“三高”磁性能NdFeB永磁合金的研发及其应用

汤少凌，汤立群

（广东省肇庆市技师学院，广东 肇庆 526060）

0 引言

众所周知，烧结NdFeB 永磁合金俗称为“磁王”，它通常是由Nd2Fe14B 主相、富Nd 相、富B 相及其它微量元素相组成。为了获得高综合性能的NdFeB 永磁合金，首先是科学的配方设计及科学的生产工艺（包括熔炼、制粉、压型、烧结、热处理、磁性能测试），确保磁体Nd2Fe14B相尽量多，而磁体的氧含量尽量少。我们通过自主研发，在校办企业大生产线上研制出“三高”（指高剩磁、高内禀矫顽力、高磁能积）磁性能NdFeB 永磁合金N33SH。

1 大生产线试验方法

所用的合金成分以Nd15Fe77B8为基础，加入适量的重稀土金属Dy 和其他元素Al、Nb 等，选用Nd（99%），Fe（98.5%～99%），B Fe 合金（Fe80B20），Dy（99%），Al（99%）为原材料，即配方设计为（NdDy）33.4B1.12Al0.2Nb1.0，其余为Fe，也就是所谓六元合金。

磁体的制备采用传统的粉末冶金方法，经熔炼、破碎、气流磨、压型、烧结、热处理而成。采用金相显微镜观察磁体的金相组织，磁性能测试在CL-6 永磁测量仪上进行。

必须强调指出，只有掌握好合金成分、粉末的粒度大小和熔炼、烧结、热处理工艺的相互关系，并且适当降低磁体的含氧量，才能稳定地生产出“三高”磁性能NdFeB永磁合金N33SH 产品。

2 大生产线试验结果与讨论

经过6 个多月的大生产线试验，新产品合格率达95%以上。N33SH 产品技术要求见表1，所研制的“三高”NdFeB 永磁合金的磁性能见表2、表3，磁体退磁曲线见图1，金相组织见图2。

表1 N33SH 产品技术要求（Q/DZS003-004）

表2 “三高”磁性能NdFeB 永磁合金的抽检数据

如表2 所示，抽检的6 件毛坯，100%达N33SH。

送检试样经中国计量科学院研究院检验，结论为：达到了“三高”磁性能NdFeB 永磁合金N33SH 等级，其Br=1.612 T，Hcb=895 kA/m，Hcj=1 826 kA/m，（BH）max=258.1 kJ/m3。

表3 “三高”NdFeB 永磁合金的全检数据

3 “三高”磁性能NdFeB 永磁合金应用

图1 磁体退磁曲线图

图2 磁体金相组织

近年来，烧结NdFeB 永磁合金材料的市场份额飞速增长，应用领域也在不断扩展（如电机行业、电动汽车、军工企业等），同时对磁体的综合性能也提出更高的要求。随着环保意识的增强，风力发电机倍受人们的关注，有专家预测未来15 年将消耗3.6 万t“三高”磁性能NdFeB永磁合金，用于风力发电机领域。扩展到全世界，这种合金材料的消耗量将相当惊人。

4 结论

1）通过自主创新，在校办企业的大生产线上研发“三高”磁性能NdFeB 永磁合金N33SH 产品，满足市场订单需求，突破了科研成果难以转化为生产力的瓶颈，为企业创造了巨大的经济效益。

2）为了获得“三高”磁性能NdFeB 永磁合金，在合金成分Nd15Fe77B8 基础上加入适量的Dy、Nb 和Al，组成六元合金。

3）为了获得“三高”磁性能NdFeB 永磁合金，对粉末和坯料的防氧化十分重要，应该适当降低磁体的含氧量。

4）只有充分掌握好合金成分、粉末的粒度大小和熔炼、烧结、热处理工艺的相互关系，才能稳定地生产出“三高”磁性能NdFeB 永磁合金。

［1］汤少凌，黄明.高磁性能NdFeB 永磁合金的研制［J］.电工合金，1994（1）：28-29.

［2］汤少凌.磁性材料及其应用［C］//第七届全国磁性材料及应用研讨会论文集，1995.

［3］罗阳.NdFeB 磁体生产的新技术、新设备［J］.磁性材料及器件，2006（5）：1-5.

［4］周寿增.烧结钕铁硼稀土永磁材料与技术［M］.北京：冶金工业出版社，2011.