第一篇：燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制造工藝原理

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的制造工藝原理!

2009年06月26日

燒結(jié)釹鐵硼系永磁材料是用粉末冶金方法制造的。其工藝流程如下：

原材料準(zhǔn)備→冶煉→鑄錠→破碎與制粉→磁場取向與壓型→燒結(jié)→回火→機(jī)加工與表面處理→檢測。下面按工藝流程的順序簡介其工藝原理。

燒結(jié)釹鐵硼系永磁材料的磁性能主要由Nd2Fe14B基體相來決定的。因?yàn)槠浯艠O化強(qiáng)度Js(Js=μ0Ms，Ms為飽和磁化強(qiáng)度)和各向異性場HA主要取決于Nd2Fe14B相的化學(xué)成分。雖然剩磁Br、矯頑力Hci和磁能積(BH)max是組織敏感量，但Br的極限值是Js，Hci的極限值是HA，(BH)max的極限值是(Js2)/4μ0，所以合金成分設(shè)計和原材料選擇是至關(guān)重要的。

熔煉的目的是將純金屬料(Fe、Nd、B-Fe、Dy、A1、Nb、Co、Cu等)熔化，并確保(1)所有的金屬料熔清。純Fe和金屬Nd等的熔點(diǎn)較高，應(yīng)設(shè)法使它們完全熔清；(2)合金的設(shè)計成分準(zhǔn)確。造成成分不準(zhǔn)確的原因是金屬的揮發(fā)和氧化損失(總稱燒損)。為此一般采用真空感應(yīng)爐熔煉，真空度應(yīng)達(dá)10-2～10-3Pa以上；(3)保證合金成分均勻；(4)確保合金干凈，防止夾雜物和氣體污染。

鑄錠組織不僅對制粉、取向、燒結(jié)工藝，而且對粉末性質(zhì)和最終燒結(jié)磁性能均有重要影響。沒有優(yōu)良的鑄錠組織，就不可能制造出高性能燒結(jié)永磁體。鑄錠組織是制約磁體性能的關(guān)鍵技術(shù)之一。良好的鑄錠組織應(yīng)是：柱狀晶生長良好，其尺寸細(xì)小，富Nd相沿晶界均勻分布，但不得有大塊的富Nd相，以及不存在α-Fe晶體。鑄錠凝固是一個形核長大的過程。在結(jié)晶過程中，形核率越大，將有更多的晶核同時成長。這樣，得到的片狀晶尺寸會更細(xì)小。為了制造高性能Nd-Fe-B系永磁體，將鑄錠組織的片狀晶尺寸控制在5μm以下是較為理想的。

制粉目的是將大塊合金錠破碎成一定尺寸的粉末。包括粗破和磨粉兩個工藝過程。粗破碎方法有兩種：一種是氫破碎(HD)，另一種是機(jī)械破碎。將粗破后的246μm～175μm(60～80目)的中等粉末研磨至3～4μm細(xì)粉，該種磁粉絕大多數(shù)為單晶體。一般采用球磨制粉或氣流磨制粉兩種方法。球磨制粉有滾動球磨、振動磨、高能球磨等。氣流磨制粉是利用氣流將粉末顆粒加速到超音速，使之相互對撞而破碎。目前生產(chǎn)規(guī)模較小的廠家用滾動球磨，多數(shù)Nd-Fe-B生產(chǎn)廠采用氣流磨制造磁粉。

粉末磁場取向是制造高性能燒結(jié)Nd-Fe-B永磁體的又一關(guān)鍵工藝技術(shù)之一。燒結(jié)Nd-Fe-B系永磁體的磁性能主要來源于具有四方結(jié)構(gòu)的Nd2Fe14B基體相，它是單軸各向異性晶體，c軸為易磁化軸，a軸為難磁化軸。對于單晶體來說，當(dāng)沿其易磁化軸磁化時，有最大的剩磁Br=μ0Ms。如果燒結(jié)永磁體的各個粉末顆粒的c軸是混亂取向的，則得到的是各向同性磁體，Br=μ0Ms/2=Js/2，這是最低的。如果使每一個粉末顆粒的易磁化方向(c軸)沿相同方向取向，制成各向異性磁體，則沿粉末顆粒c軸取向的方向有最大的剩磁。在制粉階段得到的3～5μm的粉末顆粒，一般來說它們是單晶體，但不是單疇體，所以粉末顆粒在磁場中的取向分兩個階段完成。第一階段是各個粉末顆粒變成單疇體。第二階段是磁疇內(nèi)的磁矩轉(zhuǎn)動過程。

粉末壓形有兩個目的：(1)將粉末壓制成一定的形狀與尺寸的壓坯；(2)保持在磁場取向中所獲得的晶體取向度。目前，普遍采用的壓形方法有三種，即模壓法、模壓加冷等靜壓、橡皮模壓(加冷等靜壓)。也可分為干壓和濕壓兩種。

燒結(jié)過程是將Nd-Fe-B粉末壓坯加熱到粉末基體相熔點(diǎn)以下的溫度約(0.70～0.85)T熔，進(jìn)行保溫處理一段時間。目的是提高壓坯密度，改進(jìn)粉末顆之間的接觸性質(zhì)，提高強(qiáng)度。使磁體具有高永磁性能的顯微組織特征。燒結(jié)可粗略地分為固相燒結(jié)和液相燒結(jié)。

Nd-Fe-B永磁合金燒結(jié)并快冷后(燒結(jié)態(tài))，磁性能較低，回火處理可顯著提高Nd-Fe-B合金的磁性能，尤其是矯頑力?；鼗鹛幚碛幸患壔鼗鸷投壔鼗鹛幚韮煞N。兩級回火處理可獲得較好的磁性能。

第二篇：燒結(jié)釹鐵硼永磁材料國家標(biāo)準(zhǔn)

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料國家標(biāo)準(zhǔn)

本標(biāo)準(zhǔn)是以GB／T 1．3 一1997《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則 第l 單元：標(biāo)準(zhǔn)的起草與表述規(guī)則 第 3 部分：產(chǎn)品標(biāo)準(zhǔn)編寫規(guī)定》為原則，對GB／T 13560 一1992《燒結(jié)釹鐵硼永磁材料》的修訂。

在修訂本標(biāo)準(zhǔn)時，依據(jù)國內(nèi)生產(chǎn)廠家的產(chǎn)品情況及用戶對產(chǎn)品的要求，參考了IEC 404-8-1(1986)及其補(bǔ)充2(1992)《磁性材料 第8部分：特殊材料規(guī)范 第一節(jié) 硬磁材料標(biāo) 準(zhǔn)規(guī)范》和國內(nèi)外有關(guān)企業(yè)標(biāo)準(zhǔn)。對原標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了必要的補(bǔ)充和修改。本標(biāo)準(zhǔn)參考 了IEC 標(biāo)準(zhǔn)的永磁材料分類，釹鐵硼合金的小類分類代號為R7。

本標(biāo)準(zhǔn)與GB／T 13560 一1992 的主要技術(shù)差異如下：

1．在“引用標(biāo)準(zhǔn)”項(xiàng)中增加了標(biāo)準(zhǔn)GB／T 8170-1987《數(shù)值修約規(guī)則》、GB／T 9637-1988 《磁學(xué)基本術(shù)語和定義》和GB／T 17803一1999《稀土產(chǎn)品牌號表示方法》。

2.對原標(biāo)準(zhǔn)中“術(shù)語、符號、單位”修改為“術(shù)語與定義”。由于引用GB／T 9637—1988 《磁學(xué)基本術(shù)語和定義》，取消了原來的磁學(xué)術(shù)語定義。采用了IEC 404-8-l(1986)對永磁材料 的磁性能劃分為主要磁性能和輔助磁性能的方法，并對這兩個術(shù)語分別進(jìn)行了定義。3．修改并增加了材料的牌號。

4．對附錄A 的機(jī)械物理性能范圍值修訂為典型值。

5．新增加了附錄C“釹鐵硼永磁材料的主要成分、制造工藝及應(yīng)用”內(nèi)容。本標(biāo)準(zhǔn)自實(shí)施之日起代替GB／T 13560一1992。本標(biāo)準(zhǔn)的附錄A、附錄B、附錄C 均為提示的附錄。本標(biāo)準(zhǔn)由國家發(fā)展計劃委員會稀土辦公室提出。本標(biāo)準(zhǔn)由全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會歸口。本標(biāo)準(zhǔn)由包頭稀土研究院負(fù)責(zé)起草。

本標(biāo)準(zhǔn)主要起草人：劉國征、馬 婕、王 標(biāo)、李澤軍。1 范圍

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的主要磁性能、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則和標(biāo)志、包裝、運(yùn) 輸、貯存。本標(biāo)準(zhǔn)同時給出了主要機(jī)械性能和輔助磁性能等其他物理性能的典型值。本標(biāo)準(zhǔn)適用于粉末冶金工藝生產(chǎn)的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料。引用標(biāo)準(zhǔn)

下列標(biāo)準(zhǔn)所包含的條文，通過在本標(biāo)準(zhǔn)中引用而構(gòu)成為本標(biāo)準(zhǔn)的條文。本標(biāo)準(zhǔn)出版時，所 示版本均為有效。所有標(biāo)準(zhǔn)都會被修訂，使用本標(biāo)準(zhǔn)的各方應(yīng)探討使用下列標(biāo)準(zhǔn)最新版本的可 能性。

GB／T 2828 一1987 逐批檢查計數(shù)抽樣程序及抽樣表(適用于連續(xù)批的檢查)GB／T 3217—1992 永磁(硬磁)材料磁性試驗(yàn)方法 GB／T 8170 一1987 數(shù)值修約規(guī)則 GB／T 9637 一1988 磁學(xué)基本術(shù)語和定義 GB／T 17803—1999 稀土產(chǎn)品牌號表示方法 術(shù)語與定義

本標(biāo)準(zhǔn)采用下列定義，其它術(shù)語定義按G／T 9637 規(guī)定。3.1 主要磁性能principal magnetic properties 包括永磁材料的剩磁(Br、磁極化強(qiáng)度矯頑力(內(nèi)稟矯頑力)(Hcj)、磁感應(yīng)強(qiáng)度矯頑力(Hcb)、最大磁能積((BH)max)。

3.2 輔助磁性能 additional magnetic properties.包括永磁材料的相對回復(fù)磁導(dǎo)率(μrec)、剩磁溫度系數(shù)(α(Br))、磁極化強(qiáng)度矯頑力溫度系 數(shù)(α(Hcj))、居里溫度(Tc)。材料分類與牌號

4.1 材料分類

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料按磁極化強(qiáng)度矯頑力大小分為低矯頑力N、中等矯頑力M、高矯頑力H、特高矯頑力SH、超高矯頑力UH、極高矯頑力EH六類產(chǎn)品。4.2 牌號

每類產(chǎn)品按最大磁能積大小劃分為若干個牌號(詳見表1)。4.3 牌號表示方法 4.3.1 數(shù)字牌號

04 80 ××

第三層次 表示釹產(chǎn)品級別（規(guī)格）第二層次 表示釹次類產(chǎn)品（應(yīng)用產(chǎn)品）第一層次 表示釹大類產(chǎn)品（釹）

牌號示例：048021 表示（BH）max為366～398kJ/m3,Hcj為800kA/m的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料。4.3.2 字符牌號

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的牌號由主稱和兩種磁特性三部分組成。第一部分為主稱，有釹元素 的化學(xué)符號Nd、鐵元素的化學(xué)符號Fe 和硼元素化學(xué)符號B 組成，即NdFeB。第二部分為斜線前 的數(shù)字，是材料最大磁能積（BH）max的標(biāo)稱值（單位為kJ/m3）；第三部分為斜線后的數(shù)字，是 磁極化強(qiáng)度矯頑力Hcj值（單位為kA/m）的十分之一，數(shù)值采用四舍五入取整。

牌號示例：NdFeB380／80 表示(BH)max為366～398kJ／m3，Hcj為800kA／m的燒結(jié)釹鐵硼永 磁材料。要求

5.1 材料在23℃±3℃下的主要磁性能應(yīng)符合表l的規(guī)定。如需方有特殊要求，供需雙方可另 行協(xié)商。

材料的輔助磁性能僅供用戶設(shè)計使用參考，不作驗(yàn)收依據(jù)。

表1 燒結(jié)釹鐵硼永磁材料23℃±3℃下的磁性能 材 料 主要磁性能 Br T Hcj kA／m Hcb kA／m(BH)max 種 類 數(shù)字牌號 字符牌號 kJ／m3 最小值 最小值 最小值 范圍值

048021 NdFeB 380／80 1.38 800 677 366～398 048022 NdFeB 350／96 1.33 960 756 335～366 048023 NdFeB 320／96 1.27 960 876 302～335 048024 NdFeB 300／96 1.23 960 860 287～320 048025 NdFeB 280／96 1.18 960 860 263～295 048026 NdFeB 260／96 1.14 960 836 247～279 N 048027 NdFeB 240／96 1.03 960 796 223～256 048031 NdFeB 320／110 1.27 l100 910 302～335 M 048032 NdFeB 300／110 1.23 1100 876 287～320 048033 NdFeB 280／110 1.18 1100 860 263～295 H 048041 NdFeB 300／135 1.23 l350 890 287～318 048042 NdFeB 280／135 1.18 l350 876 263～295 048043 NdFeB 260／135 l.14 1350 844 247～279 048044 NdFeB 240／135 1.08 1350 812 223～255 表1（完）

材 料 主要磁性能 Br T Hcj kA／m Hcb kA／m(BH)max 種 類 數(shù)字牌號 字符牌號 kJ／m3 最小值 最小值 最小值 范圍值

048051 NdFeB 280／160 1.18 1600 876 263～295 048052 NdFeB 260／160 1.14 1600 836 247～279 048053 NdFeB 240／160 1.08 1600 796 223～255 SH 048054 NdFeB 220／160 1.05 1600 756 207～239 048061 NdFeB 240／220 1.08 2000 756 223～255 UH 048062 NdFeB 220／200 1.05 2000 756 207～239 048063 NdFeB 210／200 1.02 2000 732 191～223 048071 NdFeB 240／240 1.08 2400 756 223～255 EH 048072 NdFeB 240／220 1.05 2400 756 207～239 輔助磁性能的典型值：

α(Br)=-0.12％／K 測量溫度范圍為298～413K α(Hcj)=-0．6％／K 測量溫度范圍為298～413K μrec-1.05 Tc=585 K 注：

1.廠商可提供其它補(bǔ)充牌號的材料，如低溫度系數(shù)等牌號的材料。

2.α(Br)和α(Hcj)的溫度范圍是298～413K，但并不排除這些材料可以在這溫度范圍以外的使用。3.SI與CGS單位制下磁性能的換算關(guān)系：1T=10kGs，1kOe=79.6kA／m，lMGOe=7.96kJ／m3。4.產(chǎn)品磁性能檢驗(yàn)結(jié)果的數(shù)值修約按GB／T 8170規(guī)定進(jìn)行。

5.2 材料的主要機(jī)械物理性能參見附錄A（提示的附錄）。

5.3 材料的尺寸偏差、形狀和位置偏差（簡稱形位偏差）參見附錄B（提示的附錄）。具體要求有 供需雙方共同商定。

5.4 材料的主要成分、制造工藝及應(yīng)用參見附錄C（提示的附錄）。

5.5 產(chǎn)品表面部允許有影響使用的裂紋、砂眼、夾雜、和邊角脫落等缺陷，具體要求由供需雙方 共同商定。6.1 材料磁性能試驗(yàn)方法按GB/T 3217規(guī)定執(zhí)行。

6.2 產(chǎn)品尺寸、行為偏差采用滿足精度要求且符合國家計量標(biāo)準(zhǔn)的量具檢測，或由供需雙方確認(rèn) 的專用量具檢驗(yàn)。

6.3 產(chǎn)品外觀質(zhì)量檢查用目測。7 檢驗(yàn)規(guī)則 7.1 檢查與驗(yàn)收

7.1.1 產(chǎn)品由供方質(zhì)量技術(shù)監(jiān)督部門進(jìn)行檢驗(yàn)，保證產(chǎn)品符合本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定，并填寫質(zhì)量證明書。7.1.2 需方應(yīng)對收到的產(chǎn)品按本標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定進(jìn)行檢驗(yàn)。如檢驗(yàn)結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符時，應(yīng)在 自收到

產(chǎn)品之日起，一個月內(nèi)向供方提出，由供需雙方協(xié)商解決。如需仲裁，可委托雙方認(rèn)可的單位 進(jìn)行，并在需方共同取樣。7.2 組批

每批產(chǎn)品應(yīng)由同一牌號、同一生產(chǎn)工藝制成的同一規(guī)格和尺寸的材料組成。7.3 檢驗(yàn)項(xiàng)目

每批產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行磁性能、尺寸、形位偏差、外觀質(zhì)量和合同中規(guī)定項(xiàng)目的檢驗(yàn)，7.4 取樣

檢驗(yàn)用抽樣數(shù)量按GB/T 2828 規(guī)定，其材料的主要磁性能合格水平為特殊檢查水平S2 的 1.5 級，其它項(xiàng)目檢驗(yàn)合格水平為檢查水平Ⅱ的1.5 級。7.5 檢驗(yàn)結(jié)果判定

產(chǎn)品主要磁性能檢驗(yàn)結(jié)果與本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定不符時，則從該批產(chǎn)品中取雙倍試樣對不合格項(xiàng)目 進(jìn)行復(fù)驗(yàn)，如仍不合格，則判定該批產(chǎn)品為不合格。8 標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存 8.1 標(biāo)志、包裝

8.1.1 產(chǎn)品一般以磁中性狀態(tài)交貨。如需方要求充磁并在合同中注明，可充磁交貨，對取向方 向不易辨別的產(chǎn)品，應(yīng)標(biāo)明充磁方向。

8.1.2 產(chǎn)品用箱（盒）包裝，并保證在運(yùn)輸和貯存過程中不損壞。充磁產(chǎn)品的包裝要求，應(yīng)符 合運(yùn)輸和貯存方式的相應(yīng)規(guī)定。每個包裝箱(盒)應(yīng)附標(biāo)簽，注明：供方名稱、產(chǎn)品名稱、牌號、規(guī)格尺寸、批號、件數(shù)、凈質(zhì)量、出廠日期。8.2 運(yùn)輸、貯存

產(chǎn)品的運(yùn)輸過程應(yīng)小心輕放，存放于通風(fēng)、干燥、無腐蝕氣氛的場所。8.3 質(zhì)量證明書

每批產(chǎn)品應(yīng)附質(zhì)量證明書，注明： a)供方名稱；

b)產(chǎn)品名稱、牌號、規(guī)格尺寸； c)批號； d)凈質(zhì)量、件數(shù)；

5.6 每一牌號的材料可分為毛坯狀態(tài)和機(jī)加工狀態(tài)。試驗(yàn)方法

磁學(xué)名詞

關(guān)于釹鐵硼永磁體常用的衡量指標(biāo)有以下四種：

剩磁（Br）單位為特斯拉（T）和高斯（Gs）1T=10000Gs

將一個磁體在外磁場的作用下充磁到技術(shù)飽和后撤消外磁場，此時磁體表現(xiàn)的磁感應(yīng)強(qiáng)度我們稱之為剩磁。它表示磁體所能提供的最大的磁通值。從退磁曲線上可見，它對應(yīng)于氣隙為零時的情況，故在實(shí)際磁路中沒有多少實(shí)際的用處。釹鐵硼的剩磁一般是11500高斯以上。

磁感矯頑力（Hcb）單位是奧斯特（Oe）或安/米（A/m）1A/m=79.6Oe 磁體在反向充磁時，使磁感應(yīng)強(qiáng)度降為零所需反向磁場強(qiáng)度的值稱之為磁感矯頑力（Hcb）。但此時磁體的磁化強(qiáng)度并不為零，只是所加的反向磁場與磁體的磁化強(qiáng)度作用相互抵消。（對外磁感應(yīng)強(qiáng)度表現(xiàn)為零）此時若撤消外磁場，磁體仍具有一定的磁性能。釹鐵硼的矯頑力一般是10000Oe以上。

內(nèi)稟矯頑力（Hcj）單位為奧斯特（Oe）或安/米（A/m）

使磁體的磁化強(qiáng)度降為零所需施加的反向磁場強(qiáng)度，我們稱之為內(nèi)稟矯頑力。內(nèi)稟矯頑力是衡量磁體抗退磁能力的一個物理量，是表示材料中的磁化強(qiáng)度M退到零的矯頑力。在磁體使用中，磁體矯頑力越高，溫度穩(wěn)定性越好。磁能積(（BH）max)單位為兆高·奧（MGOe）或焦/米3（J/m3）

退磁曲線上任何一點(diǎn)的B和H的乘積既BH我們稱為磁能積,而B×H的最大值稱之為最大磁能積，為退磁曲線上的D點(diǎn)。磁能積是恒量磁體所儲存能量大小的重要參數(shù)之一。在磁體使用時對應(yīng)于一定能量的磁體，要求磁體的體積盡可能小。

·各向同性磁體： 任何方向磁性能都相同的磁體。

·各向異性磁體： 不同方向上磁性能會有不同；且存在一個方向，在該方向取向時所得磁性能最高的磁體。

燒結(jié)釹鐵硼永磁體是各向異性磁體。

·取向方向： 各向異性的磁體能獲得最佳磁性能的方向稱為磁體的取向方向。也稱作“取向軸”，“易磁化軸”?！ご艤鼐€： 鐵磁材料在經(jīng)過充磁、退磁、反向充磁、再退磁周期性變化時，所獲得的關(guān)于磁感應(yīng)強(qiáng)度（橫坐標(biāo)）相對于磁場強(qiáng)度（縱坐標(biāo)）變化的閉合曲線。

退磁曲線（即B-H曲線）：磁滯回線中，位于第二象限中的部分我們稱之為退磁曲線。也即我們所說的B-H的曲線。如圖所示：·退磁曲線的膝點(diǎn)： 磁體退磁曲線上發(fā)生突變、明顯發(fā)生彎曲的點(diǎn)。室溫時退磁曲線呈直線的磁體，在溫度升高到一定程度時都會出現(xiàn)膝點(diǎn)。如果磁體的工作點(diǎn)在膝點(diǎn)以下，磁體在動態(tài)磁路中工作時會產(chǎn)生不可逆損失。

·負(fù)載線： 連接工作點(diǎn)和退磁曲線坐標(biāo)原點(diǎn)的一條直線（見上圖）?！ご呕瘡?qiáng)度： 指材料內(nèi)部單位體積的磁矩矢量和，用M表示，單位是安/米（A/m）?！ご鸥袘?yīng)強(qiáng)度： 磁感應(yīng)強(qiáng)度B的定義是：B=μ0(H+M)，其中H和M分別是磁化強(qiáng)度和磁場強(qiáng)度，而μ0是真空導(dǎo)磁率。磁感應(yīng)強(qiáng)度又稱為磁通密度，即單位面積內(nèi)的磁通量。單位是特斯拉（T）。CGS 單位制中的單位為高斯（Gauss）。

·磁通： 給定面積內(nèi)的總磁感應(yīng)強(qiáng)度。當(dāng)磁感應(yīng)強(qiáng)度B均勻分布于磁體表面A時，磁通?的一般算式為? =B×A。磁通的SI單位是麥克斯韋。

·漏磁通： 磁體回路中未能通過工作氣隙而被泄漏的那部分磁通。

·磁場強(qiáng)度： 指空間某處磁場的大小，用H表示，它的單位是安/米（A/m）。

·相對磁導(dǎo)率： 媒介磁導(dǎo)率相對于真空磁導(dǎo)率的比值，即μr = μ/μo。在CGS單位制中，μo=1。另外，空氣的磁導(dǎo)率在實(shí)際使用中往往值取為1。

·磁導(dǎo)： 磁通Φ與磁動勢F的比值，類似于電路中的電導(dǎo)。是反映材料導(dǎo)磁能力的一個物理量。

·磁導(dǎo)系數(shù),Pc ： 即為導(dǎo)磁率，磁感應(yīng)強(qiáng)度Bd與其磁化強(qiáng)度的比率，即Pc = Bd/Hd。也即我們所說的“負(fù)載線”或磁體的工作點(diǎn)。導(dǎo)磁率可用來衡量磁性材料被磁化的容易程度，或者說是材料對外部磁場的靈敏程度。磁導(dǎo)系數(shù)可用來估計各種條件下的磁通值。在磁路中，近似有：Bd/Hd = lm/Lg，其中l(wèi)m是磁體的長度；Lg是相對應(yīng)磁體氣隙的長度。因此Pc是磁路設(shè)計中的一個重要的物理量。

·居里溫度： 對于所有的磁性材料來說，并不是在任何溫度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一個臨界溫度Tc，在這個溫度以上，由于高溫下原子的劇烈熱運(yùn)動，原子磁矩的排列由有序變成無序。在此溫度以下，原子磁矩一致排列，產(chǎn)生自發(fā)磁化，材料呈鐵磁性。

·磁路： 磁通流經(jīng)的回路稱為磁路。永磁體和磁軛、氣隙、極靴等構(gòu)成閉合磁路?！庀叮?磁回路中磁導(dǎo)率為1的間隙部分，一般為空氣間隙，但是也可為其它介質(zhì)。·氣隙長度-Lg： 磁路中氣隙的長度。

·磁動勢-F： 它是磁路中任意兩點(diǎn)間磁勢的差值，類似于電路中的電壓。

·磁阻-R： 磁動勢與磁通的比值稱為磁阻，即R= F/?（類似于歐姆定律），其中F是磁動勢，? 是磁通（CGS單位制）。類同于電路中的電阻。

·磁軛： 放置在磁體回路或兩磁極中心、引導(dǎo)磁力線通過以減少磁通損失的高磁導(dǎo)率材料，一般為軟磁鐵、純鐵或低碳鋼?！O靴： 放置在磁極處的用來約束磁束的分布及改變其流向的鐵磁性材料。

·渦流： 當(dāng)磁場發(fā)生變化時，傳導(dǎo)電流之中所產(chǎn)生的環(huán)形電流稱之為渦流。渦流能產(chǎn)生反向磁場。渦流對于轉(zhuǎn)動速度或者其它大多數(shù)磁路設(shè)計都是有害的，故渦流應(yīng)盡量降低到最小。

·磁飽和度： 任何可導(dǎo)磁材料在一定條件下都可達(dá)到飽和的狀態(tài)。鐵磁材料在將其磁化時會達(dá)到飽和。鋼鐵的磁飽和度為16000到20000高斯。

·穩(wěn)定性： 是衡量磁體抗退磁能力的物理量；影響磁體穩(wěn)定性的因素有溫度或外磁場等。·可逆溫度系數(shù)： 一個衡量由溫度變化引起的磁性能可逆變化的物理量。

日本磁性材料的現(xiàn)狀及發(fā)展唐敏

磁性材料是電磁力學(xué)的主要支柱材料。在社會生活中,它的作用相當(dāng)于能量倉庫的鑰匙,可用以取出“能量”并使其發(fā)揮作用,成為國民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的一種必不可少的“維生素”。磁性材料及其應(yīng)用產(chǎn)品是典型的節(jié)能、節(jié)材、資源綜合利用及出口創(chuàng)匯產(chǎn)品,因此,磁性材料的產(chǎn)量是表示一個國家或地區(qū)工業(yè)發(fā)達(dá)程度的指標(biāo),其需求量則能粗略體現(xiàn)一個國家或地區(qū)的國民生活水平。

由于日本在磁性材料的開發(fā)生產(chǎn)、推廣應(yīng)用等方面居世界之首,也是磁性材料最大的市場,該國的情況是一只“晴雨表”。因此,了解日本磁性材料的現(xiàn)狀及發(fā)展動向,對我國該行業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展有著非常重要的意義。

日本磁性材料的生產(chǎn)及應(yīng)用現(xiàn)狀

從總的情況看,在各類磁性材料中,自90年代初期以來,日本除了在新興的第三代稀土永磁—NdFeB上仍有較大發(fā)展外,其它磁性材料的產(chǎn)量、產(chǎn)值均為負(fù)增長或持平。其中,日本鐵氧體軟磁的產(chǎn)量、產(chǎn)值由1991年的約4.9萬噸、7.7億美元降至1998年的4.3萬噸、5.8億美元,年遞減分別為2.0%和3.9%,其產(chǎn)量約占世界總量的17%,產(chǎn)品主要用于消費(fèi)類家用電器(包括小家電)、開關(guān)電源及抗電磁干擾等領(lǐng)域。在燒結(jié)永磁中,燒結(jié)鐵氧體永磁的產(chǎn)量、產(chǎn)值由8.1萬砘、4.2億美元降至到4.8萬噸、2.9億美元,年均分別減少7.1%和5.2%,目前占世界產(chǎn)量的12.6%,產(chǎn)品主要用在汽車、摩托車電機(jī)及電聲器件上;燒結(jié)稀土永磁由1698噸、3.9億美元增至4600噸、6.1億美元,年增長率分別達(dá)15.3%和6.6%,但這種高速增長主要發(fā)生在NdFeB永磁上,1999年日本燒結(jié)NdFeB已達(dá)6404噸,占世界產(chǎn)量的42.4%,處于絕對的領(lǐng)先地位,產(chǎn)品大部分用在計算機(jī)硬盤驅(qū)動器(HDD)用音圈電機(jī)(VCM)、核磁共振成像儀(MRI)及其它電機(jī)上;燒結(jié)Sm－Co稀土永磁近年來呈下滑趨勢,目前日本年產(chǎn)量約350噸,占世界產(chǎn)量的50%,產(chǎn)品主要作在軍用電子對抗、電機(jī)及導(dǎo)航系統(tǒng)上。鑄造AlNiCo永磁由于處在廉價鐵氧體和高性能NdFeB永磁的夾攻中,加之貴金屬Co的價格居高不下,在日本的發(fā)展也不樂觀,其產(chǎn)量、產(chǎn)值呈下降趨勢,年均分別減少6.5%和7.4%,目前產(chǎn)量約為1000噸,占世界的16.4%,產(chǎn)品主要用于工作條件惡劣、溫度穩(wěn)定性要求很高的儀表領(lǐng)域(如汽車傳感器等)。

適應(yīng)電子信息整機(jī)輕、薄、短、小要求而發(fā)展起來的粘結(jié)永磁,可分為粘結(jié)鐵氧體和粘結(jié)稀土兩類。其中粘結(jié)鐵氧體永磁應(yīng)用最早、用量最大,但發(fā)展趨勢于平緩,目前日本年產(chǎn)約2萬噸(產(chǎn)值近1.9億美元),占世界產(chǎn)量的33%,傳統(tǒng)用途是電冰箱門封條、復(fù)印機(jī)和打印機(jī)磁輥及各種磁片;粘結(jié)Sm－Co永磁60年代末進(jìn)入市場,在粘結(jié)NdFeB出現(xiàn)后其產(chǎn)量明顯下降,但因其熱穩(wěn)定性好,在精密電機(jī)和大功率電機(jī)中仍有一席之地,目前日本的產(chǎn)量約70噸,占世界產(chǎn)量的44%,預(yù)計今后幾年日本的粘結(jié)氧體和粘結(jié)Sm－Co的產(chǎn)量將保持相對穩(wěn)定;在粘結(jié)永磁中發(fā)展最快的是1987年才開始商品化的各向同性粘結(jié)稀土NdFeB,日本的產(chǎn)量由1987年的約15噸增至1999年的930噸左右,年均增長高達(dá)45.5%,目前約占世界的60%,產(chǎn)品主要用在HDD、FDD(軟驅(qū))CD－ROM、DVD－ROM及家電中的微型直流主軸電機(jī)和步進(jìn)電機(jī)上。

對于性能更優(yōu)異、潛在應(yīng)用市場更廣闊的各向異性粘結(jié)NdFeB永磁,目前日本三菱和旭化成等公司已開始進(jìn)行小批量生產(chǎn)。這類磁體將給汽車擋風(fēng)玻璃雨刮驅(qū)動電機(jī)、玻璃清結(jié)電機(jī)、觀后鏡驅(qū)動電機(jī)、電動門鎖和電動調(diào)節(jié)座椅電機(jī)等帶來使用性變化。預(yù)計2004年日本各向異性粘結(jié)NdFeB永磁產(chǎn)量將達(dá)到3000噸以上。值得一提的是,從上述數(shù)據(jù)中雖反映出日本近年來多種磁性材料的產(chǎn)量和產(chǎn)值均為負(fù)增長,但這并不意味著日本磁性材料需求量的相應(yīng)用下降,比如鐵氧體永磁,該國正繼續(xù)將其生產(chǎn)轉(zhuǎn)移到海外,以低成本來對付日元升值、勞動力成本增加以及滿足日本在海外生產(chǎn)的整機(jī)的需求。目前日本在海外工廠生產(chǎn)的鐵氧體永磁已高達(dá)8萬噸,加上本土生產(chǎn)的約5萬噸,這就是說其實(shí)際產(chǎn)量在13萬噸左右,仍比中國的產(chǎn)量略高,中國要成為真正的世界第一尚需持續(xù)努力。表1是不完全統(tǒng)計的日本在海外發(fā)展的鐵氧體永磁工廠情況。

而在NdFeB永磁上,日本之所以能不斷增長,主要有三方面的原因:一是新用途不斷被開發(fā)出來;二是計算機(jī)領(lǐng)域的需求量不斷增大;三是國外特別是我國價格低廉的NdFeB永磁(僅為日本產(chǎn)品價格的1/3左右)無法進(jìn)入受專利保護(hù)的日本市場,使其受沖擊較少。

日本現(xiàn)約有60家廠商在從事磁性材料的開發(fā)與生產(chǎn),其中TDK公司生產(chǎn)各類磁性材料元器件及磁應(yīng)用制品,是全球磁性材料品種最全的生產(chǎn)廠家,該公司在鐵氧體軟磁、鐵氧體永磁生產(chǎn)上長期穩(wěn)居世界第一位,其稀土永磁生產(chǎn)也頗具有規(guī)模(在日本排第三位),是舉世公認(rèn)的磁性材料王國中的“王中王”。住友特殊金屬公司是世界燒結(jié)NdFeB永磁的專利擁有者和最大生產(chǎn)廠家,其AlNiCo永磁在日本也排第一位(其次是三菱制鋼公司)。但日本磁性材料行業(yè)一些人士評論,日本信越化學(xué)工業(yè)公司的NdFeB生產(chǎn)有可能趕超住友公司。在粘結(jié)稀土永磁的開發(fā)生產(chǎn)上,日本精工—愛普森公司多年來一直穩(wěn)坐世界“第一把交椅”,目前其產(chǎn)量在400噸以上,占日本總產(chǎn)量的40%左右;緊跟其后的是大同特殊金屬公司,該公司于1992年停止生產(chǎn)鐵氧體永磁而把重心放在發(fā)展粘結(jié)稀土永磁上。此外,意欲在永磁方面不落后于其它大公司而對產(chǎn)品結(jié)構(gòu)作調(diào)整的還有日立金屬、東北金屬、三菱制鋼等著名磁材公司。

日本磁性材料的科研進(jìn)展

在鐵氧體軟磁高頻低功耗材料方面,自70～90年代,日本TDK、FDK、東京鐵氧體川崎制鐵等鐵氧體知名公司已先后開發(fā)出四代開關(guān)電源用功率鐵氧體材料,目前這些公司都能大批量生產(chǎn)PC40、PC44、PC50等第三、四代材料,其使用頻率一般可達(dá)數(shù)百kHz～1MHz,為開關(guān)電源的小型化作出了顯著貢獻(xiàn)。另外,為適應(yīng)計算機(jī)顯示器和HDTV發(fā)展的需要,TDK等公司在90年代初還開發(fā)出用于制作回掃變壓器的HV22、HV38、HV45高頻鐵氧體材料,也有極低的功耗和高飽和磁感應(yīng)強(qiáng)度。在鐵氧體高磁導(dǎo)率(ui)材料方面,TDK公司在過去生產(chǎn)H5C2(ui=1000)的基礎(chǔ)上,90年代又先后開發(fā)出H5C3(ui=13000)、H5D(ui=15000)和H5E(ui=18000)材料;FDK、東京鐵氧體等公司也相繼開發(fā)出ui=12000～15000的材料。用這類材料制作的電感器、濾波器、扼流圈、寬帶變壓器和脈沖變壓器,需求量很大,可廣泛用在數(shù)字技術(shù)和光纖通信等高新技術(shù)領(lǐng)域。

在鐵氧體抗電磁干擾材料及元件方面,目前TDK公司已開發(fā)出6種EMI吸收材料、23個抗EMI器件71個品種,是目前世界上開發(fā)生產(chǎn)鐵氧體吸收材料及抗EMI元器件品種最全、水平最高的企業(yè)。

在鐵氧體永磁方面,盡管日本早已實(shí)現(xiàn)“444”即Br≥4000Gs(0.4T)、HCJ≥4000Oe(320kA/m)、(BH)m≥4MGOe(32kJ/m3)的目標(biāo),但因離鐵氧體的理論值還有一段不長不短的路要走,為此許多日本企業(yè)仍在想辦法推進(jìn)永磁性能的發(fā)展。如TDK公司繼在90年代初率先推出具有世界領(lǐng)先水平的FB5、FB6系列材料后,近年又通過選用高純原材料、合理調(diào)整配方、摻雜、提高取向和密度、嚴(yán)格控制產(chǎn)品的顯微結(jié)構(gòu)等措施鐵氧體永磁的性能指標(biāo)再次發(fā)生飛躍,已大大接近其理論值(FB9系列)。

日本鐵氧體磁體開發(fā)的另一個動向,是從磁性能的改進(jìn)轉(zhuǎn)入便于使用的改進(jìn)上,如發(fā)展超大弧度、超長、超厚磁體等等。

在NdFeB永磁方面,日本科研開發(fā)的方向主要有四個方面,一是向高磁能積方向發(fā)展,目前批量生產(chǎn)水平在400kJ/m3左右,如住友特殊金屬公司的Neomax50、Neomax48BH、TDK公司的Neorec－50、日立金屬公司的Hirorex－super52等;二是向特高內(nèi)稟矯頑力方向發(fā)展,如住友特殊金屬公司的28EH、32EH產(chǎn)品,其HCJ超過2000kA/m(25kOe),工作溫度最高可達(dá)240℃;三是研究開發(fā)(BH)m≥256kJ/m3、耐腐蝕性優(yōu)于燒結(jié)磁體的各向異性粘結(jié)NdFeB永磁;四是積極探索納米復(fù)合雙相稀土永磁,向(BH)m≥800kJ/m3的目標(biāo)邁進(jìn)。表2列出了當(dāng)前日本高檔磁性材料大批量生產(chǎn)的代理牌號及水平。

本主題由

第三篇：GB_T 13560-2000_燒結(jié)釹鐵硼永磁材料

GB/T 13560-2000 燒結(jié)釹鐵硼永磁材料

基本信息

【英文名稱】Materials for sintered neodymium iron boron permanent magnets 【標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)】被代替 【全文語種】中文簡體 【發(fā)布日期】1992/7/9 【實(shí)施日期】2000/11/1 【修訂日期】2000/6/5 【中國標(biāo)準(zhǔn)分類號】H65 【國際標(biāo)準(zhǔn)分類號】77.150.99

關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)

【代替標(biāo)準(zhǔn)】GB 13560-1992 【被代替標(biāo)準(zhǔn)】GB/T 13560-2009 【引用標(biāo)準(zhǔn)】GB/T 2828-1987,GB/T 3217-1992,GB/T 8170-1987,GB/T 9637-1988,GB/T 17803-1999

適用范圍&文摘

暫無

第四篇：GB_T 13560-2009_燒結(jié)釹鐵硼永磁材料

GB/T 13560-2009 燒結(jié)釹鐵硼永磁材料

基本信息

【英文名稱】Materials for sintered neodymium iron boron permanent magnets 【標(biāo)準(zhǔn)狀態(tài)】現(xiàn)行 【全文語種】中文簡體 【發(fā)布日期】1992/7/9 【實(shí)施日期】2010/2/1 【修訂日期】2009/4/23 【中國標(biāo)準(zhǔn)分類號】H65 【國際標(biāo)準(zhǔn)分類號】77.150.99

關(guān)聯(lián)標(biāo)準(zhǔn)

【代替標(biāo)準(zhǔn)】GB/T 13560-2000 【被代替標(biāo)準(zhǔn)】暫無

【引用標(biāo)準(zhǔn)】GB/T 2828.1,GB/T 3217,GB/T 8170,GB/T 9637

適用范圍&文摘

本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的要求、試驗(yàn)方法、檢驗(yàn)規(guī)則和標(biāo)志、包裝、運(yùn)輸、貯存。本標(biāo)準(zhǔn)適用于粉末冶金工藝生產(chǎn)的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，供電子、電力、機(jī)械、醫(yī)療器械等領(lǐng)域制作永磁器件等用。

第五篇：燒結(jié)工藝的主要設(shè)備及其工作原理

燒結(jié)工藝的主要設(shè)備及其工作原理

為了保證供給高爐的鐵礦石中鐵含量均勻，并且保證高爐的透氣性，需要把選礦工藝產(chǎn)出的鐵精礦制成10-25mm的塊狀原料。鐵礦粉造塊目前主要有兩種方法：燒結(jié)法和球團(tuán)法。兩種方法所獲得的塊礦分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。本專題將詳細(xì)介紹燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理以及控制要求等信息，其次，我們將簡要介紹球團(tuán)法生產(chǎn)的工藝流程，主要工藝設(shè)備的工作原理以及控制要求等信息。

鐵礦粉造塊的目的：

◆綜合利用資源，擴(kuò)大煉鐵用的原料種類。

◆去除有害雜質(zhì)，回收有益元素，保護(hù)環(huán)境。

◆改善礦石的冶金性能，適應(yīng)高爐冶煉對鐵礦石的質(zhì)量要求。

鐵礦粉造塊的方法：燒結(jié)法和球團(tuán)法。

鐵礦粉造塊后的產(chǎn)品：分別為燒結(jié)礦和球團(tuán)礦。（供高爐煉鐵生產(chǎn)的主要原料）

一、燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程介紹：

燒結(jié)是鋼鐵生產(chǎn)工藝中的一個重要環(huán)節(jié)，它是將鐵礦粉、粉（無煙煤）和石灰、高爐爐塵、軋鋼皮、鋼渣按一定配比混勻。經(jīng)燒結(jié)而成的有足夠強(qiáng)度和粒度的燒結(jié)礦可作為煉鐵的熟料。利用燒結(jié)熟料煉鐵對于提高高爐利用系數(shù)、降低焦比、提高高爐透氣性保證高爐運(yùn)行均有一定意義。

燒結(jié)生產(chǎn)的流程

目前生產(chǎn)上廣泛采用帶式抽風(fēng)燒結(jié)機(jī)生產(chǎn)燒結(jié)礦。燒結(jié)生產(chǎn)的工藝流程如圖下所示。主要包括燒結(jié)料的準(zhǔn)備，配料與混合，燒結(jié)和產(chǎn)品處理等工序。

配料與混合的主要設(shè)備:

電子計量稱：對放置在皮帶上并隨皮帶連續(xù)通過的松散物料進(jìn)行自動稱量的衡器。主要有機(jī)械式(常見的為滾輪皮帶秤)和電子式兩大類。電子皮帶秤是使用最廣泛的皮帶秤。由承重裝置、稱重傳感器、速度傳感器和稱重顯示器組成。

主要用到的自動化產(chǎn)品：稱重傳感器、速度傳感器、數(shù)顯表、變頻器、電動機(jī)

混合機(jī)：混合機(jī)械是利用機(jī)械力和重力等，將兩種或兩種以上物料均勻混合起來的機(jī)械?；旌蠙C(jī)械廣泛用于各類工業(yè)和日常生活中。常用的混合機(jī)械分為氣體和低粘度液體混合器、中高粘度液體和膏狀物混合機(jī)械、熱塑性物料混合機(jī)、粉狀與粒狀固體物料混合機(jī)械四大類?！静榭垂ぷ髟怼?/p>

主要用到的自動化產(chǎn)品：斷路器、接觸器、電動機(jī)

燒結(jié)生產(chǎn)：

燒結(jié)作業(yè)是燒結(jié)生產(chǎn)的中心環(huán)節(jié)，它包括布料、點(diǎn)火、燒結(jié)等主要工序。

布料:將鋪底料、混合料鋪在燒結(jié)機(jī)臺車上的作業(yè)

點(diǎn)火：點(diǎn)火操作是對臺車上的料層表面進(jìn)行點(diǎn)燃，并使之燃燒。

燒結(jié)：準(zhǔn)確控制燒結(jié)的風(fēng)量、真空度、料層厚度、機(jī)速和燒結(jié)終點(diǎn)。

主要用到的自動化產(chǎn)品：PLC，組態(tài)軟件，變頻器，電動機(jī)

二、球團(tuán)礦生產(chǎn)工藝流程

把細(xì)磨鐵精礦粉或其他含鐵粉料添加少量添加劑混合后，在加水潤濕的條件下，通過造球機(jī)滾動成球，再經(jīng)過干燥焙燒，固結(jié)成為具有一定強(qiáng)度和冶金性能的球型含鐵原料。

球團(tuán)礦生產(chǎn)的流程：

一般包括原料準(zhǔn)備、配料、混合、造球、干燥和焙燒、冷卻、成品和返礦處理等工序，如下圖所示。

球團(tuán)礦的生產(chǎn)流程中，配料、混合與燒結(jié)礦的方法一致；將混合好的原料經(jīng)造球機(jī)制成10-25mm的球狀。

球團(tuán)礦生產(chǎn)中的主要設(shè)備：

圓盤造球機(jī)：將焦炭粉、石灰石粉或生石灰、鐵精礦粉混合后，輸入圓盤造球機(jī)上部的混合料倉內(nèi)，均勻地向造球機(jī)布料，同時由水管供給霧狀噴淋水，傾斜（傾角一般為40一50°）布置的圓盤造球機(jī)，由機(jī)械傳動旋轉(zhuǎn)，混合料加噴淋水在圓盤內(nèi)滾動成球?！静榭垂ぷ髟怼?/p>

主要用到的自動化產(chǎn)品：斷路器、接觸器、電動機(jī)

帶式焙燒機(jī)：帶式焙燒機(jī)工藝使球團(tuán)焙燒的整個工藝過程——干燥、預(yù)熱、焙燒、冷卻都在一個設(shè)備上完成，具有工藝過程簡單、布置緊湊、所需設(shè)備噸位輕等特點(diǎn)，為工廠縮小占地面積、減少工程量、實(shí)現(xiàn)焙燒氣體的循環(huán)利用以及降低熱耗和電耗創(chuàng)造了條件?！静榭垂ぷ髟怼?/p>

主要用到的自動化產(chǎn)品：斷路器、接觸器、電動機(jī)