專(zhuān)利名稱(chēng)：一種提高釹鐵硼磁力矯頑力的裝置及方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及釹鐵硼加工領(lǐng)域，特別涉及一種能滲入到釹鐵硼磁體表面并提高釹鐵硼磁體矯頑力的裝置及方法。
背景技術(shù)：
新型永磁材料NdFeB是1983年開(kāi)始并逐漸發(fā)展起來(lái)的一種高性能永磁體，通常NdFeB是由富Nd和基相Nd2Fe14B相組成的，在國(guó)內(nèi)得到了廣泛的應(yīng)用，通常釹鐵硼的制造工藝為熔煉-制粉-壓型-燒結(jié)及熱處理。根據(jù)產(chǎn)品的不同要求，燒結(jié)后的工件有時(shí)還需進(jìn)行各種后續(xù)熱處理，以提高其表 面性能。影響釹鐵硼永磁體性能的因素相當(dāng)多，如成分、生產(chǎn)工藝及熱處理方法等，但是當(dāng)材料配方確定之后，磁性能決定于它的組織結(jié)構(gòu)。釹鐵硼磁體由三個(gè)相組成=Nd2Fe14B相是構(gòu)成磁體的基相，是使釹鐵硼具有優(yōu)異磁性能的主要相，Nd2Fe7B6是富硼相，它在室溫呈非鐵磁性；還有約含90%釹的富釹相，彌散分布于基體相之間，把基體相和富硼相分隔開(kāi)。正是由于NdFeB永磁體是一種多孔燒結(jié)體，且極易氧化，因此在真空下使金屬揮發(fā)到磁體表面，可明顯改善和提高磁性能。金屬的晶界滲入是公知的理論，日立金屬株式會(huì)社申請(qǐng)?zhí)朇N200780003883. X中提到其制造方法采用真空蒸鍍法、濺射法、離子鍍法、IVD法、EVD法及浸潰法中的任一種方法實(shí)施?？偨Y(jié)其上鍍方法共三種蒸鍍、濺射及浸潰法，蒸鍍的缺點(diǎn)是金屬很難蒸發(fā)到磁體上，對(duì)磁體要求溫度高，且在這種蒸發(fā)方式下，需對(duì)磁體高溫加熱，其磁體本身的性能會(huì)在一定程度上變差，不利于其磁性能的提高；濺射的缺點(diǎn)是速度慢，效率低；而浸潰法對(duì)整個(gè)工藝要求太高，其對(duì)應(yīng)的成本也會(huì)相對(duì)高。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是克服現(xiàn)有技術(shù)中的不足，提供一種能滲入到釹鐵硼磁體表面并提高磁體矯頑力的金屬真空揮發(fā)方法及實(shí)施該方法的裝置。本發(fā)明解決上述技術(shù)問(wèn)題的技術(shù)方案如下一種提高釹鐵硼矯頑力的裝置，包括真空容器及自上而下依次設(shè)置于所述真空容器內(nèi)部的陽(yáng)極、至少一個(gè)源電極和陰極，以及工件架，所述真空容器的頂部設(shè)置有惰性氣體導(dǎo)入口和坩堝溫控器，所述陽(yáng)極與源電極通過(guò)等離子電源電連接，所述陽(yáng)極與陰極通過(guò)等離子電源電連接。在上述技術(shù)方案的基礎(chǔ)上，本發(fā)明還可以做如下改進(jìn)。進(jìn)一步，所述源電極由揮發(fā)金屬元素組成。進(jìn)一步，所述揮發(fā)金屬元素為鏑、鋱或鏑鋱合金。進(jìn)一步，所述源電極置于坩堝內(nèi)。進(jìn)一步,所述陰極固定在工件架一側(cè)。本發(fā)明還提供一種利用上述裝置的提高釹鐵硼矯頑力的方法，包括以下步驟I)將釹鐵硼磁體放置于工件架上，將裝置抽成真空，通過(guò)設(shè)置于真空容器的頂部的惰性氣體導(dǎo)入口充入惰性氣體；
2)開(kāi)啟電連接陽(yáng)極與陰極的等離子電源，對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行加熱；3)開(kāi)啟電連接陽(yáng)極與源電極的等離子電源及設(shè)置于所述真空容器頂部的坩堝溫控器，對(duì)源電極加熱使其揮發(fā)、滲入釹鐵硼表面，持續(xù)12 18個(gè)小時(shí)。進(jìn)一步，步驟I)所述的充入惰性氣體后的壓力為I lOOPa。進(jìn)一步，步驟2)所述的電連接陽(yáng)極與陰極的等離子電源的電壓為300 1500伏，對(duì)釹鐵硼磁體加熱至600 1000°C。進(jìn)一步，步驟3)所述的電連接陽(yáng)極與源電極的等離子的電壓為400 600伏，對(duì)源電極加熱至900 1100°C，釹鐵硼表面的溫度為850 1500°C。 本發(fā)明的有益效果是傳統(tǒng)的燒結(jié)處理方式對(duì)溫度要求嚴(yán)格溫度過(guò)高，金相組織結(jié)構(gòu)會(huì)形成大晶粒，形成過(guò)燒；溫度過(guò)低，晶粒空隙大，同樣會(huì)影響產(chǎn)品性能；只有合適的溫度才能保證廣品的各項(xiàng)指標(biāo)。磁體在800 1000 C進(jìn)入晶間相，大于1000 C時(shí)進(jìn)入王相，而鏑的熔點(diǎn)是1412°c，鋱的熔點(diǎn)是1356°C，傳統(tǒng)的蒸鍍方法是將鏑或鋱加熱至2000°C揮發(fā)，但此種加熱方式已經(jīng)超過(guò)磁體所能承受的高溫，磁體性能變差。而本發(fā)明通過(guò)輔助加熱和離子化兩種方式，使鏑、鋱或鏑鋱合金在900 1100°C之間揮發(fā)，此種加熱方式不會(huì)對(duì)磁體造成傷害，磁體溫度能準(zhǔn)確控制，在磁體溫度達(dá)到600 1000°C時(shí)迅速滲入到磁體晶間，從而極大的提高了矯頑力。


圖I為本發(fā)明結(jié)構(gòu)圖。附圖中，各標(biāo)號(hào)所代表的部件列表如下I、惰性氣體入口，2、陽(yáng)極，3、溫控器，4、工件架，5、加熱器，6、陰極，7、源電極，8、等
離子電源，9、坩堝溫控器。
具體實(shí)施例方式以下結(jié)合附圖對(duì)本發(fā)明的原理和特征進(jìn)行描述，所舉實(shí)例只用于解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。如圖I所示，本發(fā)明包括真空容器及自上而下依次設(shè)置于所述真空容器內(nèi)部的陽(yáng)極2、至少一個(gè)置于坩堝內(nèi)的源電極7和陰極6，所述真空容器的頂部設(shè)置有惰性氣體導(dǎo)入口 I和坩堝溫控器9，所述陽(yáng)極2與源電極7通過(guò)等離子電源8電連接，所述陽(yáng)極3與陰極6通過(guò)等離子電源8電連接，所述陰極6固定在上方設(shè)有溫控器3、下方設(shè)有加熱器5的工件架4的一側(cè)。其中，所述源電極由揮發(fā)金屬元素組成，所述揮發(fā)金屬元素為鏑、鋱或鏑鋱合金。本發(fā)明還提供一種提高釹鐵硼磁體矯頑力的方法，通過(guò)以下實(shí)施例來(lái)解釋本發(fā)明，并非用于限定本發(fā)明的范圍。實(shí)施例I⑴在真空容器內(nèi)設(shè)置陽(yáng)極、陰極及預(yù)蒸發(fā)金屬組成的源極；預(yù)揮發(fā)金屬元素為鏑，將鏑放置于空心杯狀的坩堝中。⑵將釹鐵硼磁體放入真空容器中旋轉(zhuǎn)工件上，工件尺寸為40 X 30 X 2. 2mm，啟動(dòng)真空泵，把真空室抽真空，真空度為1X10—1帕，后開(kāi)始充入氬氣，室內(nèi)壓力為I帕。
⑶開(kāi)啟等離子電源，陽(yáng)極和陰極之間的電壓為1200伏，用加熱器對(duì)釹鐵硼工件進(jìn)行加熱至850°C進(jìn)行保壓，工件間的距離為10麗。⑷開(kāi)啟輝光放電加熱及輔助加熱裝置，電壓為500伏，對(duì)金屬進(jìn)行加熱，溫度為950°C時(shí)，開(kāi)始揮發(fā)，并滲透在釹鐵硼工件表面，在此過(guò)程中，釹鐵硼工件升溫區(qū)間為850°C，且不能超過(guò)850 1050°C，12小時(shí)后關(guān)閉加熱裝置和等離子電源。(5)抽真空冷卻開(kāi)爐。實(shí)施例2⑴在真空容器內(nèi)設(shè)置陽(yáng)極、陰極及預(yù)蒸發(fā)金屬組成的源極，預(yù)揮發(fā)金屬元素為鋱，將鋱放置于空心杯狀的坩堝中。⑵將釹鐵硼磁體放入真空容器中旋轉(zhuǎn)工件上，工件尺寸為40 X 30 X 2. 2mm，啟動(dòng)真空泵，把真空室抽真空，真空度為3ΧΚΓ1帕，后開(kāi)始充入氬氣，室內(nèi)壓力為30帕。 (3汧啟陽(yáng)極和陰極之間的等離子電源，調(diào)節(jié)電壓為1500伏，用加熱器對(duì)釹鐵硼工件進(jìn)行加熱至600°C進(jìn)行保壓，工件間的距離為20MM。⑷開(kāi)啟陽(yáng)極和源極之間電源及輔助加熱裝置，輝光放電電壓為400伏，對(duì)金屬鋱進(jìn)行加熱，溫度為900°C時(shí)開(kāi)始揮發(fā)，滲入到釹鐵硼工件表面，在此過(guò)程中，釹鐵硼工件升溫區(qū)間為850 1050°C，且不能超過(guò)1050°C，15小時(shí)后關(guān)閉加熱裝置和等離子電源。(5)抽真空冷卻開(kāi)爐。實(shí)施例3⑴真空容器內(nèi)設(shè)置陽(yáng)極、陰極及預(yù)揮發(fā)金屬組成的源極；預(yù)揮發(fā)金屬元素為鏑鋱合金，將鏑放置于空心杯狀的坩堝中。⑵將釹鐵硼磁體放入真空容器中旋轉(zhuǎn)工件上，工件尺寸為40X30X2. 2mm，啟動(dòng)真空泵，把真空室抽真空，真空度為6X10—1帕，后開(kāi)始充入氬氣，室內(nèi)壓力為100帕。⑵啟等離子電源，陽(yáng)極和陰極之間的電壓為300伏，用加熱器對(duì)釹鐵硼工件進(jìn)行加熱至1000°c進(jìn)行保壓，工件間的距離為30MM。⑷開(kāi)啟陽(yáng)極和源極之間電源及輔助加熱裝置，輝光放電電壓為600伏，對(duì)金屬鏑鋱合金進(jìn)行加熱，溫度為1100°C時(shí)，開(kāi)始揮發(fā)，滲入到釹鐵硼工件表面，在此過(guò)程中，釹鐵硼工件升溫區(qū)間為850 1050°C，且不能超過(guò)1050°C，18小時(shí)后關(guān)閉加熱裝置和等離子電源。(5)抽真空冷卻開(kāi)爐。表I實(shí)施例I 3產(chǎn)品成分對(duì)比
權(quán)利要求
1.一種提高釹鐵硼矯頑力的裝置，包括真空容器及自上而下依次設(shè)置于所述真空容器內(nèi)部的陽(yáng)極、至少一個(gè)源電極和陰極，以及工件架，其特征在于，所述真空容器的頂部設(shè)置有惰性氣體導(dǎo)入口和坩堝溫控器，所述陽(yáng)極與源電極通過(guò)等離子電源電連接，所述陽(yáng)極與陰極通過(guò)等離子電源電連接。
2.根據(jù)權(quán)利要求I所述的提高釹鐵硼矯頑力的裝置，其特征在于，所述源電極由揮發(fā)金屬元素組成。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的提高釹鐵硼矯頑力的裝置，其特征在于，所述揮發(fā)金屬元素為鏑、鋪或鏑鋪合金。
4.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一所述的提高釹鐵硼矯頑力的裝置，其特征在于，所述源電極置于坩堝內(nèi)。
5.根據(jù)權(quán)利要求I至3任一所述的提高釹鐵硼矯頑力的裝置，其特征在于，所述陰極固 定在工件架一側(cè)。
6.一種提高釹鐵硼矯頑力的方法，其特征在于，包括以下步驟 1)將釹鐵硼磁體放置于工件架上，將權(quán)利要求I至5任一所述的裝置的真空容器抽成真空，通過(guò)設(shè)置于真空容器的頂部的惰性氣體導(dǎo)入口充入惰性氣體； 2)開(kāi)啟電連接陽(yáng)極與陰極的等離子電源，對(duì)釹鐵硼磁體進(jìn)行加熱； 3)開(kāi)啟電連接陽(yáng)極與源電極的等離子電源及設(shè)置于所述真空容器頂部的坩堝溫控器，對(duì)源電極加熱使其揮發(fā)、滲入釹鐵硼表面，持續(xù)12 18個(gè)小時(shí)。
7.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高釹鐵硼矯頑力的方法，其特征在于，步驟I)所述的充入惰性氣體后的壓力為I lOOPa。
8.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高釹鐵硼矯頑力的方法，其特征在于，步驟2)所述的電連接陽(yáng)極與陰極的等離子電源的電壓為300 1500伏，對(duì)釹鐵硼磁體加熱至600 1000°C。
9.根據(jù)權(quán)利要求6所述的提高釹鐵硼矯頑力的方法，其特征在于，步驟3)所述的電連接陽(yáng)極與源電極的等離子的電壓為400 600伏，對(duì)源電極加熱至900 1100°C，釹鐵硼表面的溫度為850 1050°C。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種釹鐵硼加工領(lǐng)域，特別涉及一種能滲入到釹鐵硼磁體表面并提高釹鐵硼磁體矯頑力的裝置及方法，所述裝置包括真空容器及自上而下依次設(shè)置于所述真空容器內(nèi)部的陽(yáng)極、至少一個(gè)源電極和陰極，以及工件架，所述真空容器的頂部設(shè)置有惰性氣體導(dǎo)入口和坩堝溫控器，所述陽(yáng)極與源電極通過(guò)等離子電源電連接，所述陽(yáng)極與陰極通過(guò)等離子電源電連接。加工時(shí)，本發(fā)明通過(guò)輔助加熱和離子化兩種方式，使鏑、鋱或鏑鋱合金在900～1100℃之間揮發(fā)，此種加熱方式不會(huì)對(duì)磁體造成傷害，磁體溫度能準(zhǔn)確控制，在磁體溫度達(dá)到600～1000℃時(shí)迅速滲入到磁體晶間，從而極大的提高了矯頑力。
文檔編號(hào)H01F1/057GK102969110SQ20121047638
公開(kāi)日2013年3月13日 申請(qǐng)日期2012年11月21日 優(yōu)先權(quán)日2012年11月21日
發(fā)明者王慶凱, 于永江, 趙軍濤, 李巖, 李廣軍, 馬玉坤 申請(qǐng)人:煙臺(tái)正海磁性材料股份有限公司