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如何判定烧结钕铁硼产品的品质优劣呢?

发布时间:2022-08-05 阅读量:1073

 烧结钕铁硼:产量最大、应用最广的钕铁硼磁性材料。钕铁硼按照制造工艺的不同可分为粘结钕铁硼、烧结钕铁硼和热压钕铁硼三种。其中,烧结钕铁硼和热压钕铁硼的主要特点是磁性能优异、抗腐蚀性能好;而粘结钕铁硼的优势在于可以一次成形,尺寸精确、形状复杂、材料利用率高,但其磁性能远远不及烧结钕铁硼来的稳定,因此应用范围相当受限。目前,热压钕铁硼制作工艺复杂、加工成本高、原材料价格甚至超过成品价格,因此目前产量极少,尚未形成产业。 中国稀土行业协会统计数据显示:2018年烧结钕铁硼毛坯产量约15.5万吨,同比增长5%;粘接钕铁硼产量0.7万吨,同比增长5%。由此数据可以看出,烧结钕铁硼是当前世界上磁性能最强、产量最大、应用范围最广的钕铁硼磁性材料。

自1985年在日本、中国和欧美同时开始产业化,这近30年来全球永磁材料产业蓬勃发展,磁性能不断刷新纪录,材料品种与牌号也在不断增加。N系列和M系列主要应用于MRI、音响家电系列产品和VCM、磁选机、消费电子领域;H系列主要应用于电机和传感器领域;而随着SH系列内禀矫顽力进一步提升,逐步应用于风力发电机、工业电机等对磁材性能要求较高的领域;UH系列多用于汽车电机和空调压缩机;而磁性能最好的EH和TH系列则在混合动力汽车、电磁阀门和传感器等领域应用广泛。伴随市场的拓展,其生产厂家也日益增加,而很多客户也难免陷入这样的困惑当中,如何判断产品的优劣呢?

钕铁硼

最全面的判断方法:一、磁铁性能; 二、磁铁尺寸; 三、磁铁镀层。

一:磁铁性能的保障来自原料生产过程的控制

1、首先,在国家规定的原材料成分作为原料的基础上,生产工艺的先进也能直接决定磁铁的性能品质。目前最先进的技术是鳞片铸锭(SC)技术、氢破碎(HD)技术和气流磨(JM)技术。小容量的真空感应冶炼炉(10kg、25kg、50kg)已被大容量(100kg、200kg、600kg、800kg)真空感应炉所替代。SC(StripCasting)速凝铸片技术已逐渐替代大铸锭(冷却方向的厚度大于20-40mm的铸锭),氢破碎(HD)技术和气流磨(JM)取代了颚式破碎机、盘磨机、球磨机(湿法制粉),保障了粉末的均匀性,并且有利于烧结和晶粒细化。

2、磁场取向上,我国是世界上唯一采用两步压制成型的国家,取向时用小压力垂直模压成型,最后采用等静压机压制成型,从而使分子间的距离缩小、密度增大,则更有利于烧结过程。这是我国烧结钕铁硼产业最重要的特色之一。

3、并且,生产过程质量的监控是非常重要的,可以通过甩片厚度和粉末颗粒尺寸分布等检测方式进行管控。优质的产品都是取决于生产过程中有效的管控。可是客户一定会很疑惑,如何判断我购买的产品的性能呢?中国计量科学研究院先后开发了多种型号的永磁材料技术磁参数测量仪器。脉冲磁场磁强计(PFM)是一种测试超高矫顽力永磁体的测试仪器,主要是为了适应电动汽车领域和大型永磁电机所需求的高矫顽力永磁体。

客户可根据磁铁参数Br(剩磁)、Hcb(矫顽力)、Hcj(内禀矫顽力)、(BH)max(最大磁能积)选定自己需要的钕铁硼牌号,同时这四个参数即是判定产品是不是按照客户要求生产的标准。

二:磁铁尺寸也取决于工厂的加工实力

实际应用的钕铁硼永磁体形状是多种多样的,如圆片、圆柱、圆筒状(有内孔);方片、方块、方柱状;瓦状、扇形、梯形、多角形和各种不规则形状等。每一种形状的永磁体有不同的尺寸,生产过程很难做到一次成型。一般生产流程是:先生产出大块的坯料,经过烧结和回火处理后,再通过机械加工(包括线切割、打孔)和磨床加工、表面镀层(电镀)处理,然后进行磁体性能、表面质量和尺寸精度的检测,然后充磁、包装和出厂。

一个是否合格的磁体,不仅仅需要性能的达标,尺寸公差的控制也直接影响它的应用。而尺寸的保障直接取决于工厂的加工实力以及加工设备。随着市场需求不断增大,加工的机械设备也在不断更新,更高效的设备和产业自动化的趋势不仅仅是满足客户对产品精度的需求,同时也节约了人力和材料成本,使其更具备市场竞争力。

三:磁铁镀层的品质直接决定钕铁硼磁铁的使用寿命

实验得知,1cm3的烧结钕铁硼永磁体放在150℃的空气中停留51天,将会全部被氧化腐蚀。在弱酸溶液中则更容易被腐蚀。为了使钕铁硼永磁体经久耐用,要求它有20-30年的使用寿命,其必须经受表面抗腐蚀处理,以此来降低对磁铁的腐蚀程度。目前,烧结钕铁硼永磁体制造行业普遍采用电镀金属、电镀+化学镀金属、电泳涂层和磷化处理等方法,在磁体表面镀上一层附加隔离物,将磁体表面和腐蚀介质隔离开以防止介质对磁体的侵害。

性能上,可以通过性能检测其Br(剩磁)、Hcb(矫顽力)、Hcj(内禀矫顽力)、(BH)max(最大磁能积)以及退磁曲线;尺寸公差,可以通过游标卡尺进行测量其精度;镀层上,可以通过肉眼观察镀层色泽亮度以及通过结合力、盐雾实验等检测方法;整体外观,主要用肉眼或放大镜,或光学显微镜(对于线度小于0.2mm以下的产品),磁体表面光洁、没有肉眼可见的颗粒与异物、没有斑点、没有掉边掉角,则是外观合格。

综上所述,客户只有了解了钕铁硼的生产流程以及产品的要求因素,才能正确的把握磁铁的性能、控制磁铁的尺寸公差、镀层的检测以及外观,从而来判定钕铁硼的合格性。