新技术、新设备在NdFeB稀土磁体生产中的应用之一——速凝铸片的制备

中国烧结NdFeB磁体产业近年来突飞猛进,2000年产量已超过日本位列全球首位。虽然产品质量有了很大提高,但就整体水平而言还是处于中低挡。生产工艺、技术装备的落后使中国烧结NdFeB磁体磁性能上与高牌号要求还有差距,特别是在性能一致性方面远达不到用户要求,致使中国磁体进不了诸如VCM、MRI和电机等高端应用领域,大部分企业只能挤在有限的中低档市场靠降价恶性竞争。为改变这样的局面,少数厂家高价引进国外先进设备,产品质量是提升了,但产品成本却因之显著增高,结果产品的性价比无法适应市场需求,因此国内多数厂家仍在观望与等待,如何走有自己特色的硬件改造之路,是摆在中国稀土磁体厂家面前的现实问题。目前针对NdFeB磁体的特点,根据相关技术需求,中国已开发出一整套有自己特色的生产设备,能有效生产高档磁体。它们包括:(速凝)片铸合金(SC)的制备、氢化制粉(HD)技术及设备、改进的流化床气流磨(JM)、可变换极向的强脉冲磁场取向设备、磁场等静压机(CIP)、磁场橡皮模压机(RIP)、磁场取向湿压成形设备、NdFeB专用多室烧结炉、测量高矫顽力磁体完整磁滞回线的脉冲磁强仪(PFM)以及适合NdFeB磁体的达克罗涂层技术、设备。本文是系列文章的第一篇,重点介绍磁性合金制备新工艺——速凝片铸工艺及相应的生产制备。此项新工艺能有效消除NdFeB铸造合金内普遍存在的α-Fe,从而极大提升合金的质量,促进高性能磁体的制备。文中指出SC工艺能有效消除NdFeB铸造合金内普遍存在的α-Fe的冶金学原理,希望借此引起广大磁体厂家对工艺技术原理及硬件设备改造的重视。

SC工艺对Nd9.8Dy2.4Fe71.8Co10B6磁粉微结构影响的研究

本文研究了SC (strip casting)工艺对Nd9.8Dy2.4Fe71.8Co10B6合金铸片的成分、磁粉微结构、晶粒尺寸的影响。结果表明:当辊轮转速v = 3 m/s时,SC铸片紧贴辊轮的一面其X射线衍射图显示出(221)、(412)和(523)面的衍射峰,没有α-Fe衍射峰。这样的SC合金铸片再进行优化的HDDR工艺处理所制备的磁粉,其颗粒中包含的Nd2Fe14B晶粒尺寸分布均匀,大小为0.2~0.3 μm,接近单畴晶粒的大小,且晶粒表面光滑,晶粒与晶粒间直接接触,不存在任何晶粒间界相。

不同工艺制备烧结NdFeB磁体的显微组织和磁性能研究

研究了利用速凝(SC)工艺以及速凝工艺结合氢破碎(HD)工艺制备NdFeB磁体的性能和微观结构。结果发现,单独引入SC工艺虽然保证了母合金α-Fe不析出,其成分不发生偏析,但是由于其特殊的微观组织结构,利用机械破碎的方法制粉容易使粉末多以多晶的状态出现,这不仅使磁体取向度降低,并使烧结磁体主相晶粒内分布有大量富钕相,这种现象必然影响到磁体的矫顽力。把SC工艺和HD工艺结合起来,可以有效地解决这个问题。

SC铸片热处理条件对HDDR Nd-Fe—B磁粉性能的影响

采用优化的SC＋HDDR工艺制备了Nd15Fe78B7磁粉，分别研究了SC铸片的热处理温度及时间对HDDR磁粉性能的影响。研究结果表明，在热处理时间一定时，磁粉的矫顽力He和剩磁Br均随热处理温度的升高先增大后减小。热处理温度一定时，He和Br均随热处理时间的增加先增大后减小。当热处理温度及时间分别为1050℃和3h时，磁粉的矫顽力He和剩磁Br均达到最大值890kA／m和1．1T，其最大磁能积为241kJ／m^3。

高性能烧结钕铁硼磁体的研究与开发(一)

介绍了烧结钕铁硼磁体的研究与生产现状、钕铁硼永磁合金的有关理论、烧结钕铁硼磁体的先进生产工艺,重点分析了片铸(SC)、气流磨、橡皮模等静压等工艺的参数对烧结钕铁硼磁体微结构和磁性能的影响。采用合理成分和先进生产工艺,工业化批量生产的高磁能积磁体的磁性能达到:Hcj=1148kA/m (14.43kOe),(BH)max=408kJ/m3 (51.3MGOe),高矫顽力磁体的室温磁性能达到:Hcj=2035 kA/m(25.57kOe), (BH)max= 320kJ/m3(39.9MGOe)。

纯三元及含Zr,Ga元素磁粉的各向异性

未经均匀化热处理的纯三元及含Zr,Ga元素的SC合金铸片经优化的HDDR工艺处理都可以制备各向异性Nd Fe B磁粉.这表明:元素的添加及SC铸片是否进行了均匀化热处理都不是HDDR磁粉各向异性形成的必要条件.磁粉各向异性形成的关键因素在于HDDR工艺的调节,即适当地加快歧化反应过程,减缓脱氢再结合过程以及控制脱氢再结合时的合适氢气压强均有利于磁粉各向异性的形成.本文将为制备低成本高各向异性磁粉提供重要的指导.

中国稀土永磁产业的技术进步

着重从技术角度讨论了稀土永磁产业近年的进步与发展。重点讨论了烧结NdFeB磁体,既涉及工艺方面的改进,特别介绍取代传统铸造合金,专供高档烧结磁体用的速凝薄片合金淬铸工艺;也包括1∶12型、3∶29型等新金属间化合物以及低温度系数、高矫顽力磁体的开发。