NdFeB永磁材料快速凝固制粉技术

发布日期：2016-07-01 来源：行业技术 作者：admin 浏览次数：893

NdFeB因具有磁性能优异，机械强度高，可加工性强和易成形复杂形状等特点，成为支撑现代工业的重要基础材料之一。NdFeB永磁材料的生产流程一般都需经过制粉→压形的工艺过程，材料的磁性能及磁场取向、成形过程与粉末质量直接相关，因而制粉技术成为近些年研究NdFeB永磁材料的热点。良好的NdFeB粉末必须颗粒尺寸小，且颗粒均为单晶体；粉末粒度均匀；粉末形状为类球体，表面没有裂纹、氧化层或夹杂物等缺陷。符合上述特征的粉末在磁场取向过程中易获得高取向度，有利于提高磁体的剩磁和磁能积。

物理制粉法，包括机械球磨法、机械合金化法和气流磨等，是一类较为简易的破碎方法，广泛应用于NdFeB永磁材料的生产，但由于其粉末氧化严重，现在生产中已很少单独使用；为实现粉末性能的进一步提高，近年来各国普遍研发了快速凝固制粉技术，包括旋淬法、薄板铸锭技术、SC鳞片技术等。

一、熔体旋淬法

熔体旋淬法是将熔融的合金喷注在一个高速转动的金属辊上，使合金熔液以极快的速度冷却凝固。旋淬法制得的粉末晶粒取向是各向同性的，粉末具有高矫顽力、抗氧化性和热稳定性优异的特点，目前是制备各向同性粘结磁体用磁粉的主要方法。旋淬法的关键是控制辊筒转速，控制转速可明显改善铸带强度，均匀的纳米结构可直接从半熔融状态下获得，从而增强晶体间的作用力，有利于提高磁体的磁性能。

二、薄板铸锭法

该技术是指将NdFeB熔融合金喷于水冷的金属辊表面上，金属液快速冷却后经辊筒旋转甩出，得到厚度为0.3ｍｍ左右的薄片铸锭。这种铸锭与传统铸锭相比，其显著特点是铸锭组织几乎不含α-Fe相，且富Nd相在晶界均匀析出、弥散分布，组织的晶粒细小，基本尺寸在2～5μｍ之间。日本在1999年就已用薄板铸锭工艺技术大规模生产最大磁能积为400kJ/m３以上的烧结磁体。

我国学者提出了制粉过程中的氢破碎工艺，使晶界富Nd相与氢气反应，导致晶界相脆性增大，在随后的制粉过程中容易得到性能优异的单晶粉末。目前氢破碎工艺已经成为薄板铸锭工序后必须采用的破碎手段，将二者联合应用制备粉末已成为NdFeB永磁材料生产上常用的工艺。

三、鳞片状技术

该技术的主要手段同样是利用高温差进行快速冷却，将熔融合金浇铸在旋转的金属辊面，得到厚度不超过３ｍｍ的不连续片状铸锭。用该技术所得铸锭，在熔炼成分接近Nd２Fe１４B时，能有效抑制α-Fe的析出，且铸锭组织内部晶粒尺寸小于5μｍ，富Ｎｄ相沿晶界均匀分布，这种组织状态有利于获得理想的磁体显微组织。我国学者运用该技术成功制备出磁能积达387kJ/m３，Hｃｊ＝1022kA/m的永磁体。