一種稀土永磁材料制備方法
【技術領域】
[0001] 本發明涉及一種制造稀土永磁材料的方法，屬于燒結磁體制備技術領域，尤其涉 及燒結釹鐵硼永磁材料制備工藝。
【背景技術】
[0002] 稀土燒結磁體是用粉末冶金工藝原理制造的一種稀土永磁材料，因其高剩磁、高 矯頑力、高磁能積、體積小、重量輕等特點，產品除了應用于電聲元件、醫療設備、傳感器、磁 選、磁吸等領域外，更是廣泛應用于包括汽車、電腦硬盤、風力發電、電動工具、電動自行車、 空調壓縮機、電梯、航空航天等領域在內的各類工業電機中。
[0003] 高性能釹鐵硼材料對生產線及制備方法要求很高，尤其對于燒結工藝制備的釹鐵 硼材料，磁粉粒度更細，材料更易氧化，制備工藝不當會導致磁性能劣化甚至報廢。現有技 術中，稀土燒結磁體通常是通過以下方法制造的：粉碎稀土磁性合金變成合金粉末、壓制合 金粉末獲得壓制坯體、燒結壓制坯體并對燒結體進行時效處理、機加工。通常對制粉及壓坯 包裝封閉后轉移或運送，以避免釹鐵硼材料在成型前和成型后接觸到外界空氣產生氧化問 題，但這種包裝封閉方式通常需人工操作，且氣密性難以保證，以這種方式生產高牌號磁材 非常困難，且無法適應大規模自動化生產。
[0004] 目前，有少量廠家試采用無氧成型燒結裝置，例如CN202336578U，其將稱料箱、通 道、全封閉壓機、燒結均進行密封連接，用氮氣保護，但該裝置未涉及涉及燒結前對壓坯進 行切割加工。
[0005] 此外，燒結后磁體通常密度大且比較硬，而且很脆，加工時需要很大的機加工載 荷，燒結后磁體的切割加工和研磨費事、耗時，增加生產成本，浪費生產時間，且燒結后的加 工余料回收再利用比較困難，導致稀土材料利用率低下。
[0006] 盡管一些廠家及研發機構試采用將壓制坯體浸漬于合成油中用轉動葉片進行切 害J，但合成油需在切割后和燒結前脫除，如脫除不完全，將使得磁性能嚴重劣化，導致燒結 時間長、能耗高，且不利于獲得高磁能積釹鐵硼磁體，更無法適用于高磁能積釹鐵硼磁體的 大規模化生產。
[0007] 目前燒結磁體生產中，仍無法解決磁性粉末壓坯在加工中氧化、加工肩粘連、熔 合、燃燒等問題，制粉和壓型中需添加抗氧化劑，加工過程中需施加冷卻劑、切割液、潤滑劑 或抗熔合粉末，而這些，一方面需增加額外的脫除這些添加劑或粉末的步驟，另一方面一旦 脫除不完全會帶來磁性能的劣化。
【發明內容】
[0008] 為了解決上述問題，本發明優選實施方式提供了一種稀土損耗低、生產效率高的 制造燒結磁體的方法。
[0009] 進一步地，該方法能夠解決磁性粉末壓坯在加工中氧化、加工肩粘連、熔合、燃燒 的問題，該方法在制粉和壓型中可以不添加任何抗氧化劑，加工過程中可以不施加任何冷 卻劑、切割液、潤滑劑或抗熔合粉末。
[0010] 更進一步地，壓制坯體的加工余料可直接回收利用，稀土材料利用率高、尤其適合 高磁能積釹鐵硼磁體的大規模化生產。
[0011] 本發明的目的通過以下技術方案來具體實現：
[0012] 一種稀土永磁材料生產方法，包括以下步驟：制備燒結磁體用粉末的壓制坯體、利 用排線對壓制坯體進行加工，之后燒結，所有步驟均在整體密閉氣氛中執行。
[0013] 優選地，在加工之后設置清粉步驟，將壓制坯體上的粉末清除。
[0014] 優選地，所述制粉是將熔煉好的磁性合金送入制粉裝置，經粗磨、氫脆、氣流磨后 獲得所需粒徑的磁性粉末；優選地，該磁性粉末的粒徑為2-5 y m。
[0015] 優選的【具體實施方式】中，由第一輸送機構將磁性合金送入制粉裝置，所述制粉裝 置包括密閉連接的粗磨機、氫脆爐、氣流磨。
[0016] 優選地，壓制成型得到壓制坯體，是將制得的磁性粉末顆粒取向壓型，然后經過冷 等靜壓壓制成壓制坯體。
[0017] 優選地，所述壓制成型中不需要專用模具，例如成型弓形磁鐵、片狀磁鐵、磁環的 專用模具，僅采用通用模具壓制。
[0018] 優選地，所述壓制坯體密度為4-4. 5g/cm3。
[0019] 優選【具體實施方式】中，由密閉的第二輸送機構向稱料箱輸送磁性粉末，稱料后在 定向磁場機成型，再等靜壓機壓制成型，獲得壓制坯體，所述稱料箱、定向磁場成型壓機和 等靜壓成型壓機密閉連接。
[0020] 優選地，上述制粉或壓型步驟不需要添加任何抗氧化劑。
[0021] 所述排線加工是對壓制成型的壓制坯體進行剝離加工，將壓制坯體切割加工成多 個部分。具體為，排線與壓制坯體相對運動的同時對壓制坯體進行切割。
[0022] 優選方式之一為，將壓制坯體夾持并定位，由驅動裝置驅動排線進行往復直線運 動，隨著工件定位夾具的運動，按照預先設定的路徑對壓制坯體進行加工，該加工以特定的 相對運動速度進行，最終成型為預定形狀和尺寸的塊體、片體、弓形或其它異形，該最終成 型尺寸預留有燒結收縮余量；優選地，所述加工由CAD/CAM軟件輔助設計，并通過優化燒結 排樣布局，計算得出所需的燒結收縮余量。
[0023] 優選【具體實施方式】中，由密閉的第三輸送機構將壓制好的壓制坯體送入排線加工 裝置內，該加工裝置包括排線、驅動機構、氧含量監測機構以及氧含量控制機構；優選地， 還包括線張力及排線間距調整機構、工件定位夾具；優選地，定位夾具可進行旋轉；更優選 地，定位夾具可為360°旋轉定位夾具。
[0024] 優選地，還設置第一余料回收裝置，所述第一余料回收裝置收集加工過程中的落 粉、落料、邊角余料，回收后再利用；更優選地，所述第一余料收集裝置包括導料斜面和收集 臺車，或者，第一余料收集裝置包括帶插板閥的錐形料斗集粉裝置。
[0025] 優選地，所述排線設置為多條，各條線之間以預定的間距設置，該間距取決于加工 后的塊體或片體的尺寸，各條排線排列設置在排線安裝架的橫梁上；更優選地，線張力及線 間距調整機構也設置于安裝架上，對排線的線張力和線間距進行調整，適應壓制坯體不同 密度、不同尺寸的加工需要。
[0026] 優選地，由驅動電機帶動排線沿著某一預定方向作往復運動，例如Z軸方向作往 復運動。
[0027] 進一步地，排線的往復運動速度為線進給速度，如排線沿著Z軸方向作往復運動 的速度就是線進給速度；排線的往復運動頻率為50-100次/min，優選60-80次/min。排線 相對于壓制還體的移動速度為加工速度，優選加工速度小于30mm/min，優選不超過20mm/ min ;更優選不超過15mm/min、或者不超過10mm/min〇
[0028] 加工時，線被預先施加一定張力，即加工載荷，該張力優選為10-30N，更優選為 20-30N;根據加工成型的形狀及尺寸需要，并綜合考慮加工效率，所述線加工速度可采用定 速或變速。
[0029] 本發明的發明點之一在于，采用變化的線進給速度。優選地，在排線的一個往復運 動行程中，前進行程中，速度由〇升高至最大值、再由最大值降至〇 ;返回行程中，速度由〇 升高至最大值、再由最大值降至〇。優選地，速度升降的方式可以是線性的，也可以是曲線變 化如正弦波形式變化的。研宄表明，優選地，最大線進給速度￥_與壓制坯體厚度D滿足以 下關系式：
[0030] V彡 K1XD+K2;
[0031] 其中：Vmax為排線的最大線進給速度，單位為mm/min ;
[0032] D為壓制坯體厚度，單位為mm;
[0033] K1為一修正系數，取值為0? 1-1 ;
[0034] K2為一常數，取值為0-15。
[0035] 排線可使用沒有研磨顆粒附著的線，但優選使用附有研磨顆粒的線。所述排線的 線芯為鋼絲、鋼纖維、硬質合金絲、硬質合金纖維或尼龍纖維，優選采用不銹鋼絲，研磨顆粒 固定在芯上，優選采用電鍍或電沉積將研磨顆粒涂覆在芯線上，保證加工過程中良好的排 肩性；優選的【具體實施方式】中所用線/纖維的直徑為〇? 〇5_2mm，優選0? 2-0. 5mm，研磨顆 粒選用高硬度材料，優選金剛石、碳化硅、氮化硅、氮化鋁、氧化鋁等，研磨顆粒平均粒徑為 10-500 y m，優選 100-200 y m。
[0036] 本發明的發明人發現，當加工密閉氣氛的氧濃度在lOOppm以下時，在特定的線加 工速度下，加工過程中不會出現粉末氧化及燃燒，加工塊體間也不會出現熔合。
[0037] 進一步地，研宄表明：所述排線加工中密閉氣氛的氧含量與未燒結磁粉耐氧化時 間的關系滿足下表：
[0039] 上述耐氧化時間均在制粉和壓型不添加任何抗氧化劑下獲得。
[0040] 進一步地，本發明的發明人還發現，考慮到燒結后磁體變形率，排線的加工余量按 以下關系式制定，即排線的加工余量m與壓制坯體密度P、加工成型后料塊/片體的厚度d 需要滿足以下關系式②：
[0041] m= LIXd-L2X p+L3
[0042]其中：m為排線加工余量，單位為ym ;<