烧结钕铁硼稀土永磁材料与技术

关于烧结钕铁硼，网上介绍的也比较多，小编看来下，关于烧结钕铁硼的球磨跟成型还是没啥，今天东莞磁铁厂家小傅就烧结钕铁硼磁铁球磨与成型详细介绍一番。

一、烧结钕铁硼的球磨

实验中由于原料较少而采用球磨来制粉。但是总的来说，球磨制得的粉粒度没有气流磨制得的粉均匀。球料比为 10：1，球磨的介质用 120＃航空汽油，球磨罐用不锈钢罐，所使用的球体是钢球，直径有 4 种，分别是φ2mm、φ5mm、φ8mm 和φ10mm，每一种钢球的重量一致。

制粉包括粗破碎和磨粉两个过程，首先应该清除铸锭表面的氧化皮，然后再进行粗破碎。当铸锭破碎至约 20mm 左右时采用氢破碎的方法，以提高其碎性，使球磨易于进行。磨制细粉包括球磨和气流磨两种方法。其中气流磨是利用在超音速的气流推动下粉末之间相互碰撞而进一步细化。与此不同的是，球磨是利用钢（或其他）球来将粗粉砸成更细的粉末。球磨制粉包括滚动球磨、震动球磨和高能球磨等方法。震动球磨的粉末颗粒形状不规则，不利于磁场取向。高能球磨的粉末颗粒粒度过于分散，同样不利于磁体性能的提高。滚动球磨可以较好地避免上述缺陷。

滚动球磨一般使用不锈钢罐，内装不同直径的滚动轴承钢球，球磨介质可以是 120＃航空汽油、丙酮、酒精或石油醚等。球磨罐的转速应该满足下式才能提高球磨效率。

υ＝(0.65～0.70)υc#

式中，υc—临界转速，r/min，是当钢球的离心力与其重力相等的时候的转速。其计算方式如下：

设υ＝υc，则，m（2πυc /60）2×D/2= mg: d7 U# j% W" Q0 L* l8 v k, W0 f式中，D—球磨罐直径，m；8 M( A8 K" {9 j. ~m －钢球的质量，g；g －重力加速度，9.8 g×m×s-2；π －圆周率，3.14

由式，υc =42.3/D1/2;

当υ ≥υc 时，钢球在离心力的作用下将紧贴在罐的内壁上随罐而转动，起不到球磨的作用；当υ <υc 时，钢球在罐内滚动并沿内壁上升到一定高度时自由落下，从而起到球磨的作用。但是如果转速过低，则钢球只能在罐的底部滑动，也起不到球磨的作用，因此其转速应该在临界转速的0.65～0.70之间较为适宜。滚动球磨效率受到球罐的直径、转速、时间、球料比等因素的影响。

本试验中的球磨罐直径是220mm，由上式，其临界转速为：

υc＝90r/min

所以，其比较适合的转速应该为：υ＝(0.65～0.70)×90＝(58.6～63.1)r /min t)

试验中设计球磨罐的转速是 60r /min，符合实际的要求。

二、烧结钕铁硼的成型

现在几乎所有的生产厂家都采用充磁和成型一体化的工艺，即在同一台设备上充磁、压制。这样减少了粉末在空气中暴露的时间，同时也提高了生产中的工作效率，节省了成本。但是有的生产中的充磁和压制设备是分开的。常常是在一台设备上充磁后马上拿到另外一台设备上压制。甚至目前的许多实验室还是利用的这种成型方式。这样做的缺点在于延长了成型的时间，降低了工作效率，同时也使得粉末在空气中停留了较长的时间，让粉末的氧化加深。但是尤其重要的是，粉末充磁之后又离开磁场去压制，其在磁场方向排列的磁粉顺序将会发生变化，不一定按照原来的方向排列，导致成型磁体的取向度变差。

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稀土永磁材料是将钐、钕混合稀土金属与过渡金属（如钴、铁等）组成的合金，用粉末冶金方法压型烧结，经磁场充磁后制得的一种磁性材料。永磁材料，是指经过磁化以后撤去外磁场，而能长期保持磁性的物质。稀土永磁材料，即稀土永磁合金。永磁材料中含有作为合金元素的稀土金属。

稀土永磁材料发展历程

从发展历程来看，稀土永磁材料大致经历了三个阶段：

稀土永磁材料分类

自1983年问世的三十年以来，钕铁硼永磁材料一直是当今世界上磁性最强的永磁材料。由于制备方法不同（或用途不同），钕铁硼永磁材料主要分为烧结和粘结型两大类。

1.烧结钕铁硼永磁材料

烧结钕铁硼永磁体经过气流磨制粉后压制成形与烧结而成，其最大磁能积(BH)max高过铁氧体10倍以上。烧结钕铁硼非常坚硬和脆，但可以切割加工不同的形状和钻孔（如上图）。

制备工艺

目前我国主要用烧结法（粉末冶金法）生产烧结钕铁硼永磁材料，主要过程如下：

2. 黏结钕铁硼永磁材料

黏结钕铁硼是将钕铁硼粉末与树脂、塑胶或低熔点金属等黏结剂均匀混合，然后用压缩、 挤压或注射成型等方法制成的复合型钕铁硼永磁体。产品一次成形，无需二次加工，可直接做成各种复杂的形状（如上图）。

制备工艺

表：黏结永磁体的制备工艺比较

在黏结Nd-Fe-B磁体生产中压制成型和挤出成型所占的比例越来越大，它们的工艺流程如下图，其黏结工艺工序简单，成型精确，不需后加工。

稀土永磁材料用途非常广泛，随着科技的进步，稀土永磁材料不仅应用计算机、汽车、仪器、仪表、家用电器、石油化工、医疗保健、航空航天等行业中的各种微特电机，以及核磁共振设备、电器件、磁分离设备、磁力机械、磁疗器械等需产生强间隙磁场的元器件中，而且风力发电、新能源汽车、变频家电、节能电梯、节能石油抽油机等新兴领域对高端稀土永磁材料的需求日益增长，应用市场空间巨大。

稀土永磁作为战略性材料，在新兴产业中应用量较大，对相关产品性能、效率提升较为明显的重要基础材料，目前已成为稀土新材料中最大的消费领域。未来应继续加强新型稀土永磁材料的探索、加强高档稀土永磁材料及相关生产技术和设备的开发，使我国稀土永磁材料产业保持长久持续的发展。

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