釹鐵硼（NdFeB）是一種高性能永磁材料，廣泛應用于電機、發電機、傳感器、磁盤驅動器等領域。釹鐵硼毛坯的燒結工藝是制備高性能釹鐵硼磁體的重要步驟之一。以下是釹鐵硼毛坯燒結工藝的詳細說明，包括主要步驟、工藝參數和案例。

1. 原料準備

釹鐵硼磁體的原料主要包括釹（Nd）、鐵（Fe）、硼（B）以及少量的添加劑，如鈷（Co）、鋁（Al）、銅（Cu）等。這些原料通常以粉末形式存在，需要經過精確的配比和混合。

2. 混合

將配比好的原料粉末放入球磨機中進行混合。球磨的目的是使原料粉末均勻混合，并細化顆粒尺寸。球磨過程中通常加入有機溶劑（如酒精）和潤滑劑（如硬脂酸），以防止粉末團聚。

3. 壓制成型

混合均勻的粉末通過模具壓制成所需的形狀和尺寸。壓制過程中施加的壓力通常在1-2噸/平方厘米。壓制后的毛坯稱為“生坯”。

4. 脫脂

生坯中含有有機溶劑和潤滑劑，需要通過脫脂工藝去除。脫脂通常在真空或惰性氣體環境中進行，溫度在300-400℃之間，時間約為2-4小時。

5. 燒結

燒結是釹鐵硼毛坯制備的關鍵步驟。燒結過程在真空或惰性氣體（如氬氣）環境中進行，溫度通常在1000-1200℃之間，時間約為2-4小時。燒結的目的是使粉末顆粒之間發生擴散和結合，形成致密的晶體結構。

燒結工藝參數：

• 溫度：1000-1200℃
• 時間：2-4小時
• 氣氛：真空或惰性氣體（如氬氣）
• 升溫速率：10-20℃/分鐘
• 降溫速率：5-10℃/分鐘

6. 熱處理

燒結后的毛坯通常需要進行熱處理，以進一步改善磁性能。熱處理包括回火和時效處理。回火溫度通常在400-600℃之間，時間約為2-4小時；時效處理溫度在500-600℃之間，時間約為4-8小時。

7. 機械加工

熱處理后的毛坯通常需要進行機械加工，以達到最終的尺寸和形狀要求。機械加工包括切割、磨削、鉆孔等。

8. 表面處理

為了提高釹鐵硼磁體的耐腐蝕性能，通常需要進行表面處理。常見的表面處理方法包括電鍍（如鍍鎳、鍍鋅）、化學鍍、噴涂等。

案例分析

案例1：高性能電機用釹鐵硼磁體

• 原料：Nd、Fe、B、Co、Al、Cu
• 混合：球磨時間24小時，轉速300轉/分鐘
• 壓制：壓力1.5噸/平方厘米，生坯密度7.2 g/cm3
• 脫脂：溫度350℃，時間3小時，真空環境
• 燒結：溫度1100℃，時間3小時，氬氣環境
• 熱處理：回火溫度500℃，時間3小時；時效處理溫度550℃，時間6小時
• 機械加工：切割、磨削、鉆孔
• 表面處理：鍍鎳

案例2：傳感器用釹鐵硼磁體

• 原料：Nd、Fe、B、Co、Al
• 混合：球磨時間36小時，轉速250轉/分鐘
• 壓制：壓力2噸/平方厘米，生坯密度7.4 g/cm3
• 脫脂：溫度400℃，時間4小時，真空環境
• 燒結：溫度1200℃，時間4小時，氬氣環境
• 熱處理：回火溫度550℃，時間4小時；時效處理溫度600℃，時間8小時
• 機械加工：切割、磨削
• 表面處理：化學鍍

總結

釹鐵硼毛坯的燒結工藝是一個復雜的過程，涉及多個步驟和工藝參數的優化。通過精確控制原料配比、混合、壓制、脫脂、燒結、熱處理和表面處理等環節，可以制備出高性能的釹鐵硼磁體，滿足不同應用領域的需求。