永磁釹鐵硼材料調(diào)查報(bào)告

NdFeB材料調(diào)查報(bào)告釹鐵硼合金是第三代永磁材料，其試樣和產(chǎn)品的性能均是當(dāng)今永磁材料中最高的，最大磁能積分別為431KJ/m3366KJ/m3B1.47TH992kA/m。同時(shí)該合金的機(jī)械r c強(qiáng)度比其它永磁材料高T31℃〔-0.126%-，cB的溫度系數(shù)可達(dá)-0.13%C-1，H 的溫度系數(shù)達(dá)-〔0.6~0.7〕%C-1，使用溫度低，熱穩(wěn)定性和抗腐蝕性能差r ci〔合金中含有極易氧化的釹，易生銹。一、NdFeB材料的組分、分類及制備Nd-Fe-BNd2Fe14B化合物為基體，含有少量富NdB相的永磁材料，其大體~36wt%N~63wt%F，~1wt%，主要成分為稀土R、鐵F、硼B(yǎng)。其中稀土Nd為了獲得不同性能可用局部鏑D、鐠Pr〕等其他稀土金屬替代，鐵也可被鈷C、鋁Al〕等其他金屬局部替代，硼的含量較小，但卻對(duì)形成四方晶體構(gòu)造金屬間化合物起著重要作用，使得化合物具有高飽和磁化強(qiáng)度，高的單軸各向異性和高的居里溫度。-法、復(fù)原集中法和粘接磁體四種方法。粘結(jié)釹鐵硼各個(gè)方向都有磁性，耐腐蝕；而燒結(jié)釹鐵硼因易腐蝕，外表需鍍層，一般有鍍鋅、鎳、環(huán)保鋅、環(huán)保鎳、鎳銅鎳、環(huán)保鎳銅鎳等。除復(fù)原集中法需要NdO外，2 3其它方法均需以金屬釹或Nd-Fe合金為原料。釹鐵硼的燒結(jié)體是多相體系，除NdFe B外，還有富釹存2 14在，因此在熔煉時(shí)按Nd Fe B標(biāo)稱組安排料獲得的合金錠經(jīng)球磨至粒度約為3μm粉末，然后在垂直于15 77 8外磁場(chǎng)〔~10kOe〕方向壓制成型。壓制的坯料在約1380K下于保護(hù)氣氛中燒結(jié)，隨后快速冷卻。然后在富釹相熔點(diǎn)的溫〔約880下進(jìn)展后燒結(jié)處理再快速冷卻這樣處理后的坯料再充磁即可制得NdFe B永磁體。

2 14熔體旋淬工藝制備法馬上熔融的金屬液流直接噴射到高速旋轉(zhuǎn)的冷襯底上，使熔體急速凝固，并用惰性氣體進(jìn)展保護(hù)以防止氧化。制備薄帶厚15~30μmNdFeB的最正確100nm的晶?！?00倍。就成分而言，快淬薄帶比燒結(jié)體更接近于NdFe B單相成分。2 14釹鐵硼磁體生產(chǎn)中原材料占總生產(chǎn)本錢(qián)的比例為45~560燒結(jié)釹鐵硼一般分軸向充磁與徑向充磁，依據(jù)所需要的工作面來(lái)定。二、磁性能參數(shù)NdFeB材料的磁性能參數(shù)NdFeB磁體的磁性能遠(yuǎn)高于Sm2Co17系列的第三代稀土永磁材料，其剩磁〔Br〕是釤鈷永磁的1~23~55~15倍。NdfeB材料主要磁性能參數(shù)有剩磁Br，矯頑力H，內(nèi)稟矯頑力H，最大磁能積(BH)max，居里溫度Tc，最高工作溫度等，具體牌號(hào)及相關(guān)參數(shù)見(jiàn)表CB CJ2-1，2-2，2-3。2-1常見(jiàn)NdFeB牌號(hào)及性能參數(shù)剩磁感應(yīng)強(qiáng)度性能 BrmT牌號(hào) 〔KGs〕

矯頑力HcBKA/m〔KOe〕

內(nèi)稟矯頑力HcJKA/m〔KOe〕

最大磁能積BaxKJ/3〔MGOe〕最小值典型值最小值典型值最小值最小值最小值典型值11801230868955263278〔11.8〕〔12.1〕〔10.9〕〔12〕〔33〕〔35〕12301250899955287295〔12.3〕〔12.5〕〔11.3〕〔12〕〔36〕(37)12701280923955303310〔12.7〕〔12.8〕〔11.6〕〔12〕〔38〕〔39〕12901310923955318326〔12.9〕〔13.1〕〔11.6〕〔12〕〔40〕〔41〕13301350876955342350〔13.3〕〔13.5〕〔11.0〕〔12〕〔43〕〔44〕13601380836955366374〔13.6〕〔13.8〕〔10.5〕〔12〕〔46〕〔47〕14101420860876374390〔14.1〕〔14.2〕〔10.8〕〔11〕〔47〕〔49〕14301440836876390406〔14.3〕〔14.4〕〔10.8〕〔11.0〕〔49〕〔51〕108011407961114223246〔10.8〕〔11.4〕〔10〕〔14〕〔28〕〔31〕113011508361114247255〔11.3〕〔11.5〕〔10.5〕〔14〕〔31〕〔32〕118012008681114263271〔11.8〕〔12.0〕〔10.9〕〔14〕〔33〕〔34〕123012508991114287295〔12.3〕〔12.5〕〔11.3〕〔14〕〔36〕(37)127012809231114303310〔12.7〕〔12.8〕〔11.6〕〔14〕〔38〕〔39〕129013109551114318326〔12.9〕〔13.1〕〔12.0〕〔14〕〔40〕〔41〕133013509951114342350〔13.3〕〔13.5〕〔12.5〕〔14〕〔43〕〔44〕1360138010271114358374〔13.6〕〔13.8〕〔12.9〕〔14〕〔45〕〔47〕1410142010501114374390〔14.1〕〔14.2〕〔13.2〕〔14〕〔47〕〔49〕108011007961353223239〔10.8〕〔11.0〕〔10〕〔17〕〔28〕〔30〕113011508361353247255〔11.3〕〔11.5〕〔10.5〕〔17〕〔31〕〔32〕118012008681353263271〔11.8〕〔12.0〕〔10.9〕〔17〕〔33〕〔34〕N38N40N42N45N48N50N5230M33M35M38M40M42M45M48M50M30H33H35H剩磁感應(yīng)強(qiáng)度性能 BrmT牌號(hào) 〔KGs〕

矯頑力HcBKA/m〔KOe〕

內(nèi)稟矯頑力HcJKA/m〔KOe〕

最大磁能積BaxKJ/3〔MGOe〕最小值典型值最小值典型值最小值最小值最小值典型值1230 1250 8991353287295〔12.3〕〔12.5〕〔11.3〕〔17〕〔36〕(37)127012809231353303310〔12.7〕〔12.8〕〔11.6〕〔17〕〔38〕〔39〕129013109551353318326〔12.9〕〔13.1〕〔12.0〕〔17〕〔40〕〔41〕133013409951353342350〔13.3〕〔13.4〕〔12.5〕〔16〕〔43〕〔44〕1360138010271353358366〔13.6〕〔13.8〕〔12.9〕〔16〕〔45〕〔46〕105010807641592207215〔10.5〕〔10.8〕〔9.6〕〔20〕〔26〕〔27〕108011008041592223239〔10.8〕〔11.0〕〔10.1〕〔20〕〔28〕〔30〕113011508441592247255〔11.3〕〔11.5〕〔10.6〕〔20〕〔31〕〔32〕118012008761592263271〔11.8〕〔12.0〕〔11.0〕〔20〕〔33〕〔34〕123012509071592287295〔12.3〕〔12.5〕〔11.4〕〔20〕〔36〕(37)127012809391592303310〔12.7〕〔12.8〕〔11.8〕〔20〕〔38〕〔39〕129013109551592318326〔12.9〕〔13.1〕〔12.0〕〔20〕〔40〕〔41〕132013409951592334342〔13.2〕〔13.4〕〔12.5〕〔20〕〔42〕〔43〕105010807641990207223〔10.5〕〔10.8〕〔9.6〕〔25〕〔26〕〔28〕108011008121990223239〔10.8〕〔11.0〕〔10.2〕〔25〕〔28〕〔30〕113011508521990247255〔11.3〕〔11.5〕〔10.7〕〔25〕〔31〕〔32〕118012008601990263271〔11.8〕〔12.0〕〔10.8〕〔25〕〔33〕〔34〕1230 1250 9071990287295〔12.3〕〔12.5〕〔11.4〕〔25〕〔36〕(37)126012709231990303310〔12.6〕〔12.7〕〔11.6〕〔25〕〔38〕〔39〕12901310923199031832640H42H45H48H28SH30SH33SH35SH38SH40SH42SH45SH28UH30UH33UH35UH38UH40UH42UH最小值典型值最小值最小值最小值典型值〔12.9〕〔13.1〕〔11.6〕〔25〕〔40〕〔41〕105010807642388207223〔10.5〕〔10.8〕〔9.6〕〔30〕〔26〕〔28〕108011008122388223239〔10.8〕〔11.0〕〔10.2〕〔30〕〔28〕〔30〕113011508122388247255〔11.3〕〔11.5〕〔10.2〕〔30〕〔31〕〔32〕118012008122388263271〔11.8〕〔12.0〕〔10.2〕〔30〕〔33〕〔34〕123012508682388287295〔12.3〕〔12.5〕〔10.9〕〔30〕〔36〕(37)108011008122627223239〔10.8〕〔11.0〕〔10.2〕〔33〕〔28〕〔30〕113011508122627247255〔11.3〕〔11.5〕〔10.2〕〔33〕〔31〕〔32〕118012008122627263271〔11.8〕〔12.0〕〔10.2〕〔33〕〔33〕〔34〕剩磁感應(yīng)強(qiáng)度性能牌號(hào)BrmT矯頑力剩磁感應(yīng)強(qiáng)度性能牌號(hào)BrmT矯頑力KA/m〔KOe〕HcJKA/m〔KOe〕最大磁能積Bax〔MGOe〕28EH30EH33EH35EH38EH30TH33TH35TH系列最高工作溫度℃〔Pc=1〕N80M100H120SH150UH180EH200TH2502-3磁性能參數(shù)單位及換算工程〔Br〕〔Hcj〕矯頑力〔Hcb〕

單位〔Oe〕A/m〔Oe〕A/m

換算1T=10KGs1KOe=79.6KA/m1MGOe=7.96KJ/m3環(huán)境條件的變化將引起磁性能兩個(gè)方面的變化，一是磁疇構(gòu)造變化引起的，被稱為磁時(shí)效，磁時(shí)效是可逆的，當(dāng)磁鐵再一次磁化或充磁時(shí)又能恢復(fù)原來(lái)的磁性能；另一種是磁鐵的顯微組織變化引起的，稱為組織時(shí)效，是不行逆的，當(dāng)再一次充磁時(shí)，不能恢復(fù)原來(lái)的磁性能。永磁材料的溫度穩(wěn)定性2-4NdFeB材料溫度穩(wěn)定性參數(shù)BrBr溫度系數(shù)〔%/℃〕-0.08~-0.12HCJ溫度系數(shù)〔%/℃〕-0.42~-0.70居里溫度〔℃〕310~380磁鐵的剩磁B是隨溫度的上升而減小的，設(shè)B(T)是永磁體的起始B，當(dāng)溫度變化到T時(shí)，磁通B降0 1低到B(T

)；當(dāng)環(huán)境溫度又恢復(fù)到T時(shí)，一般狀況下磁通不能恢復(fù)到B(T)B’(T)<B(T)；1 0 0 0 0當(dāng)溫度變化不大時(shí)，B的變化是線性可逆的，定義h

=B(T)-B(T)B的總損失，h=B(T)-B’(T

)B的T 0 1 irr 0 0不行逆損失，h

=B’(T)-B(T)B的可逆損失，α=dB/[B’(T

)dT]*100%(%/℃)T時(shí)的可逆溫度系數(shù)。

rer 0 1 0對(duì)于矯頑力較小的磁體，長(zhǎng)徑比L/D對(duì)h 和h 的影響較大，當(dāng)L/D較大時(shí)，h、h 和h 較?。粚?duì)irr rer T irr rer于高矯頑力永磁體，L/D對(duì)其影響較小。一般來(lái)講，永磁體矯頑力越高，其h、h 和h 參量就越小。T irr rer永磁體在使用之前或測(cè)試性能之前，在某一溫度加熱一段時(shí)間，這一處理稱為老化處理。在老化處理過(guò)程中，使磁鐵不穩(wěn)定的組織或疇構(gòu)造的因素將得到消退，顯著地降低h、h、h 和α。T irr reB見(jiàn)輕稀土化合物與重稀土化合物的磁化強(qiáng)度隨溫度的變化具有補(bǔ)償作用。將輕稀土化合物中的LR元素局部的用重金屬化合物HR取代，做成復(fù)合稀土金屬化合物，當(dāng)重金屬含量到達(dá)某一適當(dāng)?shù)牧繒r(shí)，就可使得該化合物在某一溫度范圍內(nèi)磁化強(qiáng)度或磁感應(yīng)強(qiáng)度Bα≈0。NdFeB材料磁性能的影響熔煉過(guò)程中，應(yīng)盡快將原材料熔化，這樣不僅可以削減Nd、Dy等低熔點(diǎn)的稀土元素?fù)]發(fā)，還可以削減α-Fe的消滅，提高合金主相的相對(duì)含量，從而最終提高永磁體的磁性能。高矯頑力的燒結(jié)釹鐵硼磁鐵α-Feα-Fe遍承受了SCα-Fe的消滅，矯頑力也得到較大提高。制粉時(shí)參與抗氧化劑,能有效地降低氧含量,矯頑力也比傳統(tǒng)工藝生產(chǎn)的磁體矯頑力高160kA/m左右。燒結(jié)釹鐵硼磁體的內(nèi)稟矯頑力隨成型時(shí)取向度的提高而下降。取向磁體和未取向磁體的矯頑力差異是很大的。但是,經(jīng)取向成型磁體的剩磁比未取向磁體的剩磁高1/2以上,磁能積就高得更多了。這是由于未取向成型的磁體是各向同性的,剩磁低,測(cè)試曲線方形度也大大降低,,在成型壓制之前確定要充磁取向,而且充磁取向磁場(chǎng)還應(yīng)較高,2.0T,由于氧的相對(duì)含量上升將使稀土的相對(duì)含量下降,NdNd相包覆主相使其彌散分布,是矯頑力提高的緣由,因此這兩種相的削減都會(huì)導(dǎo)致矯頑力的降低。燒結(jié)釹鐵硼磁體的內(nèi)稟矯頑力隨成型時(shí)的取向度提高而下降。取向磁體和未取向磁體的矯頑力差異是很大的。但是，經(jīng)取向成型磁體的剩磁比沒(méi)有取向磁體的剩磁高一半以上，磁能積就高的更多了。這是因?yàn)闆](méi)有取向成型的磁體是各向同性的，剩磁低，測(cè)試曲線方形度也低，嚴(yán)峻影響了磁體的磁能積。假設(shè)合金的基體是單相，在后期的熱處理中沒(méi)有相變發(fā)生，僅是轉(zhuǎn)變晶界的狀態(tài)，一般把燒結(jié)后的熱處理稱為后燒處理，或叫回火，反之則叫做時(shí)效處理。時(shí)效處理后剩磁增加較小，但矯頑力卻能成倍的增加。在通過(guò)工藝改善材料磁性能時(shí)應(yīng)當(dāng)留意的是，磁晶各向異性導(dǎo)致了單晶磁致伸縮的各向異性和熱膨脹性質(zhì)的各向異性,單晶體的磁致伸縮各向異性和熱膨脹的各向異性將會(huì)導(dǎo)致磁體由高溫向低溫冷卻過(guò)程中內(nèi)部產(chǎn)生很大的內(nèi)應(yīng)力,,所以磁體的磁性能越高,力學(xué)性能越差。三、物理性能參數(shù)NdFeB材料的物理性能稀土永磁材料機(jī)械加工性能普遍較差?，F(xiàn)有產(chǎn)品的加工是以降低10%~20%的成品率為代價(jià)的，并且在生產(chǎn)和使用過(guò)程中簡(jiǎn)潔消滅開(kāi)裂、掉邊掉角、剝落等問(wèn)題。燒結(jié)NdFeB可進(jìn)展鉆孔加工，但照舊很脆。依據(jù)不同爭(zhēng)辯者對(duì)各種牌號(hào)燒結(jié)NdFeB3-11~2個(gè)數(shù)量級(jí)，與陶瓷材料相當(dāng)，是一種強(qiáng)脆性材料。工程〔單位〕數(shù)據(jù)工程〔單位〕數(shù)據(jù)工程〔單位〕工程〔單位〕數(shù)據(jù)工程〔單位〕數(shù)據(jù)工程〔單位〕泊松比數(shù)據(jù)0.24壓縮率〔m2/N〕9.8x10-12橫向變形系數(shù)0.24導(dǎo)熱系數(shù)工程〔單位〕(cal/m.h.℃)熱傳導(dǎo)率〔W/(moK〕電阻率數(shù)據(jù)7.76~8140~160比熱(kJ/℃)0.12熱膨脹系數(shù)(平行取向方K-1)3.2~3.6x10-6熔點(diǎn)(℃)1185熱膨脹系數(shù)(垂直取向方向K-1)-4.6~-5.0x10-6抗彎強(qiáng)度〔MPa〕抗拉強(qiáng)度〔MPa〕抗壓強(qiáng)度〔MPa〕彈性模量〔MPa〕硬度〔Hv〕200~35070~160800~1160137~170500~600撓曲強(qiáng)度剛度密度沖擊韌性斷裂韌性〔kg/mm2〕〔N/m2〕〔g/cm3〕〔KJ/m2〕〔MPa*m1//2〕250.647.4~7.627~472.5~5.5NdFeB材料物理性能的影響添加微量晶界合金后磁體具有較高的抗彎強(qiáng)度。當(dāng)添加的晶界合金中B含量為0.95%原子分?jǐn)?shù)時(shí),抗397MPa,而單合金法制得的磁體抗彎強(qiáng)度僅為309MPa,添加晶界合金幾乎不影響磁體的磁性能。0.5%的Cu時(shí),可使NdFeB26.4%(205.4MPa259.7MPa),使三元系NdFeB68.6%(154MPa259.7MPa)NdFeB的斷裂韌性下降9.9%(3.47MPa·m1/23.12MPa·m1/2),使NdFeB燒結(jié)磁體的斷裂韌性下降37.4%,(5MPa·m1/23.127MPa·m1/2)。Cu元素相比,Nb元素具有更明顯的強(qiáng)化效果。參與0.5%(重量百分比)Nb時(shí)，可使NdFeB燒結(jié)磁52.2%(205.4MPa312.7MPa),NdFeB燒結(jié)磁體的抗彎強(qiáng)度提高103.1%(從154MPa提高到312.7MPa)NdFeB燒結(jié)磁體的斷裂韌性到達(dá)3.677MPa·m1/2(提高了5.9%)，NdFeB26.4%。Nb1%時(shí),NdFeB燒結(jié)磁體的抗彎強(qiáng)度89.9%1%Nb使NdFeB3.937MPa·m1/213.3%，但比三元系NdFeB21.5%。Pr的晶界相合金取代Nd可以提高磁體的抗沖擊性，重稀土元素Dy在晶界相的大量添加可導(dǎo)致磁體力學(xué)性能的降低。釹鐵硼合金的熔點(diǎn)隨成分變化而變化，例如Nd金的熔點(diǎn)就越低。

Fe B17 76

1170℃，Nd的含量越高，合壓坯是很多粉末顆粒的機(jī)械積存體，它的相對(duì)密度只有60%~70%，內(nèi)部空隙很大，強(qiáng)度低，磁性能也很低。燒結(jié)時(shí)，由于原子的集中，不同的粉末顆粒彼此熔合在一起而形成一個(gè)整體。燒結(jié)后的磁體不僅密度增加94%~98，機(jī)械強(qiáng)度，磁性能如剩磁、矯頑力、磁能積等都大大的提高。四、NdFeB材料加工工藝及對(duì)性能參數(shù)的影響NdFeB加工工藝流程粉末冶金法承受粉末冶金法熔煉1kgNd Fe

所需的原材料包含33的純金屬

98%~9965.7%15 77 81.3%BB-FeB-FeB粉好，B-Fe本錢(qián)低，易于參與，成分易于把握，熔煉便利；假設(shè)用B540~870℃時(shí)B粉會(huì)急劇氧化生成氧化物，同時(shí)會(huì)噴濺與揮發(fā)；假設(shè)用B粉做原材料，可將B粉與Fe粉壓成塊。一般的NdFeB粉末冶金法工藝可以概括為：原材料預(yù)備→冶煉→鑄錠→裂開(kāi)與制粉→磁場(chǎng)取向與壓型→燒結(jié)→回火→機(jī)加工與外表處理→檢測(cè)幾個(gè)步驟。熔煉的目的是將純金屬料(Fe、Nd、B-Fe、Dy、A1、Nb、Co、Cu等)熔化，并確保全部的金屬料熔清。純Fe和金屬Nd等的熔點(diǎn)較高，應(yīng)設(shè)法使它們完全熔清；金屬的揮發(fā)和氧化損失會(huì)造成成分不準(zhǔn)確，為此一般承受真空感應(yīng)爐熔煉，真空度應(yīng)達(dá)10-2～10-3Pa以上。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，就不行能制造出高性能燒結(jié)永磁體。良好的鑄錠組織應(yīng)是：柱狀晶生長(zhǎng)良好，其尺寸細(xì)小，Nd相沿晶界均勻分布，但不得有大塊的富Nd相，以及不存在α-Fe晶體。鑄錠凝固是一個(gè)形核長(zhǎng)大的過(guò)程。在結(jié)晶過(guò)程中，形核率越大，將有更多的晶核同時(shí)成長(zhǎng)。這樣，得到的片狀晶尺寸會(huì)更細(xì)小。為了制造高性能Nd-Fe-B系永磁體，將鑄錠組織的片狀晶尺寸把握在5μm以下是較為抱負(fù)的。(HD246μ～175μm(6～80目的中等粉末研磨至～4μm細(xì)粉，該種磁粉絕大多數(shù)為單晶體。一般承受球磨制粉或氣流磨制粉兩種方法。球磨制粉有滾動(dòng)球磨、振動(dòng)磨、高能球磨等。氣流磨制粉是利用氣流將粉末顆粒加速到超音速，使之相互對(duì)撞而裂開(kāi)。釹鐵硼的熱穩(wěn)定性較差，大塊樣品在被磨成粉末狀的時(shí)候熱穩(wěn)定性要下降，所以在制粉過(guò)程中要有保護(hù)截止以防止氧化。裂開(kāi)制粉時(shí)所用的介質(zhì)可以是汽油，甲苯，石油醚，或其它有機(jī)液體或惰性氣體如氮?dú)?、氬氣等，然后再進(jìn)一步研磨。磨粉是將粗顆粒研磨到3~5μm，通常的方法有振動(dòng)球磨、滾動(dòng)球磨和氣流磨。球磨介質(zhì)可用甲苯、航空汽油、石油醚、環(huán)乙烷、氟氯烷等，球磨后在真空中或氬氣流中枯燥。粉末磁場(chǎng)取向是制造高性能燒結(jié)Nd-Fe-BNd-Fe-B系永磁體的磁性能主要來(lái)源于具有四方構(gòu)造的NdFe B基體相，它是單軸各向異性晶體，c軸為易磁化軸，a軸犯難2 14磁化軸。對(duì)于單晶體來(lái)說(shuō)，當(dāng)沿其易磁化軸磁化時(shí)，有最大的剩磁。假設(shè)燒結(jié)永磁體的各個(gè)粉末顆粒的c(c軸)沿一樣c3～5μm的粉末顆粒，一般來(lái)說(shuō)它們是單晶體，但不是單疇體，所以粉末顆粒在磁場(chǎng)中的取向分兩個(gè)階段完成。第一階段是各個(gè)粉末顆粒變成單疇體。其次階段是磁疇內(nèi)的磁矩轉(zhuǎn)動(dòng)過(guò)程。粉末壓形有兩個(gè)目的，一是將粉末壓制成確定的外形與尺寸的壓坯，二是保持在磁場(chǎng)取向中所獲得的晶體取向度。目前，普遍承受的壓形方法有三種，即模壓法、模壓加冷等靜壓、橡皮模壓(加冷等靜壓)。也可分為干壓和濕壓兩種。燒結(jié)過(guò)程是將Nd-Fe-B粉末壓坯加熱到粉末基體相熔點(diǎn)以下的溫度，并進(jìn)展保溫處理一段時(shí)間。目的是提高壓坯密度，改進(jìn)粉末顆之間的接觸性質(zhì)，提高強(qiáng)度。使磁體具有高永磁性能的顯微組織特征。燒結(jié)可粗略地分為固相燒結(jié)和液相燒結(jié)。除了傳統(tǒng)的在氬氣保護(hù)下燒結(jié)和在真空中燒結(jié)方式，目前還消滅有電火花燒結(jié)、放電等離子燒結(jié)、微波燒結(jié)、電場(chǎng)快速反響燒結(jié)等的方法。Nd-Fe-B永磁合金燒結(jié)并快冷后(燒結(jié)態(tài))，磁性能較低，回火處理可顯著提高Nd-Fe-B合金的磁性能，尤其是矯頑力?；鼗鹛幚碛幸患?jí)回火和二級(jí)回火處理兩種。兩級(jí)回火處理可獲得較好的磁性能。NdFeB材料后期加工處理方法主要有車削，磨削，電火花，超聲波，超聲波關(guān)心電火花等。復(fù)原集中法〔R/D〕復(fù)原集中法制造稀土永磁的根本原理是用金屬鈣復(fù)原稀土氧化物，使之變成純稀土金屬，再通過(guò)稀土金屬與鈷或鐵等過(guò)渡族金屬原子的互集中，直接得到稀土永磁粉末。NdFeB材料性能的影響在NdFeBNb、Mo、V、W、Zr、Ti元素，可以提高矯頑力，增加耐腐蝕性。Nb的添HciBrNbDy、Co合金的磁性能，使退磁曲線保持良好的方形度；Mo可以使含Co的合金晶粒細(xì)化，粒度分布變窄，并在確定程度上抑制軟磁性相消滅；當(dāng)Ti含量小于1.2%時(shí)，Cu(0.8%)和TiNdFeB磁體的矯頑力，剩磁變化不大Ti1.2%時(shí)矯頑力略有下降，剩磁急劇下降。參與適量的Co、Al和重稀土元素，可使Tc450~500℃，α0.05~0.07%K-1，參與確定量B的鈦、鈮等元素可以提高合金磁極化強(qiáng)度矯頑力，降低高溫不行逆損失，增加熱穩(wěn)定性，同時(shí)Al還可以提高材料的矯頑力。Co可以改善磁體的耐腐蝕性，提高居里溫度。隨著Co含量增加，合金的居里溫度線性地提高，磁感可逆溫度系數(shù)aCo5%(原子分?jǐn)?shù))時(shí)，(BH)max和BrHcj明顯地降低。當(dāng)Co10%~25%at時(shí)，Br和(BH)max稍有降低，而Hci幾乎保持不變。當(dāng)Co含量大于30%時(shí)，會(huì)導(dǎo)致Br和Hci的降低，并且磁通不行逆損失急劇地上升，添加少量Cu后可以抵消這種負(fù)作用。Cu提高矯頑力和剩磁，過(guò)量添加則可能對(duì)晶界的潮濕不利，引起密度降低，進(jìn)而使矯頑力，剩磁降低。目前NdFeB磁體中Co10at%左右。GaFe將影響磁性原子的交換作用，使正交換作用增加，Tc上升，并削減可逆磁通損失，提高溫度穩(wěn)定性。Ga對(duì)提高矯頑力和降低不行逆損失優(yōu)于其它20多種元素，Ga與Nb或W聯(lián)合參與可改善方形度，且可獲得相當(dāng)?shù)偷牟恍心鎿p失。在NdDyFeAIB合金中添加sn能顯著改善矯頑力熱穩(wěn)定性，削減磁通不行逆損失，從而使合金的工作溫度大大提高。Th0~0.86%范圍內(nèi)增加，H顯著增加，Br則顯著減小，Br根本上沒(méi)有變化。當(dāng)CJTh增加到0.86%(at)時(shí)，Br照舊沒(méi)有變化，H 和α 卻有明顯增加。在所爭(zhēng)辯的范圍內(nèi)，Th含量由0%增CJ Br加到0.43%(at)時(shí)，H 增加最快，當(dāng)Th含量超過(guò)0.43%(at)時(shí)，H 增加速度減緩。CJ CJDy元素是一類重要的添加元素，它能顯著提高燒結(jié)釹鐵硼永磁體的矯頑力，確保較高溫度下的耐熱性。Dy含量較低時(shí)，Hci上升很明顯，以后漸漸平緩；Tb提高Ha的效果比Dy顯著。但是它的價(jià)格太昂貴，故較少在實(shí)際中應(yīng)用。Ni能局部置換Fe，使居里溫度上升，但使飽和磁化強(qiáng)度和矯頑力下降。Ni能顯著改善抗蝕性，起作用比Co還強(qiáng)。添加Sn能顯著降低磁通不行逆損失，使居里溫度Tc提高。Si也有使居里溫度提高的作用?？偟膩?lái)說(shuō)，參與Al、Nb、Sn、Mo、Ga等元素可改善矯頑力。這些元素是非磁性的，參與過(guò)多會(huì)降低磁體的Br和(BH)max，然而，重稀土元素取代局部的Nd既能改善矯頑力，又能保證磁體具有較高的磁能積。在進(jìn)展配料時(shí)，應(yīng)當(dāng)遵循每種合金元素的量盡量少加，但要多加合金元素的種類的原則，從而提高磁體矯頑力。表4-1REFe B化合物根本參數(shù)2 14化合物化合物晶格常數(shù)2 14PrFe B2 14NdFe B2 14SmFe B2 14GdFe B2 14TbFe B2 14DyFe B2 14HoFe B2 14ErFe B2 14a/nm0.8820.8760.8800.8800.8880.8790.8770.8670.8750.874c/nm0.12340.12110.12230.12200.12150.12090.12050.12010.11990.1196ρ/g*cm-34πMs/TH/kA*m-1ATc/KLaFe B2 14CeFe B7.407.817.477.557.737.857.938.028.058.241.21.21.41.61.40.90.70.70.91.0~2023~2600~8000~9000>15000~2400>15000>15000~7000/530424565585612661639592576554TmFe B0.8740.11958.231.1~800541LuFe B0.8700.11858.471.2~2600535YbFe B0.8770.12046.981.4~26005652 142 142 14注：La-57鑭，Ce-58鈰，Pr-59鐠，Nd-60釹，Pm-61钷，Sm-62釤，Eu-63銪，Gd-64釓，Tb-652 142 142 14Dy-66鏑，Ho-67鈥，Er-68鉺，Tm-69銩，Yb-70鐿，Lu-71镥。4.4工藝對(duì)化學(xué)性能的影響提高釹鐵硼合金的抗腐蝕性除降低合金中氧含量外，常在永磁體外表涂或鍍保護(hù)層如鍍鋅、鍍鎳、鍍鎳銅鎳、烤漆、涂敷環(huán)氧樹(shù)脂、鋁離子噴鍍、電泳漆、磷化、鍍金、鍍銀、鍍鉻、氮化鈦耐磨損涂層等，一般涂層厚度為10~4。不同涂層的抗腐蝕力氣不同，環(huán)氧樹(shù)脂涂層抗溶劑、抗沖擊力氣、抗鹽霧腐蝕但抗鹽霧力氣較差，為增加圖層防護(hù)力氣，往往承受多種涂層的復(fù)合。表4-2列出了不同鍍層工藝參數(shù)及對(duì)材料的影響。樣品編號(hào)鍍層種類生產(chǎn)周期鍍層厚度耐鹽霧性樣品編號(hào)鍍層種類生產(chǎn)周期鍍層厚度耐鹽霧性剪切強(qiáng)度minumhMPa復(fù)合鍍層11516.759613.981電鍍鎳銅鎳9016.512845.78化學(xué)鍍鎳46016.6814431.58復(fù)合鍍層16022.8436045.182電鍍鎳銅鎳10521.134043.78化學(xué)鍍鎳60021.3824040.58復(fù)合鍍層11516.9119246.233電鍍鎳銅鎳9016.512845.78化學(xué)鍍鎳46016.6814431.58在鍍Zn，Ni，環(huán)氧樹(shù)脂，PARYLENE-C涂層幾種方法中，高分子材料和環(huán)氧樹(shù)脂涂層對(duì)磁體的保護(hù)作用最大,但是本錢(qián)比較高,對(duì)施鍍的環(huán)境和質(zhì)量也有較高的要求。Ni涂層的本錢(qián)比Zn涂層高,所以在一些沒(méi)有太多腐蝕性介質(zhì)的環(huán)境中,可以對(duì)NdFeB磁體實(shí)行化學(xué)鍍Zn的方式來(lái)加以保護(hù),從而有效降低本錢(qián);對(duì)有些酸堿鹽介質(zhì),假設(shè)濃度很小,則可以承受Ni涂層來(lái)保護(hù)磁體;假設(shè)酸堿鹽的濃度比較大,則確定要承受高分子材料或者環(huán)氧樹(shù)脂涂層.Br為剩余磁通密度,可以看出0.09T,而其他幾種涂層影響較小。Hcj為內(nèi)稟矯頑力,高分子和Ni涂層使其略有增長(zhǎng),其他兩種涂層變化不大。最大磁能積(BH)max方面,Ni4.22kJ/m3；Zn涂層使其0.46kJ/m331.68kJ/m312.66kJ/m3?？偟膩?lái)說(shuō),Ni涂層和Zn涂層對(duì)磁體的性能影響較小,PARYLENE-C涂層對(duì)磁體的性能影響相對(duì)較大。這是由于ZnNi屬于金屬材料,本身導(dǎo)磁;而環(huán)氧樹(shù)脂和PARYLENE2C不導(dǎo)磁,但是由于其涂層很薄,所以影響不大。磁體涂覆涂層后抗腐蝕性能得到提高,但是不同的涂層提高的程度有所不同:其中PARYLENE2C涂層對(duì)磁體的保護(hù)作用明顯,Ni涂層次之,Zn涂層的效果較差。涂層對(duì)磁體的磁性能在確定程度上都有影響。PARYLENE2C高分子材料和環(huán)氧樹(shù)脂涂層使磁體磁性能的某些指標(biāo)有所減弱;Ni涂層和Zn涂層對(duì)磁體的磁性能影響不大。在生產(chǎn)中,應(yīng)當(dāng)依據(jù)使用環(huán)境本錢(qián)等具體要求來(lái)選擇適當(dāng)?shù)耐繉?。五、原材料礦產(chǎn)及工廠分布分析國(guó)內(nèi)稀土礦產(chǎn)主要分布中國(guó)占世界稀土資源的41.36%，主要稀土礦有白云鄂博稀土礦、山東微山稀土礦、冕寧稀土礦、江西風(fēng)化殼淋積型稀土礦、湖南褐釔鈮礦和漫長(zhǎng)海岸線上的海濱砂礦等等。我國(guó)稀土礦主要分為以內(nèi)蒙古包頭白云鄂博稀土礦為代表的混合型輕稀土礦、四川冕寧氟碳鈰輕稀土礦和以南方中重離子稀土礦。以區(qū)域稀土資源為核心，中國(guó)稀土產(chǎn)業(yè)形成了三大基地和南北兩大稀土生產(chǎn)體系的格局。三大基地：一是以包頭混合型稀土為原料的北方稀土生產(chǎn)基地，分別力氣約8萬(wàn)噸。二是以江西等南方七省的離子型稀土礦為原料的中重稀土生產(chǎn)基地，分別力氣約6萬(wàn)噸。三是以四川冕寧氟碳鈰為原料的氟碳飾礦生聲墓地分別力氣約3萬(wàn)噸。廣西稀土礦產(chǎn)資源主要有獨(dú)居石、磷釔礦、離子吸附型稀土礦和伴生在鈦鐵礦、錳礦和鋁土礦中的伴生礦，儲(chǔ)量在全國(guó)名列前茅。其中，離子吸附型稀土資源推想總量居全國(guó)第一位。到目前為止，廣西稀土資源根本未開(kāi)發(fā)，是全國(guó)稀土資源豐富的省區(qū)中唯一沒(méi)有進(jìn)展規(guī)模開(kāi)發(fā)利用的地方。全球稀土資源的80%在我國(guó)，而國(guó)內(nèi)的資源主要集中在內(nèi)蒙和江西兩地。我國(guó)稀土資源三大產(chǎn)地(包頭、江西、四川)(鐠釹)的生產(chǎn)，正在形成壟斷優(yōu)勢(shì)。國(guó)內(nèi)外燒結(jié)釹鐵硼磁體廠商為了獵取原料也紛紛向稀土資源和產(chǎn)地靠攏。國(guó)外主要釹鐵硼生產(chǎn)商分布目前,日本企業(yè)是全球高性能釹鐵硼永磁材料行業(yè)的領(lǐng)先者,其中日立NEOMAX是全球最大的高性能釹鐵硼永磁材料生產(chǎn)廠商,其研制出的磁能積為59.5MGOe的高性能釹鐵硼永磁材料,是迄今國(guó)際公開(kāi)報(bào)道的磁能積水平最高的燒結(jié)釹鐵硼永磁體。日本TDK公司是全球磁性材料最全的企業(yè)。住友特別金屬公司是燒結(jié)釹鐵硼永磁的專利擁有者和最大生產(chǎn)企業(yè)。VAC公司通過(guò)生產(chǎn)工藝的不斷改進(jìn)和金屬的不斷承受,研制出了磁能積為56.7MGOe的高性能釹鐵硼永磁材料。日本愛(ài)普生公司將粘結(jié)釹鐵硼工廠全部移到上?！采虾?ài)普生磁件〕。目前包括日本TDK、FDK、EPSON，荷蘭PHILIP，美國(guó)MG公司等都已經(jīng)或打算在中國(guó)建釹鐵硼磁體、器件或終端應(yīng)2023年與包鋼稀土高科技股份等合資成立了包頭昭和稀土高科材料。6家公司生產(chǎn)燒結(jié)釹鐵硼永磁VgimagGM公司的Magnequench(粘結(jié)釹鐵硼磁粉的主要供給廠商)、日立應(yīng)用磁學(xué)和電子能量公司等。高性能釹鐵硼永磁材料磁性能水平的凹凸很大程度上打算于產(chǎn)品的生產(chǎn)工藝.傳統(tǒng)的高性能釹鐵硼永磁材料生產(chǎn)工藝以日本住友的干法工藝和日本日立的濕法工藝為代表,此兩種工藝可將產(chǎn)品的含氧量把握在2023PPM左右.為進(jìn)一步降低氧的含量,經(jīng)過(guò)不斷的改進(jìn),合并后的NEOMAX(2023年日本日立和日本住友合并)開(kāi)發(fā)出了低氧干法工藝,可將產(chǎn)品的氧含量把握在1,000-2,000PPM.目前,國(guó)內(nèi)開(kāi)發(fā)出的較為先進(jìn)的生產(chǎn)工藝為煙臺(tái)正海磁性材料的無(wú)氧工藝,可將磁體中的氧含量把握在100-900ppm范圍內(nèi),到達(dá)了世界領(lǐng)先水平。國(guó)內(nèi)主要釹