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如何减缓钕铁硼永磁材料老化现象
发布时间:2016-04-19       关键字:永磁材料,压铸零部件,钕铁硼,磁损失             来源:富贸商城

钕铁硼这类永磁材料具有共同的本质——磁晶各向异性常数是主导它们的磁化过程和反磁化过程的决定因素。

这类永磁材料具有共同的工艺——以陶瓷工艺或粉末冶金工艺制造永磁体。这类永磁体的磁特性老化(磁损失)亦具有规律性——兼备高密度和(Br-Hcb)小这两个条件的永磁体,老化(磁损失)小。这是富士康富贸商城从实践中总结出来的统计规律。

那么如何使其兼备这两个条件呢?这里牵涉到一系列工艺问题,下面由富贸商城来为大家分析分析这里面的奥秘吧。预先指明,(Br-Hcb)小与大是一回事。

一、密度与HK的矛盾

在工艺过程中,HK达到最大时,密度还比较低;等密度达到最大时,HK早已下降了。这就是说密度和HK难以同时达到最大。我们必须采取措施,在密度进一步提高的过程中,使HK保持不降(或只略降)。一般方法是加入添加剂。添加剂的作用,在烧结时既促进收缩,使密度提高;又在晶界上抑制晶粒长大,使HK保持高位不降。如钕铁硼中添加铌、镓等等。合适的添加剂是经过几十次几百次试验筛选出来的。

二、均匀性一致性

在密度高和高的条件下,还须使永磁体内尽量均匀一致。磁体内部越均匀,老化越小;越不均匀,老化就越大。因为反磁化核是在磁晶各向异磁性常数K较低的小区域里先形成,然后在对它有利的环境因素推动下,逐渐长大的。

永磁体内对磁晶各向异性常数K有重大影响的不均匀性,主要是成分的不均匀、晶粒大小的不均匀、晶粒表面缺陷的不均匀等三方面。为了尽量减小这三方面的不均匀性,在工艺过程中应做到:

1)熔炼透彻,凝固迅速,铸锭(片)的微区域成分均匀,偏析甚微。

2永磁铁氧体不熔炼,而是预烧,要求预烧透彻,结晶细小均匀,二价铁离子含量甚微。

3)制粉时严格控制粒度,排除超细的和粗大的,使粒度分布很集中。

4)成型时不要有杂物进入生坯里。灰、沙、毛、汗水、唾沫、头屑、油以及从模腔里扫出的粉、从生坯上扫下的飞边和粉、从工作台面上收集起来的散落粉,等等,统称为杂物,不要让它们进入生坯中。这里予以指明的粉和飞边,它们的密度、定向度、含氧量等基本性质已与正常原料粉不同。如果这些杂物进入生坯里,则它们所在的小区域的永磁特性较差,甚至很差,并且还会有麻点或小空洞形成。

5)烧结保温的温度宁可低点,时间长点,使晶粒细小均匀,晶粒的表面缺陷较少。最好先真空烧结,然后充氩继续烧结(此时温度稍降5~10℃),这样可以提高密度,而晶粒不过度长大。

6)在钡锶铁氧体的预烧和烧结时,须确保充分的氧化气氛,使铁离子全部都是三价的。

7)在钐钴和钕铁硼的熔炼、烧结、固溶时,真空系统良好,排气充分彻底,永磁体含氧量在0.2%(2000ppm)以下。

8)在尺寸加工过程中严防在永磁体内产生微裂纹。必须认识到,尤其在磨加工时,进刀量要小,冷却水要开大,否则必产生微裂纹。微裂纹处容易变质老化(磁损失)。

9)永磁体被夹在电磁铁极头之间充磁测量或仅仅充磁时,必须避免极头对它的压力,否则也可能在永磁体内产生微裂纹。微裂纹处容易变质老化(磁损失)。

三、表面涂层保护

常用的永磁体都是多晶体,每一块永磁体都是由千千万万晶粒组成的,因此有大量晶粒边界(简称晶界)存在。氧、水气及非中性气氛会比较容易从晶界慢慢渗入,损害永磁体内部的成分和晶格结构,导致越来越严重的老化(磁损失),为此需要有适当的涂层加以保护。最普通的涂层是在永磁体表面电镀锌,刷涂或喷涂一层清漆或色漆。中等的涂层是电镀一层镍、铬单金属涂层,或铜镍、铜铬等复合涂层。上等的涂层是电泳一层带色的环氧树脂,有很多颜色可供选择。目前最佳的涂层是由化学气相沉积而成的。化学镀的涂层好坏差别甚大,粗制的比电镀的差,精制的与电泳的差不多。

常见钕铁硼的涂层起泡,慢慢脱落,其原因主要是涂层工艺粗糙和永磁体的基体有问题。将起泡处的涂层拿掉,用电子探针分析泡下基体的成分,发现氯离子的浓度很高,钕的浓度也高。这就是说泡下基体是一个富钕相团聚物,在酸洗时吸收了大量氯离子,后来没有冲洗干净,残留了许多。涂层上去了,但此处涂层与基体的结合力很小,容易脱开,并且残留的氯离子还要继续腐蚀基体,使此处的涂层先起泡,然后慢慢脱落。如果基体好,不存在富钕相团聚物,则不会出现这个问题。如果把氯离子冲洗干净了,也不会出现这个问题。

四、原材料的改进

前面“均匀性一致性”中,对工艺提了九点要求。而要做到这九点,就与原材料及设备的改进密切相关。钕铁硼永磁体的原材料。我们常用的是粗制品,里面夹渣,表面有皮,还包含不少氯根。这使我们难以准确掌握铸锭(铸片)的成分。将粗制品真空重熔,所得钐锭、钕锭等稀士金属锭,用来熔炼钕铁硼,便能准确掌握成分,而且排除了十分讨厌的氯根!应该用真空重熔的钐锭、钕锭来制造优质高性能钕铁硼永磁体

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