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如何判斷燒結釹鐵硼磁鐵的品質？
發布時間：
2024-03-27
釹鐵硼磁鐵作為促進當代技術與社會進步的重要物質之一，廣泛的應用于以下領域：計算機硬盤、核磁共振成像、電動車、風力發電、工業永磁電機、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、磁傳動等產業。
自1985年在日本、中國和歐美同時開始產業化，這近30年來全球永磁材料產業蓬勃發展，磁性能不斷刷新紀錄，材料品種與牌號不斷增加。伴隨市場的拓展，其生產廠家也日益增加，而很多客戶也難免陷入這樣的困惑當中，如何判斷產品的優劣呢?
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，磁鐵性能的保障來自原料生產過程的控制
1、根據企業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選購原料。
2、生產工藝的先進與否直接決定磁鐵的性能品質。目前最先進的技術是鱗片鑄錠(SC)技術、氫破碎(HD)技術和氣流磨(JM)技術。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)技術和氣流磨(JM)取代了顎式破碎機、盤磨機、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業最重要的特色之一。
4、并且，生產過程質量的監控是非常重要的，可以通過SC片厚度測量和JM粉顆粒尺寸分布等檢測方式進行管控。優質的產品都是取決于生產過程的控制，可是客戶一定會很疑惑，如何判斷我購買的產品的性能呢?中國計量科學研究院先后開發了多種型號的永磁材料技術磁參數測量儀器。脈沖磁場磁強計(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汽車領域和大型永磁電機所需求的高矯頑力永磁體。
客戶可根據磁鐵參數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，同時這四個參數即是判定產品是不是按照客戶要求生產的標準。
其次，磁鐵尺寸的保障取決于工廠的加工實力
實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，生產過程很難做到一次成型。一般生產流程是：先生產出大塊(大尺寸)的坯料，經過燒結和回火處理后，再通過機械加工(包括切割、打孔)和磨加工、表面鍍層(涂層)處理，然后進行磁體性能、表面質量和尺寸精度的檢測，然后充磁、包裝和出廠。
1、機械加工分為三類：
(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。圓柱常用無芯磨、雙端面磨等。瓦型、扇形和VCM磁體則用多工位磨床。
一個是否合格的磁體，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的加工實力，加工設備隨著經濟和市場需求也在不斷更新，更高效的設備以及產業自動化的趨勢，不僅僅是滿足客戶對產品精度日益增長的需求，同時也節約了人力和成本，使其更具備市場競爭力。
再次，磁鐵鍍層的品質直接決定產品的應用壽命
實驗得知，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久耐用，要求它有20-30年的使用壽命，其必須經受表面抗腐蝕處理，以此抵抗腐蝕介質對磁鐵的腐蝕侵害。目前，燒結釹鐵硼永磁體制造行業普遍采用電鍍金屬、電鍍+化學鍍金屬、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隔離開，以防止介質對磁體的侵害。
1，一般以鍍鋅、鍍鎳+銅+鎳、鍍鎳+銅+化學鍍鎳三種工藝為主，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使用磷化：(1)在釹鐵硼磁體產品因為周轉、保存的時間過長而又不明確后續的表面處理方法的時候，使用磷化簡單易行;(2)當磁體需要環氧膠粘結、涂漆等，膠水、漆等環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，防腐蝕性優異。但是與噴涂涂層相比其耐濕熱性能較差。
客戶可針對其產品工作要求而進行鍍層的選擇。隨著電機運用領域的擴大，客戶對釹鐵硼的耐腐蝕性有著更高的要求。而HAST實驗(也稱PCT實驗)就是專門測試燒結釹鐵硼永磁體在潮濕和高溫環境下的耐腐蝕性能。
而客戶如何判斷鍍層是否符合要求呢?鹽霧實驗的目的是對表面經防腐蝕鍍層處理過的燒結釹鐵硼磁體做快速防腐蝕實驗，實驗結束時，將樣品從試驗箱中取出、干燥，用眼睛或放大鏡觀察樣品表面有無斑點、斑點面積的大小盒顏色的變化情況。
綜上，客戶只有了解了其生產流程，了解產品的要求因素，才能正確的判斷產品的合格性。簡單總結來說，就是性能的把握、尺寸公差的控制、鍍層的檢測和外觀的評估。
性能上，可以通過性能檢測其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;尺寸公差，可以通過游標卡尺進行測量其精度;鍍層上，可以通過肉眼觀察鍍層色澤亮度以及通過結合力、鹽霧實驗等檢測方法;整體外觀，主要用肉眼或放大鏡，或光學顯微鏡(對于線度小于0.2mm以下的產品)，磁體表面光潔、沒有肉眼可見的顆粒與異物、沒有斑點、沒有掉邊掉角，則是外觀合格。
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