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1、NdFeB 材料调查报告钕铁硼合金是第三代永磁材料，其试样和产品的性能均是当今永磁材料中最高的，最大磁能积分别为431KJ/m3 和 366KJ/m3，室温下剩磁 B 可高达 1.47T，磁感应矫顽力 H 可达 992kA/m。同时该合金的机械rc强度比其它永磁材料高，韧性好，密度小，但是居里温度T 较低312，磁感应温度系数较大-0.126%C-1，cB 的温度系数可达-0.13%C-1，H的温度系数达-0.60.7%C-1，使用温度低，热稳定性和抗腐蚀性能差rci合金中含有极易氧化的钕，易生锈。一、NdFeB 材料的组分、分类及制备Nd-Fe-B 系永磁材料，是以 Nd2Fe14B 化合物
2、为基体，含有少量富Nd 和富 B 相的永磁材料，其大体成分为：36wt%Nd，63wt%Fe，1wt%B，主要成分为稀土RE、铁Fe、硼B。其中稀土 Nd 为了获得不同性能可用局部镝Dy、镨Pr等其他稀土金属替代，铁也可被钴Co、铝Al等其他金属局部替代，硼的含量较小，但却对形成四方晶体构造金属间化合物起着重要作用，使得化合物具有高饱 和磁化强度，高的单轴各向异性和高的居里温度。钕铁硼永磁材料钕铁硼分为烧结钕铁硼和粘结钕铁硼两种，其制备主要有熔炼-粉末冶金法、熔体快淬 法、复原集中法和粘接磁体四种方法。粘结钕铁硼各个方向都有磁性，耐腐蚀；而烧结钕铁硼因易腐蚀， 外表需镀层，一般有镀锌、镍、环保
3、锌、环保镍、镍铜镍、环保镍铜镍等。除复原集中法需要Nd O 外，23其它方法均需以金属钕或 Nd-Fe 合金为原料。钕铁硼的烧结体是多相体系，除 Nd FeB 外，还有富钕存214在，因此在熔炼时按 NdFeB 标称组安排料，获得的合金锭经球磨至粒度约为 3m 粉末，然后在垂直于15778外磁场10kOe方向压制成型。压制的坯料在约 1380K 下于保护气氛中烧结，随后快速冷却。然后在富钕相熔点的温度约880K下进展后烧结处理，再快速冷却。这样处理后的坯料再充磁，即可制得Nd FeB永磁体。214熔体旋淬工艺制备法马上熔融的金属液流直接喷射到高速旋转的冷衬底上，使熔体急速凝固，并用惰性气体进展
4、保护以防止氧化。制备薄带厚1530m，薄带可能是非晶态，也可能是微晶态。NdFeB 的最正确矫顽力消灭在适中的淬速下，即产生直径小于 100nm 的晶粒比烧结磁体的晶粒约小 100 倍。就成分而言，快淬薄带比烧结体更接近于Nd FeB 单相成分。214钕铁硼磁体生产中原材料占总生产本钱的比例为4550，其中金属钕占原材料本钱的比重高达60%。烧结钕铁硼一般分轴向充磁与径向充磁，依据所需要的工作面来定。二、磁性能参数2.1 NdFeB 材料的磁性能参数NdFeB 磁体的磁性能远高于 Sm2Co17 系列的第三代稀土永磁材料，其剩磁Br是钐钴永磁的 12 倍，是铁氧体的 35 倍，内禀矫顽力是铁氧
5、体的 515 倍。NdfeB 材料主要磁性能参数有剩磁Br，矫顽力H ，内禀矫顽力 H ，最大磁能积(BH)max，居里温度 Tc，最高工作温度等，具体牌号及相关参数见表CBCJ2-1，2-2，2-3。表 2-1 常见NdFeB 牌号及性能参数剩磁感应强度性能Br mT牌号KGs矫顽力HcB KA/mKOe内禀矫顽力HcJ KA/mKOe最大磁能积BHmax KJ/m3MGOe最小值典型值最小值最小值最小值典型值1180123086895526327811.812.110.91233351230125089995528729512.312.511.31236(37)12701280923955
6、30331012.712.811.61238391290131092395531832612.913.111.61240411330135087695534235013.313.511.01243441360138083695536637413.613.810.51246471410142086087637439014.114.210.81147491430144083687639040614.314.410.811.0495110801140796111422324610.811.41014283111301150836111424725511.311.510.514313211801200
7、868111426327111.812.010.914333412301250899111428729512.312.511.31436(37)12701280923111430331012.712.811.614383912901310955111431832612.913.112.014404113301350995111434235013.313.512.5144344136013801027111435837413.613.812.9144547141014201050111437439014.114.213.214474910801100796135322323910.811.010
8、17283011301150836135324725511.311.510.517313211801200868135326327111.812.010.9173334N35N38N40N42N45N48N50N5230M33M35M38M40M42M45M48M50M30H33H35H剩磁感应强度性能Br mT牌号KGs矫顽力HcB KA/mKOe内禀矫顽力HcJ KA/mKOe最大磁能积BHmax KJ/m3MGOe最小值典型值最小值最小值最小值典型值12301250899135328729512.312.511.31736(37)12701280923135330331012.712.8
9、11.617383912901310955135331832612.913.112.017404113301340995135334235013.313.412.5164344136013801027135335836613.613.812.916454610501080764159220721510.510.89.620262710801100804159222323910.811.010.120283011301150844159224725511.311.510.620313211801200876159226327111.812.011.020333412301250907159228
10、729512.312.511.42036(37)12701280939159230331012.712.811.820383912901310955159231832612.913.112.020404113201340995159233434213.213.412.520424310501080764199020722310.510.89.625262810801100812199022323910.811.010.225283011301150852199024725511.311.510.725313211801200860199026327111.812.010.82533341230
11、1250907199028729512.312.511.42536(37)12601270923199030331012.612.711.625383912901310923199031832638H40H42H45H48H28SH30SH33SH35SH38SH40SH42SH45SH28UH30UH33UH35UH38UH40UH42UH最小值典型值最小值最小值最小值典型值12.913.111.625404110501080764238820722310.510.89.630262810801100812238822323910.811.010.2302830113011508122388
12、24725511.311.510.230313211801200812238826327111.812.010.230333412301250868238828729512.312.510.93036(37)10801100812262722323910.811.010.233283011301150812262724725511.311.510.233313211801200812262726327111.812.010.2333334剩磁感应强度性能牌号Br mTKGs矫顽力HcB KA/mKOe内禀矫顽力HcJ KA/mKOe最大磁能积BHmax KJ/m3MGOe28EH30EH33E
13、H35EH38EH30TH33TH35TH表 2-2 常见NdFeB 材料牌号最高工作温度系列最高工作温度Pc=1N80M100H120SH150UH180EH200TH250表 2-3 磁性能参数单位及换算工程 剩磁Br内禀矫顽力Hcj矫顽力Hcb最大磁能积BHmax单位高斯Gs或 mT、T 奥斯特Oe或 A/m 奥斯特Oe或 A/m兆高奥MGOe或 KJ/ m3换算1T=10KGs1KOe=79.6KA/m1MGOe=7.96KJ/m3环境条件的变化将引起磁性能两个方面的变化，一是磁畴构造变化引起的，被称为磁时效，磁时效是可逆的，当磁铁再一次磁化或充磁时又能恢复原来的磁性能；另一种是磁铁的
14、显微组织变化引起的，称为 组织时效，是不行逆的，当再一次充磁时，不能恢复原来的磁性能。2.2 永磁材料的温度稳定性表 2-4 NdFeB 材料温度稳定性参数Br 温度系数%/-0.08-0.12HCJ温度系数%/-0.42-0.70居里温度310380磁铁的剩磁B 是随温度的上升而减小的，设B(T )是永磁体的起始B，当温度变化到T 时，磁通B 降01低到B(T)；当环境温度又恢复到T 时，一般状况下磁通不能恢复到B(T )，而只能恢复到 B(T )15000240015000150007000/530424565585612661639592576554Tm FeB0.8740.11958.
15、231.1800541Lu FeB0.8700.11858.471.22600535Yb FeB0.8770.12046.981.42600565214214214注：La-57 镧，Ce-58 铈，Pr-59 鐠，Nd-60 钕，Pm-61 钷，Sm-62 钐，Eu-63 铕，Gd-64 钆，Tb-65 铽，Dy-66 镝，Ho-67 钬，Er-68 铒，Tm-69 铥，Yb-70 镱，Lu-71 镥。4.4 工艺对化学性能的影响提高钕铁硼合金的抗腐蚀性除降低合金中氧含量外，常在永磁体外表涂或镀保护层如镀锌、镀镍、镀 镍铜镍、烤漆、涂敷环氧树脂、铝离子喷镀、电泳漆、磷化、镀金、镀银、镀铬、氮
16、化钛耐磨损涂层等， 一般涂层厚度为 1040m。不同涂层的抗腐蚀力气不同，环氧树脂涂层抗溶剂、抗冲击力气、抗盐雾腐蚀力气良好，电泳涂层抗溶剂、抗冲击力气良好，抗盐雾腐蚀力气极好，电镀有极好的抗溶剂、抗冲击力气， 但抗盐雾力气较差，为增加图层防护力气，往往承受多种涂层的复合。表4-2 列出了不同镀层工艺参数及对材料的影响。样品编号镀层种类生产周期镀层厚度耐盐雾性剪切强度表 4-2 不同镀层参数比照minumhMPa复合镀层11516.759613.981电镀镍铜镍9016.512845.78化学镀镍46016.6814431.58复合镀层16022.8436045.182电镀镍铜镍10521.134043.78化学镀镍60021.3824040.58复合镀层11516.9119246.233电镀镍铜镍9016.51