钕铁硼磁钢及其生产工艺【文献综述】

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1、毕业论文文献综述环境工程钕铁硼磁钢及其生产工艺摘要：随着经济的发展，以钕铁硼磁钢为代表的稀土合金材料市场需求量越来越大。本文介绍了钕铁硼磁钢及其发展现状，描述了的主流的烧结钕铁硼磁钢生产工艺。在此基础上，结合环境影响评价和清洁生产的相关的知识给予一定的分析。关键词：钕铁硼磁钢；稀土合金材料；生产工艺；清洁生产；1.前言近年来，我国稀土产业发展迅速，由稀土构成的各种合金材料以其节能环保，材料质地好等性能越来越受到市场的亲睐，尤其是钕铁磁钢为代表的稀土合金材料。在稀土产业的发展的同时，我们必须深入研究相关工艺，注意到相关产品的生产对

2、环境的影响，从而使该产业健康有序发展的同时能够尽可能的减轻其对环境的破坏作用。2.钕铁硼磁钢及其发展现状钕铁硼(Nd2Fe2B)磁钢永磁材料是稀土永磁材料中最重要的一类[1]。它主要是由纯金属钕、纯铁和硼铁以及其它微量元素按国内外经典配比,用纯真空熔炼,铸锭结晶,破碎球磨,压制取向成形,然后经烧结热处理制成的磁体。其微观结构主要由主相Nd2Fe14B,晶粒和晶界相组成。晶界相与主相的体积比以及内在成分质量和均匀分布情况都与磁体矫顽力有密切关系。自1983年，佐川真人发现钕铁硼磁体以来，全球钕铁硼磁体产量从1983年的不足1t，猛

3、增到2006年的5万多t，其中烧结钕铁硼磁体产量占总量的90%，尤其是从2003年～2006年的近3年时间内，全球烧结钕铁硼磁体年产量从2万t猛增到5万t，平均年增长率超过30%。当代永磁之王Nd2Fe14B磁体问世后以从未有过的高速度占领了永磁市场经过多年的商品化发展，现已证明它确实成为了一种应用范围广、潜力大的极为重要的永磁材料[2]。我国稀土永磁材料从世纪年代中期开始生产到2006年止,大部分的生产工艺技术,各种生产设备和磁性能参数测定仪器等都是由我国科技人员进行研制、创新和生产实践而获得,目前主要稀土永磁的生产工艺、生产

4、设备和测量仪器等达到了世界先进水平[3]。3.钕铁硼磁钢的生产工艺4钕铁硼磁钢生产采用的是粉末冶金工艺（也称烧结法）。粉末冶金工艺具有一次可成形且为最终形状的优势,而且,在很大程度上,可省掉后续作业,诸如冲压,磨加工,珩磨,钻孔等工序[4]。烧结钕铁硼永磁材料的传统制备工艺为:配料-熔炼-制粉-成形-烧结→机加工与表面处理[5]。因其每一环节均与材料性能密切相关,故对工艺的深入研究和掌握极为重要[6]。3.1配料根据不同品牌型号或用户要求将稀土金属钕、镝与金属铁、铝和硼铁等按一定比例混料[7]。混合后倒入坩埚，移入真空中频感应炉

5、。原料块度与熔炼方法和装炉量有关，原料应妥善保管，防止氧化，防油、气和水等的污染。若已氧化，熔炼前需清除氧化物。同时配料计算和称料应准确无误。纯铁使用圆电棒，用切断机切断，铁棒除锈采用抛丸机（配带布袋除尘器）除锈。3.2钕铁硼合金真空熔炼浇铸真空冶金是指在低于0.1MPa（一大气压）的真空或超高真空（10-5～1.3帕）条件下进行金属的冶炼、提纯、精炼和加工处理等的冶金方法，包括真空还原、真空熔炼、真空蒸馏、真空烧结、真空脱气、真空热处理和真空镀膜等。真空中氧气的分压很低,无论金属呈固态还是液态都极少在真空中氧化,在真空条件下熔

6、炼合金,既不会溶解气体,还能除去其本身的某些气体和夹杂物,使高纯金属纯度提高。因此,真空条件下利于高纯金属熔炼,高纯金属随着应用范围的扩大,对其使用性能的要求越来越高,而其品质间就显得越来越重要[8]。真空熔炼钕铁硼合金根据配方将料投入真空中频感应炉中，在密闭、真空、充氩气的条件下，通过中频感应加热使炉料熔化形成合金，然后将坩埚内熔融的合金倒入水冷铜模。在熔解稀土永磁材料时，总的要求是成分准确、均匀和干净。熔炼产生的钕铁硼合金熔液倒入水冷铸造模具中浇铸。用水冷铜模浇铸，便于合金液迅速凝固，以防止偏析、造成大面积的成分不均匀。3.

7、3气流磨制粉气流磨制粉目的是将大块的钢锭破碎成一定尺寸的粉末体，包括粗碎和磨粉（中碎、细磨）两个过程。Nd－Fe－B的热稳定性较差，破碎过程中要采用氮气密封保护，防止氧化。破碎采用颚式破碎机，破碎后过辊式筛分机，然后再进一步研磨。磨粉采用气流磨，气流磨是在高速气流的振动下，气流的能量冲击粉碎物料，使粉末与容器内壁发生滚动式撞击，而进一步细化，其效率高，颗粒呈球状，表面光滑且缺陷少。3.4磁场取向和成型4粉末磁场取向方法有两种，一种是垂直取向，另一种是平行取向，当磁场方向与加压力的方向相互平行时，叫平行取向，当磁场方向与加压力的方

8、向相互垂直时，叫垂直取向，一般来说，垂直取向有利于获得较高的取向因子。粉末的压型方向有平行钢模压、垂直钢模压、橡皮模压、平行钢模压＋等静压、垂直钢模压＋等静压五种。3.5真空烧结及热处理真空烧结是为了实现磁体的致密化。压坯的相对密度仅有60％～70％，其中内部的