1、 1 烧结工段实习报告 摘要摘要：通过在烧结工段的实习，基本熟悉了进炉、炉内烧结、出炉等各工序的操 作过程、设备结构特点、工艺要求及其原理。 关键词：关键词：升温曲线、冷却曲线、时效曲线 1.引言引言 烧结是经过合金熔炼之后，按要求制成粉末，在一定的压力和特定磁场之下 将压制的毛坯装入真空烧结炉内进行高温烧结。 其目的是在高温下实现原子的迁 移，使粉末颗粒之间发生黏结，使合金性能发生量和质的变化，粉末之间黏结强 度增加达到要求的合金性能。 烧结过程使压坯发生一系列的物理化学变化。 首先是粉末颗粒表面吸附气体 的排除，有机物的蒸发与挥发，应力的消除，粉末颗粒表面氧化物的还原，变形 粉末颗粒的回复
2、和再结晶。接着是原子的扩散，物质的迁移，颗粒之间的接触由 机械接触转化为物理化学接触，形成金属键或者共价键的结合。接触面扩大，出 现烧结颈和烧结颈的长大，密度提高，晶粒长大等。 烧结工段是制造烧结钕铁硼永磁体的关键技术之一，对其性能有重要的作 用。 2.主要主要操作操作过程过程与重要参数与重要参数 2.1 烧结工序操作过程 钕铁硼的烧结过程根据产品规格的不同选择的烧结工艺有所不同， 大体基本 工艺步骤类似。以 RVS-300G 烧结系统为例，如图 1 所示： (1)准备工作：根据产品牌号粉料配比、单模重量等确定产品的烧结工艺、 时效工艺和冷却工艺。作业前由操作员检查设备、仪器、工装、工具，使之
3、完备 齐全。 (2)真空检查：检查并确认炉门关闭，开启烧结炉进行抽真空作业。观察真 空度，计算抽真空时间，确认达到要求，方可将产品进炉。 2 (3)进炉：根据操作规程向烧结炉充氮气至大气压后，停止充气。开启插板 阀，开启屏护阀，开启进料机构，将烧结盆缓慢送入烧结炉内，使之就位。将进 料机构复位。关闭屏护阀，再关闭插板阀。关闭手套箱充气阀，关闭测氧仪。然 后进行参数设置。 (4)烧结：根据操作规程启动烧结炉，升温、保温、冷却过程应巡视真空设 备真空表、电压表、电流表、冷却水情况。 (5)出炉：烧结结束后，确认炉内产品温度符合工艺要求，打开炉门；用液 压叉车将炉内烧结盆取出，防止在流转车上。关闭炉
4、门，开启真空装置。将流转 车放在待检区域。 图 1 RVS-300G 烧结系统示意图 2.2 烧结升温曲线 对温度的设定有两点特别重要，一个是温度选低些，保温时间相对要长些， 温度选上线则保温时间短些。 另一点特别要注意合金化了的毛坯块基本组元熔点 也相应发生变化，例如加金属铌和用铌铁合金要区别对待。 高温烧结设定保温时间要考虑烧结料的合金成分、粒度、压制压力、纯度、 气氛等诸多因素。烧结工艺的设定不仅是通过烧结工艺得到合格的产品，而且要 在烧结中降低成本，通过实验找出优化条件，减少能源浪费，降低成本。要用最 短的时间找到优化条件，就要深入研究烧结过程的热力学。 以方块具体某一产品为例，烧结曲
5、线如图 2 所示。首先在 80min 内升温到 320，保温 30min，排除粉末表明吸附的气体和杂质。然后在 60min 内升温到 3 580，保温 120min，主要目的是消除压坯内应力。60min 内升温到 780，保 温 50min，以脱去抗氧化剂和润滑剂等，富钕相熔解为液态。在 20min内升温到 850，保温 180min，富钕相沿颗粒间的孔隙流动，主相颗粒被其包围，调整位 置重新排列。此时氢破时留在磁体中的氢进一步排出，即脱氢段，真空度变化幅 度较大。 在 20min内升温到 920， 保温 50min， 此时要求真空度达到 610-2Pa。 在 90min内升至高温 1071，
6、保温 270min，这个过程溶解饱和，晶粒长大。 时效是为了改善晶界相的形态与分布，调整晶粒边界结构。 时效温度对提高 稀土合金矫顽力起着重要作用。高温烧结结束后根据产品单重规格不同，冷却工 艺与时效工艺也不同。通常采用两段式冷却工艺，即先升温至 890保温一段时 间后冷却，再升温至 550保温一段时间冷却至室温，出炉。 图 2 钕铁硼磁体烧结曲线 3.实习收获实习收获 通过在烧结工段的实习，基本熟悉了进炉、炉内烧结、出炉等各工序的操作 过程、设备结构特点、工艺要求及其原理。同时也了解到公司的烧结工艺较为规 范，管理较为严格。但产品出炉后仍然出现一些磁体的破损和缺角，原因主要是 来源于成型工段的缺陷和烧结工段的磕碰。 对温度和真空度的精准控制还需要更 加严格的控制。同时操作过程中要注意的事项：(1)当发现烧结过程中出现漏水、 漏气等异常情况时， 应先抽真空然后向炉内充入氩气置换， 在确保安全的情况下， 方可打开炉门；(2) 停炉时，应将炉内抽真空或冲入保护性气体； （3）时刻检查 4 冷却循环水系统，查看是否堵塞； （4）产品出炉过程中，应带好绝热手套，防止 高温烫
