2023年烧结钕铁硼磁性材料 钕铁硼永磁材料介绍(四篇)

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烧结钕铁硼磁性材料 钕铁硼永磁材料介绍篇一

以往我钕铁硼企业比较重视技术进步，把性能提高看作企业发展的关键。过去由于我与国外相比性能相差太远，所以性能如何成为制约企业发展的关键。没有高的性能我就没有订单，所以过去的做法并没有错。但是今天，钕铁硼骨干企业基本在性能上都能做到n4545m42h40sh35uh32eh等，有些企业甚至可以做到n5048m45h38uh35eh等，仅从性能上讲基本与世界水准持平或略低，起码已经到中上水平。而实际上n50之类的高性能订单并不是太多，大多数订单在45m及以下的档次上因此现在关键是“性能做稳定，产品内在品质好，及时交货并且价格低”而要达到上述几点，企业内部的管理将是重要的一环。

认为中国的钕铁硼企业大致可分为三类：1民营企业、2真正合资企业、3国有及类国有企业。之所以使用“真正合资企业”说法，因为某些企业虽然名义上为合资企业，但实际管理上为激进国有企业的一套管理方法。这样的企业在钕铁硼行业中并不在少数。通过访问诸多的同行，发现民营企业的管理效率最高，而且各家都有自己的管理及产品特色。民营企业管理效率较高本来是情理之中的但如此之高仍然使我大吃一惊。仅以两个较有代表性的企业为例，年产量在500600吨之间，设备维修部仅有6个人（3个电工，3个机修）而一般国有及类国有同样规模的企业，设备维修部的人数在15~25人之间。不只是人数少，而且在设备维修效率上民营企业要远远高于国有及类国有企业。如果我用20个人干6个人同样的工作，那么竞争之中孰赢孰输显而易见。之所以能够用6个人干20个人的工作，因为以下三点：一般维修由生产班组长自己完成，设备维修部人员仅仅负责大修，设备维修费与生产部挂钩；2部件替换维修法；3空余时间设备维修部人员改造旧设备并制造新设备，同时负责新设备的装置等。第一点使操作人员更加珍惜设备，大大减少由于误操作而造成的设备损坏，减少了设备维修的次数与成本。第二点做法是把损坏部件直接换下来，装上好部件，生产继续进行，同时维修损坏部件。这样维修占用很少的生产时间，大大提高设备的利用率。完成第三点就意味着可以根据使用情况，使设备设计上得到改善，更适合于本公司的具体情况，从而减少维修。如果局部设备由自己制造，则维修人员对设备的情况极为熟悉，有利于维修。以上仅仅为一个实例，从根本上来讲关键是思想的转变和制度的革新。当然，如果让国有企业或类国有企业完全依照民营企业的一套来办，显然是幼稚的而且是行不通的不过国有企业或类国有企业完全可以参照民营

企业的一些方法进行改革，认为这不仅可能，而且一定能够胜利。记得在太原某公司的一位老总说过这样的一句话“现在以小吃大，以快吃慢”相信这并非虚言。如果许多大企业仍然是国有企业保守的一套管理办法，这种局面用不了多久就会出现。依我观点看，也想说一句话：“现在以有特色吃无特色，以高效率吃低效率，以低利息吃高成本”宁波永久磁业的特色在于高效率，较高牌号的产品等；宁波招宝磁业的特色在于产品种类，重点放在高矫顽力产品上；盂县京秀磁材有限公司的管理效率、小圆柱产品特色及低利息值得学习；太原天和高新技术有限公司的特色在于高牌号、高价钱，管理上也有许多值得借鉴之处。相信这些公司在将来的3~5年内都会有较大的发展。

实际上所有的钕铁硼企业都有许多共同之处，应该在管理上有许多通用的规则，这里我提出几点，供大家参考。

1.1生产各工序实行“联产承包制”联产承包制并非什么新的方法，实际1978年在国的农村就已经开始推广。20多年过去了事实证明这种方法在农村是胜利的而在钕铁硼行业的许多民营企业中正在胜利地推行这种方法，所以在国有或类国有企业及合资企业中，这种方法对于提高工作效率、保证生产质量、降低利息等都应该是有效的原因很简单，因为工作的业绩与收入捆绑到一起，真正体现了“多劳多得”原则。可以按熔炼、制粉（包括中碎、气流磨等）成型、烧结、质检、后加工、包装等分组承包。

1.2完善“各工序的自检与他检”如果要采取联产承包制，必需加强自检与他检，否则我会仅仅强调数量而忽视质量。每一工序必需有自检质量及数量报告同时必需得到下一工序的检认可方可进入下一工序，质检部门作为仲裁单位将在保证质量方面发挥越来越大的作用。

1.3生产设备日常维修与设备部脱钩：基本的日常设备维修应由承包人自己完成。如果承包人没有能力完成，应该采取与维修工联合承包的方式或日常维修人员一定要隶属于生产车间，并且不是全职维修工。较大公司的设备部应有2~3名专职人员，配合研发与生产负责设备改造、大修、装置并调试新设备、制造新设备等工作。

强调管理的重要是因为如果管理跟不上，即使再好的技术和产品性能仍然不能保证我激烈的市场竞争中取胜。可以说今天已经到要强调管理的时候了但这并不意味我技术已经达到完美，技术方面我仍然有许多工作要做。2技术发展方向

对于钕铁硼的认识，单单从知识角度讲，中国人比日本人、美国人、欧洲人等都不差，实际上所谓的技术进步在今天来讲至少有90%设备的进步。从下面的论述中我会看到有许多工作要做。2.1 熔炼 2.1.1

带铸工艺又称速凝薄片工艺。这种工艺最早由日本的饿三德金属（仅提供速凝薄带，不生产磁体）与住友金属采用并获得专利权。带铸工艺的特点在于有效地消除了α-fe富钕相分布均匀并使晶粒得到细化，容易得到高剩磁及高矫顽力的产品。中国的钕铁硼磁体厂家在1997年前后开始知道此信息并展开研究工作。经过5年多的努力，中国的设备厂家已经在这方面取得了长足的进步。现在不只有25kg甩带炉，而且50kg和100kg甩带炉都已经市场化。但是就带子的一致性上来讲，与三德金属相比还有相当的差异，自由面凹凸不平的现象很严重。刚开始时的主要问题是带子厚度问题，那时将带子厚度甩到大于0.2mm很困难，存在大量的非晶，很难用于烧结钕铁硼。现在几个主要厂家的带子厚度都能够做到0.3mm以上，有的甚至可到0.5mm除了带子一致性不好外，粘连问题亦是一个影响质量的重要问题。图1给出某厂家的产品（有粘连现象）横截面金相）可见大量的α-fe析出；图2另一厂家的带子的金相，带子厚度在0.3~0.5mm柱状晶晶粒宽大，大部分柱状晶宽度在15~30μm之间，无α-fe析出；但富钕相分布不太均匀。图3为日本三德金属的速凝薄带，大部分柱状晶宽度在3μ左右，无α-fe析出，富钕相分布均匀。由三张金相照片可以清楚地看到目前的差异。如果对我国目前的甩带情况下一个结论，则是可用，但不太令人满意。认为除了要解决均匀性、一致性的问题以外，同时亦要解决产量与效率的问题。未来3~5年内，设备厂家应该能够提供500~1000kg甩带炉。现在甩带炉的高度不够，至少要在10~15m高才干够有足够的空间和薄带冷却时间。如果速凝薄带合格，则带铸工艺应该说是最简单的工艺之一（配方单一，中碎及气流磨效率高，其余与激进工艺无明显区别）因此在中国推广的可能性也最大。2.1.2.双合金工艺或类双合金工艺

除了速凝薄带的工作以外，国大多数厂家的精力放在降低铸锭厚度，提高冷却效率上。降低铸锭厚度方面已经能够广泛采用双面水冷厚10mm铸锭的工艺，也有采用100kg转盘式单面冷浇注（厚15mm左右）工艺的厂家。有的厂家采用了盐水冷冻液冷却熔炼炉锭模的方法。所有这些方法对我提高磁体性能都做出了积极的贡献。但是也应该看到这种思路几乎已经没有太大的发展空间（浇口不可能更窄，锭模不可能更大；转盘式铸锭厚薄不匀，外表难以打磨）需要换一下思路。双合金法应该是一条可行之路。非常遗憾的过去的若干年里中国的钕铁硼厂家大多数没有对双合金法给予足够重视。双合金法并不是什么玩意，早就有所知，而且其优点也是显而易见的如果采用双合金法我将不需要炼几十种不同配方的锭子，只要有几个主相合金和几个富钕相合金就可以得到所有性能的磁体。德国的va c及日本的日立金属等采用这种方法得到性能优异的烧结钕铁硼磁体，而且其产品性能一点都不比住友采用带铸法的产品差。现在普遍做法是把锭子设法作薄，而双合金法并不太在意锭子的厚度，相反，由于要经过均匀化处理，所以过薄的锭子反而易造成氧化（因为锭子越薄外表积越大）认为在目前中国宜采用200~500kg熔炼炉来炼这种锭子，否则其优点（均匀性、一致性优于25kg炉，效率高等）难以显现进去。均匀化处理是双合金法的关键一步，实际上经过均匀化处理的锭子亦可以用于单合金法，这里把它叫做“类双合金法”这种方法已经被国内许多厂家用来生产高性能的产品。但是认为如果仍然用25kg熔炼炉，则这种方法的潜力未能充分发挥。总之，对于熔炼我应向两极发展：或者更薄，或者更厚。

2.1.3离心甩铸法

这种方法是将盛有合金熔液的坩锅置于旋转的金属筒中，当合金熔液倒下时，由于离心作用，熔液贴在金属筒壁上迅速冷凝。这是一种界于甩带法和激进锭模浇注法之间的一种方法，其产品厚度小于10mm性能优良，效率高，很有发展潜力。2.2中碎

2.2.1氢爆碎工艺（hd 这也不是什么新的东西，而且从确切意义上讲，不应该单独被称为一种工艺，只不过是生产中的一步。即可以用于甩带料，亦可以用于普通铸锭，同时也可以用双合金法。对于其工艺我都已比较熟悉，主要是由于设备的原因，将hd法用于批量生产推迟了至少3年。现在氢爆设备的国产化的雏形已经完成，预计在最近三年内至少有一半的中国烧结钕铁硼生产将利用hd工艺。可喜的据我所知，目前至少已经有三家企业将hd用于批量生产。通过采用hd可以提高气流磨效率（50~80kg/h改善磁体微结构，大大提高抗蚀能力（例如我某产品在pct实验箱中120℃，０.2mpa168h后失重仅8mg/cm2图4为hd工艺所得产品的金相照片，晶粒大小在10μm左右。2.2.2改进后的类锤磨设备

现在大多数公司已经采用两步中碎法，即鳄破或粗锤破+锤磨。这样就甩掉了对辊、带筛球磨、锥磨等设备，节省了时间提高了效率。一般一台设备每小时能够处置200kg左右的锭子，粗粉粒度可到50~100目之间。这种设备的效率是提高了但存在如下两个问题：一是粒度分布太宽，细粉太多；二是故障率太高。第一个问题在两种设备中都存在第二个问题主要存在锤磨中。磨腔中卡机的问题时常发生，而且维修起来需要拆掉整个磨室，很不方便。未来的两年内应该能够解决这些问题。2.3气流磨

国的气流磨基本上都是模仿德国细川阿尔派的设计。虽然有些厂家自认为对气流磨做了改进，而且在自造气流磨，但大多数改进是毫无理论依据，而且效果也并不好。当然也不排除局部厂家在此方面已经取得了胜利。认为我国气流磨目前存在问题有三点：1超细粉太多，粒度分布太宽；2管壁粘料现象严重；3出料速度慢。如果超细粉多，则磁粉易着火；如果管壁粘料严重，则易出现大颗粒；出料速度应达到60~80kg/h才有可能降低稀土总量并防止氧化。解决这几个问题的方法在某些厂家已经找到估计用3年左右的时间会在全国推行。2.4成型

2.4.1半自动压机成型与手捧模成型并重

考察中发现宁波地区半自动压机成型远远多于太原地区，太原地区基本上都是手捧模（手动模、手扒模）成型。当然，这与生产规模有关,生产规模越大，订单越大，越有利于使用半自动压机。这里所发现的问题是有些相当规模的企业居然没有半自动压机，而有些较大的企业基本上已经抛弃了手捧模。希望看到局面是两者偏重。半自动压机效率高，但产品易开裂，模具制作利息高、时间长手捧模模具制作容易，对于压φ3~φ10mm柱子及异型产品（如圆环、圆筒等）有独到之处。2.4.2平行压压机

实际上钕铁硼刚开始生产时使用的平行压压机，而后来在中国基本上都改为垂直压。平行压产品br低，由平行压改为垂直压毫无疑问是一种进步。一般情况下，同样的料采用垂直压剩磁要增大0.03~0.05t300~500g磁能积增大24~40kj/m33~5mgoe但是现在情况不同了很容易就可以把剩磁做到1.35t左右，而且在许多情况下我并不需要如此高的剩磁。考虑到平行压在柱形（外圆很圆，磨削量小）及异型（例vcm产品时的优势，预测在近几年内平行压压机将有一个的大发展。2.4.3径向定向压制

目前的垂直压压机很适合径向取向的圆柱或圆环产品对于大尺寸产品当然没有问题；但对于小尺寸产品如果不采用多穴模具则效率太低。模具制造自身不是什么问题，问题是如何往多个平行的穴中均匀填料。一种解决办法是采用手捧模，这仅仅能够局部解决问题；另一种是采用全自动喂料系统。2.4.4多极定向压机

多极定向产品的应用越来越多，所以在未来的几年中，多极定向压机将有一定的问题。2.4.5单片压

中国钕铁硼企业基本上都是先得到烧结毛坯，然后切片或线割到废品，而在国外单片已经是很成熟的工艺了例如vcm磁体可用单片压，仅需磨上下两面即可，节省资料、效率高、利息低。一般单片压都是平行压并采取单向压机及自动喂料。待平行压过关后，估计单片压很快会成为现实。2.4.6注射成型

注射成型原本是制作粘结磁体的一种常规方法，现在被移植到烧结磁体中，有人称之为“一次成型无需后加工的近净尺寸烧结磁体”工艺路线如下：磁粉+粘结剂并混合→磁场中）注射成型→脱粘结剂→烧结+时效。优点是无需后加工，而且对复杂形状的产品尤其有优势。关于这项工作，中国目前的研究主要在高校，用于生产至少要4~5年的时间。

2.4.7橡胶模等静压技术（rip riprubberisostatpress早在五六年前就已经出现，但实事求是地讲，当时的设备只不过是一种概念性的实验设备而已。基本方法如下：磁粉装入橡胶模→脉冲磁场定向→准等静压压制→取出压制毛坯。过去的几年中，认识上有了进步，同时设备上亦有了改进。现在已经能够用这种方法批量生产钕铁硼永磁体，一台压机每天可压200~300kg磁粉。由于采用高的脉冲定向磁场，所以磁粉的取向度高，一般情况下剩磁可较模压提高0.03~0.04t300~400g目前国内已经有厂家可以提供这种压机，但非全自动，而是手动。从运行的情况看，手动压机并不比全自动的压机效率低。日本的rip压机价格太高，最近几年内不可能在中国大多数企业中推广，但国产手动rip压机有可能得到推广。2.4.8自动喂料系统

国目前还没有全自动压机，主要问题就是没有自动喂料系统。如果没有自动喂料系统，则平行压中的多穴圆柱、垂直压中的多穴径向定向及单片压等都非常困难。与自动喂料系统相配套的自动移取压制毛坯与码盘技术，最好两种技术同时采用。过去遇到主要困难是磁粉流动性差，所以很难用容积法自动喂料。而今天大多数厂家已经采用润滑剂技术，磁粉的流动性已得到明显改善，使用自动喂料的时机已经幼稚。另外，对减重法的认识也已今非昔比，所以自动喂料的全自动压机应该在最近的2~3年内呈现。2.5烧结

2.5.1三点控温烧结炉

大约十多年以前我进口aba r和ves烧结炉，然后许多厂家仿造了这两种炉子。当时的这两种炉子仅仅是一般的热处理炉，并非为钕铁硼专造。最大缺点是一点控温，所以烧结炉内炉温的均匀性很难调节。经过十多年的发展，中国的烧结炉制造厂家已经完全掌握了专门用于烧结钕铁硼的烧结炉制造技术，而且现在都是三点控温。可以肯定地说，国自己制造的烧结炉与国外的已无甚差距，而且由于专门针对钕铁硼厂家仍然在使用过去一点控温的烧结炉，预计在最近3年内一点控温的烧结炉大部分将被淘汰，取而代之的将是三点控温的烧结炉。2.5.2分压烧结炉

现在基本都是使用真空烧结炉，烧结过程在真空中进行。国外许多厂家采用分压烧结，也就是说在烧结过程中充入少量氩气，但仍保持负压。从理论上讲，由于分压烧结的热传导优于真空烧结，所以烧结时的温度一致性好，而且可以节省烧结时间。这种新型烧结炉已经出现，底效果如何经过至少两年的考验。2.5.3连续烧结炉

住友等国外大公司都是采用多室连续烧结炉，优点在于炉温均匀性、一致性好，节省能源，效率高。过去我国有些厂家曾经尝试过制造这种多室连续烧

结炉，但以失败而告终。究其原因，主要是闸板阀不过关，烧结炉漏气，产品被氧化。现在已有厂家准备生产3室或5室烧结炉。认为至少要采用7室炉。烧结过程将包括下列各室：1预备室；2200~300℃脱添加剂室；3850℃左右放气室；4烧结室15烧结室26烧结室37气淬，进一步冷却并出炉室。烧结需要三室是因为整个工艺为连续运行，需要每一步有大致相同的时间。如果加上时效，则需要另加2~4室，共9~11室。2.5.4微波烧结炉

已经有一些研究单位开始研究将微波烧结用于钕铁硼生产。从原理上讲，微波烧结有利于炉心磁体与炉边磁体温度的一致性，同时大大缩短烧结时间，节约能源。目前得到信息是烧结时间可以缩短到1h但是这种烧结炉基本上还处于研究阶段，广泛推广至少要4~5年时间。一旦胜利，这将是一种革命性的革新。2.6后加工 2.6.1切片粘结剂

目前所用的切片粘结剂不是502就是火漆。这两种粘结剂在切完片后，都需要碱水或洗衣粉水煮。煮的过程中经常造成磁体外表不同水平的侵蚀及磁体能受影响。现在需要一种粘结剂，不溶于切割时的冷却油，但溶于水或其它有机溶剂或略加热就可去掉。如果能够研制出这种粘结剂，预计将会有很大的市场。2.6.2双面磨床

一般使用无心磨磨外圆，使用立磨磨平面。毫无疑问，无心磨磨外圆很成功，但用立磨磨平面时用电磁铁固定工件，这就造成磁体磨完平面后带弱磁，需要退磁后才能电镀。退磁既浪费能源又有可能使磁性能受到影响，所以必需抛弃这种磨平面的方式。国外一般磨平面采用双面磨，或水平双面磨或立式双面磨。不论水平双面磨还是立式双面磨，基本原理都一样：用卡具卡住工件，然后用对称的两个金刚砂轮同时磨上下或左右两个平面。国已经出现类似的双面磨，主要用于磨切片后的产品。这种双面磨无须卡具（但有导轨）效率很高，适合于小产品。对于50.850.525.4mm之类的大块，无卡具双面磨目前也已见到应用，但在磨第五、六面时出现垂直度问题，所以无卡具双面磨不太适合于大块产品。已看到广告声称能够生产用于磨大块的双面磨，估计推广开来尚需时日。2.6.3电镀

经过十几年的发展，国的钕铁硼电镀有了很大的进步。现在不只可以电镀 nicuznau而且可以电镀ni-cu-ni彩znsn等。但是电镀问题仍然屡见不鲜，由于电镀而造成的退货时有发生。根本原因在于我没有解脱溶液镀的老路。现在世界上有三种无液镀值得钕铁硼厂家考虑，基本上都属于气相淀积涂敷。1气相淀积镀铝：日本技术已很成熟，住友许多产品采用此种镀法；国内南开大学化学系的张守民博士进行过这方面的研究工作。2派瑞林（对二甲基苯parylen淀积涂敷：派瑞林为对二甲基苯的聚合物，原料为二聚对二甲基苯。派瑞林真空气相淀

积可精确控制涂层厚度，对磁体自身无任何影响（电镀层对磁体磁性略有影响）无挂点（相对电泳涂敷而言）不怕磁体气孔、砂眼，具有极好的抗盐雾能力。根据我经验，派瑞林镀层抗pct能力较差。目前上海三吉特殊涂敷科技有限公司及日本岸本贸易两家在试图做这方面的工作。认为他主要目的推销原材料，关于将派瑞林真正用于钕铁硼产品涂敷的工作做得不够。3气相淀积镀锌：a将钕铁硼磁体、金刚砂、锌粒（100目）及锌粉（6~8μm混合并装入反应器中。b.将反应器抽真空到133pa.c.加热到390℃（锌的熔点）左右。d.根据希望的厚度保温若干小时。堆积镀中无需翻动磁体。文中报道其抗蚀能力高于电镀ni电镀zn及气相沉积镀铝。3市场方向

中国钕铁硼磁体市场的结构近几年发生了很大的变化，1995年以前主要是低档磁体，用于扬声器、磁分离器、磁耦合器和各类磁化器等。估计在未来的3~5年内中国的烧结钕铁硼将大规模进入vcm汽车电机、mri等高档磁体应用的市场。期待着中国烧结钕铁硼一个灿烂的明天。带铸工艺

此文从朋友处转来，虽然文中有些问题或者说有些工艺技术目前已在使用或已得到改善，但此文中提到有此问题或技术目前仍然没有解决，有些设备仍然没有得到改进，有些后道加工（特别是电镀工艺仍然是空缺，溶液镀占主流）因此转载保管。

提高稀土行业集中度大力发展应用产业

中国政府网19日公布的国务院关于促进稀土行业继续健康发展的若干意见》指出，采取有效措施，切实加强稀土行业管理。用1-2年时间，建立起规范有序的稀土资源开发、冶炼分离和市场流通秩序，基本形成以大型企业为主导的稀土行业格局。

意见指出，坚持控制总量和优化存量，加快实施大企业大集团战略，积极推进技术创新，提升开采、冶炼和应用技术水平，淘汰落后产能，进一步提高稀土行业集中度。

意见强调，用1-2年时间，建立起规范有序的稀土资源开发、冶炼分离和市场流通秩序，资源无序开采、生态环境恶化、生产盲目扩张和入口走私猖狂的状况得到有效遏制；基本形成以大型企业为主导的稀土行业格局，南方离子型稀土行业排名前三位的企业集团产业集中度达到80%以上；新产品开发和新技术推广应用步伐加快，稀土新资料对下游产业的支撑和保证作用得到明显发挥；初步建立统一、规范、高效的稀土行业管理体系，有关政策和法律法规进一步完善。再用3年左右时间，进一步完善体制机制，形成合理开发、有序生产、高效利用、技术先进、集约发展的稀土行业继续健康发展格局。

意见明确，严格稀土行业准入管理。进一步提高稀土入口企业资质规范。依照限制“两高一资”产品入口的有关政策，严格控制稀土开采和生产总量的同时，严格控制稀土金属、氧化物、盐类和稀土铁合金等初级产品入口有关开采、生产、消费及出口的限制措施应同步实施。大幅提高稀土资源税征收规范，抑制资源开

采暴利。改革稀土产品价格形成机制。严格稀土矿业权管理，原则上继续暂停受理新的稀土勘查、开采登记申请，禁止现有开采矿山扩大产能。严格控制稀土冶炼分离总量。十二五”期间，除国家批准的兼并重组、优化布局项目外，停止核准新建稀土冶炼分离项目，禁止现有稀土冶炼分离项目扩大生产规模。加快稀土行业整合，调整优化产业结构。积极推进稀土行业兼并重组。支持大企业以资本为纽带，通过联合、兼并、重组等方式，大力推进资源整合，大幅度减少稀土开采和冶炼分离企业数量。工业和信息化部要会同有关部门尽快制定推进稀土行业兼并重组的实施方案。

加强稀土资源储藏，加快发展稀土应用产业。建立稀土战略贮藏体系。统筹规划南方离子型稀土和南方轻稀土资源的开采，划定一批国家规划矿区作为战略资源贮藏地。

建立完善协调机制。工业和信息化部设立稀土办公室，统筹做好稀土行业管理工作；负责协调制定稀土开采、生产、储藏、进出口计划等，纳入国家国民经济和社会发展计划，牵头做好计划实施、行业准入和稀土新资料开发推广等工作。

烧结钕铁硼磁性材料 钕铁硼永磁材料介绍篇二

gb/t 13560-2009 烧结钕铁硼永磁材料

基本信息

【英文名称】materials for sintered neodymium iron boron permanent magnets 【标准状态】现行 【全文语种】中文简体 【发布日期】1992/7/9 【实施日期】2010/2/1 【修订日期】2009/4/23 【中国标准分类号】h65 【国际标准分类号】77.150.99

关联标准

【代替标准】gb/t 13560-2000 【被代替标准】暂无

【引用标准】gb/t 2828.1,gb/t 3217,gb/t 8170,gb/t 9637

适用范围&文摘

本标准规定了烧结钕铁硼永磁材料的要求、试验方法、检验规则和标志、包装、运输、贮存。本标准适用于粉末冶金工艺生产的烧结钕铁硼永磁材料，供电子、电力、机械、医疗器械等领域制作永磁器件等用。

烧结钕铁硼磁性材料 钕铁硼永磁材料介绍篇三

烧结钕铁硼永磁材料的制造工艺原理!

2009年06月26日

烧结钕铁硼系永磁材料是用粉末冶金方法制造的。其工艺流程如下：

原材料准备→冶炼→铸锭→破碎与制粉→磁场取向与压型→烧结→回火→机加工与表面处理→检测。下面按工艺流程的顺序简介其工艺原理。

烧结钕铁硼系永磁材料的磁性能主要由nd2fe14b基体相来决定的。因为其磁极化强度js(js=μ0ms，ms为饱和磁化强度)和各向异性场ha主要取决于nd2fe14b相的化学成分。虽然剩磁br、矫顽力hci和磁能积(bh)max是组织敏感量，但br的极限值是js，hci的极限值是ha，(bh)max的极限值是(js2)/4μ0，所以合金成分设计和原材料选择是至关重要的。

熔炼的目的是将纯金属料(fe、nd、b-fe、dy、a1、nb、co、cu等)熔化，并确保(1)所有的金属料熔清。纯fe和金属nd等的熔点较高，应设法使它们完全熔清；(2)合金的设计成分准确。造成成分不准确的原因是金属的挥发和氧化损失(总称烧损)。为此一般采用真空感应炉熔炼，真空度应达10-2～10-3pa以上；(3)保证合金成分均匀；(4)确保合金干净，防止夹杂物和气体污染。

铸锭组织不仅对制粉、取向、烧结工艺，而且对粉末性质和最终烧结磁性能均有重要影响。没有优良的铸锭组织，就不可能制造出高性能烧结永磁体。铸锭组织是制约磁体性能的关键技术之一。良好的铸锭组织应是：柱状晶生长良好，其尺寸细小，富nd相沿晶界均匀分布，但不得有大块的富nd相，以及不存在α-fe晶体。铸锭凝固是一个形核长大的过程。在结晶过程中，形核率越大，将有更多的晶核同时成长。这样，得到的片状晶尺寸会更细小。为了制造高性能nd-fe-b系永磁体，将铸锭组织的片状晶尺寸控制在5μm以下是较为理想的。

制粉目的是将大块合金锭破碎成一定尺寸的粉末。包括粗破和磨粉两个工艺过程。粗破碎方法有两种：一种是氢破碎(hd)，另一种是机械破碎。将粗破后的246μm～175μm(60～80目)的中等粉末研磨至3～4μm细粉，该种磁粉绝大多数为单晶体。一般采用球磨制粉或气流磨制粉两种方法。球磨制粉有滚动球磨、振动磨、高能球磨等。气流磨制粉是利用气流将粉末颗粒加速到超音速，使之相互对撞而破碎。目前生产规模较小的厂家用滚动球磨，多数nd-fe-b生产厂采用气流磨制造磁粉。

粉末磁场取向是制造高性能烧结nd-fe-b永磁体的又一关键工艺技术之一。烧结nd-fe-b系永磁体的磁性能主要来源于具有四方结构的nd2fe14b基体相，它是单轴各向异性晶体，c轴为易磁化轴，a轴为难磁化轴。对于单晶体来说，当沿其易磁化轴磁化时，有最大的剩磁br=μ0ms。如果烧结永磁体的各个粉末颗粒的c轴是混乱取向的，则得到的是各向同性磁体，br=μ0ms/2=js/2，这是最低的。如果使每一个粉末颗粒的易磁化方向(c轴)沿相同方向取向，制成各向异性磁体，则沿粉末颗粒c轴取向的方向有最大的剩磁。在制粉阶段得到的3～5μm的粉末颗粒，一般来说它们是单晶体，但不是单畴体，所以粉末颗粒在磁场中的取向分两个阶段完成。第一阶段是各个粉末颗粒变成单畴体。第二阶段是磁畴内的磁矩转动过程。

粉末压形有两个目的：(1)将粉末压制成一定的形状与尺寸的压坯；(2)保持在磁场取向中所获得的晶体取向度。目前，普遍采用的压形方法有三种，即模压法、模压加冷等静压、橡皮模压(加冷等静压)。也可分为干压和湿压两种。

烧结过程是将nd-fe-b粉末压坯加热到粉末基体相熔点以下的温度约(0.70～0.85)t熔，进行保温处理一段时间。目的是提高压坯密度，改进粉末颗之间的接触性质，提高强度。使磁体具有高永磁性能的显微组织特征。烧结可粗略地分为固相烧结和液相烧结。

nd-fe-b永磁合金烧结并快冷后(烧结态)，磁性能较低，回火处理可显著提高nd-fe-b合金的磁性能，尤其是矫顽力。回火处理有一级回火和二级回火处理两种。两级回火处理可获得较好的磁性能。

烧结钕铁硼磁性材料 钕铁硼永磁材料介绍篇四

烧结钕铁硼永磁材料国家标准

本标准是以gb／t 1．3 一1997《标准化工作导则 第l 单元：标准的起草与表述规则 第 3 部分：产品标准编写规定》为原则，对gb／t 13560 一1992《烧结钕铁硼永磁材料》的修订。

在修订本标准时，依据国内生产厂家的产品情况及用户对产品的要求，参考了iec 404-8-1(1986)及其补充2(1992)《磁性材料 第8部分：特殊材料规范 第一节 硬磁材料标 准规范》和国内外有关企业标准。对原标准的技术内容进行了必要的补充和修改。本标准参考 了iec 标准的永磁材料分类，钕铁硼合金的小类分类代号为r7。

本标准与gb／t 13560 一1992 的主要技术差异如下：

1．在“引用标准”项中增加了标准gb／t 8170-1987《数值修约规则》、gb／t 9637-1988 《磁学基本术语和定义》和gb／t 17803一1999《稀土产品牌号表示方法》。

2.对原标准中“术语、符号、单位”修改为“术语与定义”。由于引用gb／t 9637—1988 《磁学基本术语和定义》，取消了原来的磁学术语定义。采用了iec 404-8-l(1986)对永磁材料 的磁性能划分为主要磁性能和辅助磁性能的方法，并对这两个术语分别进行了定义。3．修改并增加了材料的牌号。

4．对附录a 的机械物理性能范围值修订为典型值。

5．新增加了附录c“钕铁硼永磁材料的主要成分、制造工艺及应用”内容。本标准自实施之日起代替gb／t 13560一1992。本标准的附录a、附录b、附录c 均为提示的附录。本标准由国家发展计划委员会稀土办公室提出。本标准由全国稀土标准化技术委员会归口。本标准由包头稀土研究院负责起草。

本标准主要起草人：刘国征、马 婕、王 标、李泽军。1 范围

本标准规定了烧结钕铁硼永磁材料的主要磁性能、试验方法、检验规则和标志、包装、运 输、贮存。本标准同时给出了主要机械性能和辅助磁性能等其他物理性能的典型值。本标准适用于粉末冶金工艺生产的烧结钕铁硼永磁材料。引用标准

下列标准所包含的条文，通过在本标准中引用而构成为本标准的条文。本标准出版时，所 示版本均为有效。所有标准都会被修订，使用本标准的各方应探讨使用下列标准最新版本的可 能性。

gb／t 2828 一1987 逐批检查计数抽样程序及抽样表(适用于连续批的检查)gb／t 3217—1992 永磁(硬磁)材料磁性试验方法 gb／t 8170 一1987 数值修约规则 gb／t 9637 一1988 磁学基本术语和定义 gb／t 17803—1999 稀土产品牌号表示方法 术语与定义

本标准采用下列定义，其它术语定义按g／t 9637 规定。3.1 主要磁性能principal magnetic properties 包括永磁材料的剩磁(br、磁极化强度矫顽力(内禀矫顽力)(hcj)、磁感应强度矫顽力(hcb)、最大磁能积((bh)max)。

3.2 辅助磁性能 additional magnetic properties.包括永磁材料的相对回复磁导率(μrec)、剩磁温度系数(α(br))、磁极化强度矫顽力温度系 数(α(hcj))、居里温度(tc)。材料分类与牌号

4.1 材料分类

烧结钕铁硼永磁材料按磁极化强度矫顽力大小分为低矫顽力n、中等矫顽力m、高矫顽力h、特高矫顽力sh、超高矫顽力uh、极高矫顽力eh六类产品。4.2 牌号

每类产品按最大磁能积大小划分为若干个牌号(详见表1)。4.3 牌号表示方法 4.3.1 数字牌号

04 80 ××

第三层次 表示钕产品级别（规格）第二层次 表示钕次类产品（应用产品）第一层次 表示钕大类产品（钕）

牌号示例：048021 表示（bh）max为366～398kj/m3,hcj为800ka/m的烧结钕铁硼永磁材料。4.3.2 字符牌号

烧结钕铁硼永磁材料的牌号由主称和两种磁特性三部分组成。第一部分为主称，有钕元素 的化学符号nd、铁元素的化学符号fe 和硼元素化学符号b 组成，即ndfeb。第二部分为斜线前 的数字，是材料最大磁能积（bh）max的标称值（单位为kj/m3）；第三部分为斜线后的数字，是 磁极化强度矫顽力hcj值（单位为ka/m）的十分之一，数值采用四舍五入取整。

牌号示例：ndfeb380／80 表示(bh)max为366～398kj／m3，hcj为800ka／m的烧结钕铁硼永 磁材料。要求

5.1 材料在23℃±3℃下的主要磁性能应符合表l的规定。如需方有特殊要求，供需双方可另 行协商。

材料的辅助磁性能仅供用户设计使用参考，不作验收依据。

表1 烧结钕铁硼永磁材料23℃±3℃下的磁性能 材 料 主要磁性能 br t hcj ka／m hcb ka／m(bh)max 种 类 数字牌号 字符牌号 kj／m3 最小值 最小值 最小值 范围值

048021 ndfeb 380／80 1.38 800 677 366～398 048022 ndfeb 350／96 1.33 960 756 335～366 048023 ndfeb 320／96 1.27 960 876 302～335 048024 ndfeb 300／96 1.23 960 860 287～320 048025 ndfeb 280／96 1.18 960 860 263～295 048026 ndfeb 260／96 1.14 960 836 247～279 n 048027 ndfeb 240／96 1.03 960 796 223～256 048031 ndfeb 320／110 1.27 l100 910 302～335 m 048032 ndfeb 300／110 1.23 1100 876 287～320 048033 ndfeb 280／110 1.18 1100 860 263～295 h 048041 ndfeb 300／135 1.23 l350 890 287～318 048042 ndfeb 280／135 1.18 l350 876 263～295 048043 ndfeb 260／135 l.14 1350 844 247～279 048044 ndfeb 240／135 1.08 1350 812 223～255 表1（完）

材 料 主要磁性能 br t hcj ka／m hcb ka／m(bh)max 种 类 数字牌号 字符牌号 kj／m3 最小值 最小值 最小值 范围值

048051 ndfeb 280／160 1.18 1600 876 263～295 048052 ndfeb 260／160 1.14 1600 836 247～279 048053 ndfeb 240／160 1.08 1600 796 223～255 sh 048054 ndfeb 220／160 1.05 1600 756 207～239 048061 ndfeb 240／220 1.08 2000 756 223～255 uh 048062 ndfeb 220／200 1.05 2000 756 207～239 048063 ndfeb 210／200 1.02 2000 732 191～223 048071 ndfeb 240／240 1.08 2400 756 223～255 eh 048072 ndfeb 240／220 1.05 2400 756 207～239 辅助磁性能的典型值：

α(br)=-0.12％／k 测量温度范围为298～413k α(hcj)=-0．6％／k 测量温度范围为298～413k μrec-1.05 tc=585 k 注：

1.厂商可提供其它补充牌号的材料，如低温度系数等牌号的材料。

2.α(br)和α(hcj)的温度范围是298～413k，但并不排除这些材料可以在这温度范围以外的使用。与cgs单位制下磁性能的换算关系：1t=10kgs，1koe=79.6ka／m，lmgoe=7.96kj／m3。4.产品磁性能检验结果的数值修约按gb／t 8170规定进行。

5.2 材料的主要机械物理性能参见附录a（提示的附录）。

5.3 材料的尺寸偏差、形状和位置偏差（简称形位偏差）参见附录b（提示的附录）。具体要求有 供需双方共同商定。

5.4 材料的主要成分、制造工艺及应用参见附录c（提示的附录）。

5.5 产品表面部允许有影响使用的裂纹、砂眼、夹杂、和边角脱落等缺陷，具体要求由供需双方 共同商定。6.1 材料磁性能试验方法按gb/t 3217规定执行。

6.2 产品尺寸、行为偏差采用满足精度要求且符合国家计量标准的量具检测，或由供需双方确认 的专用量具检验。

6.3 产品外观质量检查用目测。7 检验规则 7.1 检查与验收

7.1.1 产品由供方质量技术监督部门进行检验，保证产品符合本标准规定，并填写质量证明书。7.1.2 需方应对收到的产品按本标准的规定进行检验。如检验结果与本标准规定不符时，应在 自收到

产品之日起，一个月内向供方提出，由供需双方协商解决。如需仲裁，可委托双方认可的单位 进行，并在需方共同取样。7.2 组批

每批产品应由同一牌号、同一生产工艺制成的同一规格和尺寸的材料组成。7.3 检验项目

每批产品应进行磁性能、尺寸、形位偏差、外观质量和合同中规定项目的检验，7.4 取样

检验用抽样数量按gb/t 2828 规定，其材料的主要磁性能合格水平为特殊检查水平s2 的 1.5 级，其它项目检验合格水平为检查水平ⅱ的1.5 级。7.5 检验结果判定

产品主要磁性能检验结果与本标准规定不符时，则从该批产品中取双倍试样对不合格项目 进行复验，如仍不合格，则判定该批产品为不合格。8 标志、包装、运输、贮存 8.1 标志、包装

8.1.1 产品一般以磁中性状态交货。如需方要求充磁并在合同中注明，可充磁交货，对取向方 向不易辨别的产品，应标明充磁方向。

8.1.2 产品用箱（盒）包装，并保证在运输和贮存过程中不损坏。充磁产品的包装要求，应符 合运输和贮存方式的相应规定。每个包装箱(盒)应附标签，注明：供方名称、产品名称、牌号、规格尺寸、批号、件数、净质量、出厂日期。8.2 运输、贮存

产品的运输过程应小心轻放，存放于通风、干燥、无腐蚀气氛的场所。8.3 质量证明书

每批产品应附质量证明书，注明： a)供方名称；

b)产品名称、牌号、规格尺寸； c)批号； d)净质量、件数；

5.6 每一牌号的材料可分为毛坯状态和机加工状态。试验方法

磁学名词

关于钕铁硼永磁体常用的衡量指标有以下四种：

剩磁（br）单位为特斯拉（t）和高斯（gs）1t=10000gs

将一个磁体在外磁场的作用下充磁到技术饱和后撤消外磁场，此时磁体表现的磁感应强度我们称之为剩磁。它表示磁体所能提供的最大的磁通值。从退磁曲线上可见，它对应于气隙为零时的情况，故在实际磁路中没有多少实际的用处。钕铁硼的剩磁一般是11500高斯以上。

磁感矫顽力（hcb）单位是奥斯特（oe）或安/米（a/m）1a/m=79.6oe 磁体在反向充磁时，使磁感应强度降为零所需反向磁场强度的值称之为磁感矫顽力（hcb）。但此时磁体的磁化强度并不为零，只是所加的反向磁场与磁体的磁化强度作用相互抵消。（对外磁感应强度表现为零）此时若撤消外磁场，磁体仍具有一定的磁性能。钕铁硼的矫顽力一般是10000oe以上。

内禀矫顽力（hcj）单位为奥斯特（oe）或安/米（a/m）

使磁体的磁化强度降为零所需施加的反向磁场强度，我们称之为内禀矫顽力。内禀矫顽力是衡量磁体抗退磁能力的一个物理量，是表示材料中的磁化强度m退到零的矫顽力。在磁体使用中，磁体矫顽力越高，温度稳定性越好。磁能积(（bh）max)单位为兆高·奥（mgoe）或焦/米3（j/m3）

退磁曲线上任何一点的b和h的乘积既bh我们称为磁能积,而b×h的最大值称之为最大磁能积，为退磁曲线上的d点。磁能积是恒量磁体所储存能量大小的重要参数之一。在磁体使用时对应于一定能量的磁体，要求磁体的体积尽可能小。

·各向同性磁体： 任何方向磁性能都相同的磁体。

·各向异性磁体： 不同方向上磁性能会有不同；且存在一个方向，在该方向取向时所得磁性能最高的磁体。

烧结钕铁硼永磁体是各向异性磁体。

·取向方向： 各向异性的磁体能获得最佳磁性能的方向称为磁体的取向方向。也称作“取向轴”，“易磁化轴”。·磁滞回线： 铁磁材料在经过充磁、退磁、反向充磁、再退磁周期性变化时，所获得的关于磁感应强度（横坐标）相对于磁场强度（纵坐标）变化的闭合曲线。

退磁曲线（即b-h曲线）：磁滞回线中，位于第二象限中的部分我们称之为退磁曲线。也即我们所说的b-h的曲线。如图所示：·退磁曲线的膝点： 磁体退磁曲线上发生突变、明显发生弯曲的点。室温时退磁曲线呈直线的磁体，在温度升高到一定程度时都会出现膝点。如果磁体的工作点在膝点以下，磁体在动态磁路中工作时会产生不可逆损失。

·负载线： 连接工作点和退磁曲线坐标原点的一条直线（见上图）。·磁化强度： 指材料内部单位体积的磁矩矢量和，用m表示，单位是安/米（a/m）。·磁感应强度： 磁感应强度b的定义是：b=μ0(h+m)，其中h和m分别是磁化强度和磁场强度，而μ0是真空导磁率。磁感应强度又称为磁通密度，即单位面积内的磁通量。单位是特斯拉（t）。cgs 单位制中的单位为高斯（gauss）。

·磁通： 给定面积内的总磁感应强度。当磁感应强度b均匀分布于磁体表面a时，磁通?的一般算式为? =b×a。磁通的si单位是麦克斯韦。

·漏磁通： 磁体回路中未能通过工作气隙而被泄漏的那部分磁通。

·磁场强度： 指空间某处磁场的大小，用h表示，它的单位是安/米（a/m）。

·相对磁导率： 媒介磁导率相对于真空磁导率的比值，即μr = μ/μo。在cgs单位制中，μo=1。另外，空气的磁导率在实际使用中往往值取为1。

·磁导： 磁通φ与磁动势f的比值，类似于电路中的电导。是反映材料导磁能力的一个物理量。

·磁导系数,pc ： 即为导磁率，磁感应强度bd与其磁化强度的比率，即pc = bd/hd。也即我们所说的“负载线”或磁体的工作点。导磁率可用来衡量磁性材料被磁化的容易程度，或者说是材料对外部磁场的灵敏程度。磁导系数可用来估计各种条件下的磁通值。在磁路中，近似有：bd/hd = lm/lg，其中lm是磁体的长度；lg是相对应磁体气隙的长度。因此pc是磁路设计中的一个重要的物理量。

·居里温度： 对于所有的磁性材料来说，并不是在任何温度下都具有磁性。一般地，磁性材料具有一个临界温度tc，在这个温度以上，由于高温下原子的剧烈热运动，原子磁矩的排列由有序变成无序。在此温度以下，原子磁矩一致排列，产生自发磁化，材料呈铁磁性。

·磁路： 磁通流经的回路称为磁路。永磁体和磁轭、气隙、极靴等构成闭合磁路。·气隙： 磁回路中磁导率为1的间隙部分，一般为空气间隙，但是也可为其它介质。·气隙长度-lg： 磁路中气隙的长度。

·磁动势-f： 它是磁路中任意两点间磁势的差值，类似于电路中的电压。

·磁阻-r： 磁动势与磁通的比值称为磁阻，即r= f/?（类似于欧姆定律），其中f是磁动势，? 是磁通（cgs单位制）。类同于电路中的电阻。

·磁轭： 放置在磁体回路或两磁极中心、引导磁力线通过以减少磁通损失的高磁导率材料，一般为软磁铁、纯铁或低碳钢。·极靴： 放置在磁极处的用来约束磁束的分布及改变其流向的铁磁性材料。

·涡流： 当磁场发生变化时，传导电流之中所产生的环形电流称之为涡流。涡流能产生反向磁场。涡流对于转动速度或者其它大多数磁路设计都是有害的，故涡流应尽量降低到最小。

·磁饱和度： 任何可导磁材料在一定条件下都可达到饱和的状态。铁磁材料在将其磁化时会达到饱和。钢铁的磁饱和度为16000到20000高斯。

·稳定性： 是衡量磁体抗退磁能力的物理量；影响磁体稳定性的因素有温度或外磁场等。·可逆温度系数： 一个衡量由温度变化引起的磁性能可逆变化的物理量。

日本磁性材料的现状及发展唐敏

磁性材料是电磁力学的主要支柱材料。在社会生活中,它的作用相当于能量仓库的钥匙,可用以取出“能量”并使其发挥作用,成为国民经济发展的一种必不可少的“维生素”。磁性材料及其应用产品是典型的节能、节材、资源综合利用及出口创汇产品,因此,磁性材料的产量是表示一个国家或地区工业发达程度的指标,其需求量则能粗略体现一个国家或地区的国民生活水平。

由于日本在磁性材料的开发生产、推广应用等方面居世界之首,也是磁性材料最大的市场,该国的情况是一只“晴雨表”。因此,了解日本磁性材料的现状及发展动向,对我国该行业的进一步发展有着非常重要的意义。

日本磁性材料的生产及应用现状

从总的情况看,在各类磁性材料中,自90年代初期以来,日本除了在新兴的第三代稀土永磁—ndfeb上仍有较大发展外,其它磁性材料的产量、产值均为负增长或持平。其中,日本铁氧体软磁的产量、产值由1991年的约4.9万吨、7.7亿美元降至1998年的4.3万吨、5.8亿美元,年递减分别为2.0%和3.9%,其产量约占世界总量的17%,产品主要用于消费类家用电器(包括小家电)、开关电源及抗电磁干扰等领域。在烧结永磁中,烧结铁氧体永磁的产量、产值由8.1万砘、4.2亿美元降至到4.8万吨、2.9亿美元,年均分别减少7.1%和5.2%,目前占世界产量的12.6%,产品主要用在汽车、摩托车电机及电声器件上;烧结稀土永磁由1698吨、3.9亿美元增至4600吨、6.1亿美元,年增长率分别达15.3%和6.6%,但这种高速增长主要发生在ndfeb永磁上,1999年日本烧结ndfeb已达6404吨,占世界产量的42.4%,处于绝对的领先地位,产品大部分用在计算机硬盘驱动器(hdd)用音圈电机(vcm)、核磁共振成像仪(mri)及其它电机上;烧结sm－co稀土永磁近年来呈下滑趋势,目前日本年产量约350吨,占世界产量的50%,产品主要作在军用电子对抗、电机及导航系统上。铸造alnico永磁由于处在廉价铁氧体和高性能ndfeb永磁的夹攻中,加之贵金属co的价格居高不下,在日本的发展也不乐观,其产量、产值呈下降趋势,年均分别减少6.5%和7.4%,目前产量约为1000吨,占世界的16.4%,产品主要用于工作条件恶劣、温度稳定性要求很高的仪表领域(如汽车传感器等)。

适应电子信息整机轻、薄、短、小要求而发展起来的粘结永磁,可分为粘结铁氧体和粘结稀土两类。其中粘结铁氧体永磁应用最早、用量最大,但发展趋势于平缓,目前日本年产约2万吨(产值近1.9亿美元),占世界产量的33%,传统用途是电冰箱门封条、复印机和打印机磁辊及各种磁片;粘结sm－co永磁60年代末进入市场,在粘结ndfeb出现后其产量明显下降,但因其热稳定性好,在精密电机和大功率电机中仍有一席之地,目前日本的产量约70吨,占世界产量的44%,预计今后几年日本的粘结氧体和粘结sm－co的产量将保持相对稳定;在粘结永磁中发展最快的是1987年才开始商品化的各向同性粘结稀土ndfeb,日本的产量由1987年的约15吨增至1999年的930吨左右,年均增长高达45.5%,目前约占世界的60%,产品主要用在hdd、fdd(软驱)cd－rom、dvd－rom及家电中的微型直流主轴电机和步进电机上。

对于性能更优异、潜在应用市场更广阔的各向异性粘结ndfeb永磁,目前日本三菱和旭化成等公司已开始进行小批量生产。这类磁体将给汽车挡风玻璃雨刮驱动电机、玻璃清结电机、观后镜驱动电机、电动门锁和电动调节座椅电机等带来使用性变化。预计2004年日本各向异性粘结ndfeb永磁产量将达到3000吨以上。值得一提的是,从上述数据中虽反映出日本近年来多种磁性材料的产量和产值均为负增长,但这并不意味着日本磁性材料需求量的相应用下降,比如铁氧体永磁,该国正继续将其生产转移到海外,以低成本来对付日元升值、劳动力成本增加以及满足日本在海外生产的整机的需求。目前日本在海外工厂生产的铁氧体永磁已高达8万吨,加上本土生产的约5万吨,这就是说其实际产量在13万吨左右,仍比中国的产量略高,中国要成为真正的世界第一尚需持续努力。表1是不完全统计的日本在海外发展的铁氧体永磁工厂情况。

而在ndfeb永磁上,日本之所以能不断增长,主要有三方面的原因:一是新用途不断被开发出来;二是计算机领域的需求量不断增大;三是国外特别是我国价格低廉的ndfeb永磁(仅为日本产品价格的1/3左右)无法进入受专利保护的日本市场,使其受冲击较少。

日本现约有60家厂商在从事磁性材料的开发与生产,其中tdk公司生产各类磁性材料元器件及磁应用制品,是全球磁性材料品种最全的生产厂家,该公司在铁氧体软磁、铁氧体永磁生产上长期稳居世界第一位,其稀土永磁生产也颇具有规模(在日本排第三位),是举世公认的磁性材料王国中的“王中王”。住友特殊金属公司是世界烧结ndfeb永磁的专利拥有者和最大生产厂家,其alnico永磁在日本也排第一位(其次是三菱制钢公司)。但日本磁性材料行业一些人士评论,日本信越化学工业公司的ndfeb生产有可能赶超住友公司。在粘结稀土永磁的开发生产上,日本精工—爱普森公司多年来一直稳坐世界“第一把交椅”,目前其产量在400吨以上,占日本总产量的40%左右;紧跟其后的是大同特殊金属公司,该公司于1992年停止生产铁氧体永磁而把重心放在发展粘结稀土永磁上。此外,意欲在永磁方面不落后于其它大公司而对产品结构作调整的还有日立金属、东北金属、三菱制钢等著名磁材公司。

日本磁性材料的科研进展

在铁氧体软磁高频低功耗材料方面,自70～90年代,日本tdk、fdk、东京铁氧体川崎制铁等铁氧体知名公司已先后开发出四代开关电源用功率铁氧体材料,目前这些公司都能大批量生产pc40、pc44、pc50等第三、四代材料,其使用频率一般可达数百khz～1mhz,为开关电源的小型化作出了显著贡献。另外,为适应计算机显示器和hdtv发展的需要,tdk等公司在90年代初还开发出用于制作回扫变压器的hv22、hv38、hv45高频铁氧体材料,也有极低的功耗和高饱和磁感应强度。在铁氧体高磁导率(ui)材料方面,tdk公司在过去生产h5c2(ui=1000)的基础上,90年代又先后开发出h5c3(ui=13000)、h5d(ui=15000)和h5e(ui=18000)材料;fdk、东京铁氧体等公司也相继开发出ui=12000～15000的材料。用这类材料制作的电感器、滤波器、扼流圈、宽带变压器和脉冲变压器,需求量很大,可广泛用在数字技术和光纤通信等高新技术领域。

在铁氧体抗电磁干扰材料及元件方面,目前tdk公司已开发出6种emi吸收材料、23个抗emi器件71个品种,是目前世界上开发生产铁氧体吸收材料及抗emi元器件品种最全、水平最高的企业。

在铁氧体永磁方面,尽管日本早已实现“444”即br≥4000gs(0.4t)、hcj≥4000oe(320ka/m)、(bh)m≥4mgoe(32kj/m3)的目标,但因离铁氧体的理论值还有一段不长不短的路要走,为此许多日本企业仍在想办法推进永磁性能的发展。如tdk公司继在90年代初率先推出具有世界领先水平的fb5、fb6系列材料后,近年又通过选用高纯原材料、合理调整配方、掺杂、提高取向和密度、严格控制产品的显微结构等措施铁氧体永磁的性能指标再次发生飞跃,已大大接近其理论值(fb9系列)。

日本铁氧体磁体开发的另一个动向,是从磁性能的改进转入便于使用的改进上,如发展超大弧度、超长、超厚磁体等等。

在ndfeb永磁方面,日本科研开发的方向主要有四个方面,一是向高磁能积方向发展,目前批量生产水平在400kj/m3左右,如住友特殊金属公司的neomax50、neomax48bh、tdk公司的neorec－50、日立金属公司的hirorex－super52等;二是向特高内禀矫顽力方向发展,如住友特殊金属公司的28eh、32eh产品,其hcj超过2000ka/m(25koe),工作温度最高可达240℃;三是研究开发(bh)m≥256kj/m3、耐腐蚀性优于烧结磁体的各向异性粘结ndfeb永磁;四是积极探索纳米复合双相稀土永磁,向(bh)m≥800kj/m3的目标迈进。表2列出了当前日本高档磁性材料大批量生产的代理牌号及水平。

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