一種醫(yī)療設(shè)備用永磁體及其加工工藝的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種醫(yī)療設(shè)備用永磁體及其加工工藝，所述的永磁體中各組分的重量比為：12%-15.5%的釹，2.2%-2.8%的鉻，2%-4.5%的鋇，8%-10.5%的氧化鈦，2.5%-3.5%的鋁，4%-5.5%的錫，0.1%-0.15%的二氧化硅，余量為鐵，所述的永磁體中添加其他合金金屬，其中包括0.01%-0.015%銪鐵合金，0.06%-0.08%鐠鐵合金和0.02%-0.03%鏑鐵合金，所述的原料經(jīng)過熔煉→氣流磨→成型→等靜壓→剝油→燒結(jié)→后加工后得到產(chǎn)品；本發(fā)明以鐵為基床，以釹，鉻，鋇，氧化鈦，鋁，錫和二氧化硅為輔助材料，由于單質(zhì)金屬的質(zhì)地較軟，因此金屬的可塑性較高，在等靜壓過程中可以壓制成小體積的殼體，并且制成的永磁體單位體積內(nèi)磁場強(qiáng)度大，對于醫(yī)療器械中，需求永磁體的磁場強(qiáng)度大，進(jìn)而減少了醫(yī)療器械的整體占用體積，方便整體醫(yī)療器械的運(yùn)輸和安裝。
【專利說明】一種醫(yī)療設(shè)備用永磁體及其加工工藝【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本發(fā)明涉及永磁材料領(lǐng)域，尤其涉及一種應(yīng)用在醫(yī)療設(shè)備上的永磁體及其加工工藝。
【背景技術(shù)】
[0002]磁鐵是醫(yī)療設(shè)備中必要的組成元素之一，醫(yī)院里用的核磁共振成像儀是比Cl還要精密的新型診斷設(shè)備。組成人體細(xì)胞的各種元素的原子核都具有核磁矩，在一定的強(qiáng)磁場下會產(chǎn)生共振，利用人體正常細(xì)胞組織與病變組織共振遲豫時間不同，經(jīng)過精密的斷層掃描分析，利用反映出的圖象差異來觀察就能診斷出早期微小的病變。
[0003]但該設(shè)備需要有強(qiáng)大的磁場系統(tǒng)支撐；若采用超導(dǎo)磁體，需要配備昂貴的超低溫系統(tǒng)，安裝維修十分復(fù)雜；而采用普通鐵氧體磁鋼，則需要幾十噸甚至上百噸的磁體來組裝成一個龐然大物。采用高性能永磁材料就可以克服上述缺點(diǎn)，只需要兩三噸磁體，整體重復(fù)和體積大大減少，在保證高質(zhì)量和高分辨率的條件下，實(shí)現(xiàn)了設(shè)備的小型化和輕型化，有利于推廣使用。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0004]針對上述存在的問題，本發(fā)明提供一種單位體積內(nèi)磁場強(qiáng)度大，方便醫(yī)療設(shè)備成像的永磁體及其加工工藝。
[0005]為了達(dá)到上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下:一種醫(yī)療設(shè)備用永磁體，所述的永磁體中各組分的重量比為:12%-15.5%的釹，2.2%-2.8%的鉻，2%_4.5%的鋇，8%_10.5%的氧化鈦，2.5%-3.5%的鋁，4%-5.5%的錫，0.1%-0.15%的二氧化硅，余量為鐵，所述的永磁體中添加其他合金金屬，其中包括0.01%-0.015%銪鐵合金，0.06%-0.08%鐠鐵合金和
.0.02%-0.03%鏑鐵合金。
[0006]本發(fā)明所述的一種醫(yī)療設(shè)備用永磁體的加工工藝，所述的原料經(jīng)過熔煉一氣流磨—成型一等靜壓一剝油一燒結(jié)一后加工后得到產(chǎn)品，所述的微量合金金屬在原料進(jìn)行燒結(jié)階段加入到產(chǎn)品中。
[0007]本發(fā)明所述的合金金屬中不同微量元素的與鐵的重量比為1.5:1，所述合金金屬的顆粒的平均直徑為lum-2um。
[0008]本發(fā)明所述熔煉過程中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)條件下，依次加入原料金屬，逐漸升溫到500°C到600°C，熔煉爐中的壓力保持在2-3Mpa。原料內(nèi)的多種金屬在的熔煉過程，主要是將按照比例稱好的原材料進(jìn)行熔煉，保證了金屬材料之間的均勻混合，方便后續(xù)的氣流磨操作。
[0009]本發(fā)明所述的氣流磨過程中，氧化鐵和其他原料經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨在氮?dú)獗Ｗo(hù)的環(huán)境下進(jìn)行處理，氣流磨的通過直徑為2um-3um。
[0010]本發(fā)明所述的成型過程中，通過成型壓機(jī)進(jìn)行處理，將細(xì)粉壓制成所需要的形狀，所述的壓機(jī)操作過程在磁場和到氮?dú)獗Ｗo(hù)的的環(huán)境中進(jìn)行。[0011]本發(fā)明所述的等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的15%-25.5%。
[0012]本發(fā)明所述的剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮?dú)獗Ｗo(hù)的剝油盒中進(jìn)行操作。
[0013]本發(fā)明所述燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1150-1300°C，燒結(jié)時間為0.5h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度提高到1300-1400°C，燒結(jié)時間為4.5h-6h，然后分別在800°C _850°C的條件下進(jìn)行一級回火，回火時間為3-4h，在300°C _420°C的條件下進(jìn)行二級回火，回火時間為0.5_lh。
[0014]在燒結(jié)過程中添加的合金金屬包括銪鐵合金，鐠鐵合金、鏑鐵合金，屬于產(chǎn)品的輔助添加劑，由于增強(qiáng)產(chǎn)品整體的性能，其中鏑鐵合金可提高永磁體的矯頑力，鐠鐵合金用于提高了永磁體的最大磁能積，而銪鐵合金中的銪對鐠元素起到了協(xié)同作用，減小了永磁體內(nèi)內(nèi)部晶粒之間的間隙，提高了永磁體的密度，減少了醫(yī)療設(shè)備中永磁體的存放體積，提高了醫(yī)療設(shè)備的整體性能。
[0015]本發(fā)明以鐵為基床，以釹，鉻，鋇，氧化鈦，鋁，錫和二氧化硅為輔助材料，由于單質(zhì)金屬的質(zhì)地較軟，因此金屬的可塑性較高，在等靜壓過程中可以壓制成小體積的殼體，并且制成的永磁體單位體積內(nèi)磁場強(qiáng)度大，對于醫(yī)療器械中，需求永磁體的磁場強(qiáng)度大，進(jìn)而減少了醫(yī)療器械的整體占用體積，方便整體醫(yī)療器械的運(yùn)輸和安裝。
【具體實(shí)施方式】
[0016]下面結(jié)合【具體實(shí)施方式】對本發(fā)明作進(jìn)一步詳細(xì)的描述。
[0017]實(shí)施例1:一種醫(yī)療設(shè)備用永磁體，所述的永磁體中各組分的重量比為:12%的釹，
2.2%的鉻，2%的鋇，8%的氧化鈦，2.5%的招，4%的錫，0.1%的二氧化硅，余量為鐵，所述的永磁體中添加其他合金金屬，其中包括0.01%銪鐵合金，0.06%鐠鐵合金和0.02%鏑鐵合金。所述的微量合金金屬在原料進(jìn)行燒結(jié)階段加入到產(chǎn)品中。本發(fā)明所述的合金金屬中不同微量元素的與鐵的重量比為1.5:1,所述合金金屬的顆粒的平均直徑為lum-2um。
[0018]熔煉過程中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)條件下，依次加入原料金屬，逐漸升溫到500°C到600°C，熔煉爐中的壓力保持在2Mpa。原料內(nèi)的多種金屬在的熔煉過程，主要是將按照比例稱好的原材料進(jìn)行熔煉，保證了金屬材料之間的均勻混合，方便后續(xù)的氣流磨操作。
[0019]氣流磨過程中，氧化鐵和其他原料經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨在氮?dú)獗Ｗo(hù)的環(huán)境下進(jìn)行處理，氣流磨的通過直徑為2um-3um。
[0020]成型過程中，通過成型壓機(jī)進(jìn)行處理，將細(xì)粉壓制成所需要的形狀，所述的壓機(jī)操作過程在磁場和到氮?dú)獗Ｗo(hù)的的環(huán)境中進(jìn)行。
[0021]等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的15%。
[0022]剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮?dú)獗Ｗo(hù)的剝油盒中進(jìn)行操作。
[0023]燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1150°C，燒結(jié)時間為0.5h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度提高到1300°C，燒結(jié)時間為4.5h，然后分別在800°C的條件下進(jìn)行一級回火，回火時間為3h，在300°C的條件下進(jìn)行二級回火，回火時間為0.5h。[0024]由此制得的永磁體單位體積的最大磁能積為480Kj.m_3,磁感矯頑力1800kA.m-1。
[0025]實(shí)施例2:一種醫(yī)療設(shè)備用永磁體,所述的永磁體中各組分的重量比為:15.5%的釹，2.8%的鉻，4.5%的鋇，10.5%的氧化鈦，3.5%的鋁，5.5%的錫，0.15%的二氧化硅，余量為鐵，所述的永磁體中添加其他合金金屬，其中包括0.015%銪鐵合金，0.08%鐠鐵合金和
0.03%鏑鐵合金。所述的微量合金金屬在原料進(jìn)行燒結(jié)階段加入到產(chǎn)品中。本發(fā)明所述的合金金屬中不同微量元素的與鐵的重量比為1.5:1，所述合金金屬的顆粒的平均直徑為lum-2um。
[0026]熔煉過程中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)條件下，依次加入原料金屬，逐漸升溫到500°C到600°C，熔煉爐中的壓力保持在3Mpa。原料內(nèi)的多種金屬在的熔煉過程，主要是將按照比例稱好的原材料進(jìn)行熔煉，保證了金屬材料之間的均勻混合，方便后續(xù)的氣流磨操作。
[0027]氣流磨過程中，氧化鐵和其他原料經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨在氮?dú)獗Ｗo(hù)的環(huán)境下進(jìn)行處理，氣流磨的通過直徑為2um-3um。[0028]成型過程中，通過成型壓機(jī)進(jìn)行處理，將細(xì)粉壓制成所需要的形狀，所述的壓機(jī)操作過程在磁場和到氮?dú)獗Ｗo(hù)的的環(huán)境中進(jìn)行。
[0029]等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的25.5%。
[0030]剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮?dú)獗Ｗo(hù)的剝油盒中進(jìn)行操作。
[0031]燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1300°C，燒結(jié)時間為0.5h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度提高到1400°C，燒結(jié)時間為6h，然后分別在850°C的條件下進(jìn)行一級回火，回火時間為4h，420°C的條件下進(jìn)行二級回火，回火時間為lh。
[0032]由此制得的永磁體單位體積的最大磁能積為476Kj.m-3,磁感矯頑力1780kA.m-1。
[0033]實(shí)施例3:—種醫(yī)療設(shè)備用永磁體，所述的永磁體中各組分的重量比為:14%的釹，
2.5%的鉻，3%的鋇，9%的氧化鈦，3%的招，5%的錫，0.12%的二氧化硅，余量為鐵，所述的永磁體中添加其他合金金屬，其中包括0.012%銪鐵合金，0.07%鐠鐵合金和0.024%鏑鐵合金。所述的微量合金金屬在原料進(jìn)行燒結(jié)階段加入到產(chǎn)品中。本發(fā)明所述的合金金屬中不同微量元素的與鐵的重量比為1.5:1,所述合金金屬的顆粒的平均直徑為lum-2um。
[0034]熔煉過程中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)條件下，依次加入原料金屬，逐漸升溫到500°C到600°C，熔煉爐中的壓力保持在3Mpa。原料內(nèi)的多種金屬在的熔煉過程，主要是將按照比例稱好的原材料進(jìn)行熔煉，保證了金屬材料之間的均勻混合，方便后續(xù)的氣流磨操作。
[0035]氣流磨過程中，氧化鐵和其他原料經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨在氮?dú)獗Ｗo(hù)的環(huán)境下進(jìn)行處理，氣流磨的通過直徑為2um-3um。
[0036]成型過程中，通過成型壓機(jī)進(jìn)行處理，將細(xì)粉壓制成所需要的形狀，所述的壓機(jī)操作過程在磁場和到氮?dú)獗Ｗo(hù)的的環(huán)境中進(jìn)行。
[0037]等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的17%。
[0038]剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮?dú)獗Ｗo(hù)的剝油盒中進(jìn)行操作。
[0039]燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1200°C，燒結(jié)時間為0.5h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度提高到1350°C，燒結(jié)時間為5h，然后分別在800°C的條件下進(jìn)行一級回火，回火時間為3h，在300°C的條件下進(jìn)行二級回火，回火時間為lh。
[0040]由此制得的永磁體單位體積的最大磁能積為488Kj.πm3,磁感矯頑力ΙδβΟΙ?Α.π1。
[0041]實(shí)施例4:將實(shí)施例1-3中制得的永磁體與市面上常用的醫(yī)療設(shè)備的永磁體在同等體積的條件下進(jìn)行性能對比測試，結(jié)果如下表所示:
對比材料最大磁能積內(nèi)稟矯頑力磁感矯頑力I
【權(quán)利要求】
1.一種醫(yī)療設(shè)備用永磁體，其特征在于，所述的永磁體中各組分的重量比為:12%-15.5% 的釹，2.2%-2.8% 的鉻，2%-4.5% 的鋇，8%_10.5% 的氧化鈦，2.5%-3.5% 的鋁，4%-5.5%的錫，0.1%-0.15%的二氧化硅，余量為鐵，所述的永磁體中添加其他合金金屬，其中包括0.01%-0.015%銪鐵合金，0.06%-0.08%鐠鐵合金和0.02%-0.03%鏑鐵合金。
2.一種醫(yī)療設(shè)備用永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的原料經(jīng)過熔煉一氣流磨一成型一等靜壓一剝油一燒結(jié)一后加工后得到產(chǎn)品，所述的微量合金金屬在原料進(jìn)行燒結(jié)階段加入到產(chǎn)品中。
3.根據(jù)權(quán)利要求1中所述的醫(yī)療設(shè)備用永磁體，其特征在于，所述合金金屬中不同微量元素的與鐵的重量比為1.5:1,所述合金金屬的顆粒的平均直徑為lum-2um。
4.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)療設(shè)備用永磁體的加工工藝，其特征在于，所述熔煉過程中，在氮?dú)獾谋Ｗo(hù)條件下，依次加入原料金屬，逐漸升溫到500 V到600°C，熔煉爐中的壓力保持在2-3Mpa。
5.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)療設(shè)備用永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的氣流磨過程中，氧化鐵和其他原料經(jīng)過氣流磨通過高壓氣流粉碎處理，氣流磨在氮?dú)獗Ｗo(hù)的環(huán)境下進(jìn)行處理，氣流磨的通過直徑為2um-3um。
6.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)療設(shè)備用永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的成型過程中，通過成型壓機(jī)進(jìn)行處理，將細(xì)粉壓制成所需要的形狀，所述的壓機(jī)操作過程在磁場和到氮?dú)獗Ｗo(hù)的的環(huán)境中進(jìn)行。
7.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)療設(shè)備用永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的等靜壓的過程中，通過冷等靜壓機(jī)對產(chǎn)品進(jìn)行處理，使產(chǎn)品的密度增加，所述靜壓后的體積為靜壓前的 15%-25.5%ο
8.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)療設(shè)備用永磁體的加工工藝，其特征在于，所述的剝油過程中，將靜壓后產(chǎn)品的包裝拆掉，該操作在氮?dú)獗Ｗo(hù)的剝油盒中進(jìn)行操作。
9.根據(jù)權(quán)利要求2所述的醫(yī)療設(shè)備用永磁體的加工工藝，其特征在于，所述燒結(jié)的過程中，通過線將剝油后的產(chǎn)品加入到燒結(jié)爐中進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度為1150-1300°C，燒結(jié)時間為0.5h，在加熱微量合金金屬繼續(xù)進(jìn)行燒結(jié)，燒結(jié)溫度提高到1300-140(TC，燒結(jié)時間為4.5h-6h，然后分別在800°C _850°C的條件下進(jìn)行一級回火，回火時間為3_4h，在3000C _420°C的條件下進(jìn)行二級回火，回火時間為0.5-lh。
【文檔編號】H01F7/02GK103617861SQ201310622095
【公開日】2014年3月5日 申請日期:2013年11月30日 優(yōu)先權(quán)日:2013年11月30日
【發(fā)明者】蘇廣春, 關(guān)井和, 陳益明 申請人:寧波科星材料科技有限公司