[发明专利]一种钕铁硼磁体的烧结方法

说明书

技术领域

本发明涉及钕铁硼磁体制备技术领域，特别涉及一种钕铁硼磁体的烧结方法。

背景技术

20世纪60年代，稀土永磁的出现，为磁体的应用开辟了一个新时代，第一代钐钴永磁SmCo5，第二代沉淀硬化型钐钴永磁Sm2Co17，迄今为止，发展到第三代钕铁硼永磁材料(NdFeB)。虽然目前铁氧体磁体仍然是用量最大的永磁材料，但钕铁硼磁体的产值已大大超过铁氧体永磁材料，已发展成一大产业。

钕铁硼磁体也称为钕磁体(Neodymium magnet)，其化学式为Nd2Fe14B，是一种人造的永久磁体，也是目前为止具有最强磁力的永久磁体，其最大磁能积(BH)max高过铁氧体10倍以上，在裸磁的状态下，其磁力可达到3500高斯左右。钕铁硼磁体的优点是性价比高，体积小、重量轻、良好的机械特性和磁性强等特点，如此高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛的应用，在磁学界被誉为磁王。因而，钕铁硼磁体的制备和扩展一直是业内持续关注的焦点。

目前，业界常采用烧结法制作钕铁硼永磁材料，如王伟等在《关键工艺参数和合金元素对烧结NdFeB磁性能与力学性能的影响》中公开了采用烧结法制造钕铁硼永磁材料的工艺流程，一般包括配料、熔炼、钢锭破碎、制粉、真空保存超细粉、粉末取向压制成型、真空烧结、检分和电镀等步骤。随着钕铁硼行业的不断进步和发展，压型阶段的粉末磁场取向相继提高，压坯的取向程度逐渐接近100％，因而对磁体的烧结提出了更高的要求，粉末的高一致性大大降低了烧结温度区间，烧结温度的制定以及烧结炉设备本身的温度均匀性都对烧结钕铁硼的性能及产品的使用环境产生巨大的影响。烧结钕铁硼的性能是组织的敏感量，其微观组织直接影响磁体的性能。

钕铁硼磁体烧结过程的主要任务，一是致密化，使其相对密度达到99.2-99.6％；二是防止晶粒长大，使晶粒尺寸均匀。此外，还要保持高的取向度和防止氧化。理论和实验均证明，上述两个任务是矛盾的，为提高磁体高的致密度，就要提高烧结温度和时间，然而结果是磁体密度提高了，但晶粒出现反常长大且晶粒尺寸不均匀，导致性能降低，包括Hcj降低，方形度以及磁能积的降低。

现有技术中，烧结后的磁体往往会出现两种不良现象：烧结晶粒异常长大；磁体密度低，磁能积低，磁体性能差。这两种情况不但让企业承受较大的经济损失，也会对稀土材料造成严重的浪费。其中，前者是不可挽回的，对于后者大多企业选择了降级使用，用做较低磁能积的产品，使企业利益受损。

发明内容

本发明的一个目的是解决至少上述问题，并提供至少后面将说明的优点。

本发明还有一个目的是提供一种钕铁硼磁体的烧结方法，其能够提高钕铁硼磁体的磁性能，并有效的降低晶粒长大的风险。

为了实现根据本发明的这些目的和其它优点，提供了一种钕铁硼磁体的烧结方法，包括以下步骤：

步骤一、将钕铁硼磁体生坯加热脱气；

步骤二、将加热脱气后的钕铁硼磁体生坯在加热至目标烧结温度T1后保温烧结处理一定时间t1获得初级烧结体；

步骤三、将所述初级烧结体在烧结温度T2下保温烧结处理一定时间t2获得二级烧结体；

其中，T1＞T2，t1＜t2。

优选的是，所述加热脱气采用梯度升温方式进行，具体为：

1)以5～12℃/min的速率由室温升温至200～300℃，保温时间为60～120min；

2)然后以4～10℃/min的速率升温至550～650℃，保温时间为60～120min；

3)然后以4～10℃/min的速率升温至800～900℃，保温时间为200～300min。

优选的是，所述步骤二还包括：所述钕铁硼磁体生坯加热脱气完成后，以2～6℃/min的速率升温至目标烧结标温度T1，所述目标烧结温度T1为1020-1070℃，保温时间t1为1-10小时。

优选的是，所述步骤三中，所述烧结温度T2为970-1030℃，保温时间t2为10-20小时。

优选的是，还包括以下步骤：

步骤四、将所述二级烧结体进行氩气风冷，待炉内温度低于100℃时出炉；

步骤五、将降温处理后的所述二级烧结体进行回火处理后，获得钕铁硼磁体。

优选的是，所述步骤五中，所述回火处理还包括一级回火和二级回火：

所述一级回火的温度为850～950℃，处理时间为4～6h；

所述二级回火的温度为450～600℃，处理时间为3～6h。