烧结钕铁硼 NdFeB 系 永磁材料 制造原理和技术

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2、造流程确定性能要求选择原料熔炼铸锭制粉取向压型烧结表面处理充磁成品检测包装磁性检测后加工出货检测2、原材料选择烧结钕铁硼(NdFeB)系用此材料的磁性能主要有Nd2Fe14B基本相决定的，因为其磁极化强度Js和各向异性场HA主要取决于Nd2Fe14B的化学成分，Js、HA直接与剩磁Br、内禀娇顽力Hci和磁能积(BH)m有关。所以合金成分社及和原材料的选择是至关重要的。实践表明，纯Nd原料中稀土元素中Ce、La、Gd、Sm等对NdFeB磁性都是有害的，因此原材料中这些元素的含量要尽量低。铁以外的其它金属如:Si、Mn、Cr、Ni、V、Al、W、Mo、C、

3、N、S、P、O等都会将第磁性能，所以纯铁原料中这些元素应该尽量少。而在重稀土元素中Dy或Tb比Nd的HA高出两倍多，因此NdFeB在NdFeB添加Dy或Tb能有效提高娇顽力。3、熔炼熔炼的目的是将金属料溶化，并确保合金液"清、准、均、净"。4、铸锭技术铸锭组织不仅对制粉、取向、烧结工艺有重要影响，还会影响粉末的性质和最终烧结磁性能造成很大影响。铸锭的结晶过程是铸锭的关键所在，通常情况下，要求结晶过程快，也就是常说的"速冷"，这就要求提高冷却能力和铸锭模具导热性能良好。5、制粉原理和技术制粉目的是将大块合金锭破碎到一定尺寸的粉末体，包括粗破和磨粉两个工艺过

4、程。粗破:粗破一般有两种方法，一种是氢破碎(用HD表示)，另一种是机械破碎。HD是NdFeB永磁工业生产的主要方法。它是将合金锭放入不锈钢容器，然后抽真空到10-2Pa以下，然后充入高纯氢气，压力达到105Pa(大约相当于一个大气压)左右，经过20-30分钟后，就会听到合金锭的爆裂声和容器温度升高。HD处理可将NdFeB合金锭破碎到45-355μm范围的颗粒，大部分是125μm左右的颗粒。磨粉:磨粉方法有机械球磨粉和气流磨粉技术，目前比较常用，效果比较好的方法的是气流磨粉。气流磨粉是利用高速喷嘴喷出超音速气流，加速颗粒运动碰撞破裂。(具体原理将会在设备篇

5、中详述)烧结NdFeB要求粉末达到1μm-7μm之间，最好3μm-4μm的颗粒占80%以上，呈球状、无缺陷、无杂质。6、粉末磁场取向与压型原理和技术粉末磁场取向:烧结NdFeB系永磁体的磁性能主要来源于具有四方结构的Nd2Fe14B基本相。它是单轴晶体，c轴为易磁化轴，a轴为难磁化抽。对于但晶体来说，取向对其剩磁Br和磁能积(BH)m均有重大影响，因此粉末磁场取向是制造高性能烧结NdFeB永磁体的关键技术之一。NdFeB永磁体的晶体取向的程度受多方面因素影响，如:取向磁场的强度、粉末颗粒的形状与尺寸、成型方式、取向场与成型压力的相对方向，以及取向的粉末的

6、送装密度等，其中取向场的强度至关重要。粉末压型:粉末压型的目的有两个，一是按照客户需求将粉末压制成一定的形状与尺寸的压坯;二是保持磁场取向中所获得的晶体取向度。目前普遍采用的压型方法有:模压法;模压加冷等静压;橡皮模压。也可分为干压和湿压，所谓湿压就是将粉末与某种介质混合，处于胶泥状或半湿状进行压型，优点是减少粉末的氧化，缺点是在烧结时对真空系统有影响。7、烧结原理压坯的相对密度只要50%-70%，孔隙率达50%-30%，颗粒间的接触基本上是机械接触，结合强度低，当压力过大时，相互接触的粉末颗粒有的已经变形，因此不具备高永磁性能的显微组织。为了进一步提高

7、密度，改善颗粒间的接触性质，提高强度，使其符合高永磁性能的纤维组织特征，需要将压坯加热到粉末基本相融点以下的温度，进行一段时间的热处理，这一过程称为烧结。烧结过程使压坯发生一系列的物理化学变化。首先是颗粒表面吸附的气体备排出，有机物蒸发或挥发，应力相处，颗粒表面氧化还原，变形颗粒回复和再结晶。接着是原子的扩散，物质迁移，颗粒间由机械接触转化为物理化学接触，形成金属键和共价键的结合，其结果是烧结体收缩和致密化。8、抗腐蚀与表面处理烧结NdFeB系永磁材料的抗腐蚀性能较差，改善其抗腐蚀性是生产和使用中的重要问题。烧结NdFeB系永磁材料的腐蚀主要来自于两个方

8、面:一是氧化，即化学腐蚀;另一个是点化学腐蚀。对于烧结NdFeB系永磁材料，含C