钕铁硼生产和质量控制研究论文

钕铁硼磁性材料，作为稀土永磁材料发展的最新结果，由于其优异的磁性能而被称为“磁王”。钕铁硼磁性材料是镨钕金属，硼铁等的合金。又称磁钢。钕铁硼具有极高的磁能积和矫力，同时高能量密度的优点使钕铁硼永磁材料在现代工业和电子技术中获得了广泛应用，从而使仪器仪表、电声电机、磁选磁化等设备的小型化、轻量化、薄型化成为可能。钕铁硼的优点是性价比高，具良好的机械特性；不足之处在于居里温度点低，温度特性差，且易于粉化腐蚀，必须通过调整其化学成分和采取表面处理方法使之得以改进，才能达到实际应用的要求。制作工艺流程：配料 → 熔炼制锭/甩带→ 制粉 → 压型 → 烧结回火 → 磁性检测 →磨加工 → 销切加工 → 电镀 → 成品。 其中配料是基础，烧结回火是关键。钕铁硼磁铁毛坯生产工具和性能检测工具：有熔炼炉、甩带炉、鄂破机、气流磨、压制成型机、真空封装机、等静压机、烧结炉、热处理真空炉、磁性能测试仪、高斯计。钕铁硼磁铁机加工工具：无心磨，滚圆机，双端磨，平磨，切片机，双面磨，线切割，台钻，异形磨等。

【烧结钕铁硼的质量控制】烧结钕铁硼永磁材料是用粉末冶金方法制造的，其工艺流程如下：原材料处理→配料→熔炼→制粉→磁场取向与压型→烧结致密→回火时效→机加工与表面处理→检测。从工艺流程可以看出其整个的工艺过程是一个系统工程，特别是高性能的钕铁硼永磁材料，其生产过程的每一个工艺环节都对产品的性能具有“决定权”与“否定权”。为了生产出高性能的钕铁硼永磁材料，企业的组织与管理者应重视生产过程的每一个环节，引导员工注重过程中的每一个细节。只有这样，才能做好烧结钕铁硼的质量控制。烧结钕铁硼质量的保障来自原料及生产过程的控制：1、根据企业制造高档或中档或低档烧结钕铁硼的要求，按照国家标准规定的原材料成分来选购原料。2、生产工艺的先进与否直接决定烧结钕铁硼的性能品质。目前最先进的技术是鳞片铸锭(SC)技术、氢破碎(HD)技术和气流磨(JM)技术。小容量的真空感应冶炼炉(10kg、25kg、50kg)已被大容量(100kg、200kg、600kg、800kg)真空感应炉所替代。C(StripCasting)速凝铸片技术已逐渐替代大铸锭(冷却方向的厚度大于20-40mm的铸锭)，氢破碎(HD)技术和气流磨(JM)取代了颚式破碎机、盘磨机、球磨机(湿法制粉)，保障了粉末的均匀性，并且有利于液相烧结和晶粒细化。3、磁场取向上，我国是世界上唯一采用两步压制成型的国家，取向时用小压力垂直模压成型，最后采用准等静压成型，这是我国烧结钕铁硼产业最重要的特色之一。4、并且，生产过程质量的监控是非常重要的，可以通过SC片厚度测量和JM粉颗粒尺寸分布等检测方式进行管控。优质的产品都是取决于生产过程的控制，可以根据多种型号的永磁材料技术磁参数测量仪器进行检验和测试。

钕铁硼磁体是由日本当代科学家左川真人发明的一种新型永磁体，它是由钕，铁，硼三种元素组成的合金磁体，是现在磁性最强的永磁体，因为钕原子是扁形的，电子云的受限，使铁原子不会偏移，从而形成不变的磁力。1983年11月29届金属学术讨论会上，日本住友特殊金属公司最先提出钕、铁、硼永久磁性材料的制造，真是“一石激起千层浪”，此后，引起了钕铁硼新磁性金属研究的热潮，十多年来，这方面的专利与日俱增, 日本住友特殊金属公司在这方面还保持新磁性金属专利的“霸王”地位。在80年代前,日本住友特殊金属公司在磁性金属方面的研究工作，总落后于美国通用公司，为了打破美国通用公司的垄断地位，住友公司的老板，出重金悬赏，奖给本公司品质优良新磁性金属的发明者。“真是重赏之下必有勇夫”。一个名叫佐川真人的技术员，挺身而出，接受公司研究新磁性金属的任务。佐川真人身材矮小，貌不惊人，平日沉默寡言，他接受任务的目的，决非为了奖金，而是出于民族自尊心，力图要在这方面赶上美国，并超过美国。研究工作一开始，并非想象中那么顺利，但是，一次又一次的失败，使佐川真人从实际中得到教训，总结经验，使与成功的距离日益趋近。到了1983年的夏天，他终于成功地制造出一种叫钕铁硼永久磁性材料，从此一鸣惊人。佐川真人的永久磁性金属的成份大体如下：钕和镨占11-18%，硼占6-12%，钒占2-6%，余下来的是铁和钴。它的制造方法有两种：第一种是先在电炉中进行熔化，然后在惰性气体的气氛中用700-1100℃下进行热处理，从而形成包围晶粒的抗氧化保护膜，接下来进行常规压制成型，烧结和热处理；第二种方法是在熔化过程中钒或钴以后加入，其目的在于烧结时能使其在晶界析出形成氧化保护膜，接下来也是常规的烧结和热处理。从上述两个方法制得的钕铁硼永久磁性金属有如下特点：其一，大大地提高了磁体的矫顽力，其磁性矫顽力可达，最大磁能积30MGoe；其二，是对温度特别稳定，比传统的永久磁性材料的稳定性提高了三倍；其三，它有较强的耐蚀性，耐蚀性比传统材料大二倍。佐川真人的发明使日本在永久磁性金属材料的生产不仅赶上了美国，并在短期内超过了美国。但是，美国通用公司的技术员不能忍视日本的迎头赶上，他们于1990年也提出永磁材料的新制法——钕铁硼型磁取向片状材料的方法。这个方法是先采用熔体旋淬法制备各向同性的带状粉粒，然后，该粉粒通过等离子喷射枪加热成糊状，推至由一对后向旋转滚轮的加间隙中，随即压成粉片，从而制成了具有各向异性的优质磁性材料。这样操作后的材料又比佐川真人的发明更胜一筹。佐川真人更是不甘落后，又在自己的以往的发明作重大改进，提出一个新的措施，他在钕铁硼磁体中又添进少量铜，便获得高矫顽力的热处理温度范围大大拓宽，添加铜后，磁体的最佳热处理温度区间由原先的10度左右，拓宽到300℃，于是，制出了更好的永久磁体。值得一提的是，在永久磁性材料的竞争热潮中，我国科学家也有新的贡献，他们创造新的烧结方法，用感应加热烧结代替传统的烧结和热处理，这样可在5min内，使磁体的烧结密度达到理论值的95%以上，最大磁能积达280kJ/m3以上，由于烧结时间大大短于传统技术，因此，可避免磁体晶粒生长过大，同时，还可大大缩短生产周期，使生产成本相应降低。显而易见的是，自从1983年以来，钕铁硼永磁材料的竞争日益激烈，进展速度之快，也是罕见的，竞争将给人们带来新的技术。