燒結釹鐵硼磁鐵是用粉末冶金法生產(chǎn)的,共有十六個工藝環(huán)節(jié),在不同階段還包括若干監(jiān)測分析。嚴格來說,這十六個環(huán)節(jié)是缺一不可的。燒結釹鐵硼的生產(chǎn)是一個系統(tǒng)工程,環(huán)環(huán)相扣,每一個環(huán)節(jié)都要為下一個環(huán)節(jié)打好基礎,,一旦一個工藝環(huán)節(jié)達不到要求,做出來的永磁體就可能達不到目標性能要求而成為廢品,或成品率不高。
原材料
熔煉是燒結釹鐵硼強磁體進入生產(chǎn)過程的第一道工藝,熔煉爐生產(chǎn)出合金甩帶片,該過程需爐溫達到1300度左右,持續(xù)四個小時來完成。經(jīng)過該工藝原材料經(jīng)過熱熔、冷卻加工成合金片,進而進行下一道工藝。
制粉的目的是將大塊的合金錠破碎成一定尺寸的粉末體,最新的制粉工藝是將釹鐵硼甩帶片(SC片)通過氫破和氣流磨制粉。為了獲取良好取向的磁體,要求粉末顆粒尺寸小(3-4μm)且尺寸分布集中,粉末顆粒呈球狀或近似球狀。
取向與壓型
粉末磁場取向是生產(chǎn)高性能燒結釹鐵硼的關鍵工藝技術之一。將破碎后的磁粉裝入模具后,施加外磁場進行取向,取向后對粉末進行壓型。目前普遍采用的壓型方法有三種:膜壓法、模壓加冷等靜壓及橡膠模等靜壓,在相同釹含量情況下,橡膠模等靜壓可獲得更大的磁能積。
燒結與回火
燒結釹鐵硼粉末壓坯的相對密度較大,顆粒間的接觸是機械接觸,結合強度低,為了進一步提高密度,改善改善粉末顆粒間的接觸性質,提高強度,使磁體具有高永磁性能的顯微組織特征,需要將壓坯加熱到粉末基本相熔點的溫度,進行熱處理一段時間,這個過程稱為燒結。
燒結完的磁體在高溫淬冷后,晶界相分布不均勻、晶界不清晰,因此需要在一定溫度進行回火處理優(yōu)化組織結構,獲取最佳的磁性能?;鼗鹗侵笇Y好的磁粉坯冷卻到一定溫度后再次加熱升溫,回火溫度需通過試驗或經(jīng)過熱差分析測定。
機械加工和表面處理
實際應用的燒結釹鐵硼磁體形狀是多種多樣的,如圓片、圓柱、圓環(huán)、方塊、瓦片、扇形及各種不規(guī)則形狀等。由于永磁元件的形狀和尺寸不同,在生產(chǎn)過程中,除了大尺寸規(guī)則永磁元件外,其他磁體很難做到一次成型。因此,一般在粉末冶金過程中,先生產(chǎn)出大塊的坯料,經(jīng)過燒結回火處理后,再通過機械加工(包括切割、打孔等)和磨加工、表面鍍層處理,生產(chǎn)出符合客戶需求的形狀及大小的磁材。機械加工的種類有3種,包括
將圓柱、方柱狀磁體切成圓片狀、方片狀元件,稱為切割加工
將圓形、方形磁體加工成扇形、瓦型、或有凹槽或其他復雜形狀的磁體,稱為外形加工
將圓棒、方棒狀磁體加工成圓筒或方筒狀元件,稱為打孔加工
質量檢測