一種燒結(jié)SmCo永磁體焊接方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明屬于稀土永磁體釬焊接技術(shù)領(lǐng)域，特別涉及一種燒結(jié)SmCo等稀土鈷基永 磁材料的釬焊接方法。
【背景技術(shù)】
[0002] 稀土鈷基SmCo永磁體作為最穩(wěn)定的永磁功能材料，在諸如高精度儀器儀表，微波 通訊，航空、航天、船舶的導(dǎo)航系統(tǒng)，以及大型推進(jìn)電機(jī)等高新技術(shù)領(lǐng)域中得到廣泛的應(yīng)用。 隨著市場需求的不斷提高，對上述領(lǐng)域的結(jié)構(gòu)設(shè)計也需要進(jìn)行更新?lián)Q代。這樣急需為之相 應(yīng)的SmCo稀土永磁體焊接先進(jìn)技術(shù)。因此，在研制出SmCo稀土永磁體用釬焊料同時，開發(fā) 出SmCo永磁體的釬焊接方法刻不容緩。
[0003] 由于用熔焊等傳統(tǒng)工藝焊接，對于SmCo稀土永磁材料而言具有不可焊接性，目前 在SmCo磁體產(chǎn)品連接、組裝方面主要是用環(huán)氧樹脂粘結(jié)來完成，或采用螺栓等機(jī)械連接。 這些方法在連接工藝和強(qiáng)度方面會受到限制。同時由于環(huán)氧樹脂粘接隨時間老化問題使得 磁體組裝工件使用壽命受到限制。在有振動的使用環(huán)境中采用機(jī)械連接方法，經(jīng)長期疲勞 松動也會使得磁體組裝工件使用壽命受到限制。由于SmCo稀土永磁體是脆性材料，使用機(jī) 械連接還較容易使磁體受到"傷害"。能否使用"焊接"方法解決上述問題，一直是材料研究 領(lǐng)域的技術(shù)難題。理論上講，SmCo永磁材料若具有可焊接性，將可制成任何形狀的組裝磁 體。
[0004] -般的焊接定義是：被焊工件的材質(zhì)（同種或異種），通過加熱或加壓或兩種并 用，并且用或者不用填充材料，使工件的材質(zhì)達(dá)到原子間的建和而形成永久性連接工藝過 程。采用熔焊等傳統(tǒng)工藝焊接，對于燒結(jié)SmCo稀土永磁材料而言具有不可焊接性的特質(zhì)主 要有：
[0005] (I)SmCo合金具有較高的居里溫度850°C。但實(shí)際使用溫度在300°C以下。也就 是說磁體充磁磁化后為了不使得磁體退磁，必須在小于30(TC下進(jìn)行材料焊接。然而燒結(jié) SmCo在這么低的溫度焊接也是不能產(chǎn)生"原子間的建和"作用。
[0006] (2) SmCo稀土永磁材料是由后等溫和分級時效處理得到沉淀磁性相分布。磁體充 磁磁化后如果在較高溫度焊接，例如熔焊工藝，是要影響材料的磁結(jié)構(gòu)或晶體結(jié)構(gòu)，增加不 可逆損失，嚴(yán)重的會氧化或熔化將導(dǎo)致兩種結(jié)構(gòu)的破壞，喪失永磁特性。
[0007] (3) SmCo永磁材料為脆性材料，用傳統(tǒng)熔焊將會使材料產(chǎn)生較大的內(nèi)應(yīng)力而破裂， 同樣會喪失永磁特性。
[0008] 因此，在現(xiàn)有技術(shù)中未曾見到關(guān)于燒結(jié)SmCo永磁體焊接技術(shù)的報道。

【發(fā)明內(nèi)容】

[0009] 本發(fā)明的目的是提供一種燒結(jié)SmCo永磁體焊接方法，即解決了 SmCo永磁體不可 焊性的難題，又可以滿足SmCo永磁體各種性能、尺寸、形狀的焊接要求。
[0010] 為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明提供了如下技術(shù)方案：
[0011] 本發(fā)明提供一種燒結(jié)SmCo永磁體焊接方法，該焊接方法在燒結(jié)SmCo磁體制作工 序中完成，包括如下步驟：
[0012] (1)對SmCo燒結(jié)和固溶后獲得的全密度毛坯進(jìn)行加工獲得所需要的形狀，在需要 焊接的二個SmCo毛壞加工件的焊接端面之間裝夾釬焊料并壓緊；
[0013] (2)將裝夾有釬焊料的SmCo毛壞加工件放在熱處理爐中，在進(jìn)行等溫時效和分級 時效處理的同時完成焊接過程。
[0014] 所述釬焊料的化學(xué)成分按質(zhì)量百分比為：SmaCobCuJi dReiw a b。d，其中， 0彡a彡30,5彡b彡20,5彡c彡15，1彡d彡5, Re為稀土元素 Ce、Pr中的一種。
[0015] 所述步驟（2)中，將熱處理爐抽真空至10 1MP以下，并采用800~850°C /3~24 小時等溫時效，和700°C /0· 8~L 2小時+600°C /0· 8~L 2小時+500°C /0· 8~L 2小時 +400°C /3~10小時分級時效的溫度和時間范圍內(nèi)進(jìn)行釬焊接及時效處理。
[0016] 所述步驟（2)中，在改變磁體微結(jié)構(gòu)，獲得高的矯頑力的同時完成釬焊接過程。
[0017] 得到的焊接磁體具有以下性能：抗彎強(qiáng)度Sbb為90-98Mpa。
[0018] 與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明的有益效果在于：
[0019] 本發(fā)明方法的特點(diǎn)是，焊接過程也是磁體在改變微結(jié)構(gòu)提高矯頑力的過程，不影 響磁體后續(xù)磁性能，不增加由焊接帶來的生產(chǎn)工藝成本。利用本方法進(jìn)行的磁體釬焊抗彎 強(qiáng)度比用環(huán)氧樹脂進(jìn)行磁體粘結(jié)的抗彎強(qiáng)度高出3. 6倍。本發(fā)明的SmCo永磁體釬焊接方 法，解決了 SmCo永磁體不可焊性的難題，完全可以滿足SmCo永磁體各種性能、尺寸、形狀的 焊接要求。
【具體實(shí)施方式】
[0020] 下面結(jié)合實(shí)施例對本發(fā)明進(jìn)行進(jìn)一步說明。
[0021] 本發(fā)明所提出的燒結(jié)SmCo永磁體的焊接方法是用稀土 -鈷-銅-硅元素組成釬 焊料，利用燒結(jié)SmCo永磁體在等溫時效和分級時效處理時進(jìn)行釬焊操作，即將燒結(jié)SmCo坯 料加工后在加工件之間裝夾釬焊料，在后續(xù)的等溫時效和分級時效的工藝過程中完成焊接 工序。具體內(nèi)容闡述如下：
[0022] 燒結(jié)SmCo磁體制作工藝
[0023] 燒結(jié)SmCo磁體有兩種。一種是第一代SmCo5磁體，另一種是第二代Sm2Co 17磁體。 目前最廣泛使用的是Sm2Co17磁體。燒結(jié)Sm2Co 17磁體的制作是采用了粉末冶金工藝。首先 進(jìn)行物料配比，然后進(jìn)行熔煉合金化。將合金用球磨濕法制粉或用氣流磨進(jìn)行干法制粉后， 在磁場下成形。將成形壞料在燒結(jié)爐中進(jìn)行1150°C~1200°C燒結(jié)后，在1050°C~1080°C 進(jìn)行固溶獲得全密度毛坯。然后將毛壞在熱處理爐中抽真空至10 1MP以下，分別在800~ 850°C /3~24小時等溫時效，和700°C /1小時+600°C /1小時+500°C /1小時+400°C /3~ 10小時分級時效，最后獲得Sm2Co1^結(jié)磁體。等溫和分級時效處理的目的是讓Sm 20)17燒 結(jié)磁體獲得高的矯頑力。
[0024] 燒結(jié)SmCo磁體焊接方法
[0025] 如前所述，燒結(jié)SmCo磁體在低于300°C使用溫度焊接不能產(chǎn)生"原子間的建和"作 用，即磁體不能結(jié)合在一起。而在較高溫度焊接又會影響材料的磁結(jié)構(gòu)或晶體結(jié)構(gòu)，增加不 可逆損失，嚴(yán)重的會氧化或熔化將導(dǎo)致兩種結(jié)構(gòu)的破壞，喪失永磁特性。由此可見，"溫度" 是影響燒結(jié)SmCo磁體焊接的關(guān)鍵因素。
[0026] 因此，本發(fā)明SmCo磁體焊接方法的主要特征是選擇在SmCo燒結(jié)和固溶后獲得的 全密度毛坯，進(jìn)行加工獲得所需要的形狀，然后將SmCo加工件裝夾釬焊料，在后續(xù)的等溫 時效和分級時效的工藝過程中進(jìn)行釬焊操作來完成焊接目的。再進(jìn)一步說明，即是SmCo燒 結(jié)后必須要進(jìn)行時效工藝過程而改變微結(jié)構(gòu)變化，獲得高的矯頑力材料才能使用。
[0027] 本發(fā)明方法是利用了燒結(jié)SmCo磁體本身的制作工序中，將二個SmCo毛壞加工件 裝夾釬焊料，抽真空至10 1MP以下，并采用800~850°C /3~24小時等溫時效，和700°C /1 小時+600°C /1小時+500°C /1小時+400°C /3~10小時分級時效的溫度和時間范圍內(nèi)進(jìn)行 釬焊接，在焊接過程中同時完成了時效處理工序，這樣既保障了磁體的磁性又實(shí)現(xiàn)了 SmCo 磁體的可焊性。
[0028] 所以，本發(fā)明方法的特點(diǎn)是，焊接過程也是磁體正在改變微結(jié)構(gòu)提高矯頑力的過 程，不影響磁體后續(xù)磁性能。同時該方法是在SmCo磁體正常生產(chǎn)過程進(jìn)行，不再增加由焊 接帶來的生產(chǎn)工藝成本。另外，可以選擇各種性能的SmCo磁體進(jìn)行焊接制作。
[0029] 本發(fā)明