烧结钕铁硼永磁体是如何生产的?

时间:2022-09-29 09:46:36 作者:鼎博官网登录 来源:鼎博娱乐平台 asycn

  烧结钕铁硼永磁体是采用粉末冶金法生产的,从备料到成品发货一般要经过十几个工艺环节,在不同阶段还包括若干次检测分析。

  整个生产过程是一个系统工程,环环相扣。一般我们将生产磁体毛坯的过程称为前道生产环节,将毛坯加工成最终成品的过程称为后道加工环节。磁材厂家主要分为两类,一类是同时拥有前道生产和后道加工的生产厂家,另一类是专注于后道加工环节的加工厂家。

  有句俗语是“药材好,药才好“,这句话非常适用于烧结钕铁硼磁体的生产,好的原材料是生产优质磁材的基础。生产厂家在选择原材料时,一般根据磁体性能要求,按照相应国家标准来选购。在冶炼前,会对原材料进行切断和表面处理。

  熔炼是烧结钕铁硼永磁体进入生产过程的第一道工艺,原材料在熔炼炉内经过热熔,冷却形成合金甩带片。该过程需炉温达到1300度左右,持续四个多小时来完成。

  氢破和气流磨这两个工艺环节统称为制粉,是将熔炼制成的合金甩带片破碎并制成磁粉的过程。为了获得良好取向的磁体,要求粉末颗粒尺寸小(3-4μm)且尺寸分布集中,粉末颗粒呈球状或近似球状。

  将破碎后的磁粉装入模具,施加外磁场进行取向,取向后对粉末进行压型。粉末磁场取向是生产高性能烧结钕铁硼的关键工艺技术之一。在压型工艺上,目前行业内普遍采用的方法有三种:模压法、模压加冷等静压及橡胶模等静压,在相同钕含量情况下,橡胶模等静压可获得更大的磁能积。

  经过压型后磁体压坯的相对密度较大,为了使磁体具有高永磁性能,需要将压坯加热到粉末基本相熔点以下的温度,进行热处理一段时间,这个过程也称为烧结。高温淬冷后还需要在一定温度进行回火处理优化组织结构,获取最佳的磁性能。(回火是指将烧结好的磁粉坯冷却到一定温度后再次加热升温)

  由于磁场取向成形过程的特点和技术局限,烧结磁体很难一次性直接达到实际应用的形状和尺寸精度,很多成品磁体的体积小、形状复杂,只能通过一定形状的毛坯磁体加工而成。烧结钕铁硼材质硬而脆,一般机械加工只能进行切割、钻孔、研磨和滚磨。

  日本和欧美企业因考虑原材料和人工成本而选择近终成形工艺居多,后续机械加工辅之;中国企业生产的烧结钕铁硼产品繁多,主要采用毛坯磁体结合后加工的综合生产流程,充分借鉴陶瓷和水晶加工的工艺优势,将稀土永磁体的机械加工水平发挥到了极致。随着原材料成本和人工成本压力的增加,在我国近终成形和自动成形技术正在快速发展。

  稀土元素镝和铽可以大幅提高材料的矫顽力以及温度稳定性,对于矫顽力和使用温度要求较高的烧结钕铁硼材料中,往往需要添加镝和铽,但是这两种元素的价格非常高,会使磁体生产成本骤增,目前行业内普遍采用晶界扩散技术来减少重稀土元素的添加量。

  烧结钕铁硼是一种化学活性非常强的粉末材料,内部存在微小孔隙与空洞,在空气中易被腐蚀和氧化,日久将造成磁性能的衰减甚至丧失,所以使用前必须进行严格的表面防腐处理。目前钕铁硼防腐处理普遍采用电镀、化学镀、电泳、磷化处理等方法,其中电镀作为一种成熟的金属表面处理手段应用较为广泛。

  充磁是烧结钕铁硼永磁体获得磁性的关键一步,充磁机是对磁性材料或磁性器件进行充磁的工具,通过它向被充磁的钕铁硼磁体施加磁场。如果充磁的磁场达不到技术饱和磁场,则永磁体的剩磁Br和矫顽力Hcj均达不到应有数值。除了普通单极充磁外,烧结钕铁硼还可根据实际需要进行多极充磁,即充磁后在一个平面上可呈现多个N,S极。

  包装发货是磁体出厂前的最后一个环节。磁体生产厂家可根据采购方的要求进行包装,如果采购人员有特殊的包装要求可提前向供应商说明。烧结钕铁硼永磁体具有强磁性,因此国内运输一般都使用陆运。出口外海的,经过特殊的隔磁包装和专业机构的检测鉴定后可采用空运。

  烧结钕铁硼永磁体生产过程中的质量监控和最终产品的质量检测应包括下表所列的项目,但不是每一项都要进行检测,采购人员可根据实际需要与厂家协商所需的检测项目。