磁性材料知识问答(工艺类15

粉末磁场取向是制造高性能烧结磁体的关键工艺技术之一。磁场取向的目的是使每一个粉末颗粒的易磁化方向(c轴)都沿相同方向取向,制成各向异性磁体,则沿粉末颗粒c轴取向的方向有最大的剩磁Br,进而提高磁体的最大磁能积。粉末的取向成都对磁体的剩磁Br和最大磁能积(BH)max均有重要的影响。粉末压型有两个目的:一是按用户需求将粉末压制成一定的形状与尺寸的压坯;二是保持在磁场取向中所获得的晶体取向度。目前普遍采用的压型方法有三种:模压法、模压加冷等静压和橡皮模压(加冷等静压)。压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。此过程采用的设备是成型压机。

16、钕铁硼磁性材料如何保存?

1、钕铁硼磁铁不要接近电子器材,因为磁铁本身就存在正负极,有一个电路回路,接近的话会影响电子设备及控制回路而影响使用。

2、磁铁不要存放在潮湿的环境中,以免其氧化,导致外观、物理特性及磁性能发生变化。

3、对金属物体有敏感反应的人若接近磁体,会照成皮肤粗糙、泛红。若出现上述反应,请不要接触磁铁。

4、不要将磁铁接近软盘、硬盘驱动器、信用卡、磁带、徣记卡、电视显像管等。若将磁铁接近磁性记录器等器件,会影响甚至破坏记录数据。

注意以下几方面:

1、磁铁千万不要放在强电流周边;

2、磁铁不能放在火上烤,经高温的;

3、磁铁是不能受到敲击和剧烈振动的;

4、体积小的磁铁不能与大磁铁放在一起;

5、蹄形磁铁也应在两极上加一片软铁使两极连起来,并把相邻磁铁的南北极倒置。

6、小磁铁(如磁针)不能与大磁铁放在一起;在保存钕铁硼磁铁时,对环境的要求就是干燥,还有就是不让钕铁硼磁材遇到酸碱之类的化学品,免得钕铁硼磁材受到影响,出现腐蚀、生锈等现象。所以将钕铁硼磁材放置于一层木板之上,对于避免受潮,还是有不错的效果的。存放磁铁时要始终十分小心,因为磁铁会自己吸附到一起,可能会夹伤手指。磁铁相互吸附时也有可能会因碰撞而损坏磁铁本身(碰掉边角或撞出裂纹)。

17、如何改善Nd-Fe-B烧结磁体的高温减磁特性?

永磁体的高温减磁与磁体的综合性能(包括成分、磁性能、微观结构、表面状态及镀层特性等)有关,同时也与磁体在磁路中的工作状态有关。要改善烧结Nd-Fe-B磁体在高温下工作的磁特性,需从以一角度着手:

1、首先要将磁体设计在良好的工作状态

将磁体的工作负载点设计在(BH)m点以上,这样牺牲一点磁能积,可增加磁体工作时的不可逆减磁安全性;尽量采用长径比大一些的磁体尺寸设计,避免采用易磁化方向尺寸小于1mm的磁体。由于烧结Nd-Fe-B磁体的矫顽力由形核机理决定,使得磁体的矫顽力及退磁曲线方形度受磁体的表面状态、比表面积(表面积/体积)、长径比等因素影响。当磁体的尺寸小于1mm时,磁体的矫顽力及退磁曲线方形度会明显低于大块磁体。磁体的表面粗糙度越小、比表面积越小、长径比越大,其在高温下工作的磁特性就越稳定;采用良好的磁路通风、散热设计。

2、采用性能合适的磁体

首先,要确定好器件是要求在一定温度下工作时,强调的是磁通的可逆损失小还是磁通的不可逆损失要小。若器件主要是要求磁体在高温下磁通的可逆损失要小,则应选择剩磁温度系数小的磁体(如含Co的磁体);若器件主要是要求磁体在高温下磁通的不可逆损失要小,则应选择Hcj高的磁体(如35H、35SH、35UH、33EH等);若器件要求磁体在高温下磁通的可逆、不可逆损失都要小,则应选择含Co且同时具有高Hcj的磁体;在成本允许的情况下,尽量采用Hcj高的磁体;值得注意的是,通常生产厂家提供给用户的烧结Nd-Fe-B磁体的高温退磁曲线及磁体的温度系数,是用标准尺寸(如φ10.0*φ10.0mm)的磁体测量的。当用户所使用的磁体产品比表面积比标准试样小、长径比标准试样大时,生产厂家所提供的磁体的高温退磁曲线及磁体的温度系数能真实反映产品的高温工作特性;若用户所使用的磁体产品比表面积比标准试样大、长径比标准试小时,产品的实际高温工作特性往往会比生产厂家所提供的数据略低。也就是说,烧结Nd-Fe-B磁体产品的实际高温工作特性不仅与磁体本身的磁性能有关,还与磁体的尺寸及磁体的工作状态等因素有关。

3、采用合适的表面保护层

磁体的表面保护层实际高温工作特性也有影响。实践表明,所有的电化学表面镀层处理都会降低Nd-Fe-B烧结磁体产品的高温工作特性,也就是说,在磁体的性能、尺寸相同的情况下,黑片磁体的高温工作特性比带镀层的磁体产品要好。在现有的带镀层的磁体产品中Ni-Zn合金镀层的高温工作特性最好,Zn镀层次这,Ni镀层最差。但从耐蚀性的角度来说,Ni镀层最好,Ni-Zn合金镀层次之,Zn镀层最差。因此,用户在选择磁体产品时,除了要确定好磁体的磁性能和尺寸公差外,还应根据磁体的具体工作环境,综合对磁体的表面保护层进行选择。

18、生产高性能Nd-Fe-B烧结磁体的几种新工艺技术?

1、湿压成型技术(HILOP)

为了减少在制粉和成型过程中粉末的氧化和提高粉粒的取向度,日本日立金属公司提出了湿压成型工艺,称之为HILOP(HitachiLowOxygenProcess)。即利用矿物油作溶剂,将无氧条件下经气流磨制得的粉末放入其中混合成料浆,料浆在1120kA/m(14kOe)磁场下压制成型,经100℃≤T≤300℃下真空(13Pa)处理1小时,滤去压制坯中的油,然后真空烧结。

湿压成型的优点是:

(1)由于磁场成型前后粉末处于油中,直到烧结之前不与空气接触,因而磁体中氧含量大大减少,从传统工艺的0.58%降至0.16%。

(2)磁场成型过程中,磁粉是在湿润的状态下取向的,减小了粉粒之间摩擦力和凝聚力,因而磁粉取向度大大提高。

(3)由于湿压工艺不易氧化,因此磁粉的粒度可以控制得更细,更均匀,这样烧结磁体的平均晶粒尺寸也更细,更均匀,随着磁体晶粒尺寸的减少和均匀分布,磁体的抗蚀性和机械强度也得到控制。

M.Takaheshi等利用湿压成型工艺获得了磁性为(BH)max=408kJ/m3,Hci=1048kA/m的磁体。其成分为Nd28.86Dy0.75Fe余Nb0.34Al0.08Cu0.05B1.01,其氧含量少于0.2%,磁体密度达7.7g/cm3。

2、橡皮模压(RIP)技术

橡皮模压(RubberIsostaticPressing)是将装填有合金粉的橡胶模置于金属中,加上脉冲磁场进行磁定向,置于压机上,加上静磁场,使上下压头将橡胶模和合金粉一起压缩,其橡胶模内的合金粉受到的是等静压压缩。而传统的磁场成型工艺都是在金属模具中进行的,无论是平行于磁场方向压制,还是垂直于磁场方向压制,粉末颗粒都在一个方向上移动。由于受模壁和磁粉之间磨擦力的阻碍,以及受磁粉之间磁性排斥力的影响,引起某些颗粒易磁化方间偏离取向磁场方向排列。与一般金属模压相比,RIP具有以下特点:

(1)RIP设备结构简单,磁性能比金属模压好(见表1)。

(2)RIP是等静压压缩,磁粉的c轴定向在压缩过程中不易被打乱。

(3)RIP自动化装置比金属模压简单紧凑。

表1两种压制方法对Nd-Fe-B烧结磁体磁性能的影响

19、为什么角圆半径对绕线来说十分重要

角半径之所以重要的是因为如果磁芯的边缘过于锋利的话,就有可能在精确严密绕制过程中划破线的绝缘,注意保证磁芯的边缘圆滑。铁氧体磁芯制作模具是有一定的标准圆度半径的,而且这些磁芯是经过打磨和去除毛刺处理的,以减少其边缘的锋利。另外,大多磁芯经过油漆或覆盖以不仅使其角钝化,更使得其绕线面光滑,粉芯则具有一面是压力半径,另一面是去除毛刺处理的半圆,对于铁氧体材料,则额外的提供一个边缘覆盖。

20、强力磁铁如何退磁?

可以根据强力磁铁的使用的情况不同来制定一定的方法进行退磁方法。

1.高温退磁法:

高温退磁法主要的操作就是将磁铁投进高温炉中进行加热,在经过高温的处理就会将强力磁铁的磁性除去,但是在加热的过程中因为高温的作用会直接导致磁体内部的物体的结构发生巨变的变化,因此采用这种退磁的方法一般都会用于对于报废和回收的磁铁。

2.震动退磁法:

这种方法操作很简单就是对强力磁铁进行强力激烈的震动,在经过震动的操作之后再磁铁的内部结构发生了改变,从而改变磁铁的物理性这种方式进一般来说采用此种退磁方法效果不大,只能少量退磁可以临时使用。

3.磁铁交流退磁法:

这种退磁的方式是讲磁铁放入能够产生交流磁场的空间里面去,在经过交流磁场干扰之后,磁铁的内部的结构会被打乱,从而可以达到退磁的作用,用这个方法是比较常见的退磁的方法。

上述的三种方法对于强力磁铁退磁有效,但是在平常我们还是要首选交流退磁法比高温退磁法和振动退磁法的效果好退磁效率高,是目前工业生产中采用最多的方法。

21、异形磁铁生产加工方式有哪些?

异形磁铁则一般为不规则形状的磁铁。磁铁行业最常见的为凸形磁铁,方块、圆形都有。五金产品可以进行车、铣、磨、刨等方式加工,而磁铁产品只局限与磨加工,因为磁铁硬而脆的物理特性,车、铣、刨、等加工方式都将对磁铁本身造成破损,但是,磁铁产品与五金产品还有一个共同点就是,磁铁产品也可以打孔,钕铁硼强力磁铁磁瓦一般常用于无刷电机马达上,在我们所说的电机中,主要为无刷电机和交流伺服电机,且以瓦形为主,因为目前的烧结NdFeB均以单向取向为主,即磁件只能一个方向充磁,故其无法做成磁环进2极以上的充磁。

现在开发的辐向取向烧结NdFeB,即可做到这一点。两者的区别是在压制时的取向方向不同,但辐向产品的模具较为复杂,对磁件要有模具费。辐向取向烧结NdFeB磁环首先将在无刷电机和交流伺服电机中得到应用,这是由两者的价格所决定的。采用辐向取向,即使对磁瓦也是非常有益的,其充磁后的波形接近矩形波,而非马鞍形。

钕铁硼、铁氧体,特别是异形机电磁瓦,都是比较常见的异形磁铁的其中一种。主要应用与各种机器、马达、电声、电机、风力发电机等工业用途。

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