粉末冶金法已广泛应用于交通、信息及航空航天等的金属材料制备,目前使用最广泛的稀土永磁材料钕铁硼和钐钴等绝大部分都是采用粉末冶金法制备,而烧结和回火工艺的参数特别是温度及其稳定性对稀土永磁材料的性能有着极其重要的影响。科研实验中使用的真空热处理炉多为单室管式炉,热处理时,由于炉膛均温区难以确定,造成样品在炉膛内放置不当;此外当样品较多时,相互遮挡使样品受热不均产生加热畸变,导致热处理质量差、效率低及耗能大等问题。本文采用ANSYS Workbench对真空热处理炉和Nd2Fe14B永磁体进行温度场仿真及结构和加热方案优化,并以回火热处理实验验证仿真结果,主要工作如下:采用稳态温度场分析法,对加热管温度载荷为1000℃且空载时的炉膛温度场进行仿真,以筛网平面横向温度变化±3℃为均温区标准,得到:优化前均温区长度为240 mm,均温区平均温度为958.25℃。采用控制变量法进行结构优化得到1000℃时真空炉的优化结构为:在炉管内增加距管底520 mm且厚度40 mm的隔热层、工件盒厚度6.25 mm且材质为石墨、筛网厚度1 mm且材质为球墨铸铁。优化后均温区长度为320mm及平均温度为962.94℃,较优化前分别提高80 mm和4.69℃。采用1000℃时的优化结构,分析不同温度载荷下的炉膛温度场,得到:筛网均温区长度从400℃时的250 mm增加到1200℃时的330 mm,筛网平面横向温度的标准差从400℃时的2.85℃降低到1200℃时的1.59℃,即在结构相同时,温度载荷越高,筛网均温区越大且平面温度越容易达到均匀。真空热处理炉在600℃时工件盒与筛网的优化材质为304#不锈钢,1000℃时,工件盒为石墨,筛网为球墨铸铁。理论分析解释了产生该差异的主要原因为:304#不锈钢的热导率随温度升高而升高,而石墨及球墨铸铁的热导率随温度升高而降低。采用结构优化后的真空热处理炉对Nd2Fe14B永磁体进行回火,只需设置加热温度为595℃便能使矫顽力达到最大（21.14 k Oe）,较优化前减少了5℃,与仿真中结构优化后均温区平均温度提高4.92℃基本一致;处理的磁体数量增加33.33%,基本验证了仿真中结构优化后均温区长度提高50 mm（21.74%）的结果。负载仿真得到Nd2Fe14B永磁体的优化加热方案:1000℃烧结时,方形和圆柱形样品在均温区内应分别采用62.50%和62.10%的填充率;600℃回火时,二者在均温区内应分别采用100%和76.90%的填充率。