[发明专利]一种细化钕铁硼磁铁晶粒尺寸的装置及其方法

说明书

本发明公开了一种细化钕铁硼磁铁晶粒尺寸的装置，包括用于固定样品的夹持装置、为获得脉冲电子束的电子束装置和密闭装置，所述夹持装置包括滑轨、夹钳、支撑台；本发明还提出了一种细化钕铁硼磁铁晶粒尺寸的加工方法，包括调整夹钳之间的间距，将样品固定于夹钳之间等步骤。本发明可以对不同尺寸的样品进行加工，烧结钕铁硼磁铁晶粒的尺寸在脉冲电子束的加工下能够大大缩小；此方法相对于传统方法效率更高；此方法在生产流程中能够达到高度自动化；高能脉冲电子束的加工过程是在真空环境下进行，对样品的污染更少，加工表面也不易被氧化；高能脉冲电子束的加工参数是可控的，所以钕铁硼的微观结构更容易调控。

技术领域

本发明涉及细化钕铁硼磁铁晶粒尺寸的装置技术领域，尤其涉及一种细化钕铁硼磁铁晶粒尺寸的装置及其方法。

背景技术

由于晶粒越小，磁畴的旋转和排列就越容易，这样就会使更多的磁畴沿着磁化方向排列，从而提高钕铁硼磁材的磁能积和矫顽力。所以在钕铁硼磁铁的生产制造过程中其晶粒的大小将直接影响烧结钕铁硼永磁体的磁性能。

这使得细化钕铁硼晶粒大小有很好的工程应用前景。高能脉冲电子束技术是一种利用脉冲高能量束对材料改性的方法。当高能密束作用于材料时，瞬时高能使材料温度迅速升高,以至导致熔化、汽化等现象的出现。当输入能量结束时,工件表面会急速冷却，从而形成非晶或微纳晶粒结构。

利用高能脉冲电子束来实现钕铁硼磁铁晶粒的细化是一种在磁铁制造过程中的新思路。此方法将利用脉冲电子束的高能量将钕铁硼磁铁材料熔化后快速冷却使其生成非晶或微纳晶粒，从而改进磁铁的性能。

目前国内外磁铁的制造方法流程的步骤主要如下：

首先在真空环境下将配比好的必要材料熔化精炼，熔化后将其铸造成合金块。之后将合金甩带片在氢气环境下碎成粉末得到粗制的氢碎合金粉末，然后进一步将粉末研磨得更细化(3-5微米)。让金属粉末取向，将其磁化方向进行统一为固定方向，并均匀的将粉末填充到模具中，加压成型。在真空环境下，将备用金属块烧结并退火。进一步将金属块进行机械加工并且进行表面处理。最后将金属块放置入磁场使其磁化，制成成品。

传统磁铁制造工艺虽然已经在工业体系中很成熟，但仍然存在许多不足，如：

(1)冷却的速度仍然不够迅速，导致非晶或微纳晶粒无法形成；

(2)环境的不纯导致样品杂质较多，从而影响晶粒的大小；

(3)一些细化晶粒的试验方法无法实际运用到工业生产线中。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有技术中存在的缺点，而提出的一种细化钕铁硼磁铁晶粒尺寸的装置及其方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种细化钕铁硼磁铁晶粒尺寸的装置，包括用于固定样品的夹持装置、为获得脉冲电子束的电子束装置和密闭装置，所述夹持装置包括滑轨、夹钳、支撑台，所述滑轨通过螺丝固定在支撑台的上端，所述夹钳与滑轨嵌套在一起，所述滑轨上安装有用于固定夹钳的销，所述脉冲电子束装置包括电子枪、偏转线圈、氩气瓶、连通管、氩气阀，所述氩气瓶通过管道与电子枪连接，所述氩气阀安装在氩气瓶与电子枪的连通管之间，所述密封装置包括实验腔、气压计、氮气阀、旋转泵、涡轮分子泵、排气口、氮气瓶以及闸门阀，所述实验腔设置于整个装置的外侧且与外界环境密闭，所述旋转泵与实验腔连通，所述氮气瓶与氮气阀均连接于涡轮分子泵之后，所述涡轮分子泵安装于氮气阀与实验腔之间，所述闸门阀安装在涡轮分子泵与实验腔之间连通管上，所述夹持装置包括滑轨、夹钳、螺丝、销、支撑台均由高温合金制成。

本发明还提出了一种细化钕铁硼磁铁晶粒尺寸的加工方法，包括以下步骤；