钕铁硼永磁材料

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钕铁硼永磁材料被称为“ 磁王”,它在1983年被发现,1985年在日本、中国和欧美同时开始产业化,到现在已经经历了35年历程。这35年来全球钕铁硼永磁材料产业蓬勃发展,磁性能不断刷新记录,材料品种和牌号不断增加,产业技术创新日新月异,材料的产量迅速提高。

钕铁硼永磁是由钕、铁、硼形成的四方晶体,按照生产工艺的不同可分为烧结钕铁硼、粘结钕铁硼和热压钕铁硼三种,由于生产工艺的不同,他们在产品磁性能、后加工及应用上具有较大的不同。


烧结钕铁硼

烧结钕铁硼是钕铁硼家族中产量最大、应用最为广泛的产品,它用粉末冶金法生产,根据产品矫顽力的不同分为N、M、H、SH、UH、EH和TH这7个系列。目前已商业化生产的烧结钕铁硼,剩磁最高可达1.45T以上,内禀矫顽力最高可达2786kA/m,工作温度根据矫顽力的不同在80°~200°之间。烧结钕铁硼易被氧化和腐蚀,因此需要做表面处理,根据使用环境要求的不同,可采用磷化、电镀、化学镀、电泳、气相沉积等表面处理手段,常见的镀层如锌、镍、镍铜镍、环氧树脂等。


粘结钕铁硼

烧结钕铁硼难于精密加工成特殊形状,而且在加工过程中易出现开裂、破损、不易装配等问题,为解决这些问题,人们尝试将永磁体粉碎后与粘接剂混合,在磁场中压制成型,粘结钕铁硼就这样问世了。它有着成本低、尺寸精度高、形状自由度大、机械强度好、比重轻等优点,在市场上得到了广泛应用。

粘结钕铁硼的成型目前有4种工艺:压延成型、注射成型、挤压成型和模压成型,其中压延和注射较为主流。粘结钕铁硼磁体由于大量加入了粘接剂,其密度一般只有理论上的80%,因此在磁性能上弱于烧结钕铁硼。粘结钕铁硼是各向同性磁体,各方向磁性相同,因此方便制作多极乃至无数极的整体磁体。 (粘结钕铁硼也可制作成各向异性磁体)


热压钕铁硼

热压钕铁硼在不添加重稀土元素的情况下可实现与烧结钕铁硼相近的磁性能,具有致密高、取向度高、耐腐蚀性好、矫顽力高等优点,但机械性能不好,且由于专利垄断,加工成本较高,目前市场上仅极少数公司实现了热压钕铁硼产品的量产。

由于成型技术工艺限制,目前热压钕铁硼只能做成环形,应用范围受到一定限制,目前主要用于汽车EPS电机等领域。热压钕铁硼磁体磁性能高,磁环径向最大磁能积可达到240~360kJ/m3。磁环沿径向取向,且径向磁性能均匀,能使电机运转安静,力矩输出平滑。同时还具有高耐热性,使用温度可以达到180℃-200℃ 


三类钕铁硼永磁体各有千秋

由于在磁性能与成型上的巨大差异,粘结钕铁硼与烧结钕铁硼使用的交集并不大,粘结钕铁硼主要用于硬盘光驱主轴电机以及功率较小的微特电机等领域,而烧结钕铁硼更多用于功率较大的驱动电机等领域。热压钕铁硼由于受形状的限制,仅在汽车EPS中有一些使用。

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