燒結釹鐵硼永磁體是采用粉末冶金法生產(chǎn)的,從備料到成品發(fā)貨一般要經(jīng)過十幾個工藝環(huán)節(jié),在不同階段還包括若干次檢測分析。
整個生產(chǎn)過程是一個系統(tǒng)工程,環(huán)環(huán)相扣。一般我們將生產(chǎn)磁體毛坯的過程稱為前道生產(chǎn)環(huán)節(jié),將毛坯加工成最終成品的過程稱為后道加工
環(huán)節(jié)。磁材廠家主要分為兩類,一類是同時擁有前道生產(chǎn)和后道加工的生產(chǎn)廠家,另一類是專注于后道加工環(huán)節(jié)的加工廠家。
01 備料
有句俗語是“藥材好,藥才好“,這句話非常適用于燒結釹鐵硼磁體的生產(chǎn),好的原材料是生產(chǎn)優(yōu)質(zhì)磁材的基礎。生產(chǎn)廠家在選擇原材料時,
一般根據(jù)磁體性能要求,按照相應國家標準來選購。在冶煉前,會對原材料進行切斷和表面處理。
02 熔煉
熔煉是燒結釹鐵硼永磁體進入生產(chǎn)過程的第一道工藝,原材料在熔煉爐內(nèi)經(jīng)過熱熔,冷卻形成合金甩帶片。該過程需爐溫達到1300度左右,
持續(xù)四個多小時來完成。
03 氫破+04 氣流磨
氫破和氣流磨這兩個工藝環(huán)節(jié)統(tǒng)稱為制粉,是將熔煉制成的合金甩帶片破碎并制成磁粉的過程。為了獲得良好取向的磁體,要求粉末顆粒尺
寸?。?-4μm)且尺寸分布集中,粉末顆粒呈球狀或近似球狀。
05 壓型
將破碎后的磁粉裝入模具,施加外磁場進行取向,取向后對粉末進行壓型。粉末磁場取向是生產(chǎn)高性能燒結釹鐵硼的關鍵工藝技術之一。在
壓型工藝上,目前行業(yè)內(nèi)普遍采用的方法有三種:模壓法、模壓加冷等靜壓及橡膠模等靜壓,在相同釹含量情況下,橡膠模等靜壓可獲得更
大的磁能積。
06 熱處理
經(jīng)過壓型后磁體壓坯的相對密度較大,為了使磁體具有高永磁性能,需要將壓坯加熱到粉末基本相熔點以下的溫度,進行熱處理一段時間,
這個過程也稱為燒結。高溫淬冷后還需要在一定溫度進行回火處理優(yōu)化組織結構,獲取最佳的磁性能。(回火是指將燒結好的磁粉坯冷卻到
一定溫度后再次加熱升溫)
07 機加工
由于磁場取向成形過程的特點和技術局限,燒結磁體很難一次性直接達到實際應用的形狀和尺寸精度,很多成品磁體的體積小、形狀復雜,
只能通過一定形狀的毛坯磁體加工而成。燒結釹鐵硼材質(zhì)硬而脆,一般機械加工只能進行切割、鉆孔、研磨和滾磨。
日本和歐美企業(yè)因考慮原材料和人工成本而選擇近終成形工藝居多,后續(xù)機械加工輔之;中國企業(yè)生產(chǎn)的燒結釹鐵硼產(chǎn)品繁多,主要采用毛
坯磁體結合后加工的綜合生產(chǎn)流程,充分借鑒陶瓷和水晶加工的工藝優(yōu)勢,將稀土永磁體的機械加工水平發(fā)揮到了極致。隨著原材料成本和
人工成本壓力的增加,在我國近終成形和自動成形技術正在快速發(fā)展。
08 晶界擴散
稀土元素鏑和鋱可以大幅提高材料的矯頑力以及溫度穩(wěn)定性,對于矯頑力和使用溫度要求較高的燒結釹鐵硼材料中,往往需要添加鏑和鋱,
但是這兩種元素的價格非常高,會使磁體生產(chǎn)成本驟增,目前行業(yè)內(nèi)普遍采用晶界擴散技術來減少重稀土元素的添加量。
09 表面處理
燒結釹鐵硼是一種化學活性非常強的粉末材料,內(nèi)部存在微小孔隙與空洞,在空氣中易被腐蝕和氧化,日久將造成磁性能的衰減甚至喪失,
所以使用前必須進行嚴格的表面防腐處理。目前釹鐵硼防腐處理普遍采用電鍍、化學鍍、電泳、磷化處理等方法,其中電鍍作為一種成熟的金
屬表面處理手段應用較為廣泛。