热处理工艺对放电等离子烧结NdFeB磁体的影响.pdfVIP

苎±二星全堕壁兰塑壁丝苎坚垒望堡壅叁—— 热处理工艺对放电等离子烧结NdFeB磁体的影响 李涛肖耀福王润 北京科技大学材料学院北京100083 王公平岳明张久兴彭博甘硕丈 北京工业大学新型功能材料教育部重点实验室北京100022 ■耍 本文研究了热处理工艺对放电等高子烧结制备NdFeB磁体磁性能的影响，同时考察了热处 理工艺对SPSNdFeB鞋体微观组织结构和尺寸精度的影响．在适当的热处理工艺条件下，得到了细晶高性 能NdFeB镬体． 1．前言 烧结NdFeB磁体具有十分优越的磁性能。但是，烧结NdFeB磁体必须经过后加工才能达到合格 的尺寸精度。而后加工中原材料的损失高达45％，这无疑是对资源，尤其是稀土资源的很大浪费，同 时机加工也提高了材料的成本。此外烧结NdFeB磁体还因烧结过程引起的不均匀性而无法制成大尺 寸磁体。与之相反，各向同性粘结NdFeB磁体具有良好的成型性和尺寸精度，适于制造薄壁环等异 型元件。但遗憾的是其磁性能较低，无法应用在对磁性要求较高的领域。放电等离子烧结(SeS)技术【1。 ·】为上述矛盾的解决提供了一种全新思路。 SPS技术是一种利用ON．OFF宜流脉冲电流通电烧结的加压烧结方法。其基本原理是通过对电极 通入直流脉冲电流瞬时产生的放电等离子使烧结体内部各个颗粒均匀的自身产生焦耳热并使颗粒表面 活化，在加压的同时实现烧结。这种技术具有如下烧结特点：(1)烧结温度低，一般低于普通烧结温 材料的自然状态；(4)能获得高致密度材料；(5)可以制造瓦形、薄壁环等异形及大尺寸工件。目前， SPS技术在国外已经成为材料制备领域的一个研究热点，广泛的应用于陶瓷、金属、金属间化合物等 多种材料的制备以及异种材料的连接等方面。 NdFeB样品经过SPS技术烧结成型以后，磁性能还没有达到可以使用的要求。通过进一步热处理 可改善SPS烧结磁体的磁性能，本文研究了热处理工艺对放电等离子烧结制备NdFeB磁体的影响。 2．实验 1050C在真空感应炉中均匀化处理24 将成分配比为Ndl．3DylFehICo，086。AIlj的原料冶炼铸锭 小时。经初破碎，气流磨，制成平均粒度为5．0um 的磁粉，松装入石墨模具，磁场取向，然后进行 放电等离子烧结。将SPS磁体在650℃．1080℃ 范围内不同温度高真空条件下进行2小时热处 理，利用回线仪及检测磁性能，并进行微观组织 观察． 3．实验结果与讨论 3．1热处理温度对SPS磁体磁性能的影响热处理 温度是磁体中相变进行的热力学、动力学必要重 要。不同热处理温度对磁体性能的影响如图1所 珥_麟旧憎慵毒_一一l_嚣落l墨誊譬：磷二：慧舞：蓬港星 示．可以看到，磁体综合性能在900℃到1000℃ 热处理温度区间最好， 1050℃时的磁能积最高， NdFcB蠢性能 圈1不同热处毫工艺条件下的SPS 但是过高的热处理温度(1080(2)也不利于磁体 256 苎±二鱼全里壁兰塑壁丝塾塑全垫堡奎叁———— 的性能提高。由此可见，适当的热处理工艺可以显著提高SPS磁体的性能。 3．2热处理工艺对SPS磁体微观组织结构的影响 SPS NdFeB经过热处理，改善了富钕相的分布，孔洞减少，磁体的密实度得到提高。此外，SPS 技术的一大特点是有效控制材料在烧结过程中的晶粒长大，从而获得细晶组织。采用SPS烧结的NdFeB 磁体的晶粒度在5pin左右，frYE分布较为均匀。经过热处理后，平均晶粒尺寸变化不大(参见图2)。 NdFeB磁体具有不同的富Nd相分布形貌特征， 此外，与传统烧结NdFeB显微组织结构相比较，SPS (参见图3)。 (a)热处理前