钕铁硼永磁材料介绍
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5、NdFeB的其它应用
扬声器 磁分离器,磁耦合器,磁化器,油井除腊器等 消费电子类产品 数控机床 (NC机床,CNC机床) 、电动自行车等
谢 谢
稀土永磁钕铁硼 的制造及其应用
第一部分 钕铁硼(Nd-Fe-B)永磁基本概况 钕铁硼(Nd-Fe-B)于1982年发明于日本住友特种 金属材料和美国通用汽车公司,于1983年实现工 业化批量生产。 钕铁硼(Nd-Fe-B)是稀土铁系永磁材料的典型代 表,所谓永磁材料,通俗一点讲就是“永久吸铁 石”。 钕铁硼(Nd-Fe-B)主要成份由稀土元素(如钕 Nd)、铁元素(Fe)和硼元素(B)构成,其中稀 土元素约占25~35%,铁元素约占65~75%,硼元 素约占1%。
150kg真空感应速凝炉
(2)制粉
制粉的目的:将较大尺寸的合金磨制成3~5μm 的细小粉末。采用机械粗破碎或氢 破碎加气流 磨粉两个工艺过程。 气流磨的制粉原理:根据钕铁硼合金较脆易碎 的特点,气流磨磨室内通过高纯高压氮气,利用 气流将粉末颗粒加速到超音速使之相互碰撞而破 碎。
气流磨
(3)成型
原材料处理
采用粉末冶金的方法制造
配 料
成品包装
关键工序简介 (1)熔炼 根据工艺的需要,熔炼的合金有两种基本状态, 一种是合金锭,一种是铸片 。
速凝铸片
生产合金锭的炉子为真空感应熔炼炉,目前有50公 斤和100公斤两种。 生产铸片的炉子为真空感应速凝炉,目前有150公斤 和600公斤两种。 两种炉子都是在真空状态下熔炼,满足生产钕铁硼合 金的要求。 熔炼的目的:将金属原材料熔化并产生化学反应形成 有化学相的合金。
(6)成品包装
成品包装目的:按照客户的要求或者公司的包装 标准包装保护产品出货。 成品包装包括:包装、部分检验、充磁、喷图等 工作。
第四部分
钕铁硼永磁材料的应用
永磁材料作为当今信息社会的两大物质支柱之 一,广泛的应用于计算机技术、信息技术、航空航 天技术、通讯技术、交通运输(汽车)技术、办公 自动化技术、家电技术与人体健康和保健技术等等。 永磁材料的人均消费量已经成为一个国家文明与发 达程度的标志之一。
钕铁硼(Nd-Fe-B)是目前世界上磁能积最 高的永磁材料,被誉为“现代永磁之王”。 这也意味着产生相同的磁通量钕铁硼材料 的体积最小。
•产品/工艺图 钕铁硼(Nd-Fe-B)主要有两大类:烧结钕 •材料表 铁硼和粘结钕铁硼,其中烧结钕铁硼无论 •生产程序单 •机器工时表 从应用上、性能上还是产量上都远远高于 •人力记录
超导磁体:造价高,运转费用高。 铁氧体:笨重,整个装置重达100t 左右。 钕铁硼:仅需几吨。
MRI
3、在电机上的应用
全球总能耗的一半以上用于电机的运转,永磁电 机逐步取代感应电机是必然趋势,节能和环保是 永磁电机的最大优势。
大型高功率电机(风力发电机、石油抽油机、电梯电机等): 高性能烧结NdFeB磁体
电机对永磁体的多样化需求:
微电机控制系统:幅射取向磁环 硬盘、软盘和光盘驱动器:其微型直流主轴电机、步进 电机为外转子结构,多采用一次成型粘结磁体。
4、在汽车上的应用
据统计,每量汽车要用20~30块永磁体,国外 豪华轿车使用永磁微电机已达70多只,用以完成各 种控制动作。汽车不断向多功能化、智能化和豪华 型发展,钕铁硼永磁在汽车上的应用将越来越广泛。 汽车工业的发展,必将促进钕铁硼永磁产业的发 展,如混合动力汽车的将成为今后汽车发展的主 流方向,最大优势可节省能源40%,节能又环保。
成型的目的:将粉末压制成一定形状与尺寸的压 坯并完成并保持在磁场取向中所获得的晶体取向 度。
要生产出合格的钕铁硼永磁材料,磁粉氧含量的 控制是关键,成型过程是磁粉吸氧的主要过程, 所以成型过程有严格的防氧化措施,要求磁粉称 量或压制过程在惰性气体保护下作业。
成型压机
(4)烧结
烧结的目的:进一步提高密度和改善微观组织结 构,使磁体具有高性能永磁的显微组织特征。 钕铁硼永磁材料的烧结采用液相烧结法。 烧结过程有烧结和时效(回火)两个工艺过程。
第三部分
钕铁硼永磁的生产工艺过程
原材料:稀土、纯铁、硼铁以及为了优化磁 性能所添加的其他一些元素,如铜、钴、铝等 等。对原材料的要求比较高,一方面是纯度, 杂质少,尤其是有害杂质,其次是干燥。 基本工艺流程介绍 高性能钕铁硼系永磁材料产业属于知识密集型 产业,制造工艺Leabharlann Baidu程是一个系统工程,过程控 制难度较大,任何一道工序都有对最终的成品 有“决定权”和“否决权”。
烧结过程采用高真空正压烧结炉,额定装炉量主 要有200kg和300kg两种类型,为满足高性能钕铁 硼永磁的生产工艺需求,还有一种带密封手套箱 烧结炉,主要是防止进炉过程中氧化。
烧结炉
(5) 后道加工
后加工的目的:将毛坯材料采用磨、切、割、 打孔、表面处理等手段加工成成品的过程。 后加工加工方法有:磨削加工、切片加工、电 火花线切割加工、打孔套孔加工、倒角、电镀 加工等等。 后加工加工设备较多,有大立磨、无芯磨、切 片机、线切割机、仪表车打孔、钻床套孔、电 镀生产设备等等。
1、在计算机工业的应用
硬、软磁盘和光盘驱动器是都需要用到钕 铁硼磁体。 每年用于计算机驱动器的磁体达4000吨, 几乎占钕铁硼销量的一半。
VCM
计算机硬盘的小 型化及高性能化
2、在MRI上的应用
核磁共振成像仪,是利用人体的氢原子核在外加磁场及 扫描场作用下发生共振成像,可诊断初期肿瘤等病变。
自2001以后,中国稀土磁性材料产业的发展 将进入第三阶段(成全球最大生产基地)
我国钕铁硼永磁材料迅猛发展的主要因素
我国有特天独厚丰富的稀土资源。我国的稀土 储量占世界总储量的80%,邓小平同志讲“中 东有石油,中国有稀土”,丰富的稀土资源造 就了较低的原材料成本。
国家产业政策的扶持。中国政府把开发稀土新 材料列为重点发展项目。 制造技术和专业装备(设备)水平不断提高, 逐渐缩短与制造强国(如日本)之间的差距。
粘结钕铁硼,我公司主要生产烧结钕铁硼。 需要补充的是并不是说粘结钕铁硼应用价 值就比烧结钕铁硼低,某些特定的应用领 域只能用粘结钕铁硼。
第二部分
我国钕铁硼永磁材料的发展历程
1985~1995,是中国稀土磁体产业发展 的第一阶段(起步阶段)
⑴ ⑸ 1996~2000 ⑵ ,此为中国磁体产业发展的 第二阶段(快速发展阶段) ⑺