燒結(jié)釹鐵硼稀土永磁材料與技術(shù)

關(guān)于燒結(jié)釹鐵硼，網(wǎng)上介紹的也比較多，小編看來下，關(guān)于燒結(jié)釹鐵硼的球磨跟成型還是沒啥，今天東莞磁鐵廠家小傅就燒結(jié)釹鐵硼磁鐵球磨與成型詳細介紹一番。

一、燒結(jié)釹鐵硼的球磨

實驗中由于原料較少而采用球磨來制粉。但是總的來說，球磨制得的粉粒度沒有氣流磨制得的粉均勻。球料比為 10：1，球磨的介質(zhì)用 120＃航空汽油，球磨罐用不銹鋼罐，所使用的球體是鋼球，直徑有 4 種，分別是φ2mm、φ5mm、φ8mm 和φ10mm，每一種鋼球的重量一致。

制粉包括粗破碎和磨粉兩個過程，首先應(yīng)該清除鑄錠表面的氧化皮，然后再進行粗破碎。當鑄錠破碎至約 20mm 左右時采用氫破碎的方法，以提高其碎性，使球磨易于進行。磨制細粉包括球磨和氣流磨兩種方法。其中氣流磨是利用在超音速的氣流推動下粉末之間相互碰撞而進一步細化。與此不同的是，球磨是利用鋼（或其他）球來將粗粉砸成更細的粉末。球磨制粉包括滾動球磨、震動球磨和高能球磨等方法。震動球磨的粉末顆粒形狀不規(guī)則，不利于磁場取向。高能球磨的粉末顆粒粒度過于分散，同樣不利于磁體性能的提高。滾動球磨可以較好地避免上述缺陷。

滾動球磨一般使用不銹鋼罐，內(nèi)裝不同直徑的滾動軸承鋼球，球磨介質(zhì)可以是 120＃航空汽油、丙酮、酒精或石油醚等。球磨罐的轉(zhuǎn)速應(yīng)該滿足下式才能提高球磨效率。

υ＝(0.65～0.70)υc#

式中，υc—臨界轉(zhuǎn)速，r/min，是當鋼球的離心力與其重力相等的時候的轉(zhuǎn)速。其計算方式如下：

設(shè)υ＝υc，則，m（2πυc /60）2×D/2= mg: d7 U# j% W" Q0 L* l8 v k, W0 f式中，D—球磨罐直徑，m；8 M( A8 K" {9 j. ~m －鋼球的質(zhì)量，g；g －重力加速度，9.8 g×m×s-2；π －圓周率，3.14

由式，υc =42.3/D1/2;

當υ ≥υc 時，鋼球在離心力的作用下將緊貼在罐的內(nèi)壁上隨罐而轉(zhuǎn)動，起不到球磨的作用；當υ <υc 時，鋼球在罐內(nèi)滾動并沿內(nèi)壁上升到一定高度時自由落下，從而起到球磨的作用。但是如果轉(zhuǎn)速過低，則鋼球只能在罐的底部滑動，也起不到球磨的作用，因此其轉(zhuǎn)速應(yīng)該在臨界轉(zhuǎn)速的0.65～0.70之間較為適宜。滾動球磨效率受到球罐的直徑、轉(zhuǎn)速、時間、球料比等因素的影響。

本試驗中的球磨罐直徑是220mm，由上式，其臨界轉(zhuǎn)速為：

υc＝90r/min

所以，其比較適合的轉(zhuǎn)速應(yīng)該為：υ＝(0.65～0.70)×90＝(58.6～63.1)r /min t)

試驗中設(shè)計球磨罐的轉(zhuǎn)速是 60r /min，符合實際的要求。

二、燒結(jié)釹鐵硼的成型

現(xiàn)在幾乎所有的生產(chǎn)廠家都采用充磁和成型一體化的工藝，即在同一臺設(shè)備上充磁、壓制。這樣減少了粉末在空氣中暴露的時間，同時也提高了生產(chǎn)中的工作效率，節(jié)省了成本。但是有的生產(chǎn)中的充磁和壓制設(shè)備是分開的。常常是在一臺設(shè)備上充磁后馬上拿到另外一臺設(shè)備上壓制。甚至目前的許多實驗室還是利用的這種成型方式。這樣做的缺點在于延長了成型的時間，降低了工作效率，同時也使得粉末在空氣中停留了較長的時間，讓粉末的氧化加深。但是尤其重要的是，粉末充磁之后又離開磁場去壓制，其在磁場方向排列的磁粉順序?qū)l(fā)生變化，不一定按照原來的方向排列，導(dǎo)致成型磁體的取向度變差。

燒結(jié)釹鐵硼相關(guān)產(chǎn)品欄目：燒結(jié)釹鐵硼異形磁鐵 燒結(jié)釹鐵硼磁瓦

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稀土永磁材料是將釤、釹混合稀土金屬與過渡金屬（如鈷、鐵等）組成的合金，用粉末冶金方法壓型燒結(jié)，經(jīng)磁場充磁后制得的一種磁性材料。永磁材料，是指經(jīng)過磁化以后撤去外磁場，而能長期保持磁性的物質(zhì)。稀土永磁材料，即稀土永磁合金。永磁材料中含有作為合金元素的稀土金屬。

稀土永磁材料發(fā)展歷程

從發(fā)展歷程來看，稀土永磁材料大致經(jīng)歷了三個階段：

稀土永磁材料分類

自1983年問世的三十年以來，釹鐵硼永磁材料一直是當今世界上磁性最強的永磁材料。由于制備方法不同（或用途不同），釹鐵硼永磁材料主要分為燒結(jié)和粘結(jié)型兩大類。

1.燒結(jié)釹鐵硼永磁材料

燒結(jié)釹鐵硼永磁體經(jīng)過氣流磨制粉后壓制成形與燒結(jié)而成，其最大磁能積(BH)max高過鐵氧體10倍以上。燒結(jié)釹鐵硼非常堅硬和脆，但可以切割加工不同的形狀和鉆孔（如上圖）。

制備工藝

目前我國主要用燒結(jié)法（粉末冶金法）生產(chǎn)燒結(jié)釹鐵硼永磁材料，主要過程如下：

2. 黏結(jié)釹鐵硼永磁材料

黏結(jié)釹鐵硼是將釹鐵硼粉末與樹脂、塑膠或低熔點金屬等黏結(jié)劑均勻混合，然后用壓縮、 擠壓或注射成型等方法制成的復(fù)合型釹鐵硼永磁體。產(chǎn)品一次成形，無需二次加工，可直接做成各種復(fù)雜的形狀（如上圖）。

制備工藝

表：黏結(jié)永磁體的制備工藝比較

在黏結(jié)Nd-Fe-B磁體生產(chǎn)中壓制成型和擠出成型所占的比例越來越大，它們的工藝流程如下圖，其黏結(jié)工藝工序簡單，成型精確，不需后加工。

稀土永磁材料用途非常廣泛，隨著科技的進步，稀土永磁材料不僅應(yīng)用計算機、汽車、儀器、儀表、家用電器、石油化工、醫(yī)療保健、航空航天等行業(yè)中的各種微特電機，以及核磁共振設(shè)備、電器件、磁分離設(shè)備、磁力機械、磁療器械等需產(chǎn)生強間隙磁場的元器件中，而且風力發(fā)電、新能源汽車、變頻家電、節(jié)能電梯、節(jié)能石油抽油機等新興領(lǐng)域?qū)Ω叨讼⊥劣来挪牧系男枨笕找嬖鲩L，應(yīng)用市場空間巨大。

稀土永磁作為戰(zhàn)略性材料，在新興產(chǎn)業(yè)中應(yīng)用量較大，對相關(guān)產(chǎn)品性能、效率提升較為明顯的重要基礎(chǔ)材料，目前已成為稀土新材料中最大的消費領(lǐng)域。未來應(yīng)繼續(xù)加強新型稀土永磁材料的探索、加強高檔稀土永磁材料及相關(guān)生產(chǎn)技術(shù)和設(shè)備的開發(fā)，使我國稀土永磁材料產(chǎn)業(yè)保持長久持續(xù)的發(fā)展。

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