一种钕铁硼永磁器件的处理方法技术

本发明专利技术公开了一种钕铁硼永磁器件的处理方法。将装有钕铁硼永磁器件的承载装置送入带有进料室和出料室的真空镀膜设备的镀膜室内，镀膜室内的辊道上方设置有溅射装置，溅射装置为3台以上，溅射装置至少包括离子源、多弧靶、磁控溅射靶和射频溅射靶中的2种以上。多弧靶、磁控溅射靶和射频溅射靶上包含靶材，靶材表面到在镀膜室内进行涂层的钕铁硼永磁器件表面的空间垂直距离在30‑200mm范围内，靶材的一部分从靶材表面溅射出来沉积到经过镀膜室内的承载装置上的钕铁硼永磁器件表面形成涂层，靶材至少为选自Tb、Dy、Nd、Pr、Y、Nb、Al、Ti、Zr、Ni、Cr中的一种以上。沉积在钕铁硼永磁器件表面形成涂层的靶材占靶材总消耗量的70%以上。

A treatment method of NdFeB permanent magnetic device

【技术实现步骤摘要】
一种钕铁硼永磁器件的处理方法
本专利技术属于稀土永磁器件表面改性领域，特别涉及一种钕铁硼永磁器件的表面涂层方法和热处理方法。
技术介绍
钕铁硼永磁器件被广泛用于医疗的核磁共振成像、汽车部件、消费级电子产品、家用电器、高效电机等领域。目前在稀土永磁行业工业生产中大多通过表面改性来拓宽钕铁硼永磁器件的使用环境。例如，国内普遍采用电化学或化学转化工艺在器件表面形成保护层提高器件表面的耐腐蚀性能。日本企业则采用在器件表面附着重稀土成分然后进行晶界扩散的方法提高器件的耐温性能，例如日立金属采用蒸发方式实现重稀土成分在器件表面的的附着，信越化学则采用涂覆氟化物的方式实现重稀土成分的附着。上述在表面形成涂层的方法仍存在这样那样的固有缺陷：1）电化学或化学转化工艺会产生废液废气排放，对环境造成一定污染；2）蒸发附着对在真空下熔点较高的Tb元素蒸发效率低，另外生产效率低，难以实现大批量生产；3）涂覆氟化物的方式则在大批量生产中难以保证涂覆的均匀性，使产品的品质不佳，另外，氟化物也对人机和环境不友好，难以顺应环保趋势。
技术实现思路
为了解决上述问题，本专利技术提供一种钕铁硼永磁器件的处理方法，该处理方法包括如下的涂层方法：将装有钕铁硼永磁器件的承载装置送入带有进料室和出料室的真空镀膜设备的镀膜室内进行涂层，镀膜室内有辊道，辊道的上方设置有溅射装置，所述的溅射装置至少包括离子源、多弧靶、磁控溅射靶和射频溅射靶中的2种以上。所述的多弧靶、磁控溅射靶和射频溅射靶上包含靶材，靶材表面到在镀膜室内进行涂层的钕铁硼永磁器件表面的空间垂直距离在30-200mm范围内。靶材的一部分从靶材表面溅射出来沉积到经过镀膜室内的承载装置上的钕铁硼永磁器件表面形成涂层。沉积在钕铁硼永磁器件表面形成涂层的靶材占靶材总消耗量的70%以上。所述的溅射装置为3台以上；所述的靶材中至少为选自Tb、Dy、Nd、Pr、Y、Nb、Al、Ti、Zr、Ni、Cr中的一种以上；所述的承载装置在辊道上传送，顺序通过溅射装置。在将装有钕铁硼永磁器件的承载装置送入镀膜室前，先进入真空镀膜设备的进料室；在进料室内抽真空，当真空度达到5Pa至5☓10-2Pa范围内时，再把装有钕铁硼永磁器件的承载装置送入镀膜室，在真空镀膜设备的进料室和镀膜室之间设置有真空隔离阀门，在进料室设置有放气阀门，在镀膜室设置有充气阀门，镀膜室充入的气体包含氩气。承载装置上的钕铁硼永磁器件在真空镀膜设备的镀膜室内进行涂层后，进入真空镀膜设备的出料室，在真空镀膜设备的出料室和镀膜室之间设置有真空隔离阀门，在出料室内设置有辊道。溅射装置的主要组成可以包括多种组合实施方式。在一种实施方式中，所述的溅射装置包括离子源和多弧靶；工作时，装有钕铁硼永磁器件的承载装置顺序通过离子源溅射区域和多弧靶溅射区域。在一种实施方式中，所述的溅射装置包括离子源和磁控溅射靶；工作时，装有钕铁硼永磁器件的承载装置顺序通过离子源溅射区域和磁控溅射靶溅射区域；至少有1台磁控溅射靶的靶材含有Al、Ni、Cr、Ti、Tb、Nd、Pr元素中的一种以上。在一种实施方式中，所述的溅射装置包括多弧靶和磁控溅射靶；工作时，装有钕铁硼永磁器件的承载装置顺序通过磁控溅射靶溅射区域、多弧靶溅射区域和磁控溅射靶溅射区域；至少有1台磁控溅射靶的靶材含有Al、Ni、Cr、Ti、Tb、Nd、Pr元素中的一种以上。在一种实施方式中，所述的溅射装置包括射频溅射靶、多弧靶和磁控溅射靶；工作时，装有钕铁硼永磁器件的承载装置顺序通过射频溅射靶溅射区域、多弧靶溅射区域和磁控溅射靶溅射区域；所述的多弧靶为2台以上；至少有1台磁控溅射靶的靶材含有Al、Ni、Cr、Ti、Tb、Nd元素中的一种以上；至少有1台磁控溅射靶的靶材含有Dy、Tb、Pr、Y元素中的一种以上。进料室内设置有加热器，加热温度在20-150℃范围内。所述的离子源的工作电压在300-2000V范围内。该处理方法还包括：将涂层后的钕铁硼永磁器件再送入到真空热处理设备中抽真空、加热和冷却；加热时真空度高于50Pa，加热温度在800-1100℃范围内；冷却时充入氩气。本专利技术还涉及一种上述处理方法中采用的真空镀膜设备，主要包括进料阀门、进料室、真空隔离阀门、镀膜室、出料室、出料阀门、溅射装置、承载装置、进料真空机组、镀膜真空机组和出料真空机组；进料室、镀膜室、出料室内都设置有辊道；工作时，需要涂层的钕铁硼永磁器件放置在承载装置上，承载装置在辊道上移动并顺序通过进料阀门、进料室、真空隔离阀门、镀膜室、真空隔离阀门、出料室、出料阀门。置于承载装置上的钕铁硼永磁器件在镀膜室内进行涂层；在镀膜室内设置有溅射装置，溅射装置上包含靶材，靶材表面到在镀膜室内进行涂层的钕铁硼永磁器件表面的空间垂直距离在30-200mm范围内；靶材的一部分从靶材表面溅射出来沉积到经过镀膜室内的承载装置上的钕铁硼永磁器件表面形成涂层。沉积在钕铁硼永磁器件表面形成涂层的靶材占靶材总消耗量的70%以上；所述的溅射装置为3台以上；所述的溅射装置上的靶材中至少为选自Tb、Dy、Nd、Pr、Y、Nb、Al、Ti、Zr、Ni、Cr中的一种以上；所述的进料真空机组包含真空阀门、罗茨真空泵和机械真空泵；所述的镀膜真空机组包含真空阀门、扩散真空泵、罗茨真空泵和机械真空泵；所述的出料真空机组包含真空阀门、罗茨真空泵和机械真空泵。进料室内设置有加热器，加热温度在20-150℃范围内，进料室的辊道的传送辊数量在3至29范围内；传送辊的直径在45mm至180mm范围内。镀膜室内设置有冷却器，冷却介质为水或空调用的制冷剂。在所述的进料室上还设置有放气阀门；在所述的镀膜室上还设置有充气阀门，充入的气体包含氩气；在所述的出料室上也设置有放气阀门。所述的溅射装置至少包括离子源、多弧靶、磁控溅射靶和射频溅射靶中的2种以上，离子源的电压在300-2000V。多弧溅射可以实现较高的溅射束流，涂层形成速度快，但粒子颗粒比较大，涂层的致密程度也较差。磁控溅射的粒子动能较高，形成的涂层粒子颗粒更加细小，涂层结构会更加致密，涂层与器件之间的界面也容易出现互相扩散的结构，另外由于磁控溅射的方向性更加聚拢，所以涂层时的靶材利用率也更佳，但涂层速度相对会较慢。射频溅射则更适合导电性欠佳的靶材的溅射涂层，加上电源功率中有一部分功率会消耗在气体分子震荡反复碰撞电离上，所以空间中气氛的离化率较高，更适宜形成反应气氛与涂层发生反应过程，与其它形式的溅射装置配合使用会产生意料不到的效能。离子源则主要是产生离子束流去轰击钕铁硼永磁器件基底和形成过程中的涂层结构，不但可以用于基底表面的清洗，还可以轰击基底表层、活化表层粒子键合状态，改善涂层与基底之间的界面构造，另外还可以在涂层形成过程中给涂层粒子提供能量，有利于涂层结构的生长，甚至可以实现涂层粒子生长过程中出现微熔微冶金重铸的作用，防止涂层结构中出现自基底到涂层表面生长的柱状结构出现，减少涂层生长过程中出现的缺陷，使涂层结构更加致密化，改善涂层结构。溅射装置的主要组成可以包括多种组合实施方式。在一种实本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种钕铁硼永磁器件的处理方法，其特征在于：将装有钕铁硼永磁器件的承载装置送入带有进料室和出料室的真空镀膜设备的镀膜室内进行涂层，镀膜室内有辊道，辊道的上方设置有溅射装置，所述的溅射装置至少包括离子源、多弧靶、磁控溅射靶和射频溅射靶中的2种以上；所述的多弧靶、磁控溅射靶和射频溅射靶上包含靶材，靶材表面到在镀膜室内进行涂层的钕铁硼永磁器件表面的空间垂直距离在30-200mm范围内；靶材的一部分从靶材表面溅射出来沉积到经过镀膜室内的承载装置上的钕铁硼永磁器件表面形成涂层；所述的溅射装置为3台以上；所述的靶材中至少为选自Tb、Dy、Nd、Pr、Y、Nb、Al、Ti、Zr、Ni、Cr中的一种以上；所述的承载装置在辊道上传送，顺序通过溅射装置。/n

【技术特征摘要】
1.一种钕铁硼永磁器件的处理方法，其特征在于：将装有钕铁硼永磁器件的承载装置送入带有进料室和出料室的真空镀膜设备的镀膜室内进行涂层，镀膜室内有辊道，辊道的上方设置有溅射装置，所述的溅射装置至少包括离子源、多弧靶、磁控溅射靶和射频溅射靶中的2种以上；所述的多弧靶、磁控溅射靶和射频溅射靶上包含靶材，靶材表面到在镀膜室内进行涂层的钕铁硼永磁器件表面的空间垂直距离在30-200mm范围内；靶材的一部分从靶材表面溅射出来沉积到经过镀膜室内的承载装置上的钕铁硼永磁器件表面形成涂层；所述的溅射装置为3台以上；所述的靶材中至少为选自Tb、Dy、Nd、Pr、Y、Nb、Al、Ti、Zr、Ni、Cr中的一种以上；所述的承载装置在辊道上传送，顺序通过溅射装置。


2.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁器件的处理方法，其特征在于：在将装有钕铁硼永磁器件的承载装置送入镀膜室前，先进入真空镀膜设备的进料室，在进料室内抽真空，当真空度达到5Pa至5☓10-2Pa范围内时，再把装有钕铁硼永磁器件的承载装置送入镀膜室，在真空镀膜设备的进料室和镀膜室之间设置有真空隔离阀门，在进料室设置有放气阀门，在镀膜室设置有充气阀门，镀膜室充入的气体包含氩气。


3.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁器件的处理方法，其特征在于：承载装置上的钕铁硼永磁器件在真空镀膜设备的镀膜室内进行涂层后，进入真空镀膜设备的出料室，在真空镀膜设备的出料室和镀膜室之间设置有真空隔离阀门，在出料室内设置有辊道。


4.根据权利要求1所述的一种钕铁硼永磁器件的处理方法，其特征在于：所述的溅射装置包括离子源和多弧靶；工作时，装有钕铁硼永磁器件的承载装置顺序通过离子源溅射区域和多弧靶溅射区域。


5....

【专利技术属性】
技术研发人员：段永利，孙昊天，
申请(专利权)人：沈阳中北通磁科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：辽宁;21