燒結(jié)釹鐵硼永磁體,作為促進當代技術(shù)與社會進步的重要物質(zhì)之一,廣泛的應(yīng)用于以下領(lǐng)域:計算機硬盤、核磁共振成像、電動車、風力發(fā)電、工業(yè)永磁電機、消費電子(CD、DVD、手機、音響、復印機、掃描儀、攝像機、照相機、冰箱、電視機、空調(diào)機等)及磁力機械、磁懸浮技術(shù)、磁傳動等產(chǎn)業(yè)。
自1985年在日本、中國和歐美同時開始產(chǎn)業(yè)化,這近30年來全球永磁材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,磁性能不斷刷新紀錄,材料品種與牌號不斷增加。伴隨市場的拓展,其生產(chǎn)廠家也日益增加,而很多客戶也難免陷入這樣的困惑當中,如何判斷產(chǎn)品的優(yōu)劣呢? 最全面的判斷方法:一、磁鐵性能;二、磁鐵尺寸;三、磁鐵鍍層。
首先,磁鐵性能的保障來自原料生產(chǎn)過程的控制
1、根據(jù)企業(yè)制造高檔或中檔或低檔燒結(jié)釹鐵硼的要求,按照國家標準規(guī)定的原材料成分來選購原料。
2、生產(chǎn)工藝的先進與否直接決定磁鐵的性能品質(zhì)。目前最先進的技術(shù)是鱗片鑄錠(SC)技術(shù)、氫破碎(HD)技術(shù)和氣流磨(JM)技術(shù)。
小容量的真空感應(yīng)冶煉爐(10kg、25kg、50kg)已被大容量(100kg、200kg、600kg、800kg)真空感應(yīng)爐所替代。SC(StripCasting)速凝鑄片技術(shù)已逐漸替代大鑄錠(冷卻方向的厚度大于20-40mm的鑄錠),氫破碎(HD)技術(shù)和氣流磨(JM)取代了顎式破碎機、盤磨機、球磨機(濕法制粉),保障了粉末的均勻性,并且有利于液相燒結(jié)和晶粒細化。
3、磁場取向上,我國是世界上唯一采用兩步壓制成型的國家,取向時用小壓力垂直模壓成型,最后采用準等靜壓成型,這是我國燒結(jié)釹鐵硼產(chǎn)業(yè)最重要的特色之一。
其次,磁鐵尺寸的保障取決于工廠的加工實力
實際應(yīng)用的釹鐵硼永磁體形狀是多種多樣的,如圓片、圓柱、圓筒狀(有內(nèi)孔);方片、方塊、方柱狀;瓦狀、扇形、梯形、多角形和各種不規(guī)則形狀等。
每一種形狀的永磁體有不同的尺寸,生產(chǎn)過程很難做到一次成型。一般生產(chǎn)流程是:先生產(chǎn)出大塊(大尺寸)的坯料,經(jīng)過燒結(jié)和回火處理后,再通過機械加工(包括切割、打孔)和磨加工、表面鍍層(涂層)處理,然后進行磁體性能、表面質(zhì)量和尺寸精度的檢測,然后充磁、包裝和出廠。
1、機械加工分為三類:(1)切割加工:將圓柱、方柱狀磁體切割成圓片狀、方片狀,(2)外形加工:將圓形、方形磁體加工成扇形、瓦型或有凹槽或其他復雜形狀的磁體,(3)打孔加工:將圓棒、方棒狀磁體加工成圓筒狀或方筒狀磁體。其加工方式有:磨削切片加工、電火花切割加工和激光加工。
2、燒結(jié)釹鐵硼永磁元件表面一般要求光滑和達到一定精度,毛坯交貨的磁體表面需要進行表面磨加工。方塊釹鐵硼永磁合金常用的磨加工方法有平面磨、雙端面磨、內(nèi)圓磨、外圓磨等。圓柱常用無芯磨、雙端面磨等。瓦型、扇形和VCM磁體則用多工位磨床。
一個是否合格的磁體,不僅僅需要性能的達標,尺寸公差的控制也直接影響它的應(yīng)用。而尺寸的保障直接取決于工廠的加工實力,加工設(shè)備隨著經(jīng)濟和市場需求也在不斷更新,更高效的設(shè)備以及產(chǎn)業(yè)自動化的趨勢,不僅僅是滿足客戶對產(chǎn)品精度日益增長的需求,同時也節(jié)約了人力和成本,使其更具備市場競爭力。
再次,磁鐵鍍層的品質(zhì)直接決定產(chǎn)品的應(yīng)用壽命
實驗得知,1cm3的燒結(jié)釹鐵硼永磁體放在150℃的空氣中停留51天,將會全部被氧化腐蝕掉。在弱酸溶液中它更容易被腐蝕。為了使釹鐵硼永磁體經(jīng)久耐用,要求它有20-30年的使用壽命,
其必須經(jīng)受表面抗腐蝕處理,以此抵抗腐蝕介質(zhì)對磁鐵的腐蝕侵害。目前,燒結(jié)釹鐵硼永磁體制造行業(yè)普遍采用電鍍金屬、電鍍+化學鍍金屬、電泳涂層和磷化處理等方法,在磁體表面鍍上一層附加隔離物,將磁體表面和腐蝕介質(zhì)隔離開,以防止介質(zhì)對磁體的侵害。
1,一般以鍍鋅、鍍鎳+銅+鎳、鍍鎳+銅+化學鍍鎳三種工藝為主,其他金屬鍍種要求,一般都是在鍍鎳后再施以其他金屬電鍍。
2,在一些特殊情況下也會使用磷化:(1)在釹鐵硼磁體產(chǎn)品因為周轉(zhuǎn)、保存的時間過長而又不明確后續(xù)的表面處理方法的時候,使用磷化簡單易行;(2)當磁體需要環(huán)氧膠粘結(jié)、涂漆等,膠水、漆等環(huán)氧有機物的黏結(jié)力需要基體有很好的侵潤性能。磷化工藝可以改善磁體表面的侵潤能力。
3,電泳涂層已成為廣泛采用的防腐蝕表面處理技術(shù)之一。因其不僅與多孔磁體表面的結(jié)合力很好,而且具有耐鹽霧、耐酸、耐堿等的腐蝕,防腐蝕性優(yōu)異。但是與噴涂涂層相比其耐濕熱性能較差。
客戶可針對其產(chǎn)品工作要求而進行鍍層的選擇。隨著電機運用領(lǐng)域的擴大,客戶對釹鐵硼的耐腐蝕性有著更高的要求。而HAST實驗(也稱PCT實驗)就是專門測試燒結(jié)釹鐵硼永磁體在潮濕和高溫環(huán)境下的耐腐蝕性能。
而客戶如何判斷鍍層是否符合要求呢?鹽霧實驗的目的是對表面經(jīng)防腐蝕鍍層處理過的燒結(jié)釹鐵硼磁體做快速防腐蝕實驗,實驗結(jié)束時,將樣品從試驗箱中取出、干燥,用眼睛或放大鏡觀察樣品表面有無斑點、斑點面積的大小盒顏色的變化情況。
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