热处理室、第二冷却室、以及设置在各个室之间的用以运送所述处理箱的运送系统，所述第一冷却室和所述第二冷却室均采用风冷系统，所述第一冷却室的冷却风温度在25℃以上、并与所述晶界扩散室的晶界扩散温度至少相差550℃，所述第二冷却室的冷却风温度在25℃以上、并与所述热处理室的热处理温度至少相差300℃，所述冷却室的压力50kPa-100kPa。

本发明中，采用单独设置晶界扩散室、热处理室和冷却室(使用风冷系统方式)，并将合金工件或金属工件连同扩散源设置在相对独立的处理箱内，同时限定冷却室的冷却风温度，在物料热处理完成后，可根据需要的冷却工艺，实现热处理后高温段的较快速均匀冷却，优化合金工件或金属工件的晶界微观组织相成分和分布。