第二章__钕铁硼简介

a=α=

一、备料(Nd

2Fe

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B)

Nd: 纯金属钕，98~99%

Fe: 工业纯铁

B: 硼铁（比硼粉好）

原材料要防氧化、防油、防污物污染。

若存在氧化皮，则要除去氧化皮

此外，还要有效防止外来杂质元素的污染。

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10Nd-Fe-B 构成的三元体系中，非常容易形成合金杂相。

Nd-Fe-B磁体的成分处于A区，主要由主相（Nd2Fe14B）与少量附相（Nd8Fe27B24α-Nd）组成

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12 Nd-Fe-B的磁性能对成分变化非常敏感。

Nd2Fe14B的成分替代

z Nd2Fe14B相的Nd可部分被其它稀土元素（包括Y,尤其是Dy、Tb、Ho、Er等）取代，Fe可部分被3d过渡族元

素（Co、Ni、Mn等等）取代，还可以适量加入其他元

素（Al、Ga、Zr等等），基本不改变其四方晶格结构。

z这就有利于通过调整成分来提高居里温度、矫顽力

与方形度。

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Nd 含量的影响

Nd 可以改善Nd-Fe-B 的Br 和Hci ，但是存在极大值问题。

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B 含量的影响

B 可以改善Nd-Fe-B 的Br 和Hci ，但是存在极大值问题。

Co 的作用

z不论有无( Nb,Cr,Zr,V),Co的作用大体相同，

使居里点(Tc)提高，从而提高热稳定性。

z如果Co含量适当(约20 at%)，它还能提高Hci和(BH)m。

z Co还能提高磁体的抗腐蚀与抗氧化的性能。

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Co含量对Nd-Fe-B居里温度的影响

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注意：过量的Co替代将会导致居里温度的突降。

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Co含量对Nd-Fe-B最大磁能积的影响

Co替代虽然可以提高居里温度，但是却降低了(MH)

max

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在Nd-(Fe,Co)-B-M中M 的作用

( M=Nb,Cr,Zr,V),

z适量的M能提高H ci，并改善退磁曲线的方形度。

(改善最大磁能积）

z适量的M对B r影响不大;过量的M,使B r降低

z M过量，将会引起Nd-Fe-B结构的不稳定性，因此，M 在Nd-Fe-B当中存在最大溶解度问题。

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M含量对Nd-Fe-B-M磁性能的影响

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M 的极限含量（at%）

M在Nd-Fe-B中含量与M元素本身的物理化学性质有关。

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有害杂质的影响

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三、冶炼(铸片炉冶炼---甩带

)

轮辊转速大约1~3m/s，铸片具有片状晶结构，厚度约为250~350 µm。

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铸片冶炼法的优点

z铸片比常规铸块的凝固速率快，抑止了α-Fe枝状晶的生成，不需要传统工艺的等温热处理过程。

z铸片的粉碎性很好。主相晶粒中间的富Nd相薄层，在氢爆碎后形成许多微裂纹，确保了在氢爆碎和气流磨制粉后，形成取向排列的单晶粉末，提高磁体的剩磁。

z铸片中富Nd相的分散性好，有利于在较低烧结温度下得到高性能磁体。

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实例

实验样品成分

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实验样品冶炼工艺

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实验样品的相组成

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实验结果

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主相的最佳晶粒度

无杂质，无缺陷，尺

寸集中在3~5µm。主

相晶粒之间被富Nd

相薄层间隔。晶粒形

状为球状或椭球状，

边界完整、光滑，不

存在尖锐的角、棱和

突起，以降低有效退

磁因子提高矫顽力。

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五、磨粉

制粉有两种方法：球磨（振动球磨、滚动球磨）与气流磨z球磨（用汽油或甲苯或石油醚保护样品，以防氧化）通过振动或滚动使钢球与合金颗粒碰撞而使颗粒细化

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z气流磨

气流磨制粉工艺利用高压惰性气体（6~7atm）气流将粉末颗粒加速到超音速（1.5倍声速），使之相互碰撞而粉碎，调整分级轮转速可以把粉末颗粒尺寸控制在要求的范围内，过大的颗粒继续互相碰撞，过小的粉末被分离排出。气流磨制粉工艺利用物料自身碰撞而粉碎，物料与容器内壁碰撞力很小，容器内壁无磨损，粉料无异物污染，可制备高纯度粉末，因此，气流磨比球磨好。

z粉末的最佳颗粒度：3~5µm

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六、磁场取向与成型粉末的磁场取向有两种方向：平行取向与垂直取向

磁场取向与成型的具体方法有五种：

（1）平行钢模压

（2）垂直钢模压

（3）橡皮模压

（4）平行钢模压+等静压

（5）垂直钢模压+等静压

最好的是第五种方法。取向用的磁场是恒磁场，先给

上磁场然后在磁场中压型。若在给上恒磁场以前，给

上强大的脉冲磁场则更好。

★磁场取向工艺过程也会影响到永磁体的性能（剩

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磁，机械性能等）

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40七、烧结与回火

压型只能使样品的相对密度达到60~85%，其内部还有相当多的空隙，机械强度很低，磁性也不高。经过烧结，由于原子扩散，粉末颗粒互相融合而形成整体，这使样品的相对密度提高到94~98%，机械强度增加，同时，磁性（剩磁、矫顽力、磁能积）都大为提高。因此，烧结是十分重要的工序。

烧结目的：

致密度：60~85%94~98%烧结前

烧结后