摘要：综合介绍了几个工序对磁体的影响 

关键词：烧结NdFeB、制作工艺、熔炼、制粉、成型、烧结。

Abstract:  Integrate introduce some working procedure affect the magnet

  Keyword: Sinter NdFeB magnet、working procedure、smelting、miling、molding、sinter

1 前言

随着烧结NdFeB产品的广泛应用，对产品的一致性要求越来越高，烧结NdFeB产品的发展方向有：（一）向高性能方向发展，如N50，N52，48H，45SH，40UH，35EH等，该类产品主要用来取代原有的一些低性能的产品，使相应产品做到小型化，轻量化；（二）向低失重，低温度系数方向发展，该类主要应用在有腐蚀性或较高环境温度下；（三）低成本中低牌号烧结钕铁硼开发.本文阐述的是添加铈部分取代金属镨钕的低成本磁体制作方法.

2 制作方法

2.1 采用真空速凝炉制成铸片

以纯铁，铈，钕和硼铁合金等为原材料，采用真空感应速凝炉，在氩气保护下熔炼，合金成分为Nd26Ce5B1.0M0.2Al0.5Fe余（重量百分比）(M是指Cu，Cu,Nb，Ga等元素)。合金铸片的显微组织对于制备烧结NdFeB磁体性能有极为重要的影响。铸片组织中不应存团块状富Nd相，否则会影响烧结时富Nd相均匀分布。合金铸片想的显微组织应无α—Fe树枝状晶存在，Nd2Fe14B主相晶粒细小，富Nd相分布均匀.

观察面垂直于铸锭冷却方向，也即Nd2Fe14B晶体的生长方向，可见Nd2Fe14B晶体以片状晶方式生长，片状晶长度取决于冷却方向铜辊转速,转速越快,铸片越薄。分析发现，，铸片的厚度约0.2-0.4mm，Nd2Fe14B片状晶明显细化，其晶粒直径约5-25um,并能有效的消除α—Fe树枝状晶〖1〗。因添加的轻稀土铈熔点低,浇铸温度需要适当降低5-15℃。

2.2合理的制粉技术

     合金粉末粒径大小、表面形态、颗粒的形状及尺寸分布范围，直接影响磁场取向过程和烧结磁体的显微组织。试验结果表明，氢破碎和气流磨工艺,由于Nd2Fe14B合金磁粉之间的静磁相互作用，合金粉末易于团聚，影响取向的完全。故采用钕铁硼专用抗氧化剂,在气流磨前加入，并进行充分的搅拌。主要作用有两点：一方面提高气流磨的效率，选用合适的气流磨控制参数，改善磁粉的粒度分布；另一方面对磁粉的包裹作用减少磁粉吸收环境中的氧。气流磨平均粒度控制2.8-3.2 um，通过气流磨过滤器的作用，将超细粉分离除去。磁粉在成型前加入一定的润滑剂，再进行充分的搅拌。

2.3 成型控制关键点

     制备的合金粉末颗粒细小，粒度分布均匀，添加了适当的润滑剂，约1.5-2.0g/cm3松装密度，取向过程中颗粒之间的阻碍作用小，采用垂直模压恒流取向加脉冲取向压制，并且恒流磁场1600KA/m以上，压头压紧有利于提高取向度，单块磁体内部取向均匀，磁性能一致性较好。整个成型过程都在氮气保护箱中进行,控制氧含量在100PPm以下.最后经过真空封装和等静压,在氮气箱中装盒进炉烧结.

2.4 烧结工艺改进

烧结NdFeB磁体的Nd2Fe14B晶粒尺寸主要受两个因素的影响：一是粉末颗粒的尺寸；二是烧结温度。在保证粉末颗粒细小，粒度分布均匀的前提下，改进烧结技术，优化烧结工艺参数，做到了严格控制烧结过程中Nd2Fe14B晶粒粗化。具体采用两方面的措施：一方面由于粉末粒度相对较细，烧结温度可以降低到990-1030，防止Nd2Fe14B晶粒粗化；另一方面采用平整的石墨烧结盒摆放产品,高温结束后抽真空随炉冷却至900℃左右，减少了产品的变形，而传统的工艺为高温烧结结束后立即采用充氩气风冷，此时产品处于一种半软化状态，很容易因冷却不均匀而发生弯曲变形。

采用时效工艺,890*1h+505*4.5h

通过500倍金相显微镜观察，磁体晶粒细小，平均晶粒度约为12um，晶粒形状规则。此外，富Nd相分布均匀，微观组织致密，孔洞较少，密度约7.48-7.52g/cm3

做方块磁体磁性能参数如下:

Br12.7    Hcj12.5  BHmax38.5  Hk11.2  Hk/Hcj96.5

3    结论

3.1由于金属铈单价是金属钕的八分之一,取代部分钕能大大降低生产成本,提高市场竞争力.

3.2由于铈的熔点较低,所以熔炼工序浇铸温度和烧结温度都要适当降低.

3.3部分铈进入到边界富钕相,故相应的烧结温度要降低,否则晶粒长大影响矫顽力.

3.4由于铈为非磁性原子,铈取等量代内镨钕,产生磁稀释作用,Br  Hcj,BHmax都降低,目前只适合N,M系列产品.

3.5通过HAST对比正常成分钕铁硼,基体的失重效果接近;对比镀层防腐蚀效果也相当,因此添加铈做低成本磁体可行.

作者简介;晏小兵,身份证号362228197104242710,1996年南方冶金学院(现江西理工大学)有色金属冶金专业本科毕业,从事烧结钕铁硼技术研发及管理工作15年,工程师职称.现为浙江鑫盛永磁科技有限公司技术开发部总工程师.联系电话13777066376.QQ:1368743334

参考文献:(〖1〗强磁体—稀土永磁材料原理制造与应用   潘树明编著，化学工业出版社2011。