本发明涉及磁性材料,具体地,涉及一种烧结磁性材料的烧结冷却方法。
背景技术:
1、烧结磁性材料,尤其是烧结钕铁硼(ndfeb)材料,作为一种高性能的稀土永磁材料,广泛地应用于电机、扬声器、硬盘驱动器等领域中。烧结磁性材料生产过程中的烧结冷却工艺对最终产品的磁性能和物理性能具有重要的影响。传统的烧结冷却工艺存在周期长、能耗高以及产品易出现裂纹和脱皮等问题,这些问题严重影响了生产效率和产品质量。
2、在现有技术中,例如中国专利申请公布号cn 112728948 a提供了一种冷却方式,其采用风量传感器实现多管道的风量一致,并通过变频风机进行风量调节。然而,该技术并未详细说明风量与钕铁硼温度之间的对应调整关系,导致冷却效率和产品一致性难以保证。
3、另一项现有技术例如中国专利申请公布号cn 108242306 a公开了采用变频风机来自动控制冷却过程的工艺,其中从高温开始逐步增加风机频率以提高风量,加快冷却速度。然而,该技术同样没有明确充气压力、不同温度阶段与变频频率之间的具体关系,使得冷却过程的精确控制和优化存在困难。
4、因此,开发一种能够快速均匀冷却,提高产品冷却速度,缩短冷却周期的烧结磁性材料的烧结冷却方法具有重要的意义。
技术实现思路
1、从以上阐述的技术问题出发,本发明的目的之一是提供一种烧结磁性材料的烧结冷却方法,所述冷却方法可以实现烧结磁性材料的快速均匀冷却,提高产品冷却速度,缩短冷却周期,并且得到的烧结体坯料产品具有良好的外观,无裂纹和脱皮现象。
2、具体地,本发明提供了一种烧结磁性材料的烧结冷却方法,所述方法包括下列步骤:
3、(1)将磁体坯料在真空烧结炉中升温至烧结温度1000-1150℃并保温2-8小时,完成烧结;
4、(2)充入惰性气体,将所述真空烧结炉中的炉内压力调节到5kpa-20kpa的范围内,并且开启风机进行冷却;
5、(3)当所述真空烧结炉内的温度降低到1000℃时,将所述真空烧结炉中的炉内压力调节到20kpa-40kpa的范围内,并且用所述风机继续冷却;
6、(4)当所述真空烧结炉内的温度降低到700℃时,将所述真空烧结炉中的炉内压力调节到40kpa-60kpa的范围内,并且用所述风机继续冷却;
7、(5)当所述真空烧结炉内的温度降低到400℃时,将所述真空烧结炉中的炉内压力调节到60kpa-90kpa的范围内,并且用所述风机继续冷却;和
8、(6)当所述真空烧结炉内的温度降低到65℃以下时,完成冷却以得到烧结体坯料。
9、根据本发明的某些优选实施方案,以上步骤(2)-步骤(5)中采用的所述炉内压力依次升高。
10、根据本发明的某些优选实施方案,所述惰性气体是氩气、氮气或其混合物。
11、根据本发明的某些优选实施方案,以上步骤(2)中充入的所述惰性气体为氩气,并且当所述真空烧结炉内的温度降低到200℃-600℃时,将所述氩气置换为氮气。
12、根据本发明的某些优选实施方案,以上步骤(2)中充入的所述惰性气体为氩气,并且当所述真空烧结炉内的温度降低到450℃时,将所述氩气置换为氮气。
13、根据本发明的某些优选实施方案,在以上步骤(2)中,充入惰性气体,将所述真空烧结炉中的炉内压力调节到5kpa-15kpa的范围内,并且开启风机进行冷却。
14、根据本发明的某些优选实施方案,所述风机以5-50hz的功率运行。
15、根据本发明的某些优选实施方案,所述风机以50hz的功率运行。
16、根据本发明的某些优选实施方案,在以上步骤(6)以后,对所得到的所述烧结体坯料进行时效处理。
17、根据本发明的某些优选实施方案,所述磁体坯料为r-t-b系稀土类烧结磁体坯料,其中r为稀土类元素中的一种或多种,t为fe和co中的一种或多种。
18、根据本发明的某些优选实施方案,所述r含有轻稀土元素rl和任选的重稀土元素rh,其中rl包括nd和pr中的至少一种,rh包括dy和tb中的至少一种。
19、根据本发明的某些优选实施方案,所述磁体坯料为钕铁硼磁体坯料。
20、根据本发明的某些优选实施方案,所述钕铁硼磁体坯料含有作为主相的r2fe14b型化合物晶粒。
21、根据本发明的某些优选实施方案,所述烧结磁性材料为烧结钕铁硼磁性材料。
22、与现有技术中的烧结磁性材料的烧结冷却方法相比,根据本发明的烧结磁性材料的烧结冷却方法的优点在于:
23、1.炉内压力的动态控制方面:
24、现有技术(如专利号cn 112728948 a)中,虽然采用了风量传感器和变频风机,但没有明确风量与炉内压力的调整关系。本发明则通过充入惰性气体动态控制炉内压力,根据炉内温度的变化逐步提高压力,以提高换热效率。
25、2.冷却气体的选择与置换方面:
26、本发明在不同温度阶段使用不同比热容的冷却气体(氩气和氮气),并在200℃-600℃时进行气体置换。这种策略利用了不同气体的物理特性,优化了冷却过程,而现有技术中没有提及这种气体置换策略。
27、3.冷却速度优化方面:
28、现有技术(如专利号cn 108242306 a)中,虽然通过变频风机自动控制冷却,但未说明充气压力与不同温度阶段的关系。本发明通过精确控制炉内压力和气体比热容,实现了物料的快速均匀冷却,有效缩短了冷却周期。
29、4.产品品质提升方面:
30、检测结果显示,本发明的冷却方法有效降低了裂纹率和脱皮率,使其接近0%,而现有技术中的裂纹率和脱皮率相对较高。这表明本发明在保持或提升产品磁性能的同时,显著提高了产品的外观质量。
31、5.生产效率提高方面:
32、通过优化冷却工艺,本发明减少了冷却时间。这不仅提高了生产效率,也减少了能源消耗。
33、6.能耗降低方面:
34、本发明通过精确控制炉内压力和风机频率,实现了更高效的冷却过程,从而降低了整体的能耗。这一点在生产成本控制和环境保护方面具有重要意义。
35、7.工艺的灵活性和适应性方面:
36、本发明提供了多个实施例,展示了不同条件下的冷却工艺调整,显示了工艺的灵活性和适应性。这种灵活性使得本发明能够适应不同的生产需求和条件。
37、8.技术创新方面:
38、本发明结合了热力学和传热学原理,提出了一种新的冷却工艺,这在现有技术中尚未见到。这种创新不仅提高了冷却效率,还为烧结磁性材料的生产提供了新的思路。
1.一种烧结磁性材料的烧结冷却方法,所述方法包括下列步骤:
2.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中步骤(2)-步骤(5)中采用的所述炉内压力依次升高。
3.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中所述惰性气体是氩气、氮气或其混合物。
4.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中步骤(2)中充入的所述惰性气体为氩气,并且当所述真空烧结炉内的温度降低到200℃-600℃时,将所述氩气置换为氮气。
5.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中步骤(2)中充入的所述惰性气体为氩气,并且当所述真空烧结炉内的温度降低到450℃时,将所述氩气置换为氮气。
6.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中在步骤(2)中,充入所述惰性气体,将所述真空烧结炉中的炉内压力调节到5kpa-15kpa的范围内,并且开启风机进行冷却。
7.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中所述风机以5-50hz的功率运行。
8.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中所述风机以50hz的功率运行。
9.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中在步骤(6)以后,对所得到的所述烧结体坯料进行时效处理。
10.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中所述磁体坯料为r-t-b系稀土类烧结磁体坯料,其中r为稀土类元素中的一种或多种,t为fe和co中的一种或多种。
11.根据权利要求10所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中所述r含有轻稀土元素rl和任选的重稀土元素rh,其中rl包括nd和pr中的至少一种,rh包括dy和tb中的至少一种。
12.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中所述磁体坯料为钕铁硼磁体坯料。
13.根据权利要求12所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中所述钕铁硼磁体坯料含有作为主相的r2fe14b型化合物晶粒。
14.根据权利要求1所述的烧结磁性材料的烧结冷却方法,其中所述烧结磁性材料为烧结钕铁硼磁性材料。
