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烧结钕铁硼永磁体是如何生产的?

Apr,17,2024 << Return list

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。

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01 备料

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。


02 熔炼

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。


03 氢破+04 气流磨

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。


05 压型

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。


06 热处理

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)


07 机加工

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。


08 晶界扩散

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。


09 表面处理

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。