[发明专利]一种用于形成稀土金属靶材的制备装置及制备方法

说明书

本发明属于磁性材料领域，具体为一种用于形成稀土金属靶材的制备装置及制备方法。本发明中圆柱旋转靶材采用的原材料为稀土镝金属或铽金属，采用等离子堆焊将镝金属或铽金属粉末在稀有气体保护状态下堆焊在无磁耐高温衬管上形成具有一定厚度的靶材，本发明解决了材料为稀土金属圆柱旋转靶材的制备问题，可满足不同直径和长度尺寸靶材要求，制备的靶材应用在稀土永磁材料生产领域，节省了原材料利用率，降低了生产成本。

技术领域

本发明属于磁性材料领域，具体涉及一种用于形成稀土金属靶材的制备装置及制备方法。

背景技术

随着全球范围内新能源产业如风力发电、空调压缩机、混合动力车及纯电动汽车的迅速发展和技术进步，对R-Fe-B系稀土烧结磁体性能提出了更高的要求，尤其是在苛刻的使用环境下，对磁体的矫顽力提出了更高的要求。传统提高磁体矫顽力的方法是在原材料熔炼过程中添加Tb或镝的纯金属或合金，但由于Tb或镝大部分进入主相，虽然矫顽力明显提高，但是剩磁却有很大程度的降低。而且由于近年来全球稀土资源相对匮乏，镝或Tb的价格又大幅度提高，因此降低生产成本、减少重稀土元素的用量，同时保证磁体高的磁性能成为钕铁硼行业的一个重要发展方向。

随着低重稀土、高矫顽力烧结钕铁硼材料的深入研究，晶界扩散工艺被提出并获得了较大的发展。该方法主要是人为的将镝或Tb从烧结钕铁硼磁体沿着晶界扩散进入钕硼基体相，并择优分布于主相晶粒边缘，改善不均匀区各向异性，明显提高矫顽力且保持剩磁几乎不会下降。由于晶界扩散工艺在提高磁体矫顽力的同时不会降低磁体的剩磁和磁能积，而且重稀土用量少，具有重大实用意义。因此在最近十几年来，围绕晶界扩散进行了大量的研究工作，在镝或Tb在沉积或涂覆在磁体表面的工艺方式上做了大量研究，其中以磁控溅射方法在沉积效率上最为显著。

专利CA106282948A 公开了一种采用磁控溅射方法在磁铁表面溅射镝、Tb等稀土金属的方法，但该方法采用的是含镝及Tb的平面阴极环形跑道型或矩形磁控溅射靶材。众所周知，矩形平面靶材的利用率不足40%，这样造成价格昂贵的重稀土材料的浪费，而且需要频繁更换靶材，降低了生产效率。

专利CN108251802A 公开了一种稀土金属PrNd旋转靶材制造方法，但该方法中，采用真空热压烧结得到的PrNd压坯还需要进一步加工，焊接铜或不锈钢背靶。采用该方法固然可以得到旋转靶，但经过加工后会造成稀土材料的浪费，而且加工后还需要焊接铜或不锈钢背靶，工艺复杂，可行性不佳。

专利CN1079253A公开了一种稀土金属旋转靶的制备方法，该方法采用同专利CN108251802A同样的方法，也具备同样会造成贵重稀土金属原材料浪费的问题。

发明内容

针对现有技术中靶材浪费等问题，本发明提供一种用于形成稀土金属靶材靶材的制备装置及制备方法，通过以等离子堆焊方法来制备稀土圆柱状旋转靶材。

为实现上述目的，本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明提供一种用于形成稀土金属靶材的制备装置，其特殊之处在于：包括

1）靶向机构，用于稀土金属粉末在其表面形成稀土金属靶材；

2）旋转机构，用于固定靶向机构并带动靶向机构同步运动；

3）动力机构，用于向旋转装置提供动能；

4）密封机构，用于在靶向机构表面形成稀土金属靶材时提供密封环境。

在本申请中，在靶向机构两端分别设置有一旋转机构2，所述密封机构为密闭空间，所述靶向机构位于密闭空间内，所述靶向机构一端通过其中一个旋转机构2安装在密闭空间内，另一端穿过密闭空间通过另一个旋转机构2与动力机构相连。

在本申请中，所述靶向机构为两端设置有密封槽结构的衬管1，所述旋转机构2设置有密封套、套筒，所述密封套与套筒相连，所述密封套与密封槽相配套使用。