一种烧结NdFeB永磁体焊接方法
【技术领域】
[0001 ] 本发明属于稀土永磁体钎焊接技术领域，特别涉及一种烧结NdFeB等稀土铁基永 磁材料的钎焊接方法。
【背景技术】
[0002] 稀土铁基NdFeB永磁体作为功能材料，在诸如风力发电、推进电机、微特电机多极 磁体等高新技术、新兴产业中得到广泛的应用。随着市场需求的不断提高，对上述领域的结 构设计也需要进行更新换代。这样急需为之相应的NdFeB稀土永磁体焊接先进技术。因此， 开发出NdFeB稀土永磁体的钎焊接方法刻不容缓。
[0003] 由于用熔焊等传统工艺焊接，对于NdFeB稀土永磁材料而言具有不可焊接性，目 前在磁体产品连接、组装方面主要是用环氧树脂粘结来完成，在与其他金属材料复合则采 用螺栓等机械连接。这些方法在连接工艺和强度方面会受到限制。同时由于环氧树脂粘接 随时间老化问题使得磁体组装工件使用寿命受到限制。在有振动的使用环境中采用机械连 接方法，经长期疲劳松动也会使得磁体组装工件使用寿命受到限制。由于NdFeB稀土永磁 体是脆性材料，使用机械连接还较容易使磁体受到"伤害"。能否使用"焊接"方法解决上述 问题，一直是材料研究领域的技术难题。理论上讲，稀土永磁材料若具有可焊接性，将可制 成任何形状的组装磁体。
[0004] -般的焊接定义是：被焊工件的材质（同种或异种），通过加热或加压或两种并 用，并且用或者不用填充材料，使工件的材质达到原子间的建和而形成永久性连接工艺过 程。采用熔焊等传统工艺焊接，对于烧结NdFeB稀土永磁材料而言具有不可焊接性的特质 主要有：
[0005] (I)NdFeB合金具有较低的居里温度340°C。其实际使用温度在200°C以下。也就 是说磁体充磁磁化后为了不使得磁体退磁，必须在小于20(TC下进行材料焊接。然而烧结 NdFeB在这么低的温度焊接是不能产生"原子间的建和"作用。
[0006] (2)稀土永磁材料是由后热处理得到磁性相分布。磁体充磁磁化后如果在较高温 度焊接，例如熔焊工艺，是要影响材料的磁结构或晶体结构，增加不可逆损失，严重的会氧 化或熔化将导致两种结构的破坏，丧失永磁特性。
[0007] (3)NdFeB永磁材料为脆性材料，用传统熔焊将会使材料产生较大的内应力而破 裂，同样会丧失永磁特性。
[0008] 因此，在现有技术中未曾见到关于烧结NdFeB永磁体焊接技术的报道。
【发明内容】
[0009] 本发明的目的是提供一种烧结NdFeB永磁体焊接方法，即解决了NdFeB永磁体不 可焊性的难题，又可以满足NdFeB永磁体各种性能、尺寸、形状的焊接要求。
[0010] 为了实现上述目的，本发明提供了如下技术方案：
[0011] 本发明提供一种烧结NdFeB永磁体焊接方法，该焊接方法在烧结NdFeB磁体制作 工序中完成，包括如下步骤：
[0012] (1)对NdFeB烧结后获得的全密度毛坯进行加工获得所需要的形状，在需要焊接 的二个NdFeB毛坏加工件的焊接端面之间装夹钎焊料后压紧；
[0013] (2)将装夹有钎焊料的NdFeB毛坏加工件放在回火炉中，在进行回火热处理的同 时完成焊接过程。
[0014] :所述钎焊料的化学成分按质量百分比为：稀土 35~80wt%，铜5~10wt%，娃 1~5wt%，余为铁；稀土元素为La、Ce、Pr、Nd中的一种。
[0015] 所述步骤⑵中，将回火炉抽真空至10 1MP以下，并采用800~900°C/1~5小 时和500°C~600°C/1~5小时二个温度和时间范围进行钎焊接及回火热处理。
[0016] 所述步骤（2)中，在改善磁体微结构变化、获得高的矫顽力的同时完成钎焊接过 程。
[0017] 得到的焊接磁体具有以下性能：抗弯强度Sbb为265~270Mpa。
[0018] 与现有技术相比，本发明的有益效果在于：
[0019] 本发明方法的特点是，焊接过程也是磁体在改善微结构提高矫顽力的过程，不影 响磁体后续磁性能，不增加由焊接带来的生产工艺成本。利用本方法进行的磁体钎焊抗弯 强度比用环氧树脂进行磁体粘结的抗弯强度高出8倍。本发明的NdFeB永磁体钎焊接方法， 解决了 NdFeB永磁体不可焊性的难题，完全可以满足NdFeB永磁体各种性能、尺寸、形状的 焊接要求。
【具体实施方式】
[0020] 本发明所提出的烧结NdFeB永磁体的焊接方法是用稀土-铁-铜-硅元素组成钎 焊料，利用烧结NdFeB永磁体在回火处理的温度进行钎焊操作，即将烧结NdFeB坯料加工 后，在后续的二个回火"温度"处理工艺过程中完成焊接工序。具体内容阐述如下：
[0021]烧结NdFeB磁体制作工艺
[0022] 烧结NdFeB磁体的制作是采用了粉末冶金工艺。首先进行物料配比，然后进行熔 炼合金化和速凝工艺获得"鳞片"。将合金鳞片用气流磨进行制粉后，在磁场下成形。将成 形坏料在烧结炉中进行1090°C~IKKTC烧结获得全密度毛坯。然后将毛坏在回火炉中抽 真空至10 1MP以下，分别在800~900°C/1~5小时和500°C~600°C/1~5小时之间进 行回火热处理，最后获得NdFeB烧结磁体。回火热处理的目的是让NdFeB烧结磁体获得高 的矫顽力。
[0023] 烧结NdFeB磁体焊接方法
[0024] 如前所述，烧结NdFeB磁体在低于200°C使用温度焊接不能产生"原子间的建和" 作用，即磁体不能结合在一起。而在较高温度焊接又会影响材料的磁结构或晶体结构，增加 不可逆损失，严重的会氧化或熔化将导致两种结构的破坏，丧失永磁特性。由此可见，"温 度"是影响烧结NdFeB磁体焊接的关键因素。
[0025] 因此，本发明NdFeB磁体焊接方法的主要特征是选择在NdFeB烧结后获得的全密 度毛坯，进行加工获得所需要的形状，然后将NdFeB加工件在二个回火"温度"进行钎焊操 作来完成焊接目的。再进一步说明，即是NdFeB烧结后必须要进行回火工艺过程而改善微 结构变化，获得高的矫顽力材料才能使用。
[0026] 本发明方法利用了烧结NdFeB磁体自然制作工序：在二个NdFeB毛坏加工件的焊 接端面之间装夹钎焊料，抽真空至10 1MP以下，并采用800~900°C/1~5小时和500°C~ 600°C/1~5小时二个温度和时间范围进行钎焊接，在焊接过程中同时完成了回火处理工 序，这样既保障了磁体的磁性又实现了NdFeB磁体的可焊性。
[0027] 所以，本发明方法的特点是，焊接过程也是磁体正在改善微结构提高矫顽力的过 程，不影响磁体后续磁性能。同时该方法是在NdFeB磁体正常生产过程进行，不再增加由焊 接带来的生产工艺成本。另外，可以选择各种性能的NdFeB磁体进