钕铁硼永磁材料的制造工艺主要包括配料、熔炼、制粉、成型取向、烧结、机械加工和电镀处理等工序。
配料:根据所需磁体的性能要求,按照相应国家标准选购原材料,并进行切断和表面处理。主要原料包括稀土金属钕(Nd)、金属元素铁(Fe)和非金属元素硼(B),为了获得不同性能,材料中的钕可用部分镝(Dy)、镨(Pr)等其他稀土金属替代,铁可被钴(Co)、铝(Al)等其它金属替代。
熔炼:将配比好的原材料在熔炼炉内经过热熔,冷却形成合金甩带片。该过程需炉温达到1300度左右,持续四个多小时来完成。
制粉:将熔炼制成的合金甩带片破碎并制成磁粉,要求粉末颗粒尺寸小(3-4μm)且尺寸分布集中,粉末颗粒呈球状或近似球状。这一环节通常包括氢破和气流磨两个步骤。
成型取向:将破碎后的磁粉装入模具,施加外磁场进行取向,取向后对粉末进行压型。粉末磁场取向是生产高性能烧结钕铁硼的工艺技术之一。
烧结:将压型后的磁体压坯加热到粉末基本相熔点以下的温度,进行热处理一段时间,使磁体具有高永磁性能。高温淬冷后还需要在一定温度进行回火处理优化组织结构,获取磁性能。
机械加工:由于磁场取向成形过程的特点和技术局限,烧结磁体很难一次性直接达到实际应用的形状和尺寸精度,因此需要进行机械加工,如切割、钻孔、研磨和滚磨等。
电镀处理:对磁体进行表面处理,以增加其耐腐蚀性和美观度。
此外,还有一些特殊的制造工艺,如不完全脱氢工艺、多段烧结工艺和包覆工艺等,这些工艺可以进一步控制磁体中的氢含量和杂质元素含量,避免杂质元素对磁性能的劣化,同时避免磁体在烧结中形成裂纹的问题。
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