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烧结稀土磁性合金薄片的制造方法和薄片表面研磨机

摘要

一种烧结稀土磁性合金薄片的制造方法,包括以下工序:使用切削刀具,从具有被更易于磨削的晶界相包围的铁磁晶粒的烧结稀土磁性合金,切割出厚度不大于3mm的薄片;采用磨石对所得薄片的至少一个切割表面进行表面研磨,在其表面层形成平行于薄片平面表面的平坦的铁磁晶粒剖面。本方法能够高合格率地制造具有平坦表面的烧结稀土磁性合金薄片。

著录项

  • 公开/公告号CN1421880A

    专利类型发明专利

  • 公开/公告日2003-06-04

    原文格式PDF

  • 申请/专利权人 同和矿业株式会社;

    申请/专利号CN02152463.7

  • 申请日2002-11-28

  • 分类号H01F41/00;H01F1/053;B28D1/02;B24B1/00;B24B7/22;

  • 代理机构中国国际贸易促进委员会专利商标事务所;

  • 代理人蔡胜有

  • 地址 日本东京

  • 入库时间 2023-12-17 14:48:42

法律信息

  • 法律状态公告日

    法律状态信息

    法律状态

  • 2017-01-18

    未缴年费专利权终止 IPC(主分类):H01F41/00 授权公告日:20061220 终止日期:20151128 申请日:20021128

    专利权的终止

  • 2006-12-20

    授权

    授权

  • 2004-11-10

    实质审查的生效

    实质审查的生效

  • 2003-06-04

    公开

    公开

说明书

                        技术领域

本发明涉及具有被易磨削的晶界相包围的硬铁磁相的烧结稀土磁性合金薄板的制造方法。在本说明书中该薄板被称为薄片。

                      背景技术

主要由Nd-Fe-B组成的烧结稀土磁性合金,被认为具有由铁磁相和富Nd晶界相(非磁性相或软磁相)构成的金属结构,铁磁相的主相是Fe14Nd2B,富Nd晶界相围绕铁磁相。这些合金能够用于制造磁能积(BHmax)不小于35(MGOe)的高性能磁体。针对这些磁体长期所存在的耐蚀性和抗氧化性较差的问题,以及针对这些磁体的各种性能、例如其磁性能的温度依赖性和相对低的居里点已经做出了各种改进。即使仅从结构的观点来看,迄今为止所实现的进展也是令人印象深刻的。这些包括,例如,部分Nd被其它轻稀土元素或重稀土元素置换的烧结稀土磁性合金,采用Co作为合金化元素的烧结稀土磁性合金,以及含有C(碳)或者余量含有适量的其它合金化元素的烧结稀土磁性合金。

此外,许多制造烧结稀土磁性合金的改进方法的出现,增大了能够经济地制造良好品质的烧结稀土磁性合金的技术储备。一个最近的结果是烧结稀土磁性合金在精密电气产品等的核心设备中的广泛应用。

本发明的目的在于实现这种烧结稀土磁性合金所制成的品质优异的薄片的制造。在本说明书中使用的术语“烧结稀土磁性合金”不仅包括主要由Nd-Fe-B组成的烧结稀土磁性合金,而且还包括所有类型的稀土磁体烧结体,这些稀土磁体烧结体例如包括结构特征在于由另一稀土元素部分置换Nd的、含有Co作为合金化元素的、包含C(碳)或者含有其它合金化元素的情形。在本说明书中,这些统称为“Nd系烧结稀土磁性合金”,或者简称为“烧结稀土磁性合金”。这些磁体的代表是(Nd,R)-(Fe,Co)-(B,C)系烧结磁性合金。其中,R代表除Nd之外的稀土元素。所有这些烧结稀土磁性合金都包含由金属间化合物构成的磁性晶粒。这些磁性晶粒被富(Nd,R)晶界相和包含富B、富Co或富C相的晶界相所包围。这些晶界相通常比金属间化合物组成的磁性晶粒更软、更脆。虽然严格地讲,形成磁性晶粒的金属间化合物的组成随所含的合金化元素而不同,但是通常认为其基本上是Fe(Co)14Nd(R)2(B,C)。

这种类型的烧结稀土磁体一般是通过图1所示的如下制造工序所制造的。虽然该磁体有时是在烧结之前对合金粉末的压制成型工序中给出其最终形状的,但是从生产率的观点来看,该磁体通常形成为棒或圆柱,在烧结之后被切割成分离的薄片形式。

作为一个例子考虑如下情形,制造薄片例如薄盘状的烧结稀土磁体,厚度大约是几mm,直径是10mm。首先,通过粉碎合金从而获得直径为10μm或更小的细微粉末,将粉末压制成型为长度例如是30mm的圆棒。考虑到烧结时的收缩,压制成型棒的直径此时大于10mm。在磁场中进行成型,以使粉末合金颗粒取向。取向有时在棒的轴向,有时垂直于轴向,有时在径向。如果需要各向异性磁性则进行这种取向。实际上几乎总是进行这种取向,这是因为作为各向异性磁体的烧结稀土磁体通常呈现高的性能。当期望获得各向同性磁体时,无需进行取向,因此晶粒取向是随机的。在切割成厚度约为2mm的盘(薄片)之前,棒状烧结产品可以进行热处理或者不进行热处理。在盘的中心开孔(如果需要),然后进行磁化获得期望形状的磁体。

通过切片来把棒切割成薄片。传统上,完成烧结稀土磁性合金的切片,是使用通过把磨料颗粒粘结在金属盘的外周表面所形成的外刀刃,或者通过把磨料颗粒粘结在金属盘中心孔的内周边缘所形成的内刀刃。外刀刃更为常用。由于烧结稀土磁性合金的硬度极高,维氏硬度在500或更高的数量级,Hv通常在600-1000,烧结稀土磁性合金的切片已经广泛地采用针对硅晶片等所开发的技术高度先进的外刀刃(锯片)来完成。

在这方面,本受让人提交的日本专利申请2000-117764涉及可选用的一种使用外刀刃的切割方法。在该切割方法中,把直径不大于1.2mm的挠性线压在烧结稀土磁性合金上,在合金与该线之间施加由分散在分散介质中的磨料颗粒构成的磨料流体,同时轴向移动该线。发现这种切割方法能够把烧结稀土磁性合金高产量地切割成薄的切片。

烧结稀土磁性合金能够以小磁体呈现突出的磁性能。精密设备中所使用的这种磁体的形状和尺寸从而变得愈加紧凑。精密设备所要求的精度已经成比例地提高。在烧结稀土磁性合金用于安装在移动电话和音频装置中的微型电机和扬声器的情形,例如,必须把薄的磁体薄片(包括盘状、环状、正方形等)抛光到1mm以下的厚度,常常到0.5mm左右,厚度与平面面积之比在0.05以下。

在这种情形,当用切削刀具把烧结稀土磁性合金切片成为薄片时,由于烧结稀土磁性合金的独特结构,而易于出现表面不平度。特别是,正如以上所指出的,烧结稀土磁性合金具有极高的硬度,大约在Hv500-1000,另外具有由分散在软磁晶界相中的金属间化合物组成的硬磁晶粒所构成的结构。由于磁性晶粒未被完全切割,而是从一处到另一处仍旧从表面突出(虽然仅晶界相的细微晶粒被刮掉),因此出现表面不平度。在切割表面上也易于形成缺口、锯齿痕迹等。由于这些情形,因此难以将烧结稀土磁性合金切片成呈现平坦、光滑表面的薄片。

烧结稀土磁性合金可以切割成厚度在3mm以下的极薄的薄片,甚至在1mm以下。如果薄片的平面表面光滑度差,并且所得到的磁化后的薄片磁体安装在具有平坦表面的器件上,磁体与器件表面之间将存留有间隙。由于两者之间受到强大的磁力(烧结稀土磁性合金可以达到35MGOe以上的BHmax),所以薄片内将产生应力。薄片不具有足以抵抗这种应力的强度,从而发生破裂。

即使不发生破裂,由于来自薄片表面的磁通密度的分布上的不利影响,其性能也将因缺乏平坦表面而劣化。例如平面表面平坦度差的薄片磁体用于小型电机或扬声器时,其磁力的不均匀性将产生不规则振动。当其用于步进电机时,其本身与磁轭之间的间隙将增大,导致磁化损耗。此外,安装磁体时会产生不完全粘结。

                         发明内容

因此,虽然要求烧结稀土磁性磁体、特别是薄片磁体产品具有非常良好的平面表面特性,但是烧结稀土磁性合金的上述硬度和独特的金属结构,使得基本上难以把这种合金加工成为表面特性令人满意的薄片磁体。本发明的目的就在于克服这种困难。

本发明提供一种烧结稀土磁性合金薄片的制造方法,包括以下工序:使用切削刀具,从具有被更易于磨削的晶界相包围的铁磁晶粒的烧结稀土磁性合金,切割出厚度不大于3mm的薄片,优选不大于2mm,不大于1mm更好;采用磨石对所得薄片的至少一个切割表面进行表面研磨,在其表面层形成平行于薄片平面表面的平坦的铁磁晶粒剖面。最好使用外刀刃切削刀具或钢丝锯,在垂直于其轴的方向对烧结稀土磁性合金棒进行切片,以此完成薄片的切割。最好在施加冷却剂的条件下,通过薄片的切割表面与围绕自身中心轴旋转的盘状磨石(最好镶嵌有金刚石磨料颗粒)的面的接触,来完成表面研磨。由此导致在薄片平坦表面出现平行于薄片平面表面的磁性晶粒平坦剖面,并且能够制造表面粗糙度Rmax不大于8μm的烧结稀土磁性合金。

本发明还提供一种用于烧结稀土磁性合金的表面研磨机,包括:相隔预定间隙相互面对的一对盘状磨石,围绕它们的中心轴按可相反方向旋转,其中一个轴相对于另一个轴倾斜不大于10度,该研磨机适合于使薄片单方向通过该间隙来对烧结稀土磁性合金薄片进行表面研磨。

                 附图的简要说明

图1是展示烧结稀土磁性合金的普通制造方法的例子的工艺流程图。

图2是烧结稀土磁性合金的典型金属结构的示意组图。

图3是垂直于切割表面截取的烧结稀土磁性合金的切割表面的剖面示意图。

图4是垂直于切割表面截取的烧结稀土磁性合金的表面研磨面的剖面示意图。

图5是根据本发明的烧结稀土磁性合金表面研磨机的主要部分的剖面图。

图6是根据本发明的烧结稀土磁性合金表面研磨机的主要部分的平面图。

图7是根据本发明的烧结稀土磁性合金表面研磨机的进料器的组图,(A)是平面图,(B)是侧视剖面图。

                 优选实施例的说明

图2(A)展示了烧结稀土磁性合金、特别是主要由Nd-Fe-B构成的烧结磁性合金的结构。如图所示,该金属结构由直径大约为10μm的Fe14Nd2B(基体)铁磁晶粒组成,该铁磁晶粒被富Nd相(体心立方的Fe-Nd相、软磁相)和作为晶界相存在的富硼相(Nd1+eFe4B4、Nd2Fe7B6等非磁性相)所包围。例如通过烧结后的热处理,以具有均匀边界表面的稳定态围绕Fe14Nd2B相形成富Nd相之后,可以防止发生如下现象,即当施加反向磁场时,首先出现于富Nd相的反向磁畴的核跨越晶界侵入Fe14Nd2B相并在其中生长。这表明能够保持强的矫顽力。

图2(B)展示了部分Nd被Dy置换的并且含有Co和C的(Nd,Dy)-(Fe,Co)-(B,C)系烧结稀土磁性合金的结构。这种金属结构同样由直径大约为10μm的Fe(Co)·Nd(Dy)·B·C(化合物相)的铁磁晶粒组成,该铁磁晶粒被含有Nd、Dy、Fe、Co、B和C(合金相)的晶界相包围。如上所述,在对磁性晶粒赋予强矫顽力方面,这种晶界相的存在也起到重要的作用,而C(碳)的存在有助于提高烧结稀土磁性合金的耐蚀性和抗氧化性。

应用本发明的烧结稀土磁性合金,不仅包括确信含有上述Fe14Nd2B金属间化合物的Nd-Fe-B系,而且还包括部分Nd被其它轻稀土元素和/或重稀土元素置换的那些,通过包含Co来改善居里点的那些,通过包含C来增强耐蚀性和耐热性的那些,和通过包含其它合金化元素来改善各种其它特性的那些。它们的特征在于其金属结构由被软的晶界相所包围的硬的铁磁晶粒构成。虽然“软”的相的实际硬度难以测量,但是这里所用的术语“软”是指比铁磁晶粒“更缓和地粘结和更脆”。因此扩展而言,“软”更多是指比磁性晶粒“更易于被通过磨损和冲击被去除”。在本说明书中,晶界相的这种特性也表示为“易于被磨削”。

由于极硬的金属间化合物所组成的大的磁性晶粒分散在含有各种化合物的软且脆的晶界相(合金相),所以因上述独特的金属结构而能够实现高磁能积的Nd系烧结磁体的性质是硬且脆的。因此从加工的观点来看,这种金属结构是有些麻烦的。并且事实上,当通过用原本采用的外刀刃进行切割来实施薄片切片时,任何提高切割速度的尝试都导致存在缺口和缺陷的切片表面。因此发现薄片的切割是困难的。遇到的具体困难是在切割硬的磁性晶粒时刀口不可避免地被磨损,并且由于晶粒趋向于被剥落从而产生裂纹。用外刀刃进行切割时,由于这种刀刃的边缘对切割表面施加大的应力,所以不可避免地产生缺陷比例高的产品。这导致在生产率和合格率方面不可能实现所期望的结果,在把烧结体切割成厚度在3mm以下的薄片时尤其如此,当把烧结体切割成厚度在2mm以下或者1mm以下的薄片时更是如此。

本受让人的日本专利申请2000-117764所指教的方法被改进以便解决这种问题。在典型的构型中,称为“钢丝锯法”,这种方法用于切割烧结稀土磁性合金,其特征在于:按多个由烧结稀土磁性合金构成的烧结棒的轴平行的方式将其捆扎,该合金具有被更易于被磨削的晶界相所包围的铁磁晶粒;在垂直于棒轴的方向,把直径不大于1.2mm的挠性线压在烧结棒束上;在烧结棒与该线之间放入由磨料颗粒分散于分散介质中所组成的磨料流体的同时,轴向地移动该线。采用这种方法时,产生切割表面被磨料颗粒粘住,从而使易于被磨削的晶界相首先剥落的现象。由此能够以良好的生产率切割薄片,并且不产生裂纹。通过电子显微镜观察此时的切割表面所出现的情况如图3所示。

图3展示了通过电子显微镜观察到的用钢丝锯切割的烧结稀土磁性合金的剖面状态。利用钢丝锯切割的表面(箭头所指)垂直于图面。图3中,参考标号1表示位于烧结稀土磁性合金中而不是暴露在切割表面的铁磁晶粒,暴露在切割表面的铁磁晶粒由参考标号3所表示。参考标号2表示晶界相。采用外刀刃进行切割时,刚性刀刃与待切割的材料直接接触。相反,钢丝锯不与待切割的材料直接接触(如果直接接触,则钢丝锯断裂)。代之以磨料流体中的磨料颗粒随着线的移动而与待切割的材料碰撞。磨料颗粒的这种碰撞产生的现象是晶界相2被刮掉。从而使铁磁晶粒3从晶界相2被去除的切割表面露出。换言之,存在于切割表面的大多数铁磁晶粒3基本未被切断,保持它们的原有直径,每个晶粒的大约一半埋入基体,另一半突出基体。虽然存在于切割表面的一些铁磁晶粒被切断,但是它们只占总量的小比例。

由于这些条件,切割表面几乎不存在晶界相,以至以其原有直径所暴露的铁磁晶粒3使得表面不规则和崎岖不平。(在被钢丝锯切割的表面很少有裂纹穿透晶界相)。虽然在表面将被涂敷的情形这种不规则的表面是有利的,但是在薄片磁体的情形这是不期望的,因为它对磁性能有不利影响,并且在进行磁化时可能引起开裂。

在对具有这种切割表面的烧结稀土磁性合金薄片的表面特性的研究中,本发明人使用磨石试验了表面研磨。结果,我们认识到,适当地进行表面研磨,铁磁晶粒3和1被贯通晶粒地研磨(切断)平坦,提供无图3所示的表面崎岖不平的极为平滑表面态。

图4是与图3类似地表示的剖面图,展示了根据本发明对图3的不规则表面进行表面研磨所获得的结果。如图4所示,存在于切割表面的铁磁晶粒3被切断形成平行于薄片平坦表面的新的研磨表面4。此外,在能够被假定存在晶界相2的位置新形成了保持平行于薄片平坦表面的表面5。发现表面5部位的组成与铁磁晶粒3的研磨表面4部位的组成基本相同。换言之,整个研磨表面被具有与铁磁晶粒基本相同的组成的物质的平滑层所覆盖。虽然这种情况的原因并不完全清楚,但是合理的推断是填充在相邻间隙中的被研磨铁磁晶粒的细微颗粒产生了均匀组成的平滑表面。产生这种平坦研磨表面的机理,不仅在采用钢丝锯切割表面时能够起作用,而且在采用外刀刃切割表面时同样也能够起作用。

以下将更详细地说明这种表面研磨在本发明的烧结稀土磁性合金中的应用。

本发明所采用的典型的表面研磨机的基本部分如图5和6所示。正如从图5可见,该表面研磨机具有相互面对的一对盘状磨石7和8(下磨石7和上磨石8),相隔预定的间隙,可围绕其中心轴反方向旋转。通过使烧结稀土磁性合金薄片9单方向地通过间隙来研磨薄片9。通过设置磨石7和8,使得一个(上)磨石8的旋转中心轴11相对于另一个(下)磨石7的旋转中心轴10偏置不大于10度。在所示实施例中,下磨石7的研磨表面是完全平坦的,并且围绕垂直于该表面而设的中心轴10旋转。在图5所示实施例中,上磨石8的研磨表面形成为从盘中心(或者从距中心轴10预定距离的点)伞状倾斜,并且中心轴11倾斜,以使该倾斜的研磨表面平行于下磨石的整体平坦研磨表面。在此条件下按相反方向使磨石7和8围绕其中心轴10和11旋转。在本实施例中,中心轴11相对于中心轴10的偏置角θ是3度。

如图5所示,这种构型在轴10、11的右侧形成了平坦研磨区A,其中上下研磨表面平行而设(居间的间隙是恒定的),在左侧形成了楔状开放区B,其中上下研磨表面之间的间隙向左侧变大。通过从楔状开放区B朝向平坦研磨区A连续地馈送待研磨物体即薄片9,该机器能够作为连续表面研磨机来运行。薄片的馈送可以采用如图6所示的进料器12。成梯子状的进料器12由被规则地间隔开的垂直横杆15所连接的两个平行的侧边件13和14构成,在纵向形成一系列正方形开口16。侧边件13和14以及横杆15的厚度比待研磨薄片9的厚度更薄。薄片9安装在正方形开口16中,如图6所示,以匀速从楔状开放区B向平坦研磨区A馈入。于是薄片9的两个表面在平坦研磨区A中被研磨,在那里它们进入与相反旋转的上下研磨表面的表面接触。最好在进行表面研磨的同时对平坦研磨区A施加适当的冷却剂,这是因为,如果由于摩擦发热而使薄片的温度过高,则薄片的磁性能将降低。另外,如图7A和7B所示,进料器12也可以仅由两个平行侧边件13和14构成,即没有图6的横杆15。此时,薄片9安装在侧边件13和14之间,彼此间相邻接触。之后从楔状开放区B向平坦研磨区A匀速地馈入。

本发明人了解到,在薄片9离开平坦研磨区A的点,如果两个磨石7和8之间的间隙不均匀,则薄片9容易产生破裂,如果省略楔状开放区B,薄片9也容易产生破裂。如图所示,在平坦研磨区A,磨石7和8之间形成的平行间隙的长度,可以基本等于盘状磨石的半径。但是实际上,盘状磨石的半径定义为r,从外边缘向内测量,形成平行间隙的长度在大约r/4-3r/4的范围内就足够了。此外,虽然在所示构型中是上磨石8呈伞状倾斜,也可以是下磨石7替换设置为伞状倾斜,或者磨石7和8都形成为伞状倾斜。重要的是在两个磨石的中心轴会合点的偏置角不大于10度。优选的偏置角是1-4度。

磨石7和8优选采用金刚石磨石、即分散有人造金刚石颗粒的磨石。在某些情况,可以采用分散有碳化硅颗粒的碳化硅磨石。

采用上述机器时,对于厚度在3mm以下的极薄产品、在某种情形甚至是2mm以下或者1mm以下的产品,也可以进行烧结稀土磁性合金薄片的表面研磨而无开裂。此外,平行于薄片平面表面出现铁磁晶粒的平坦截面,实现了平坦度不大于8μm、更好的是不大于5μm的平坦平滑表面。在这种情形,烧结稀土磁性合金薄片的平面表面的外形并不限于图6所示的圆形,而是可以代之以正方形、多边形或椭圆形。此外,也可以是对在这种平面表面外形开有通孔的薄片(即环状薄片)进行同样的表面研磨。

通过把测量物体(薄片)置于参考平台上,并且在两个相交方向滑动表面轮廓测量仪的测隙规,测量最大高度与最小高度之差,该差可以表示为平坦度。本说明书中的术语“平坦度”是指按此方式测量的平面最大高度与最小高度之差。为此目的适用的表面轮廓测量仪的一个例子是日本的Tokyo Seimitsu Co.,Ltd.制造的Contourecord2600B。

加工例

例1

采用本受让人的日本专利2779654的例8给出的制造工艺制造中空圆棒,外径为25mm,内径为10mm,长度为30mm,由与所述例8的组成(即18Nd-61Fe-15Co-1B-5C:数字代表原子%)相同的烧结稀土磁性合金(硬度:Hv650)构成,并且具有与该专利的图2所示的相同的金属结构(即被富Nd晶界相包围的大约10μm的铁磁晶粒组成的金属结构)。用配置有直径为0.2mm的钢丝(镀有黄铜表面)的钢丝锯和碳化硅式磨料流体,垂直于中空圆棒(测试件)的轴进行切割,将其切割成1mm厚的薄片。结果,获得环状薄片,外径为25mm,内径为10mm,厚度为1mm。切割操作期间施加给钢丝的磨料流体的温度控制在恒定的25℃。

虽然获得的环状薄片的切割表面肉眼看起来良好,但是用电子显微镜观察薄片的切割表面的剖面,正如图3所示的,发现切割表面是沿着铁磁晶粒的晶界被切割的,以致每个晶粒的一半体积以突出状态而被暴露。测量切割表面的表面粗糙度和平坦度。正如从表1所示结果可见的,表面粗糙度是Ra=1.7μm,Rmax=16.2μm,Rz=5.6μm,平坦度是25.1μm。

采用图5和6所示的表面研磨机,对环状薄片的两侧进行研磨。表面研磨机的规格和研磨条件如下所述。

上磨石:外径为305mm的金刚石磨石,具有155mm的从边缘向内延伸的研磨表面宽度(图5的伞宽度)。

下磨石:具有平坦研磨表面的外径为305mm的金刚石磨石。

磨石旋转速度:上磨石=766m/分钟的圆周速度,下磨石=相反方向的766m/分钟的圆周速度。

冷却剂:可溶解型的

冷却剂供给速度:50L/分钟

进料器的进料速度:180mm/秒

每个薄片的研磨周期:1.6秒。

测量表面已研磨过的产品的表面粗糙度和平坦度。正如从表1所示结果可见的,表面粗糙度是Ra=0.8μm,Rmax=5.2μm,Rz=3.8μm,平坦度是2.0μm。用电子显微镜观察薄片的切割表面的剖面,正如图4所示的,发现平行于薄片平面表面形成了新的研磨表面(平坦的剖面)4,可以假设已经存在的晶界相2的位置以平行于薄片平面表面新形成表面5。对研磨表面的二维显微观察显示,基本几乎全部存在于切割表面的晶界相(包围磁性晶粒的凹度)已经消失,形成平坦研磨表面。对研磨表面各个点的考察显示,铁磁晶粒的位置和被认为晶界在先已经存在的位置全都具有基本相同的组成,整个研磨表面被具有与铁磁晶粒3基本相同组成的物质的平滑层所覆盖。

对本实施例切割产品和表面研磨产品的磁化后的强度进行评价。根据由如下磁性冲击开裂测试所确定的“磁性冲击开裂高度”来评价磁化后的强度。

磁性冲击开裂测试

把8mm厚、35×22mm的稀土磁体盘(具有35MGOe的BHmax的Nd-Dy-Fe-Co-B系磁体)放置在15mm厚、60×60mm的钢座上,并且用聚氯乙烯片隔板覆盖。把薄片磁体样品放在隔板上。所有测试薄片磁体样品已经在45KOe的磁通量中被处理成为其易磁化轴在厚度方向并且被单极磁化。通过水平地拉出隔板,以使薄片样品在磁吸引力和重力的作用下与稀土磁体底座碰撞,检测薄片样品经过冲击是否开裂,并且通过增加隔板厚度来重复处理,由此进行测试。

使用不同厚度的隔板对相同的薄片磁体样品进行磁性冲击开裂测试,把发生开裂的隔板厚度(降落高度)定义为磁性开裂高度。对具有较高的磁性冲击开裂高度的薄片样品标以较高的磁化后的强度等级。按照如下所述顺序对每个样品依次使用厚度为1mm、2mm、3mm、4mm、5mm、8mm和10mm的隔板。发生开裂时则终止测试。采用三次测试获得的平均值作为测试结果。结果如表1所示。正如从表1可见的,切割产品的磁性冲击开裂高度平均为1.3mm,而表面研磨产品的磁性冲击开裂高度平均为2.7mm。

例2

样品是外径为7mm、长度为30mm的棒,由18Nd-76Fe-6B组成的烧结稀土磁性合金构成,并且具有被富Nd晶界相包围的平均直径为5μm的铁磁晶粒组成的金属结构。重复与例1相同的步骤,只是棒被切割成为直径为7mm、厚度为1.0mm的盘状薄片。

测量切割产品和通过表面研磨所获得的研磨产品的表面粗糙度、平坦度和磁性冲击开裂高度。结果如表1所示。

例3和4

使用钢丝锯把组成与例1相同的烧结稀土磁性合金组成的直径为7mm的棒切割成为许多盘状薄片,厚度为1.0mm(例3)和厚度为0.7mm(例4)。按照例1的方式对薄片进行表面研磨。测量切割产品和通过表面研磨切割产品所获得的产品的表面粗糙度、平坦度和磁性冲击开裂高度。结果如表1所示。

例5

使用外刀刃把组成与例1相同的烧结稀土磁性合金组成的直径为7mm的棒切割成为1.0mm厚的盘状薄片。按照例1的方式对薄片进行表面研磨。测量切割产品和通过表面研磨切割产品所获得的产品的表面粗糙度、平坦度和磁性冲击开裂高度。结果如表1所示。

                                                         表1

 No      合金      组成   薄片厚度/ 平坦表面区域  表面  类型         表面粗糙度(μm)  平坦度  (μm) 磁性冲击开裂高度   N=3平均  (mm)  Ra  Rmax    Rz 1  18Nd-61Fe-  15Co-1B-5C    0.0036  切割  1.7  16.2    5.6  25.1      1.3  研磨  0.8  5.2    3.8  2.0      2.7 2  18Nd-76Fe-  6B    0.026  切割  2.0  12.5    9.5  10.9      2.7  研磨  0.8  5.0    3.1  0.8      5.0 3  18Nd-61Fe-  15Co-1B-5C    0.026  切割  1.9  11.3    8.6  5.7      2.3  研磨  0.8  4.6    3.0  0.8      6.0 4  18Nd-61Fe-  15Co-1B-5C    0.018  切割  3.2  14.5    11.3  16.7      3.7  研磨  0.7  5.8    3.3  0.8      4.3 5  18Nd-61Fe-  15Co-1B-5C    0.026  切割  1.0  7.0    5.4  5.8      2.7  研磨  0.8  4.5    3.1  0.8      5.3

表1的结果证实,与具有切割(但不研磨)表面的薄片相比,进行表面研磨的薄片呈现良好的表面粗糙度和表示优异平滑度的平坦度,并且在磁性冲击开裂高度方面也很优异。

如上所述,本发明能够制造厚度在1mm以下的极薄烧结稀土磁性合金薄片。此外,由本发明方法制造的烧结稀土磁性合金薄片的特征在于表面,表面的铁磁晶粒被研磨平行于薄片表面,并且晶界部位的不规则极少。结果,本发明的薄片在磁化状态能够抵御开裂,磁性能的降低极小。由于这些性能,当在小型电机、扬声器等中使用时不会导致不规则振动或者磁性损耗,并且因此能够显著地有助于改善精密设备和电信部件的性能。

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