[发明专利]一种烧结钕铁硼晶界扩散工装及晶界扩散的方法

说明书

本发明公开了一种烧结钕铁硼晶界扩散工装及晶界扩散的方法，属于稀土永磁材料技术领域。一种烧结钕铁硼晶界扩散工装，包括：料盒框架；卡箍盲板；三瓣型卡箍；承物台；料盒件；本发明提高了重稀土氧化物的还原及扩散效率，解决了常规工艺氧化重稀土扩散矫顽力提升一致性差的难题；避免了钙蒸气冷凝结块对热处理炉钼片的损伤；采用分层码料，提高了料盒框架的装载量，降低了单位扩散成本；通过料盒件，使磁片厚度方向平行于水平方向排列，有效改善了热处理后磁片弯曲的问题；通过对镀膜后磁片表面的耐高温物质附着和热处理控制氧分压操作，解决了粘连问题，本发明大大改善了磁片的外观和性能一致性，热处理后永磁体矫顽力大幅度提高。

技术领域

本发明涉及稀土永磁材料技术领域，尤其涉及一种烧结钕铁硼晶界扩散工装及晶界扩散的方法。

背景技术

R-T-B稀土永磁材料具有优异的磁性能，包括极高的磁能积和矫顽力，因此广泛应用在仪器仪表、信息产业、磁选磁化、电力设备等众多领域，成为国民经济和国防军工不可或缺的功能材料；

R-T-B烧结磁体主要由R2Fe14B、富稀土相和富B相组成，其中R2Fe14B是磁性相，决定剩磁和磁能积；R-T-B烧结磁体的反磁化机理主要是磁化畴在晶界处的形核，因此主相晶粒各向异性场和磁体的微观结构决定了磁体的矫顽力，常规提高矫顽力的工艺方法都是通过优化边界相结构，或者通过在熔炼过程添加各向异性场更高的Tb，Dy等元素，由于重稀土元素与铁属反铁磁耦合，重稀土进入主相，降低铁原子磁矩，从而导致Br下降，因此熔炼过程添加重稀土元素既造成了重稀土的极大浪费，又显著增加了生产成本；

晶界扩散方法通过将以重稀土元素为主的单质或者合金、化合物附着在稀土永磁体的表面，在通过热处理使重稀土元素沿着晶粒边界扩散到磁体内部，几乎不进入主相晶粒，在主相晶粒表面形成高各向异性场的壳层，达到利用极少重稀土量大幅提高稀土永磁体矫顽力的效果；

目前晶界扩散方法种类众多，在企业中已达到大批量生产运用的主要是喷涂、物理气相沉积和电泳等，重稀土扩散源包括重稀土单质、合金、氟化物、氧化物和氢化物等；

重稀土氧化物晶界扩散具有成本低、涂覆方式简单、不引入杂质元素等优势，但由于重稀土氧化物熔点较高，不易还原进入磁体内部，导致扩散效果不稳定，通常需在热处理用石墨盒中添加钙还原剂对重稀土氧化物进行脱氧，所述钙还原剂为钙金属或钙合金，在扩散热处理过程中，所述钙还原剂以高纯钙气体形式散发至涂覆有氧化重稀土粉末涂层的磁片周围，对氧化重稀土粉末进行脱氧，单质重稀土元素扩散至磁片内部；

在传统石墨盒中，磁片以叠片方式装盒，磁片交叠处钙蒸气无法进入，影响还原脱氧效果，造成矫顽力提升一致性差，扩散后磁片会有较为严重的粘连，过薄的磁片会发生弯曲，影响产品外观；

扩散热处理所用传统的石墨料盒疏松多孔，且密闭性较差，真空热处理时高温下钙还原剂以气体形式从石墨盒挥发，在热处理炉中的加热钼带、炉门、热交换器等位置冷凝结块，可导致钼带间短路，烧毁钼带，损坏热处理炉。

发明内容

本发明的目的是为了解决现有工艺方法常规工艺热处理过程中粘连；矫顽力提升一致性差；长时间热处理磁片弯曲变形；还原剂Ca蒸气冷凝结块损伤热处理炉的问题，而提出的一种烧结钕铁硼晶界扩散工装及晶界扩散的方法。

为了实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：

一种烧结钕铁硼晶界扩散工装，包括：料盒框架；卡箍盲板，盖合在所述料盒框架上；其中，所述料盒框架上设有凸块，所述卡箍盲板上设有与凸块相匹配的凹槽；三瓣型卡箍，用于固定所述料盒框架、卡箍盲板；承物台，固定连接在所述料盒框架的内壁上；托盘件，放置在所述承物台上；料盒件，设置在所述托盘件上，用于储放磁片。