烧结钕铁硼磁体制备工艺研究.pdf

烧结钕铁硼磁体制备工艺研究音圈马达WC旧4％，轴承4％，其它42～46美冠1噜隋研稀土新材料股份有限公司，北京，100088)熔炼张深根徐静袁永强杨红川于敦波李扩社徐建林1．引言我国烧结钕铁硼磁体的产量急剧上升，2000年达到6500吨，2001年达到8000吨。据全国稀土永磁材料协作网预测，2005年我国烧结钕铁硼产量达将1．5万吨，2010年将达7万吨，占全球75％[1]。由于我国采取普通工艺(普通铸锭、粗中细破碎、气流磨、垂直磁场成型(TDP)、冷等静压(ClP)、三段烧结)生产烧结钕铁硼磁体，造成磁体磁性能和一致性差。因此。我国的磁体平均价格仅有日本的1／3-1／2。日本、德国等则采取快冷厚带一氢破碎一一次磁场成型工艺生产钕铁硼烧结磁体。因此，磁体的磁性能和一致性好，技术附加值高。表l是我国与西方国家生产烧结钕铁硼磁体的工艺及磁体应用领域。表1中国与西方生产烧结钕铁硼工艺对比序号我国西方国家快冷厚带铸造粗、中碎氢破碎气流磨一次成型(压坯相对密度为65％)烧结应用音响32％，磁化器22％，电机10％，音圈马达(VCM)60％～65％，电机15％。核磁共振仪14％，音响3％，通信8％领域2％价格110～130美元，kg从表1可以看出，我国与西方国家在烧结钕铁硼磁体制造工艺差别有：一是制造钕铁硼磁体的台金原料，我国的合金原料是普通铸锭，西方国家是快冷厚带；二是制粉工艺，我国是租、中碎+气流中国磁性产业跨越式可持续发展战略研讨会论文集摘要本文简要对比分析了我国与西方国家生产烧结杈铁硼磁体工艺差距，指出了快冷厚带制备工艺是西方国家生产烧结钕铁硼磁体工艺绝密、核心技术。分别采用快冷厚带-氢破碎-一次磁场成型工艺和普通铸锭一氢破碎一一次磁场成型工艺制备同一成分的烧结钕铁硼磁体。结果表明：快冷厚带可以明显提高磁体的各项性能。和国外某公司进行合作．分别采用本研究的和该公司的钕铁硼快冷厚带为原料研制烧结钕铁硼磁体，结果表明：磁体综合性能十分接近。6CIP12345TDP7|03
成型_一烧结_磁体性能检测。给出了快冷厚带的金相照片和SEM照片；图lc、d为普通铸锭的金相照片和SEM照片。图1中的a、磨，西方国家是氢破碎+气流磨：三是磁场成型工艺，我国采用两次成型TDP+CIP。西方国家采用一次磁场成型工艺。西方国家将快拎厚带制各工艺视为绝密、核心技术并采取严格的保密政策。本文选定快冷厚带一氢破碎．一次磁场成型工艺制备烧结钕铁硼磁体，经过2年左右的研究，基本突破了该工艺的关键技术，为该工艺产业化奠定了一定基础，同时打破了西方国家对该技术的封锁，加速我国成为世界磁体强国进程。2．实验方法本文采取的技术路线如下：配料斗快冷厚带制备_厚带性能检测寸氢破碎_性能检测斗一次磁场采用自行研制的快冷厚带专用设备，将成分为Nd29．5FebalDyl．081．05(wt％)合金熔液通过旋转的水冷金属轮甩成快冷厚带，其厚度和显微组织通过调整转轮线速度及熔液浇铸速度来控制。快冷厚带的氢破碎在专用的氢化制粉设备中进行。通过控制氢化温度、氢化时间、氢化压力来控制粉末质量。氢破碎的快冷厚带进入气流磨制得平均粒度和粒度分布合适的粉末。采用自行设计的模具进行一次磁场成型。最后进行烧结得到磁体。将相同成分的普通铸锭在相同工艺条件进行氢破碎、气流磨、一次磁场成型、烧结制备磁体对比分析。3．实验分析3．1钕铁硼快冷厚带的显微组织本实验制得的快冷厚带呈银白色，厚度为0．30-0．40m，抗氧化能力强，能长期(1-2年)置于空气中，色泽不变，未见氧化。将本实验制备的快冷厚带与普通铸锭作了微观组织的对比分析。图la、bb两图，可以看出i快冷厚带为全柱状晶结构、无等轴晶、主相Nd2Fel4B细小均匀(约2．8-3．29m)、富Nd相分布十分均匀。从图1中的c、d两图可知，；而普通铸锭的主相Nd2Fel4B粗大(约为509m)、富Nd相分布很不均匀、树枝状结晶发育。图2a、b分别为快冷厚带与普通铸锭的能谱分析。图2a为快冷厚带主相Nd2Fel4B能谱，并且没有找到泓Fe相。图2b为普通铸锭中呈树枝状(见图lc)的能谱，表明为cx-Fe相。总之，本实验制备的钕铁硼快冷厚带具有以下优点：“柱状晶”穿透整个厚带、无等轴晶区、无a-Fe相、三相C主相Nd2Fel4B、富Nd相和富B相)分布均匀、总稀土含量低、耐腐蚀性能好、是高档烧结钕铁硼磁体必需的原料。中国磁性产业跨越式可持续发展战略研讨会论文集204
灭炎。^ⅨⅢ．⋯nb快冷厚带的sEM照万一a伏挣Jl旱带日可金相照片c普通铸锭SEM(a—Fe相)d普通铸锭显微组织图1快冷厚带与普通铸锭的微观组织1●一蓍b普通铸锭的能谱分析图2快冷厚带与普通铸锭的能谱分析3．2本实验与日本和国内其它厂家的快冷厚带日本钕铁硼磁体生产厂家和合金制造厂家合作