[发明专利]减少烧结钕铁硼磁体烧结过程中的有害气体的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种环保的钕铁硼磁体的烧结方法，特别是涉及一种减少烧结钕铁硼磁体烧结过程中的有害气体的方法。 

背景技术

在现有的烧结钕铁硼磁体生产工艺中，大量使用氢爆工艺来提高毛坯磁体的磁性能，因此在烧结升温到高温(800℃～1000℃)阶段时会放出氢气(H₂)。另外磁体生坯粉末混粉时加入的润滑剂等挥发物质以及扩散泵返油造成的油蒸汽在烧结升温阶段会挥发出甲烷(CH₄)气体，如果不能及时抽出甲烷，则甲烷会与磁体生坯排放出的吸附水蒸汽(H₂O)反应，反应式为：CH₄+2H₂O→CO₂+4H₂，也会放出氢气H₂。在密封的烧结炉系统中，当真空度较差时，炉内会有很多的空气，而空气中含有78％的氮气。在高温阶段，氢气和氮气发生合成氨反应，反应式为：3H₂+N₂＝2NH₃。烧结结束开炉时可以闻到很浓的氨气味，进一步证明了在烧结炉内发生了合成氨反应。该反应的反应条件是高温常压，反应的催化剂可以是铁触媒。在钕铁硼磁体的烧结过程中所发生的合成氨反应的催化剂是钕铁硼磁体生坯及其氧化物。一方面，生成的氨气会进入炽热的磁体生坯中，与磁体生坯形成氨合钕铁硼，反应式为：NH₃+NdFeB→NdFeB·NH₃(粉末)，反应前磁体生坯 是成型后的规则固体，反应后则形成了固体粉末；另一方面，对于该合成氨反应，粉末状的磁体生坯更易于起到催化作用，会加快氨气的产生，而氨气会与磁体生坯反应产生更多的固体粉末，从而形成恶性循环。这样，反应后磁体生坯的形状遭到损坏，当然也就不再具有磁性能。如果磁体毛坯中残留有氢元素，则会导致磁体毛坯内部出现裂纹，以及在成品磁体的表面镀层出现起泡，影响产品的合格率。 

因此急需发明一种减少烧结钕铁硼磁体烧结过程中的氢气的方法，进而减少氨气的产生，避免磁体生坯粉末化。 

发明内容

本发明的目的在于提供一种减少烧结钕铁硼磁体烧结过程中的有害气体的方法，以吸收在高温阶段磁体生坯所释放出来的氢气，从而提高烧结钕铁硼磁体的质量。 

根据本发明的一个方面，提供了一种减少烧结钕铁硼磁体烧结过程中的有害气体的方法，所述方法包括如下步骤： 

(1)将储氢合金破碎成小块储氢合金，经过高纯度氢气活化后，放入一个脱氢装置中，所述脱氢装置为密闭的不锈钢的盒子，并带有一个机械传动装置以控制打开和关闭； 

(2)将所述盒子固定在烧结炉的炉体内壁上，并将所述机械传动装置与所述盒子连接，以控制盒子的开关； 

(3)在毛坯烧结升温至800℃～1000℃保温放气阶段时，待真空泵抽真空至10Pa或10Pa以下时，通过所述机械传动装置打开所述盒子，使储氢合金暴露在烧结气氛中； 

(4)待真空度达到10^-2Pa后关闭所述盒子。 

其中，所述磁体组成为R-T-B系烧结稀土永磁材料， 

其中，R为选自Nd、Pr、Dy、Tb、Gd、Ho中的至少两种元素，R含量为28～35wt.％； 

T为Fe和选自Co、Ni、Cu、Al、Ga、Cr、Mn、Nb和In中的至少一种元素，含量为63.8～71.1wt.％； 

B含量为0.9～1.2wt.％。 

最好，本发明利用的是储氢合金能吸收氢气的功能。 

最好，所述储氢合金为LaNi5或混合稀土类MmNi5材料，其中Mm为La与选自Ce、Pr、Nd中的至少一种元素的混合稀土。 

最好，所述储氢合金还包括Co、Ca、Cu、Mn、Fe和Al中的至少一种元素。这样，可以降低储氢合金的价格，同时也能提高合金储氢释氢的能力。 

最好，所述小块储氢合金的大小为10×10×10mm³。 

最好，所述储氢合金的体积占所述盒子的体积的2/3以下。 

最好，所述盒子的顶部至烧结炉钼带的距离超过10cm。 

最好，所述高纯度氢气的纯度为99.99％以上。 

为了达到吸收氢气的目的，需要将储氢合金暴露在烧结气氛中，即需要将储氢合金放置在烧结炉的炉体内部。作为优选的实施方式，可以使用应用性能最好的稀土系储氢合金来吸收氢气。