釹鐵硼生產(chǎn)知識(shí)培訓(xùn)

1、二、毛坯生產(chǎn)制造流程二、毛坯生產(chǎn)制造流程三、常用技術(shù)參數(shù)三、常用技術(shù)參數(shù)目目 錄錄五、安全操作五、安全操作四、產(chǎn)品應(yīng)用和使用注意事項(xiàng)四、產(chǎn)品應(yīng)用和使用注意事項(xiàng)一、產(chǎn)品介紹一、產(chǎn)品介紹一、產(chǎn)品介紹一、產(chǎn)品介紹1、我們的產(chǎn)品： 燒結(jié)釹鐵硼永磁材料2、磁性材料類別和定義永磁體（也叫硬磁體），磁性可以長(zhǎng)期保持，不易消失；非永磁體（也叫軟磁體），去掉外加磁場(chǎng)后磁性易消失；指南針電磁鐵磁性材料通常按照其矯頑力的高低進(jìn)行分類：矯頑力小于0.8kA/m稱為軟磁材料(Soft Magnetic Materials)，而大于0.8kA/m的通常就稱為硬磁材料(Hard Magnetic Materials)。硬磁

2、材料在磁化達(dá)到飽和之后通常需要很大的反向場(chǎng)，才能使磁化強(qiáng)度降為零；而軟磁材料只需要很小的反向場(chǎng)就足以使磁化強(qiáng)度降為零。 英語(yǔ)中“magnet”一詞源于古希臘馬其頓塞薩利亞地區(qū)的一個(gè)地名“Magnesia ”,此地出產(chǎn)天然磁鐵礦。早在公元前3世紀(jì)，呂氏春秋中就有“慈石召鐵，或引之也”的記述，指南針作為中國(guó)人引以自豪的四大發(fā)明之一，其中的關(guān)鍵就是磁性材料。磁現(xiàn)象未 成 對(duì) 電 子磁性的起源：原子固有磁矩KLMZe電 子電荷：e 自旋： 磁矩：自旋磁矩軌道磁矩原 子 核電荷：e自旋： 1磁 矩 ： N原 子 磁 矩電子磁矩原子核磁矩最低能量原理+Pauli泡利原理，不相容原理Hund 洪德法則量子力

3、學(xué)效應(yīng)全同粒子無(wú)交換相互作用交換相互作用間接直接 超磁有序的起源：交換相互作用3、磁性材料的發(fā)展、磁性材料的發(fā)展永磁體永磁體鋁鎳鈷鋁鎳鈷 AlNiCo鐵鐵 氧氧 體體稀土永磁稀土永磁釤鈷系釤鈷系 SmCo粘結(jié)釹鐵硼粘結(jié)釹鐵硼燒結(jié)釹鐵硼燒結(jié)釹鐵硼釹鐵硼系釹鐵硼系NdFeB什么是稀土？什么是稀土？稀土就是化學(xué)元素周期表中鑭系元素鑭（La）、鈰（Ce）、鐠(Pr)、釹(Nd)、钷(Pm)、釤(Sm)、銪(Eu)、釓(Gd)、鋱(Tb)、鏑(Dy)、鈥(Ho)、鉺(Er)、銩(Tm)、鐿(Yb)、镥(Lu)，以及與鑭系的15個(gè)元素密切相關(guān)的兩個(gè)元素鈧（Sc）和釔（Y）共17種元素，稱為稀土元素（Rar

4、e Earth）。簡(jiǎn)稱稀土（RE或R）。 稀土元素最初是從瑞典產(chǎn)的比較稀少的礦物中發(fā)現(xiàn)的，“土”是按當(dāng)時(shí)的習(xí)慣，稱不溶于水的物質(zhì)，故稱稀土。 根據(jù)稀土元素原子電子層結(jié)構(gòu)和物理化學(xué)性質(zhì)，以及它們?cè)诘V物中共生情況和不同的離子半徑可產(chǎn)生不同性質(zhì)的特征，十七種稀土元素通常分為二組。 輕稀土LR（又稱鈰組）包括：鑭、鈰、鐠、釹、钷、釤、銪、釓。 重稀土HR（又稱釔組）包括：鋱、鏑、鈥、鉺、銩、鐿、镥、鈧、釔。稱鈰組或釔組，是因?yàn)榈V物經(jīng)分離得到的稀土混合物中，常以鈰或釔占優(yōu)勢(shì)而得01020304050澳大利亞中國(guó)印度美國(guó)俄羅斯其它國(guó)家世界各國(guó)稀土資源儲(chǔ)量的對(duì)比，我國(guó)稀土資源工業(yè)儲(chǔ)量約4,800萬(wàn)噸(稀土氧

5、化物ReO)，遠(yuǎn)景儲(chǔ)量約12,000萬(wàn)噸，占世界稀土資源的70-80%。磁體工業(yè)中常用的元素，如Nd、Pr、Sm、Tb、Dy等在我國(guó)稀土礦含量相當(dāng)高，而且我國(guó)稀土礦的稀土氧化物的分離較簡(jiǎn)便，稀土價(jià)格低，這些資源優(yōu)勢(shì)為我國(guó)稀土永磁材料工業(yè)的發(fā)展提供了極為有利的條件 3、磁性材料的發(fā)展3.1 鋁鎳鈷鋁鎳鈷 AlNiCo ，1920年年優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：Br 高、熱退磁性優(yōu)異、耐腐蝕；高、熱退磁性優(yōu)異、耐腐蝕； 缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：Hcj 很低，磁性易消失；很低，磁性易消失；3.2 鐵氧體，鐵氧體，1950年年優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好，耐腐蝕性優(yōu)異、原料來(lái)源廣泛優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好，耐腐蝕性優(yōu)異、原料來(lái)源廣泛/價(jià)格低廉；價(jià)格

6、低廉；缺點(diǎn)：最大磁能積低、力學(xué)性能差缺點(diǎn)：最大磁能積低、力學(xué)性能差3.3 釤鈷系釤鈷系SmCo ，1960年年優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好，磁性能較好；優(yōu)點(diǎn)：熱穩(wěn)定性好，磁性能較好；缺點(diǎn)：成本高昂，且大量使用戰(zhàn)略金屬；缺點(diǎn)：成本高昂，且大量使用戰(zhàn)略金屬；3.4 釹鐵硼，釹鐵硼，1983年年優(yōu)點(diǎn)：性能優(yōu)異、性價(jià)比高、加工性好，被稱為優(yōu)點(diǎn)：性能優(yōu)異、性價(jià)比高、加工性好，被稱為“磁王磁王”；缺點(diǎn)：耐腐蝕性較差，需進(jìn)行表面涂覆或防腐處理后使用；缺點(diǎn)：耐腐蝕性較差，需進(jìn)行表面涂覆或防腐處理后使用； 質(zhì)地硬且脆；質(zhì)地硬且脆；國(guó)于國(guó)于1983年底在實(shí)驗(yàn)室研制年底在實(shí)驗(yàn)室研制成功釹鐵硼永磁體，成功釹鐵硼永磁體，1984年

7、年底開(kāi)始轉(zhuǎn)化為工業(yè)化生產(chǎn)。底開(kāi)始轉(zhuǎn)化為工業(yè)化生產(chǎn)。1985年中國(guó)年產(chǎn)年中國(guó)年產(chǎn)10T,1998年年增加到增加到3200T。3、磁性材料的發(fā)展、磁性材料的發(fā)展 高牌號(hào)NdFeB燒結(jié)磁體的判別式如下： (BH)max(MGOe) + iHc(kOe) 70 而在5年以前，高牌號(hào)的判別式總值低約10， 即 (BH)max(MGOe) + iHc(kOe) 65所用稀土元素為 Nd, Pr, Dy, Tb相組成：磁性相Nd2Fe14B,Dy2Fe14B,Pr2Fe14B,Tb2Fe14B,Nd2Co14B,Pr2Co14B,Tb2Co14B非磁性相：REFe4B4,V2FeB2,NbFeB,MOFeB

8、富稀土相：Nd-Rich,CoNd3,Ga-Nd由雜質(zhì)引起的相：Nd-oxide,Pr-oxide,RE-carbide,RE-nitride原材料準(zhǔn)備原材料檢驗(yàn)配料熔煉甩片回火燒結(jié)磁場(chǎng)取向壓型制粉入庫(kù)性能檢測(cè)取樣品加工熔煉的目的是將配比好的純金屬料(Fe、Nd、B-Fe、Dy、Al、Nb、Co、Cu等)在真空感應(yīng)爐中熔化，以便澆注得到鑄錠組織。鑄錠組織不僅對(duì)制粉、取向、燒結(jié)工藝，而且對(duì)粉末性質(zhì)和最終燒結(jié)磁性能均有重要影響。沒(méi)有優(yōu)良的鑄錠組織，就不可能造出高性能的燒結(jié)永磁體，鑄錠組織是制約磁體性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。良好的鑄錠組織應(yīng)該是：柱狀晶生長(zhǎng)良好，其尺寸細(xì)小；富釹相沿晶界均勻分布，但不得有大

9、塊的富釹相；不存在-Fe相。 1、配料：按工藝設(shè)計(jì)的配比進(jìn)行原料配制，主原料、配料：按工藝設(shè)計(jì)的配比進(jìn)行原料配制，主原料-Pr、Nd、B、Fe，其他常用，其他常用原料有原料有Dy、Tb、Al、Cu、Ga、Zr、Ho、Nb、La、Ce等；等；工藝控制點(diǎn)：工藝控制點(diǎn)：1、原材料純度、原材料純度2、清潔狀態(tài)、清潔狀態(tài)3、稱重儀器精確度、稱重儀器精確度2、熔煉：使用中頻感應(yīng)爐，在惰性氣體保護(hù)下，將配料工序配置好的原料熔化、熔煉：使用中頻感應(yīng)爐，在惰性氣體保護(hù)下，將配料工序配置好的原料熔化、澆鑄成鋼錠，裝爐時(shí)依各類原料熔點(diǎn)由高至低的順序依次放入；澆鑄成鋼錠，裝爐時(shí)依各類原料熔點(diǎn)由高至低的順序依次放入；工

10、藝控制點(diǎn)：工藝控制點(diǎn)：1、真空度、真空度2、裝爐時(shí)原料擺放順序、裝爐時(shí)原料擺放順序3、預(yù)熱、熔化、精煉、澆注、預(yù)熱、熔化、精煉、澆注各步驟的加熱功率和操作時(shí)間；各步驟的加熱功率和操作時(shí)間；4、重量、鑄錠成分、外觀、重量、鑄錠成分、外觀、結(jié)晶結(jié)晶成相好成相好：Nd2Fe14B主相比例大，無(wú)-Fe相（有利于獲得 高剩磁） 傳統(tǒng)的合金錠中，主相比例受限制，富釹相等雜相有一定比例，較難獲得高剩磁織構(gòu)好織構(gòu)好：主相晶粒小、均勻,富釹相均勻分布在主相晶 粒邊界（有利于獲得高矯頑力） 傳統(tǒng)的合金錠中，主相晶粒較大、欠均勻,富釹相分布不均勻，需要較多的富釹相以獲高矯頑力（Nd2Fe14B主相比例下降，影響獲

11、得高剩磁）主相晶粒完整主相晶粒完整：晶界富Nd相吸氫后導(dǎo)致的合金薄片沿晶界 破碎（有利于提高取向度，獲得高剩磁） 機(jī)械破碎，無(wú)法保證沿晶界破碎，一個(gè)顆粒中可 能包含多個(gè)晶粒，不利于提高取向度。富釹相分布均勻富釹相分布均勻：富釹相均勻分布在破碎顆粒邊界（有利 于獲得高矯頑力） 機(jī)械破碎，無(wú)法保證沿晶界破碎，富釹相均勻分 布不均勻。制粉效率提高制粉效率提高：氣流磨制粉效率加倍提高。粉末抗氧化能力提高粉末抗氧化能力提高：吸氫使晶粒表面鈍化。燒結(jié)磁體的材質(zhì)得到改善燒結(jié)磁體的材質(zhì)得到改善HD工藝是利用稀土合金和H2的相互作用達(dá)到破碎鑄錠合金的目的，其工藝過(guò)程如下。將具有新鮮表面的Nd-Fe-B系合金裝入

12、密閉容器，抽真空后充入高純氫氣，使氫氣壓為兩個(gè)大氣壓左右，數(shù)分鐘后就會(huì)聽(tīng)到合金錠的爆裂聲并伴隨著溫度的升高。這個(gè)過(guò)程就成為“氫爆” (HD)，此過(guò)程是Nd-Fe-B合金發(fā)生氫化的結(jié)果。在一定的溫度和氫氣壓力下，Nd2Fe14B與氫可以發(fā)生如下的反應(yīng)(富釹相與氫的反應(yīng)與其類似)，這是個(gè)可逆反應(yīng)： 3、氫破：利用稀土材料吸收氫氣的特性，通過(guò)體積膨脹使金屬鑄錠均勻的沿晶破、氫破：利用稀土材料吸收氫氣的特性，通過(guò)體積膨脹使金屬鑄錠均勻的沿晶破碎，為磨制粉料提供預(yù)處理；碎，為磨制粉料提供預(yù)處理；缺點(diǎn)：缺點(diǎn)：1.氫破后原料含氫量較大，需在氫破后原料含氫量較大，需在燒結(jié)工序進(jìn)行脫氫處理，延長(zhǎng)燒燒結(jié)工序進(jìn)行脫

13、氫處理，延長(zhǎng)燒結(jié)周期；結(jié)周期； 2.金屬組織內(nèi)部形成氫化物，提金屬組織內(nèi)部形成氫化物，提高了產(chǎn)品的脆性；高了產(chǎn)品的脆性；3.氫氣易燃，需有嚴(yán)格的操作和氫氣易燃，需有嚴(yán)格的操作和安全管理規(guī)程；安全管理規(guī)程；優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1.氫氣環(huán)境進(jìn)行加工，減少與氧氫氣環(huán)境進(jìn)行加工，減少與氧氣的接觸；氣的接觸； 2.沿晶破碎的方式，使破碎后的沿晶破碎的方式，使破碎后的顆粒粒度均勻，制粉時(shí)可以更好顆粒粒度均勻，制粉時(shí)可以更好的獲得單晶，并提高制粉產(chǎn)能；的獲得單晶，并提高制粉產(chǎn)能；3.破碎后顆粒含氫，防氧化；破碎后顆粒含氫，防氧化；工藝控制點(diǎn)：工藝控制點(diǎn)：防漏，吸氫前真空度，吸氫時(shí)間，脫氫溫度、時(shí)間，冷卻出防漏，吸氫

14、前真空度，吸氫時(shí)間，脫氫溫度、時(shí)間，冷卻出爐溫度爐溫度實(shí)際生產(chǎn)設(shè)備中，為了提高制粉效率，氣流磨制粉機(jī)采用多個(gè)噴嘴，以便在磨室內(nèi)形成一個(gè)物料流態(tài)化的區(qū)域。圖2-8為實(shí)際氣流磨粉機(jī)中的磨室示意圖，共有四個(gè)噴嘴，其中三個(gè)在旁邊，互成120角，底部也有一個(gè)。旁邊有進(jìn)料口，頂部是渦輪分級(jí)輪。將壓力為0.6MPa左右的高純氮?dú)馔ㄟ^(guò)噴嘴射入對(duì)撞粉碎區(qū)，使物料流態(tài)化，并在高速氣流作用下，讓物料在噴嘴交匯處產(chǎn)生碰撞，使顆粒破碎為細(xì)粉。破碎的顆粒隨上升氣流通過(guò)分級(jí)輪，使小于規(guī)定尺寸的DC的顆粒通過(guò)，大于DC的顆粒不能通過(guò)分級(jí)輪，又返回到對(duì)撞粉碎區(qū)，繼續(xù)進(jìn)行粉碎。而小于規(guī)定尺寸DC的粉末經(jīng)輸送管道送到細(xì)粉末分離器與

15、高效旋風(fēng)分離器進(jìn)行分離，如圖2-9所示。尺寸小于D0的過(guò)細(xì)的粉末被分離掉，在D0-DC范圍內(nèi)的合格粉料從出料口流出。尺寸小于D0的粉末要濾除，凈化的氮?dú)饪煞磸?fù)使用。 4、制粉：利用高壓氮?dú)馐乖项w粒高速碰撞，并通過(guò)分選，制備金屬微粉，粉末、制粉：利用高壓氮?dú)馐乖项w粒高速碰撞，并通過(guò)分選，制備金屬微粉，粉末顆粒直徑顆粒直徑 35m優(yōu)點(diǎn)：優(yōu)點(diǎn)：1.自碰撞進(jìn)行破碎，原料無(wú)污染；自碰撞進(jìn)行破碎，原料無(wú)污染；2.碰撞能量小，輔助氣流冷卻，產(chǎn)碰撞能量小，輔助氣流冷卻，產(chǎn)生熱量較少，粉末內(nèi)應(yīng)力??；生熱量較少，粉末內(nèi)應(yīng)力??；3.保護(hù)氣體環(huán)境下工作，防氧化；保護(hù)氣體環(huán)境下工作，防氧化；4.分選方式，粒度分布較

16、好；分選方式，粒度分布較好；工藝控制點(diǎn)：工藝控制點(diǎn)：1.加料前氧含量和過(guò)程氧含量；加料前氧含量和過(guò)程氧含量；2.平均粒度和粒度分布；平均粒度和粒度分布；對(duì)撞式可控氣流磨制粉機(jī)是一種高效的制造Nd-Fe-B永磁粉的設(shè)備，它具有如下特點(diǎn)：利用物料自身高能對(duì)撞來(lái)粉碎，物料與氣流磨室內(nèi)壁碰撞力很小，內(nèi)壁無(wú)磨損；由于制粉過(guò)程是在封閉的系統(tǒng)中進(jìn)行，杜絕了雜質(zhì)進(jìn)入物料，無(wú)污染，制造的粉末純度很高；盡管粉末顆粒在碰撞過(guò)程中產(chǎn)生熱量，但是經(jīng)過(guò)壓縮機(jī)壓縮的氮?dú)馔ㄟ^(guò)噴嘴射入研磨腔后，體積急劇膨脹，吸收大量的熱量，從而抑制了顆粒碰撞產(chǎn)生的溫升；通過(guò)調(diào)整分級(jí)輪和旋風(fēng)分離器可以控制粉末的最大尺寸DC和最小尺寸D0，可以將

17、D0-DC控制在2-5m之內(nèi)，將尺寸在D0-DC范圍內(nèi)的粉末數(shù)控制在95%-99%左右，這對(duì)制造高性能Nd-Fe-B磁體至關(guān)重要；氣流磨可以進(jìn)行連續(xù)生產(chǎn)，容易實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化，生產(chǎn)效率很高。 磁粉的取向和壓型是在同一臺(tái)設(shè)備上完成的，磁粉在壓模中磁場(chǎng)取向后緊接著就是壓型。壓型主要有三個(gè)目的：(1)使磁粉達(dá)到一定的密實(shí)度，以便在燒結(jié)中達(dá)到高磁性能的致密的顯微組織；(2)將磁粉壓制成所需的形狀和尺寸；(3)保持在磁場(chǎng)取向過(guò)程中所獲得的取向度。目前普遍采用的壓型方法主要有三種：模壓法、模壓加等靜壓和橡皮模壓。也可分為干壓和濕壓。濕壓就是使粉末與保護(hù)介質(zhì)(一般為有機(jī)液體)混和，然后進(jìn)行壓型，其最突出的優(yōu)點(diǎn)就是

18、可以顯著降低磁粉的氧化，但是由于此法成本高，工藝復(fù)雜，且在燒結(jié)時(shí)對(duì)真空系統(tǒng)有損害，所以極少被采用。 5、壓型：在電磁場(chǎng)中對(duì)成品粉進(jìn)行取向，并壓型固定，以保持取向后的粉末排列、壓型：在電磁場(chǎng)中對(duì)成品粉進(jìn)行取向，并壓型固定，以保持取向后的粉末排列工藝控制點(diǎn)：工藝控制點(diǎn)：1.封閉壓型操作的氧含量控制；封閉壓型操作的氧含量控制；2.稱粉重量檢驗(yàn)；稱粉重量檢驗(yàn)；3.取向電流、壓機(jī)壓力；取向電流、壓機(jī)壓力；4.手模壓制上模位置；手模壓制上模位置；4.方塊壓后外觀、尺寸檢驗(yàn)；方塊壓后外觀、尺寸檢驗(yàn)；5.圓柱壓后外觀、重量分布檢驗(yàn)；圓柱壓后外觀、重量分布檢驗(yàn)；6.等靜壓工作壓力、保壓時(shí)間；等靜壓工作壓力、保壓

19、時(shí)間；6、燒結(jié)：使用真空燒結(jié)爐對(duì)壓型生坯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，達(dá)到性能所需的致密度；、燒結(jié)：使用真空燒結(jié)爐對(duì)壓型生坯進(jìn)行高溫?zé)Y(jié)，達(dá)到性能所需的致密度； 回火：通過(guò)單級(jí)或雙級(jí)回火，促進(jìn)成分?jǐn)U散、調(diào)整毛坯內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)；回火：通過(guò)單級(jí)或雙級(jí)回火，促進(jìn)成分?jǐn)U散、調(diào)整毛坯內(nèi)部微觀結(jié)構(gòu)；工藝控制點(diǎn)：工藝控制點(diǎn)：1.燒結(jié)爐的壓升率和真空系統(tǒng)抽率；燒結(jié)爐的壓升率和真空系統(tǒng)抽率；2.爐內(nèi)溫區(qū)一致性；爐內(nèi)溫區(qū)一致性；3.加熱前真空度；加熱前真空度；4.風(fēng)冷前充氣壓力；風(fēng)冷前充氣壓力；5.出爐溫度；出爐溫度；燒結(jié)磁體的燒結(jié)溫度既不能太低，這樣無(wú)法得到高磁性能的顯微組織；也不能太高，這樣會(huì)導(dǎo)致晶粒異常長(zhǎng)大，矯頑力迅速下降。

20、一般來(lái)說(shuō)，磁體的最佳燒結(jié)溫度與其成分和粉末粒度密切相關(guān)：當(dāng)Nd含量較高時(shí)，或含有一定數(shù)量的輕稀土元素時(shí)，如Pr等，燒結(jié)溫度應(yīng)該適當(dāng)降低；當(dāng)壓坯中磁粉的粒度較小時(shí)，在燒結(jié)過(guò)程中，界面能的推動(dòng)作用較大，也應(yīng)適當(dāng)降低燒結(jié)溫度。 回火溫度對(duì)磁體性能的影響與合金內(nèi)部富釹相的數(shù)量、形貌和分布有關(guān)。當(dāng)磁體在比較高的溫度下進(jìn)行第一級(jí)回火時(shí)，短時(shí)間內(nèi)在晶界交匯處的富釹相變成液相，然后在較低的溫度下進(jìn)行第二級(jí)回火，發(fā)生共晶反應(yīng)，液相數(shù)量減少，并且其成分也在變化。如能使富Nd液相成分優(yōu)化至接近三元共晶溫度時(shí)的Nd含量，就可獲得有利于高矯頑力的顯微組織。所以兩級(jí)回火比一級(jí)回火得到更加優(yōu)化的顯微組織。 1、稀土元素與氧

21、化學(xué)反應(yīng)較劇烈，容易生成氧化物；、稀土元素與氧化學(xué)反應(yīng)較劇烈，容易生成氧化物； 富富Nd相稀土總量相稀土總量5090%，主相稀土總量，主相稀土總量26.69%； 因此，富因此，富Nd相先于主相吸氧，吸氧速度也更快；相先于主相吸氧，吸氧速度也更快；2、生產(chǎn)過(guò)程中，全程氣體保護(hù)，防止產(chǎn)品氧化；、生產(chǎn)過(guò)程中，全程氣體保護(hù)，防止產(chǎn)品氧化；3、制粉過(guò)程中，少量并可控的氧的加入，可以生成少量氧化物，燒結(jié)過(guò)程、制粉過(guò)程中，少量并可控的氧的加入，可以生成少量氧化物，燒結(jié)過(guò)程中起到阻礙晶粒長(zhǎng)大的作用，對(duì)提高產(chǎn)品中起到阻礙晶粒長(zhǎng)大的作用，對(duì)提高產(chǎn)品Hcj有一定的積極作用；有一定的積極作用； 同時(shí)，可以起到鈍化粉料

22、作用，減緩后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中粉料對(duì)氧的吸收速同時(shí)，可以起到鈍化粉料作用，減緩后續(xù)生產(chǎn)過(guò)程中粉料對(duì)氧的吸收速度；度；4、過(guò)量的氧會(huì)依次破壞富、過(guò)量的氧會(huì)依次破壞富Nd相、主相，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的剩磁、矯頑力和相、主相，嚴(yán)重影響產(chǎn)品的剩磁、矯頑力和方形度；方形度；5、稀土吸氧是放熱反應(yīng)，如產(chǎn)品粉料短時(shí)間內(nèi)迅速吸氧，大量熱量來(lái)不及、稀土吸氧是放熱反應(yīng)，如產(chǎn)品粉料短時(shí)間內(nèi)迅速吸氧，大量熱量來(lái)不及散發(fā)會(huì)導(dǎo)致起燃；散發(fā)會(huì)導(dǎo)致起燃；退退 磁磁 曲曲 線線剩剩 磁磁 Br 單位：高斯單位：高斯Gs 或或 特斯拉特斯拉 T，1T = 10000Gs矯矯 頑頑 力力 Hcj 單位：奧斯特單位：奧斯特Oe或安或安/米米 A

23、/m，1KOe=79.6KA/m磁磁 能能 積積 （BH）max 單位：高斯單位：高斯奧奧 兆高斯兆高斯奧（即奧（即10萬(wàn)高斯萬(wàn)高斯奧）奧）方方 形形 度度 Hk/Hcj 彎曲點(diǎn)Hk和方形度Q通常將J-H曲線上的Jr0.9或0.8Br相對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)稱為彎曲點(diǎn)磁場(chǎng)Hk，也稱為膝點(diǎn)矯頑力。Hk越大意味著內(nèi)稟退磁曲線（J-H）的方形度越好。 J-H曲線的方形度Q可表達(dá)為Q=4(BH)m/Jr三、常用技術(shù)參數(shù)三、常用技術(shù)參數(shù) 剩磁 磁體磁化到飽和并去掉外磁場(chǎng)后（磁場(chǎng)強(qiáng)度等于零），磁感應(yīng)強(qiáng)度并沒(méi)有降為零，而是仍剩余磁感應(yīng)強(qiáng)度，稱為剩余磁化強(qiáng)度，用Br表示，單位是特斯拉（T）。 CGS 單位制中的單位為高斯

24、（Gauss，簡(jiǎn)稱Gs）。 內(nèi)稟矯頑力 磁體磁化到飽和后，使它的磁化強(qiáng)度或磁感應(yīng)強(qiáng)度降低到零所需要的反向磁場(chǎng)稱為矯頑力Hc。 J-H曲線上，J0所對(duì)應(yīng)的磁場(chǎng)強(qiáng)度值稱為內(nèi)稟矯頑力，記作Hcj，單位是安/米（A/m）， CGS 單位制中的單位為奧斯特（Oe），1KOe79.577A/m 。7、機(jī)加工：、機(jī)加工：磨、切、打孔等加工手段；磨、切、打孔等加工手段；四、產(chǎn)品應(yīng)用和使用注意事項(xiàng)四、產(chǎn)品應(yīng)用和使用注意事項(xiàng).磁片中心軸線上的磁感應(yīng)強(qiáng)度，單位是特斯拉（T）。 CGS 單位制中的單位為高斯（Gauss，簡(jiǎn)稱Gs）。磁片中心軸線上的場(chǎng)可用近似公式來(lái)計(jì)算磁片中心軸線上的場(chǎng)可用近似公式來(lái)計(jì)算A. 圓片：圓

25、片：(直徑直徑Dm*長(zhǎng)度長(zhǎng)度Lm中心軸線中心軸線z點(diǎn)的表場(chǎng)點(diǎn)的表場(chǎng)) Bz=Br (z+Lm)/(4(z+Lm)2+Dm2)1/2-Z /(4Z2+Dm2)1/2)B. 方片：方片：(長(zhǎng)長(zhǎng)a*寬寬b*厚度厚度Lm端面中心軸線端面中心軸線z點(diǎn)的表場(chǎng)點(diǎn)的表場(chǎng))B z = ( B r / ) * ( t a n- 1( a b / ( 2 z * ( a2+ b2+ 4 z2)1 / 2) ) - t a n-1(ab/(2(z+Lm)*(a2+b2+4(z+Lm)2)1/2)說(shuō)明：說(shuō)明： 以上公式假定磁體的以上公式假定磁體的B-H曲線在第二象限是直線曲線在第二象限是直線, 這對(duì)這對(duì)NdFeB磁體大

26、磁體大多數(shù)情況下是適用的多數(shù)情況下是適用的; 但是當(dāng)?shù)钱?dāng)B-H曲線存在拐點(diǎn)曲線存在拐點(diǎn), 且磁片較薄且磁片較薄, 其開(kāi)路狀態(tài)下其開(kāi)路狀態(tài)下的工作點(diǎn)的工作點(diǎn)Bm/Hm位于工作點(diǎn)之下時(shí)位于工作點(diǎn)之下時(shí), 實(shí)測(cè)值明顯偏低。實(shí)測(cè)值明顯偏低。 磁體表面的磁力線是發(fā)散的磁體表面的磁力線是發(fā)散的, 只有軸線上只有軸線上,場(chǎng)的方向相對(duì)固定場(chǎng)的方向相對(duì)固定; 霍耳片測(cè)量的霍耳片測(cè)量的是中心區(qū)域的平均值是中心區(qū)域的平均值B, 一般測(cè)量值較理論值稍低。一般測(cè)量值較理論值稍低。A. 測(cè)量簡(jiǎn)單直觀, 讀數(shù)具有確定的單位, 意義明確：代表霍耳片所在區(qū)域(常理解為一點(diǎn)) 場(chǎng)垂直霍耳片的分量的平均值; 尤其適于測(cè)均勻場(chǎng)、氣

27、隙場(chǎng)。B. 尺寸較小的產(chǎn)品(30mm), 用中心點(diǎn)表場(chǎng)代表磁體整體性能是不恰當(dāng)?shù)?尺寸大的產(chǎn)品, 中心區(qū)的表場(chǎng)反而較小, 且由于NdFeB磁體的粉末冶金性, 材質(zhì)不均勻性不可避免, 個(gè)別點(diǎn)的弱磁可能并不會(huì)影響整塊產(chǎn)品的使用性能。只能測(cè)不同點(diǎn)的表場(chǎng), 通過(guò)與標(biāo)準(zhǔn)樣品比較來(lái)判定材質(zhì)均勻性, 并對(duì)整體使用性能作出初步判定。亥姆赫茲線圈(空心雙線圈)A. 尺寸要求: 鏡面對(duì)稱的兩線圈(同尺寸, 同匝數(shù), 同軸) 相互串聯(lián), 兩線圈中心距等于線圈半徑, 線圈任意截面尺寸不應(yīng)超過(guò)直徑的10%;線圈直徑通常應(yīng)達(dá)到所測(cè)最大產(chǎn)品尺寸的5倍, 一般不小于3倍。B. 線圈敏感性及亥姆赫茲常數(shù)K: 敏感性用線圈中通1

28、A電流在其中心區(qū)域產(chǎn)生的均勻場(chǎng)H0(=0.7155 I*N匝/Rcoil)大小來(lái)表示, 單位為A/cm，顯然線圈尺寸越小，匝數(shù)越多，越敏感，更適合測(cè)小樣品; 在相當(dāng)于線圈直徑尺寸25%-30%的圓柱中心均勻區(qū)內(nèi), 場(chǎng)的大小相差0.5%。線圈常數(shù)K=1A/ H0, 單位是cm，KRcoil / N匝。C. 亥姆線圈的積分值(VS), 乘以K, 即為磁矩(Wbcm) 。D. 測(cè)量值對(duì)樣品充磁方向與線圈軸向夾角很敏感, =10o對(duì)應(yīng)測(cè)試誤差百分比為 5%左右 ; 只要確保產(chǎn)品的磁取向與線圈軸平行, 在中心均勻區(qū)內(nèi), 測(cè)量值對(duì)線圈與產(chǎn)品的相對(duì)位置不敏感; 在25%均勻區(qū)內(nèi), 讀數(shù)誤差約為1% 。高溫減

29、磁(1). 磁性材料的高溫減磁與其居里工作溫度Tc(失磁溫度) 、矯頑力和兩大指標(biāo)(剩磁Br及矯頑力)存在一定的溫度系數(shù)有關(guān)。對(duì)NdFeB材料通常Tc:340 450,Br=-0.11 -0.07%/ jHc=-0.68 -0.45%/; 在一確定磁路中， Tc值越大，溫度系數(shù)(絕對(duì)值) 越小，減磁越小; 矯頑力的作用體現(xiàn)在B-H曲線的拐點(diǎn)位置的高低上; 由于B-H曲線只是近似直線，并可能存在拐點(diǎn)，具體單位溫度變化引起的減磁大小隨溫度及具體磁路而變化。 0204060801001201401600510152025N48N45MN40HN38SH Hcj (kOe)T (C)(2). 通常Nd

30、FeB材料在室溫下的B-H曲線近似為直線，高溫減磁大小可根據(jù)工作點(diǎn)在退磁曲線(B-H) 上的變動(dòng)來(lái)描述; 在靜態(tài)磁路中,磁片所處工作點(diǎn)(Bm Hm) 與零點(diǎn)的連線稱為負(fù)載線, 工作點(diǎn)為負(fù)載線與B-H曲線在第二象限中的交點(diǎn); 在動(dòng)態(tài)磁路中，極限工作狀態(tài)可用與靜態(tài)負(fù)載線平行的兩條極限負(fù)載線來(lái)描述。NdFeB材料在不同溫度下的退磁曲線，以及磁片在開(kāi)路和器件中靜態(tài)和動(dòng)態(tài)工作點(diǎn)的變化情況如示意圖所示。 A. 開(kāi)路狀態(tài)，單個(gè)磁片工作點(diǎn)較低(負(fù)載線P)，自發(fā)退磁場(chǎng)(H1)較大，升溫到T3時(shí)，磁片工作點(diǎn)已位于B-H曲線的拐點(diǎn)以下，此時(shí)會(huì)產(chǎn)生較大的不可逆減磁，如只升溫到T2，不可逆減磁不明顯。 B.在靜態(tài)磁路中

31、，工作點(diǎn)明顯提高(負(fù)載線Po) ，磁體內(nèi)部退磁場(chǎng)(Ho1) 較小，升溫到T3時(shí)，工作點(diǎn)還是位B-H曲線直線段，不可逆減磁還是比較小; 在相同不可逆減磁的條件下，同一磁片在磁路中允許升到更高的溫度，在閉路狀態(tài)下，允許升溫是最高的，理論上決定于居里溫度Tc的大小 C. 在動(dòng)態(tài)磁路中，最關(guān)心的是器件在可能最高工作溫度及最大退磁狀態(tài)下磁片的最低工作點(diǎn)，在進(jìn)行磁路設(shè)計(jì)和選取磁材時(shí)，原則上應(yīng)保證該點(diǎn)在B-H曲線的拐點(diǎn)之上。在實(shí)際磁路中，磁片工作點(diǎn)或多或少會(huì)受到外磁場(chǎng)的影響而變化，變化小的可認(rèn)為是靜態(tài)磁路，變化大的(如永磁電機(jī)) ，必須作為動(dòng)態(tài)磁路考慮外在退磁場(chǎng)的影響。 可逆減磁是指磁片從高溫降到低溫的過(guò)程

32、中的磁性能(磁通或表場(chǎng))變化; 在確定磁路中，負(fù)載線的斜率不變，差異與磁片可逆溫度系數(shù)正相關(guān); 同一磁片在閉路狀態(tài)可逆減磁最大，開(kāi)路狀態(tài)最小(Bm = (4M )-Hm)。 不可逆減磁是指磁片從低溫到高溫，再回到低溫，前后兩次低溫所測(cè)磁性能差異; 它是由燒結(jié)NdFeB的B-H線只是近似直線以及存在拐點(diǎn)而引起，大小與不可逆溫度系數(shù)相關(guān); 工作點(diǎn)在拐點(diǎn)以下，將導(dǎo)致巨大不可逆減磁; 同一磁片在正常工作溫度范圍內(nèi)，閉路狀態(tài)的不可逆減磁最小(接近零) ，開(kāi)路狀態(tài)最大。 對(duì)NdFeB磁材，溫度系數(shù)變化不大，可逆減磁在某些磁路中通過(guò)溫度補(bǔ)償可適當(dāng)減少，且隨溫度變化是可恢復(fù)的; 相對(duì)而言，不可逆減磁的危害較大

33、。 (1). 通常在成品檢測(cè)中所說(shuō)的高溫減磁，是指磁片在一定狀態(tài)下(退磁因子) 從室溫升到高溫并保溫一段時(shí)間后回到室溫，前后兩次的表場(chǎng)或磁通變化情況，它主要反應(yīng)的是準(zhǔn)開(kāi)路狀態(tài)下單個(gè)磁片的不可逆溫度減磁，與試驗(yàn)時(shí)樣品的擺放方式有關(guān); 只有在老化試驗(yàn)過(guò)程中, 工作點(diǎn)變化到B-H曲線的拐點(diǎn)以下時(shí)，減磁才明顯?？蛻敉ǔｊP(guān)心的減磁，是指磁器件從低溫升到高溫時(shí)，由磁片減磁而引起的信號(hào)變化，顯然它包含了可逆及不可逆溫度減磁兩部分; 另外磁片在運(yùn)輸安裝過(guò)程中，由環(huán)境溫度變化及外磁場(chǎng)的影響，也可能導(dǎo)致部分不可逆減磁。 (1). 首先了解客戶的使用及測(cè)量方式，器件特征變量與磁片磁通變量之間的對(duì)應(yīng)關(guān)系，定性判定減磁

34、的性質(zhì)(可逆的與不可逆所占百分比) ，然后采取較經(jīng)濟(jì)的方式改善。(2)降低可逆損失的途徑：主要是改進(jìn)配方，降低剩磁溫度系數(shù); 或者選用溫度系數(shù)更好的材料。(3)降低不可逆損失的途徑：主要是改進(jìn)配方，降低矯頑力溫度系數(shù)，提高矯頑力，并改善退磁曲線的方形度，最終目的是降低B-H曲線拐點(diǎn)的高度; 如條件允許，可建議客戶改進(jìn)磁路，提高負(fù)載線的斜率。(4)可采用老化的方法降低減磁率 電機(jī)用磁體，在工作過(guò)程中氣隙長(zhǎng)度和體積是變化的，屬動(dòng)態(tài)磁路。磁體不但受到溫度變化的影響，而且還受到電樞磁動(dòng)勢(shì)對(duì)其反向退磁的影響。由于工作點(diǎn)是在回復(fù)線上往返變化，就使得磁體處于循環(huán)退磁狀態(tài)。這要求我們?cè)谧鲭姍C(jī)磁路設(shè)計(jì)時(shí)，不但要考慮溫度變化的影響，還要考慮到動(dòng)態(tài)退磁的附加影響。一般功率型的直流電機(jī)，由于電樞效應(yīng)，其最低工作點(diǎn)大約都在-0.6的地方，此時(shí)要求磁體在電機(jī)的連續(xù)工作溫度下B-H曲線仍為直線,如果B-H曲線發(fā)生彎曲，磁體就會(huì)因電樞效應(yīng)產(chǎn)生永久性退磁；另外還有對(duì)磁體在電機(jī)的極限溫度下，要求其磁通不可逆損失hirr5% .所謂化學(xué)穩(wěn)定性是指永磁材料的抗氧化和耐腐蝕程度。相對(duì)于傳統(tǒng)的鐵氧體或Sm系永磁，燒結(jié)釹鐵硼的化學(xué)穩(wěn)定性是最差的。如直接暴露在大氣中就會(huì)不斷