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熱壓釹鐵硼磁體

熱壓/熱變形釹鐵硼磁體與燒結(jié)釹鐵硼磁體幾乎同時(shí)研發(fā)成功，并采用了獨(dú)特的生產(chǎn)工藝。1985年，美國(guó)通用汽車公司研究中心報(bào)道，通過在700℃氬氣環(huán)境下對(duì)快淬釹鐵硼磁粉施加熱壓，可制得各向同性全密度磁體。若進(jìn)一步進(jìn)行熱變形加工，即在700℃以上熱鐓至原高度50%以下，就可在鐓壓方向使易磁化軸達(dá)到75%以上的取向度，制成全密度各向異性磁體。熱壓/熱變形技術(shù)是生產(chǎn)全密度各向異性釹鐵硼磁體的關(guān)鍵工藝之一，由此制備的磁體稱為熱壓/熱變形釹鐵硼磁體。

釹鐵硼磁體的主相Nd2Fe14B具有四方晶格結(jié)構(gòu)，沿易磁化軸c軸方向彈性模量較低。因此，在熱變形過程中，各向同性納米晶釹鐵硼磁體的晶粒易磁化軸易沿壓力方向擇優(yōu)取向，形成晶體學(xué)和磁學(xué)織構(gòu)。熱壓釹鐵硼磁體工藝的最大特點(diǎn)在于，利用晶體學(xué)和磁學(xué)織構(gòu)特性實(shí)現(xiàn)各向異性，而無需施加取向磁場(chǎng)，與傳統(tǒng)粉末冶金工藝制備的燒結(jié)釹鐵硼磁體截然不同。傳統(tǒng)燒結(jié)釹鐵硼輻射環(huán)常面臨取向度不足、成型困難及易開裂變形等問題，尤其在高長(zhǎng)徑比或薄壁磁環(huán)生產(chǎn)中。而熱壓/熱變形技術(shù)制備的輻射環(huán)有效克服這些難題，顯著提升磁體性能和生產(chǎn)效率。

熱壓釹鐵硼磁體主圖-2025

熱壓釹鐵硼磁體生產(chǎn)工藝流程

熱壓釹鐵硼磁體采用快淬磁粉而非鑄態(tài)合金為原料。快淬磁粉在室溫下冷壓成型，獲得生坯；隨后在700 ℃～750 ℃對(duì)生坯施加約100 MPa壓力，致密化形成各向同性全密度磁體。為實(shí)現(xiàn)各向異性性能，熱壓全密度磁體在700 ℃～800 ℃范圍內(nèi)沿受壓方向緩慢加壓，變形超過50%，制備出取向充分的全密度各向異性磁體。最終通過加工、表面處理及充磁，滿足多樣化應(yīng)用需求。

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熱壓釹鐵硼磁體性能

牌號(hào) 剩磁

Br

 磁感矯頑力

Hcb

 內(nèi)稟矯頑力

Hcj

 最大磁能積

(BH)max
T kGs kA/m kOe kA/m kOe kJ/m3 MGOe
50M 1.40-1.45 14.0-14.5 ≥1043 ≥13.1 ≥1114 ≥14 374-406 47-51
45M 1.33-1.37 13.3-13.7 954-1058 12.0-13.1 ≥1273 ≥16 318-366 40-46
42M 1.29-1.32 12.9-13.2 939-1034 11.8-13.0 ≥1273 ≥16 302-342 38-43
48H 1.35-1.40 13.5-14.0 1042-1114 13.1-13.6 ≥1432 ≥18 342-366 43-36
45H 1.32-1.35 13.2-13.5 954-1042 12.5-13.1 ≥1432 ≥18 318-342 40-43
42H 1.29-1.32 12.9-13.2 931-1010 12.2-13.1 ≥1432 ≥18 286-326 36-41
40H 1.26-1.29 12.6-12.9 931-1010 11.7-12.7 ≥1432 ≥18 286-318 36-40
45SH 1.32-1.35 13.2-13.5 954-1042 12.5-13.1 ≥1592 ≥20 318-342 41-44
42SH 1.29-1.32 12.9-13.2 962-1042 12.2-13.1 ≥1592 ≥20 302-326 38-41
40SH 1.26-1.29 12.6-12.9 939-1010 11.8-12.7 ≥1592 ≥20 286-318 36-40
38SH 1.22-1.26 12.2-12.6 923-986 11.6-12.4 ≥1592 ≥20 278-310 35-39
35SH 1.18-1.23 11.8-12.3 891-962 11.2-12.1 ≥1592 ≥20 246-286 31-36
38UH 1.22-1.26 12.2-12.6 907-986 11.4-12.4 ≥1989 ≥25 278-318 35-40
35UH 1.18-1.23 11.8-12.3 891-962 11.2-12.1 ≥1989 ≥25 246-286 31-36
  • 磁性能表格中數(shù)據(jù)基于室溫測(cè)量；
  • 磁體最高工作溫度同時(shí)受磁體長(zhǎng)徑比、鍍層厚度和其他環(huán)境因素共同影響。
參數(shù) 單位 Value
密度 / ρ g/cm3 7.3 – 7.6
Specific Heat / c J/Kg°C 550
Thermal Conductivity?/ k W/m°C 4.8
Coefficient of Thermal Expansion / α 10-6/°C C⊥: -0.10 – 0.15

C∥: 7.3 – 7.4
Electrical Resistivity?/ ρ 10-8Ωm 135
Vickers Hardness / HV – 470 – 700
Modulus of Elasticity?/ λ MPa 152000
Bending Strength?/ σ MPa C⊥: 200

C∥: 240
Compressive Strength MPa C⊥: 740

C∥: 740

熱壓釹鐵硼磁體優(yōu)點(diǎn)

  • 取向方向最大磁能積(BH)max達(dá)240–400 kJ/m3，顯著高于燒結(jié)釹鐵硼輻射環(huán)；

  • 最高工作溫度可達(dá)200°C，滿足高溫環(huán)境需求；

  • 相比燒結(jié)釹鐵硼輻射環(huán)，更適合小尺寸、高長(zhǎng)徑比或薄壁磁環(huán)制造；

  • 納米晶結(jié)構(gòu)、低富釹相含量和高密度賦予優(yōu)異的耐腐蝕性；

  • 內(nèi)應(yīng)力低，具備優(yōu)異的機(jī)械強(qiáng)度，減少開裂風(fēng)險(xiǎn)；

  • 使用比燒結(jié)釹鐵硼磁體少2%的稀土即可實(shí)現(xiàn)同等磁性能，降低成本并節(jié)約資源；

  • 提升內(nèi)稟矯頑力和熱穩(wěn)定性所需重稀土用量更少；

  • 生產(chǎn)周期短，近凈成形技術(shù)顯著提高材料利用率，降低生產(chǎn)成本；

  • 為永磁電機(jī)提供更穩(wěn)定、更可靠的性能保障。

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