基础知识
▍定义
以Nd2Fe144B金属间化合物为基的稀土永磁体。具有四方晶体结构,有很强的磁晶各向异性能和很高的饱和磁化强度。
可根据实际要求改变配比以及添加其他元素来提高其性能。
▍特点
优点:极高的磁能积和矫力,高能量密度,性价比高,具良好的机械特性。
不足:居里温度低,温度特性差,且易于粉化腐蚀。
钕铁硼永磁材料是以金属间化合物Nd2Fe14B为基础的永磁材料。相对于铸造Al-Ni-Co系永磁材料和铁氧体永磁材料,钕铁硼具有极高的磁能积和矫顽力,可吸起相当于自身重量的640倍的重物。
永磁王
▍永磁材料
永磁材料是指具有宽磁滞回线、高矫顽力、高剩磁,一经磁化即能保持恒定磁性的材料,又称硬磁材料。
稀土钕铁硼材料被称为“永磁王”,于1982年发明于日本住友特种金属材料和美国通用汽车公司,于1983年实现工业化批量生产。迄今为止永磁材料已经有三代产品获得大规模应用。
第一代为稀土原子与钴原子按 1: 5 组成的化合物,简称 RCo5,以 SmCo5 为代表。
第二代为稀土原子与钴原子按 2: 17 比例组成的化合物为基相的稀土永磁合金,简称 R2Co17。
第三代为稀土-铁-硼永磁材料,主要含稀土族和铁族元素的金属间化合物,是一种不含钴的高性能实用新型永磁材料,以钕铁硼( NdFeB)磁体为主要代表, 已经成为新一代高性能永磁新材料的主流。
▍性能
钕铁硼性能大比拼:
分类
钕铁硼(Nd-Fe-B)主要有两大类:烧结钕铁硼和粘结钕铁硼,其中烧结钕铁硼无论从应用上、性能上还是产量上都远远高于粘结钕铁硼。需要补充的是并不是说粘结钕铁硼应用价值就比烧结钕铁硼低,某些特定的应用领域只能用粘结钕铁硼。
应用
烧结钕铁硼具备高磁能积、高矫顽力和高工作温度,但是其制备公差较大、形状自由度小,因此主要应用在大中型电动机、风力发电机、高保真扬声器等方面。
粘结钕铁硼磁性能不如烧结钕铁硼,但是其具备工艺简单、造价低廉、体积小、精度高、磁场均匀稳定等优点,在信息技术、办公自动化、消费类电子等领域具有不可取代的地位。
、机械加工分为三类:
()切割加工:将圆柱、方柱状磁体切割成圆片状、方片状;
()外形加工:将圆形、方形磁体加工成扇形、瓦型或有凹槽或其他复杂形状的磁体;
()打孔加工:将圆棒、方棒状磁体加工成圆筒状或方筒状磁体。其加工方式有:磨削切片加工、电火花切割加工和激光加工。
、烧结钕铁硼永磁元件表面一般要求光滑和达到一定精度,毛坯交货的磁体表面需要进行表面磨加工。方块钕铁硼永磁合金常用的磨加工方法有平面磨、双端面磨、内圆磨、外圆磨等。圆柱常用无芯磨、双端面磨等。瓦型、扇形和VCM磁体则用多工位磨床。
一个是否合格的磁体,不仅仅需要性能的达标,尺寸公差的控制也直接影响它的应用。而尺寸的保障直接取决于工厂的加工实力,加工设备随着经济和市场需求也在不断更新,更高效的设备以及产业自动化的趋势,不仅仅是满足客户对产品精度日益增长的需求,同时也节约了人力和成本,使其更具备市场竞争力。
再次,磁铁镀层的品质直接决定产品的应用寿命
实验得知,cm的烧结钕铁硼永磁体放在℃的空气中停留天,将会全部被氧化腐蚀掉。在弱酸溶液中它更容易被腐蚀。为了使钕铁硼永磁体经久耐用,要求它有-年的使用寿命,其必须经受表面抗腐蚀处理,以此抵抗腐蚀介质对磁铁的腐蚀侵害。目前,烧结钕铁硼永磁体制造行业普遍采用电镀金属、电镀+化学镀金属、电泳涂层和磷化处理等方法,在磁体表面镀上一层附加隔离物,将磁体表面和腐蚀介质隔离开,以防止介质对磁体的侵害。
,一般以镀锌、镀镍+铜+镍、镀镍+铜+化学镀镍三种工艺为主,其他金属镀种要求,一般都是在镀镍后再施以其他金属电镀。
,在一些特殊情况下也会使用磷化:()在钕铁硼磁体产品因为周转、保存的时间过长而又不明确后续的表面处理方法的时候,使用磷化简单易行;()当磁体需要环氧胶粘结、涂漆等,胶水、漆等环氧有机物的黏结力需要基体有很好的侵润性能。磷化工艺可以改善磁体表面的侵润能力。
,电泳涂层已成为广泛采用的防腐蚀表面处理技术之一。因其不仅与多孔磁体表面的结合力很好,而且具有耐盐雾、耐酸、耐碱等的腐蚀,防腐蚀性优异。但是与喷涂涂层相比其耐湿热性能较差。
客户可针对其产品工作要求而进行镀层的选择。随着电机运用领域的扩大,客户对钕铁硼的耐腐蚀性有着更高的要求。而HAST实验(也称PCT实验)就是专门测试烧结钕铁硼永磁体在潮湿和高温环境下的耐腐蚀性能。
而客户如何判断镀层是否符合要求呢?盐雾实验的目的是对表面经防腐蚀镀层处理过的烧结钕铁硼磁体做快速防腐蚀实验,实验结束时,将样品从试验箱中取出、干燥,用眼睛或放大镜观察样品表面有无斑点、斑点面积的大小盒颜色的变化情况。
综上,客户只有了解了其生产流程,了解产品的要求因素,才能正确的判断产品的合格性。简单总结来说,就是性能的把握、尺寸公差的控制、镀层的检测和外观的评估。
性能上,可以通过性能检测其Br(剩磁)、Hcb(矫顽力)、Hcj(内禀矫顽力)、(BH)max(最大磁能积)以及退磁曲线;尺寸公差,可以通过游标卡尺进行测量其精度;镀层上,可以通过肉眼观察镀层色泽亮度以及通过结合力、盐雾实验等检测方法;整体外观,主要用肉眼或放大镜,或光学显微镜(对于线度小于.mm以下的产品),磁体表面光洁、没有肉眼可见的颗粒与异物、没有斑点、没有掉边掉角,则是外观合格。
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