钕铁硼永磁材料的制造工艺.pptx

会计学 1 钕铁硼永磁材料的制造工艺 概述 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→铸片→氢碎→磁场取向与压型→烧结→时效 第1页/共31页 铸片工段 配料前的处理： 1.Nd除油 除氧化皮 除渣 干燥 2.Fe除锈 干燥 第2页/共31页 铸片工段 配料、称重 1、称准，但也不必过于精确 2、硼铁量最少，需称准到1g，保证精度不低于千分之一 3、台秤称Nd和Fe，天平称BFe 4、各原料分别称好后，再总的复核一下 第3页/共31页 铸片工段 熔炼 将纯金属料（Fe、Nd、B-Fe、Dy等）熔化，并确保合金液“清、准、均、净” Fe 1535 ℃ Nd 1010 ℃ Dy 1407 ℃ 第4页/共31页 铸片工段 铸片冷凝 与水冷铜模相接触部分的少量急冷表层细晶区，低冷速的最后凝固部分的中心等轴晶，以及存在于这两者之间的片状晶。冷却速度越快，片状晶的比例越大，中心等轴晶的比列越小。 对高性能烧结永磁体良好的组织应是：柱状晶生长良好，尺寸细小；富Nd相沿晶界均匀分布；不存在α-Fe。 第5页/共31页 表层细晶区 柱状晶区 中心等轴晶区 第6页/共31页 思考： 为什么柱状晶有利于烧结钕铁硼性能的提高？ 第7页/共31页 铸片工段 对铸片设备的基本要求： 1、熔炼炉的密封性要好 2、坩埚要烘烤好，烧结好 第8页/共31页 氢碎 合金片放入氢碎装置中，抽真空，加热到700-800℃，保持一段时间，便发生吸氢歧化反应： Nd2Fe14B+H2→2NdH2+12dFe+Fe2B 若此时将氢气抽出，发生以下反应： 2NdH2+12dFe+Fe2B → Nd2Fe14B+H2↑ 就又合成为具有较小晶粒的Nd2Fe14B粉末。 这样就达到将铸片粉碎的目的。 第9页/共31页 气流磨制粉 气流磨制粉机磨室有四个喷嘴，其中三个在旁边，互成120°角，底部有一个。 在气流磨粉机中用高压氮气流来带动钕铁硼颗粒来高速运动，在喷嘴交汇相互碰撞。 第10页/共31页 气流磨制粉 已被破碎的颗粒随上升气流通过分选轮的缝隙，使达到我们要求的的颗粒通过，而大于规定尺寸的颗粒不能通过分选轮返回到磨室的对撞粉碎区继续粉碎。小于规定尺寸的颗粒在输送到细粉分离器进行分离。 第11页/共31页 气流磨制粉 国内外凡用气流磨粉机的一般控制粒度在3-5μm。 尺寸分布要窄，3-5μm的颗粒占80%-90% 粉末颗粒表面吸附的杂质和气体尽可能的少，因此制粉过程应在高纯惰性气体保护下进行 第12页/共31页 第13页/共31页 成型 沿粉末颗粒C轴取向的方向有最大的剩磁。 每颗NdFeB微粉都是一个小磁铁，在外磁场中受到一个力矩的作用而转动。 外加磁场H 未转动前状态 转动后状态 与外加磁场方向完全一致 易磁化方向 易磁化方向 第14页/共31页 成型 若没有其他因素干扰下，每一颗钕铁硼百分之百的排列在磁场方向。 →→ → → → → → →→ → → → → → 第15页/共31页 成型 成型时方式： 压力方向与磁场方向互相平行； 压力方向与磁场方向互相垂直； 第16页/共31页 成型 单向压：单个方向施压，压坯密度不够均匀； 双向压：从上下两个方向施压压坯密度相对均匀。 第17页/共31页 生坯密度 在粉末冶金中，要求压结相对密度达到0.6-0.7，在钕铁硼场合，其理论密度为7.55g/cm3，因此需要生坯密度达到4.5-5.3g/cm3，但在实际生产中，比这个理论密度稍低。 第18页/共31页 生坯密度低是生产中的一个消极因素，生坯中含有较多的气孔，容易吸附大量气体包括水分，给下道工序带来麻烦和困难。同时由于生坯密度低，烧结时收缩率大，容易变形，尺寸容易超差。 第19页/共31页 烧结 烧结的三大要素: 真空度 烧结温度 保温时间 第20页/共31页 烧结 在最高温度区间保温一段时间，这里最重要的烧结体密度提高。相对密度有生坯的0.6-0.7提高至0.95以上。各晶粒内部成分进一步均匀化。颗粒间的间隙减少，吸附的水汽被排出。 第21页/共31页 时效 烧结过的坯料密度高了，Br高了，但矫顽力和磁能积还不高。这是由于富钕相尚未恰当的分布好。在时效温度下，富钕相薄层将主相粒子包围起来，互相隔离，形成良好的有利于高矫顽力的组织结构。时效后，坯料的Br只稍稍增加了一点点，而矫顽力成倍提高。 第22页/共31页 第23页/共31页 烧结需注意的几点 炉膛的均温性 温度的稳定性 温度测量的滞后性 第24页/共31页 生产强磁的四防 1、防氧化 钕铁硼材料中的钕活泼性很强，在空气中与氧能发生反应： Nd+O2→Nd2O3 第25页/共31页 2、防杂质 第26页/共31页 3、防受潮 暴露在空气中原料和产品