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烧结钕铁硼简介及工艺流程

发表时间:2018-04-10

一、烧结钕铁硼永磁材料简介


磁性材料:三大基础功能材料之一

软磁材料:钢、铁软磁铁氧体、多铁非晶材料

硬磁(永磁)材料:铝镍钴(Al-Ni-Co )、永磁铁氧体 、钐钴(Sm-Co)、烧结钕铁硼  (Nd-Fe-B)永磁材料、粘结钕铁硼(Nd-Fe-B) 材料

钕铁硼永磁材料于1983年在日本和美国被发明,同时日本住友特殊金属和美国通用申报美国和欧洲的专利,两家公司通过专利交换,相互拥有该地区的专利;目前拥有专利的是日本住友特殊金属和Magnequech公司,前者为烧结钕铁硼的专利,后者为粘结粉的专利。


钕铁硼磁性材料_副本.jpg


烧结钕铁硼永磁材料的特点:


        1、具有非常高的磁性能,号称“磁王”;
        2、具有非常高的抗退磁能力;
        3、可以加工成各种形状;
        4、是一种各向异性的材料;
        5、使用钕铁硼的器件具有很好的节能效果;
        6、使用钕铁硼的器件可以做到小型化。


        烧结钕铁硼永磁材料的缺点:


        1、磁性能随温度升高降低幅度比较大;
        2、烧结钕铁硼是脆性材料,难加工;
        3、烧结钕铁硼耐腐蚀性能差。产避免风险作业。


烧结钕铁硼永磁材料主要应用功能:


        1、利用钕铁硼材料对钢铁能产生很大的吸力,而用于磁力吸盘 、磁分离器 、皮包扣等器件 ; 
        2、通非稳定电流的线圈发生电生磁效应,与磁体产生的 磁场相互作用而产生振动,磁体用于喇叭的磁源; 
        3、根据法拉第的磁生电原理,磁体用于发电机的磁源,如风力发电机和各种感应传感器 ; 
        4、根据带电的导体在磁场中会受到安培力,磁体可作为各种永磁电动机的磁源,如各种钕铁硼电机 ; 
        5、利用原子尺度的量子的磁物理性质,磁体用作核磁共振仪的磁源。


烧结钕铁硼永磁材料典型应用案例:
        1、IT领域:硬盘上的音圈电机(VCM)、光驱(DVD)上光读头的驱动电机、手机振动马达;
       2、发电机:风力发电机;
       3、电动机:混合动力汽车驱动电机、变频空调驱动电机、 电梯拽引机、直线马达、高档洗衣机驱动电机、自动设备(焊接机器人)上的伺服电机、汽车EPS伺服电机、 电动自行车电机;
       4、传感器:汽车上的速度传感器(霍尔传感器)、位移传感器;
       5、医疗行业:核磁共振仪;
       6、其他:音箱、耳机、磁力吸盘、过滤器、皮包扣。



二、烧结钕铁硼产品生产工序



生产流程.jpg


       1、原料准备及预处理:
       工艺简介:对原材料进行称重、破碎、断料和除锈等预处理。
       工艺设备:钢筋切断机、滚筒抛光机等


       2、熔炼(铸片):
       工艺简介:将经过预处理后的原材料镨钕、纯铁、硼铁等按照比例配料,加入真空熔炼炉中,在氩气保护下高温熔炼后进行甩带。使得产品成分均匀,结晶取向度高,组织一致性好,并且避免ɑ-Fe的生成。
       工艺设备:真空熔炼炉


       3、氢爆(氢碎):
       工艺简介:氢爆(HD)工艺,是利用稀土金属间化合物的吸氢特性,将钕铁硼合金置于氢气环境下,氢气沿富钕相薄层进入合金,使之膨胀爆裂而破碎,沿富钕相层处开裂,保证了主相晶粒及富钕晶粒间界相的完整。HD工艺使得钕铁硼的甩片变得非常疏松,极大提高了气流磨的制粉效率,降低了生产成本。
       工艺设备:真空氢处理炉


       4、制粉:
       工艺简介:气流磨制粉是采用物料自身的高速碰撞来粉碎,对磨室内壁无磨损,无污染,可以高效率地制备粉末。
       工艺设备:气流磨


       5、成型取向:
       工艺简介:取向的作用是使混乱取向的粉未颗粒的易磁化方向c轴转到同一个方向上来,从而获得最大的剩磁。压型的主要目的就是将粉未压制成一定形状与尺寸的压坏,同时尽可能保持在磁场取向中所获得的晶粒取向度。我们设计采用成型磁场压机和等静压机进行二次成型,对于异形磁体,采用特殊的模具工装,直接成型,烧结后的磁体只需要进行稍微的表面处理即可投入使用,大大节省了材料和后续的加工成本。
       工艺设备:磁场压机、等静压机


       6、烧结:
       工艺简介:烧结是使压坏在高温下发生一系列的物理化学变化,是一种简单廉价的可以改变材料微观结构以提高材料磁学性能的办法。烧结是材料的最后成型过程,对磁体的密度和微观结构有着极为重要的影响。
       工艺设备:真空烧结炉


       7、机械加工(磨加工):
       工艺简介:烧结之后得到的钕铁硼磁体均为毛坯,需要进一步机械加工以获得各种不同尺寸、大小和形状的产品。钕铁硼磁体由于比较脆,力学性能较差,一般只能采用磨削加工和切削加工。
       工艺设备:平面磨床、双端面磨床、倒角机


       8、表面处理(电镀):
       工艺简介:对各种形状的稀土永磁体进行表面处理,例如电泳、镀锌、镍、镍铜镍及磷化等,以保证产品的外观和耐腐蚀特性。


       9、成品检验和包装:
       工艺简介:对产品的各种磁性能、耐腐蚀性能、高温性能等等进行检测,达标后进行包装,以满足客户的各种需求。


 

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