钕铁硼永磁材料介绍.ppt

稀土永磁钕铁硼的制造及其应用 第一部分钕铁硼 Nd Fe B 永磁基本概况 钕铁硼 Nd Fe B 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 钕铁硼 Nd Fe B 是稀土铁系永磁材料的典型代表 所谓永磁材料 通俗一点讲就是 永久吸铁石 钕铁硼 Nd Fe B 主要成份由稀土元素 如钕Nd 铁元素 Fe 和硼元素 B 构成 其中稀土元素约占25 35 铁元素约占65 75 硼元素约占1 产品 工艺图材料表生产程序单机器工时表人力记录 钕铁硼 Nd Fe B 是目前世界上磁能积最高的永磁材料 被誉为 现代永磁之王 这也意味着产生相同的磁通量钕铁硼材料的体积最小 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 我公司主要生产烧结钕铁硼 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 1996 2000 此为中国磁体产业发展的第二阶段 快速发展阶段 第二部分我国钕铁硼永磁材料的发展历程 1985 1995 是中国稀土磁体产业发展的第一阶段 起步阶段 自2001以后 中国稀土磁性材料产业的发展将进入第三阶段 成全球最大生产基地 我国钕铁硼永磁材料迅猛发展的主要因素 我国有特天独厚丰富的稀土资源 我国的稀土储量占世界总储量的80 邓小平同志讲 中东有石油 中国有稀土 丰富的稀土资源造就了较低的原材料成本 国家产业政策的扶持 中国政府把开发稀土新材料列为重点发展项目 制造技术和专业装备 设备 水平不断提高 逐渐缩短与制造强国 如日本 之间的差距 第三部分钕铁硼永磁的生产工艺过程 原材料 稀土 纯铁 硼铁以及为了优化磁性能所添加的其他一些元素 如铜 钴 铝等等 对原材料的要求比较高 一方面是纯度 杂质少 尤其是有害杂质 其次是干燥 基本工艺流程介绍高性能钕铁硼系永磁材料产业属于知识密集型产业 制造工艺过程是一个系统工程 过程控制难度较大 任何一道工序都有对最终的成品有 决定权 和 否决权 原材料处理 配料 成品包装 采用粉末冶金的方法制造 关键工序简介 1 熔炼根据工艺的需要 熔炼的合金有两种基本状态 一种是合金锭 一种是铸片 速凝铸片 生产合金锭的炉子为真空感应熔炼炉 目前有50公斤和100公斤两种 生产铸片的炉子为真空感应速凝炉 目前有150公斤和600公斤两种 两种炉子都是在真空状态下熔炼 满足生产钕铁硼合金的要求 熔炼的目的 将金属原材料熔化并产生化学反应形成有化学相的合金 150kg真空感应速凝炉 2 制粉制粉的目的 将较大尺寸的合金磨制成3 5 m的细小粉末 采用机械粗破碎或氢破碎加气流磨粉两个工艺过程 气流磨的制粉原理 根据钕铁硼合金较脆易碎的特点 气流磨磨室内通过高纯高压氮气 利用气流将粉末颗粒加速到超音速使之相互碰撞而破碎 气流磨 3 成型 成型的目的 将粉末压制成一定形状与尺寸的压坯并完成并保持在磁场取向中所获得的晶体取向度 要生产出合格的钕铁硼永磁材料 磁粉氧含量的控制是关键 成型过程是磁粉吸氧的主要过程 所以成型过程有严格的防氧化措施 要求磁粉称量或压制过程在惰性气体保护下作业 成型压机 烧结的目的 进一步提高密度和改善微观组织结构 使磁体具有高性能永磁的显微组织特征 钕铁硼永磁材料的烧结采用液相烧结法 烧结过程有烧结和时效 回火 两个工艺过程 烧结过程采用高真空正压烧结炉 额定装炉量主要有200kg和300kg两种类型 为满足高性能钕铁硼永磁的生产工艺需求 还有一种带密封手套箱烧结炉 主要是防止进炉过程中氧化 4 烧结 烧结炉 后加工的目的 将毛坯材料采用磨 切 割 打孔 表面处理等手段加工成成品的过程 后加工加工方法有 磨削加工 切片加工 电火花线切割加工 打孔套孔加工 倒角 电镀加工等等 后加工加工设备较多 有大立磨 无芯磨 切片机 线切割机 仪表车打孔 钻床套孔 电镀生产设备等等 5 后道加工 6 成品包装 成品包装目的 按照客户的要求或者公司的包装标准包装保护产品出货 成品包装包括 包装 部分检验 充磁 喷图等工作 第四部分钕铁硼永磁材料的应用 永磁材料作为当今信息社会的两大物质支柱之一 广泛的应用于计算机技术 信息技术 航空航天技术 通讯技术 交通运输 汽车 技术 办公自动化技术 家电技术与人体健康和保健技术等等 永磁材料的人均消费量已经成为一个国家文明与发达程度的标志之一 1 在计算机工业的应用 硬 软磁盘和光盘驱动器是都需要用到钕铁硼磁体 每年用于计算机驱动器的磁体达4000吨 几乎占钕铁硼销量的一半 VCM 计算机硬盘的小型化及高性能化 2 在MRI上的应用 核磁共振成像仪 是利用人体的氢原子核在外加磁场及扫描场作用下发生共振成像 可诊断初期肿瘤等病变 超导磁体 造价高 运转费用高 铁氧体 笨重 整个装置重达100t左右 钕铁硼 仅需几吨 MRI 3 在电机上的应用 全球总能耗的一半以上用于电机的运转 永磁电机逐步取代感应电机是必然趋势 节能和环保是永磁电机的最大优势 大型高功率电机 风力发电机 石油抽油机 电梯电机等 高性能烧结NdFeB磁体微电机控制系统 幅射取向磁环硬盘 软盘和光盘驱动器 其微型直流主轴电机 步进电机为外转子结构 多采用一次成型粘结磁体 电机对永磁体的多样化需求 4 在汽车上的应用 据统计 每量汽车要用20 30块永磁体 国外豪华轿车使用永磁微电机已达70多只 用以完成各种控制动作 汽车不断向多功能化 智能化和豪华型发展 钕铁硼永磁在汽车上的应用将越来越广泛 汽车工业的发展 必将促进钕铁硼永磁产业的发展 如混合动力汽车的将成为今后汽车发展的主流方向 最大优势可节省能源40 节能又环保 5 NdFeB的其它应用 扬声器磁分离器 磁耦合器 磁化器 油井除腊器等消费电子类产品数控机床 NC机床 CNC机床 电动自行车等 谢谢