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如何判斷燒結釹鐵硼磁鐵的品質(zhì)優(yōu)劣?
瀏覽:500 發(fā)布日期:2022-12-06 14:41:50
燒結釹鐵硼永磁體,作為促進(jìn)當代技術(shù)與社會(huì )進(jìn)步的重要物質(zhì)之一,廣泛的應用于以下領(lǐng)域:計算機硬盤(pán)、核磁共振成像、電動(dòng)車(chē)、風(fēng)力發(fā)電、工業(yè)永磁電機、消費電子(CD、DVD、手機、音響、復印機、掃描儀、攝像機、照相機、冰箱、電視機、空調機等)及磁力機械、磁懸浮技術(shù)、磁傳動(dòng)等產(chǎn)業(yè)。
 
自1985年在日本、中國和歐美同時(shí)開(kāi)始產(chǎn)業(yè)化,這近30年來(lái)全球永磁材料產(chǎn)業(yè)蓬勃發(fā)展,磁性能不斷刷新紀錄,材料品種與牌號不斷增加。伴隨市場(chǎng)的拓展,其生產(chǎn)廠(chǎng)家也日益增加,而很多客戶(hù)也難免陷入這樣的困惑當中,如何判斷產(chǎn)品的優(yōu)劣呢?
 
  最全面的判斷方法:一、磁鐵性能;二、磁鐵尺寸;三、磁鐵鍍層。
 
  首先,磁鐵性能的保障來(lái)自原料生產(chǎn)過(guò)程的控制
 
  1、根據企業(yè)制造高檔或中檔或低檔燒結釹鐵硼的要求,按照國家標準規定的原材料成分來(lái)選購原料。
 
  2、生產(chǎn)工藝的先進(jìn)與否直接決定磁鐵的性能品質(zhì)。目前最先進(jìn)的技術(shù)是鱗片鑄錠(SC)技術(shù)、氫破碎(HD)技術(shù)和氣流磨(JM)技術(shù)。小容量的真空感應冶煉爐(10kg、25kg、50kg)已被大容量(100kg、200kg、600kg、800kg)真空感應爐所替代。SC(StripCasting)速凝鑄片技術(shù)已逐漸替代大鑄錠(冷卻方向的厚度大于20-40mm的鑄錠),氫破碎(HD)技術(shù)和氣流磨(JM)取代了顎式破碎機、盤(pán)磨機、球磨機(濕法制粉),保障了粉末的均勻性,并且有利于液相燒結和晶粒細化。
 
  3、磁場(chǎng)取向上,我國是世界上唯一采用兩步壓制成型的國家,取向時(shí)用小壓力垂直模壓成型,最后采用準等靜壓成型,這是我國燒結釹鐵硼產(chǎn)業(yè)最重要的特色之一。
 
  4、并且,生產(chǎn)過(guò)程質(zhì)量的監控是非常重要的,可以通過(guò)SC片厚度測量和JM粉顆粒尺寸分布等檢測方式進(jìn)行管控。優(yōu)質(zhì)的產(chǎn)品都是取決于生產(chǎn)過(guò)程的控制,可是客戶(hù)一定會(huì )很疑惑,如何判斷我購買(mǎi)的產(chǎn)品的性能呢?中國計量科學(xué)研究院先后開(kāi)發(fā)了多種型號的永磁材料技術(shù)磁參數測量?jì)x器。脈沖磁場(chǎng)磁強計(PFM)是一種測試超高矯頑力永磁體的測試儀器,主要是為了適應電動(dòng)汽車(chē)領(lǐng)域和大型永磁電機所需求的高矯頑力永磁體。
 
  客戶(hù)可根據磁鐵參數Br(剩磁)、Hcb(矯頑力)、Hcj(內稟矯頑力)、(BH)max(最大磁能積)選定自己需要的釹鐵硼牌號,同時(shí)這四個(gè)參數即是判定產(chǎn)品是不是按照客戶(hù)要求生產(chǎn)的標準。
 
  其次,磁鐵尺寸的保障取決于工廠(chǎng)的加工實(shí)力
 
  實(shí)際應用的釹鐵硼永磁體形狀是多種多樣的,如圓片、圓柱、圓筒狀(有內孔);方片、方塊、方柱狀;瓦狀、扇形、梯形、多角形和各種不規則形狀等。每一種形狀的永磁體有不同的尺寸,生產(chǎn)過(guò)程很難做到一次成型。一般生產(chǎn)流程是:先生產(chǎn)出大塊(大尺寸)的坯料,經(jīng)過(guò)燒結和回火處理后,再通過(guò)機械加工(包括切割、打孔)和磨加工、表面鍍層(涂層)處理,然后進(jìn)行磁體性能、表面質(zhì)量和尺寸精度的檢測,然后充磁、包裝和出廠(chǎng)。
 
  1、機械加工分為三類(lèi):
 
  (1)切割加工:將圓柱、方柱狀磁體切割成圓片狀、方片狀;
 
  (2)外形加工:將圓形、方形磁體加工成扇形、瓦型或有凹槽或其他復雜形狀的磁體;
 
  (3)打孔加工:將圓棒、方棒狀磁體加工成圓筒狀或方筒狀磁體。其加工方式有:磨削切片加工、電火花切割加工和激光加工。
 
  2、燒結釹鐵硼永磁元件表面一般要求光滑和達到一定精度,毛坯交貨的磁體表面需要進(jìn)行表面磨加工。方塊釹鐵硼永磁合金常用的磨加工方法有平面磨、雙端面磨、內圓磨、外圓磨等。圓柱常用無(wú)芯磨、雙端面磨等。瓦型、扇形和VCM磁體則用多工位磨床。
 
  一個(gè)是否合格的磁體,不僅僅需要性能的達標,尺寸公差的控制也直接影響它的應用。而尺寸的保障直接取決于工廠(chǎng)的加工實(shí)力,加工設備隨著(zhù)經(jīng)濟和市場(chǎng)需求也在不斷更新,更高效的設備以及產(chǎn)業(yè)自動(dòng)化的趨勢,不僅僅是滿(mǎn)足客戶(hù)對產(chǎn)品精度日益增長(cháng)的需求,同時(shí)也節約了人力和成本,使其更具備市場(chǎng)競爭力。
 
  再次,磁鐵鍍層的品質(zhì)直接決定產(chǎn)品的應用壽命
 
  實(shí)驗得知,1cm3的燒結釹鐵硼永磁體放在150℃的空氣中停留51天,將會(huì )全部被氧化腐蝕掉。在弱酸溶液中它更容易被腐蝕。為了使釹鐵硼永磁體經(jīng)久耐用,要求它有20-30年的使用壽命,其必須經(jīng)受表面抗腐蝕處理,以此抵抗腐蝕介質(zhì)對磁鐵的腐蝕侵害。目前,燒結釹鐵硼永磁體制造行業(yè)普遍采用電鍍金屬、電鍍+化學(xué)鍍金屬、電泳涂層和磷化處理等方法,在磁體表面鍍上一層附加隔離物,將磁體表面和腐蝕介質(zhì)隔離開(kāi),以防止介質(zhì)對磁體的侵害。
 
  1,一般以鍍鋅、鍍鎳+銅+鎳、鍍鎳+銅+化學(xué)鍍鎳三種工藝為主,其他金屬鍍種要求,一般都是在鍍鎳后再施以其他金屬電鍍。
 
  2,在一些特殊情況下也會(huì )使用磷化:(1)在釹鐵硼磁體產(chǎn)品因為周轉、保存的時(shí)間過(guò)長(cháng)而又不明確后續的表面處理方法的時(shí)候,使用磷化簡(jiǎn)單易行;(2)當磁體需要環(huán)氧膠粘結、涂漆等,膠水、漆等環(huán)氧有機物的黏結力需要基體有很好的侵潤性能。磷化工藝可以改善磁體表面的侵潤能力。
 
  3,電泳涂層已成為廣泛采用的防腐蝕表面處理技術(shù)之一。因其不僅與多孔磁體表面的結合力很好,而且具有耐鹽霧、耐酸、耐堿等的腐蝕,防腐蝕性?xún)?yōu)異。但是與噴涂涂層相比其耐濕熱性能較差。
 
  客戶(hù)可針對其產(chǎn)品工作要求而進(jìn)行鍍層的選擇。隨著(zhù)電機運用領(lǐng)域的擴大,客戶(hù)對釹鐵硼的耐腐蝕性有著(zhù)更高的要求。而HAST實(shí)驗(也稱(chēng)PCT實(shí)驗)就是專(zhuān)門(mén)測試燒結釹鐵硼永磁體在潮濕和高溫環(huán)境下的耐腐蝕性能。
 
  而客戶(hù)如何判斷鍍層是否符合要求呢?鹽霧實(shí)驗的目的是對表面經(jīng)防腐蝕鍍層處理過(guò)的燒結釹鐵硼磁體做快速防腐蝕實(shí)驗,實(shí)驗結束時(shí),將樣品從試驗箱中取出、干燥,用眼睛或放大鏡觀(guān)察樣品表面有無(wú)斑點(diǎn)、斑點(diǎn)面積的大小盒顏色的變化情況。
 
  綜上,客戶(hù)只有了解了其生產(chǎn)流程,了解產(chǎn)品的要求因素,才能正確的判斷產(chǎn)品的合格性。簡(jiǎn)單總結來(lái)說(shuō),就是性能的把握、尺寸公差的控制、鍍層的檢測和外觀(guān)的評估。
 
  性能上,可以通過(guò)性能檢測其Br(剩磁)、Hcb(矯頑力)、Hcj(內稟矯頑力)、(BH)max(最大磁能積)以及退磁曲線(xiàn);尺寸公差,可以通過(guò)游標卡尺進(jìn)行測量其精度;鍍層上,可以通過(guò)肉眼觀(guān)察鍍層色澤亮度以及通過(guò)結合力、鹽霧實(shí)驗等檢測方法;整體外觀(guān),主要用肉眼或放大鏡,或光學(xué)顯微鏡(對于線(xiàn)度小于0.2mm以下的產(chǎn)品),磁體表面光潔、沒(méi)有肉眼可見(jiàn)的顆粒與異物、沒(méi)有斑點(diǎn)、沒(méi)有掉邊掉角,則是外觀(guān)合格。

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