生产热变形磁体的方法和设备技术

本发明专利技术涉及生产热变形磁体的方法和设备，其中在热压过程中，对快淬粉实施热等静压以获得预成型坯；及在热变形过程中，对所述预成型坯实施热变形以获得热变形磁体。

Methods and equipment for producing hot deformed magnets

The present invention relates to the method and equipment for producing hot deformed magnets, in which hot isostatic pressing is carried out to the fast quenched powder to obtain the preformed billet during the hot pressing process; and during the heat deformation process, thermal deformation of the preformed billet is carried out to obtain hot deformed magnets.

【技术实现步骤摘要】
生产热变形磁体的方法和设备
本专利技术涉及生产热变形磁体的方法和设备，其中在热压过程中，对快淬粉实施热等静压以获得预成型坯；及在热变形过程中，对所述预成型坯实施热变形以获得热变形磁体。
技术介绍
稀土/铁/硼基永磁体广泛地应用于家用电器、电动工具、风力发电、纯电动汽车/混合动力汽车等领域。与烧结磁体和粘结磁体相比，热变形稀土/铁/硼基磁体由于具有纳米结构的微观结构，可在不含或较低含量的重稀土元素如Dy和Tb的情况下保持优良的磁性能，特别是相比较于烧结磁体，具有更好的温度稳定性的特点，另外由于不同于烧结工艺，热压热变形工艺可以更容易的实现磁体的近净成形，从而提高材料利用率，由于热变形磁体的这些优点，今年来越来越受到产业界的关注。现有的热变形磁体通常经过热压工艺和热变形工艺两个步骤完成制备，其中热压工艺采用冷压加热压的方式进行，每次仅能生产一个预成型坯，效率低下，生产效率需要进行提高。
技术实现思路
本专利技术的目的在于解决现有技术中的上述问题，特别是通过采用热等静压技术制备热压预成型坯，从而大幅提高预成型坯的生产效率，同时也提高了预成型坯的均匀性。所述目的可以通过生产热变形磁体的方法实现，该方法包括：对快淬粉实施热等静压以获得预成型坯的热压步骤，及对所述预成型坯实施热变形以获得热变形磁体的热变形步骤。另一方面，所述目的可以通过生产热变形磁体的设备实现，该设备包括：对快淬粉实施热等静压以获得预成型坯的热压装置；及对所述预成型坯实施热变形以获得热变形磁体的热变形装置。下面依照附图更详细地阐述本专利技术的各个方面。附图说明图1所示为根据本专利技术的一个实施方案的热压工艺的示意图；图2所示为根据本专利技术的一个实施方案的热变形工艺的示意图；图3所示为根据本专利技术的另一个实施方案的热变形工艺的示意图；图4所示为根据本专利技术的另一个实施方案的热变形工艺的示意图，其中在镦锻之后紧接着实施侧向挤出；图5所示为根据本专利技术的另一个实施方案的热变形工艺的示意图，其中在镦锻之后紧接着经由两个彼此相对的出料口实施侧向挤出；图6所示为根据本专利技术的另一个实施方案的热变形工艺的示意图，其中在镦锻之后紧接着经由两个彼此相对的出料口实施侧向挤出，所述出料口可以具有(a)斜面倒角、(b)凸面倒角或(c)凹面倒角。具体实施方式除非另外说明，本申请提到的所有的出版物、专利申请、专利和其它参考文献都以引用的方式全文结合入本文中，相当于全文呈现于本文。除非另外定义，本文中使用的所有技术和科学术语具有本专利技术所属领域普通技术人员通常所理解的同样含义。在抵触的情况下，以本说明书包括定义为准。当以范围、优选范围、或者优选的数值上限以及优选的数值下限的形式表述某个量、浓度或其它值或参数的时候，应当理解相当于具体揭示了通过将任意一对范围上限或优选数值与任意范围下限或优选数值结合起来的任何范围，而不考虑该范围是否具体揭示。除非另外指出，本文所列出的数值范围旨在包括范围的端点，和该范围之内的所有整数和分数。本专利技术涉及生产热变形磁体的方法，该方法包括：对快淬粉实施热等静压以获得预成型坯的热压步骤，及对所述预成型坯实施热变形以获得热变形磁体的热变形步骤。快淬粉对于在根据本专利技术的方法中使用的快淬粉没有特别的限制，例如可以通过熔体快淬法获得快淬带，然后将快淬带碾碎获得快淬粉。也可以使用商购获得的快淬粉，例如购自麦格昆磁(天津)有限公司的MQU等系列的磁粉。在根据本专利技术的方法中使用的快淬粉可以具有纳米级的晶粒尺寸，也可以是非晶态，并在热变形过程中晶化。对于在根据本专利技术的方法中使用的快淬粉的合金组成没有特别的限制，例如可以使用RE2Fe14B单相合金，其中RE代表Nd或其他稀土元素或它们的组合，也可以使用双相合金，其例如由RE2Fe14B相和富RE相组成，或者由RE2Fe14B相和软磁相组成。热压步骤在本专利技术方法的热压步骤中，对快淬粉实施热等静压以获得预成型坯。热等静压技术的特点在于通过气体的各个方向的压力，致密化粉末，从而使得成型坯具有很高很均匀的致密度，同时热等静压所成型的毛坯的尺寸仅受压机工作缸尺寸的限制，可以做到很大的尺寸，例如Φ800×1200mm。在热压步骤中，优选预先将快淬粉装入适当尺寸的包套中，抽去包套中的空气，将处于真空状态的包套进行封口，然后将装有快淬粉的包套放入热压装置的耐压容器中，实施所述热等静压。包套可以由金属材料制成，例如Al、Cu，也可以由其他材料制成。选择材料的原则在于，包套在热等静压的温度和压力下可以发生变形，但不破裂，从而可以完成致密化工艺过程。装有快淬粉的包套可以是长方体，也可以是圆柱体，或者是具有其他形状的截面的柱体。在热压步骤中，优选对热压装置的耐压容器抽真空，例如低于1×10-1Pa，优选低于6×10-2Pa，然后使用惰性的气体、优选氩气实施所述热等静压。在热压步骤中，可以在600至800℃、优选620至750℃、更优选650至700℃的温度下实施所述热等静压。对于在所述热压步骤中采用的升温速率没有特别的限制，例如可以为5至10℃/min，优选为约6至8℃/min。在热压步骤中，可以在大于或等于80MPa、优选90至200MPa、更优选100至180MPa、特别优选120至150MPa的压力下实施所述热等静压。在热压步骤中，在达到预定的温度和压力之后，可以保持适当的时间，例如可以为10至120分钟，优选为20至90分钟，更优选为30至60分钟。在热压步骤中，可以实施所述热等静压直至达到预成型坯的全密度的70％以上，优选80％以上，更优选90％以上，特别优选达到预成型坯的全密度。在热压步骤中，在完成热等静压过程之后，停止加热并卸载压力，使装有预成型坯的包套自然冷却或强制冷却，优选使用惰性的气体进行冷却，例如Ar或N2。在温度低于200℃之后，取出装有预成型坯的包套，打开包套获得预成型坯，根据热变形磁体的尺寸要求对预成型坯进行机械加工至合适的尺寸，然后送入热变形步骤中。例如可以利用线锯对预成型坯进行切割，以适应热变形过程的尺寸。热变形步骤在本专利技术方法的热变形步骤中，对所述预成型坯实施热变形以获得热变形磁体。在根据本专利技术的方法的一个实施方案中，在热变形步骤中，通过双向挤压对所述预成型坯实施镦锻，和/或通过双向挤压经由一个或多个出料口对所述预成型坯实施侧向挤出。在根据本专利技术的方法中，所述双向挤压是指上下挤压头同时向中间运动。由于磁体两面在热变形过程中所受的压力对称分布，大幅改善了磁体的磁性能均匀性。在根据本专利技术的方法的另一个实施方案中，在热变形步骤中，在650至950℃、优选700至950℃、更优选750至950℃的温度下对所述预成型坯实施热变形。在热变形步骤中，优选以最高500MPa、或最高400MPa、或20至200MPa、或50至180MPa、或80至150MPa的压力对所述预成型坯实施热变形。对于在所述热变形步骤中使用的保护气氛没有特别的限制，例如可以在加热之前抽真空，例如低于1×10-1Pa，优选低于6×10-2Pa，然后充入惰性的气体，例如Ar。对于在所述热变形步骤中采用的升温速率没有特别的限制，例如可以为50至200℃/min，优选为约100℃/min。在达到预定的热变形温度之后，可以适当地进行保温或者不保温。对于在所述热变形步骤中采用的保本文档来自技高网...

【技术保护点】
生产热变形磁体的方法，该方法包括：对快淬粉实施热等静压以获得预成型坯的热压步骤，及对所述预成型坯实施热变形以获得热变形磁体的热变形步骤。

【技术特征摘要】
1.生产热变形磁体的方法，该方法包括：对快淬粉实施热等静压以获得预成型坯的热压步骤，及对所述预成型坯实施热变形以获得热变形磁体的热变形步骤。2.根据权利要求1的方法，其特征在于，在热压步骤中，在600至800℃的温度下实施所述热等静压。3.根据权利要求1或2的方法，其特征在于，在热压步骤中，在大于或等于80MPa的压力下实施所述热等静压。4.根据权利要求1至3之一的方法，其特征在于，在热压步骤中，使用惰性的气体、优选氩气实施所述热等静压。5.根据权利要求1至4之一的方法，其特征在于，在热压步骤中，预先将快淬粉装入包套中，然后实施所述热等静压。6.根据权利要求1至5之一的方法，其特征在于，在热压步骤中，实施所述热等静压直至达到预成型坯的全密度的70％以上。7.根据权利要求1至6之一的方法，其特征在于，在热变形步骤中，在650至950℃的温度下对所述预成型坯实施热变形。8.根据权利要求1至7之一的方法，其特征在于，在热变形步骤中，通过双向挤压对所述预成型坯实施镦锻，和/或通过双向挤压经由一个或多个出料口对所述预成型坯实施侧向挤出。9.根据权利要求8的方法，其特征在于，实施所述镦锻至镦锻率为最高90％。10.根据权利要求8或9的方法，其特征在于，通过连续的双向挤压在实施所述镦锻之后紧接着实施所述侧向挤出。11.根据权利要求8至10之一的方法，其特征在于，经由多个在径向上均匀分布的出料口、优选两个彼此相对的出料口实施所述侧向挤出，和/或所述出料口在轴向上位于所述预成型坯的轴向长度中点附近。12.根据权利要求8至11之一的方法，其特征在于，所述出料口具有倒角，所述倒角优选选自以下组中：斜面倒角、凸面倒角和凹面倒角。13.生产热变形磁体的设备，该设备包括：对快淬粉实施热等静压以获得预成型坯的热压装置；及对所述预成型坯实施热变形以获得热变形磁体的热变形装置。14.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈仁杰，尹文宗，靳朝相，唐旭，喻家庆，陈必成，
申请(专利权)人：罗伯特·博世有限公司，中国科学院宁波材料技术与工程研究所，
类型：发明
国别省市：德国,DE