烧结钕铁硼磁体磁定向偏角形成原因分析-论文.pdf

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1、烧结钕铁硼磁体磁定向偏角形成原因分析程星华，周磊，韩卫平，喻晓军(安泰科技股份有限公司功能材料事业部，北京100081)中图分类号：TM273文献标识码：B文章编号：1001．3830(2014)03．0076—03种样品，从磁体不同位置切取Q10mmx10mm的圆1引言柱样品。随着绿色环保和新能源材料成为世界各国竞实验中存在两种机械加工方式，如图2所示。相发展的目标，钕铁硼永磁电机得到了迅猛的发展加工方式a为从27mm方向切割成221~'I'1，从46．5和广泛的应用，其关键材料高性能钕铁硼永磁材

2、料mm方向切割成lOmm，38nuI1方向切割成3mm，发展迅速。烧结钕铁硼磁体的磁N—S轴线和其几何最终样品尺寸为22x10x3mm。加工方式b为从46．5轴线存在一定的角度，定义该夹角为磁定向偏角。mm方向切割成22mm，从27mm方向切割成磁定向偏角大的磁体装配在稀土永磁电机上，会带lOlmn，38mm方向切割成31~'l，最终样品尺寸也来电机振动、噪声和电机精度降低等。磁定向偏角为22x10x3mm。和钕铁硼磁体的制作过程、磁体磁取向度和后期机械加工等有关系，本文剖析了烧结钕铁硼磁体磁定向偏

3、角产生原因，并提出了改进措施。2磁体烧结摆放方式和加工方式一圄采用的Nd—Fe．B样品成分(质量分数)为：加工方式a加工方式bPr+Nd：29．5％～31．5％，Fe：64．25％-67．5％，B：图2不同的机械加工方式(箭头为磁N．S轴线方向)0．95％-1．05％，Dy1．5～2．0％，A10．05％-0-2％，Co：加工制作的样品，采用X射线衍射(XRD)检测0．5％～1．0％。烧结后的毛坯尺寸为46．5~27~38rain，样品内各晶相的强度及分布，通过测试结果计算磁其中38mm方向为磁N—

4、S轴线方向(图1箭头所示)，体的取向度，采用三维磁通计检测样品的磁定向偏27mm为磁体块成型压制方向。烧结时分成三种状角。态摆放，如图1所示，A样品为27mm方向朝上放置，B样品为38mm方向朝上放置，C样品为3结果和讨论46．5mm方向朝上放置。将烧结后的A、B、C三3．1同一毛坯不同位置的取向度分析为了研究磁体粉末成型时模腔里取向磁场分布情况，对B样品磁体块沿着长度46．5mm方向左冁：嚣团中右三个位置分别切割小圆柱(2j10x10mm圆柱样品(如图1中B样品所示)，对应为B1、B2、B3A样品

5、B样品C样品样品，分别用x射线衍射检测其取向度和三维磁通计检测样品的磁定向偏角。图1三种样品烧结摆放状态示意图利用X射线衍射(XRD)谱计算样品取向度：收稿日期：2013—03—01修回日期：2013．08—26产r＼(1)，通讯作者：程星华E—mail：chenxinghua@atmcn．corn76JMagnMaterDevicesVol45No3其中l(hkO是XRD谱中(hk1)晶面的相对强度，(hkO是相应晶面法线与易磁化方向(C轴方向)的夹角。利用三通道磁通计，配合三维亥姆霍兹线圈，堡检

6、测样品在三个坐标方向的磁通值，计算出样品的匠磁定向偏角鼙厂——■了arctanf21其中、、：分别为样品在亥姆霍兹线圈X轴、图4不同烧结摆放状态三样品的磁定向偏角Y轴、Z轴所对应的磁通，z轴与样品的磁N—S轴线方向平行。同一磁体，其左中右不同位置样品检测结果如一图3所示。从图3可以看出，同一磁体，边缘位置潍堡和中央位置的磁取向度基本接近，但小样品磁定向旧偏角表现出边缘大中间小的情况，说明压制成型挺时，边缘位置和中心部位局部定向磁场存在一定夹角。出现这种现象的原因是，磁粉被压制成型时，模腔中磁场强度分

7、布非完全均匀一致，即磁力线非柏耕c,．1l平行分布，模腔的边缘磁力线有一定程度的发散，图5六种样品的磁定向偏角数据对比和中心位置的磁力线呈现一定的夹角。A—C、B—S、B—C、C．S、C．C。每种样品分别加工10片，通过三维磁通计检测磁定向偏角，分别计算其磁定向偏角的最大值、最小值、平均值。对比数据如图5所示。嘿从图5可以看出，A．S、B—S、C—S三样品磁定厦向偏角数值基本相同，A—C、B—C、C．C三样品的磁挺定向偏角也基本相同。说明样品的磁定向偏角差异主要还是出现在磁体的不同位置，中间位置要比

8、边缘位置磁定向偏角小，进一步说明了在模压成型时图3磁体不I司位置B1，B2，B3样品的磁定向偏角模腔边缘位置磁力线有偏移，使得边缘部分磁定向偏角大。从数据可以看出，为了满足小磁定向偏角3．2磁体烧结摆放状态对磁定向偏角的影响的要求，可以通过仅选取磁体块中间部位加工产品为了研究烧结过程磁体放置状态对磁定向偏的方法来实现。角的影响，分别对A，B，C三种不同烧结放置状3_3加工方式对磁定向偏角的影响态(图1)的磁体进行分析，分别从三磁体块中央在机械加工切割磁体时，可以存在两