磁铁的制作工艺及成型原理

磁铁的制作工艺及成型原理

钕铁硼磁铁的第一步：熔炼

1.按工艺的不同分为常规熔炼（20kg、30kg、50kg、100kg）和甩带炉（100kg、300kg、500kg）两种。2.工艺

A、Nd、Fe、B配料的前处理

B、配料

C、熔炼：

首先装料再抽真至1Pa以下，开始送低功率加热，边加热边继续抽气，随温度升高，吸附状态的气体，水份逐渐解吸而被抽出，至炉料普遍呈现暗红色，关阀充入氩气，进行增功率升温到炉料全部熔化，并进行5分钟左右的精炼，精炼完毕减功率并进行浇注，浇注时浇口应对准冷却模，浇注完毕并进行冷却。

D、合金的保存

合金锭放置和运输过程要注意杂质的进入如：手套的丝、空气中的灰尘等。同时氧气对合金有破坏作用，氧渗透进去，使钕变成氧化钕；水气对合金有破坏作用，水碰到钕会生成钕的氧化物和氢化物，因此熔炼过程要防杂质、防氧化。钕铁硼磁铁的第二步：制粉

1.设备

氢碎炉、粗破机、中碎机、气流磨、搅拌机

2.工艺

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3.过程控制要点

A、粉的粒度，2.9——5.2um为宜,粒度越细相应矫顽力和剩磁会提高,产品的耐腐蚀也提高,但后续工艺不好控制,粒度分布窄性能可做的愈高

B、气流磨时适量的放点空气对粉进行钝化非常重要，就好象人从黑暗中马上走到光明的地方眼睛会不适，有时会损害眼睛一样，粉如果不放点空气，反而在后续生产中更容易氧化，同时极有可能燃烧

C、搅拌，由于前后出来的粉性能不太一致，因此粉需要进行搅拌

钕铁硼磁铁的第三步：成型

1.设备

压机、等静压、储料筒

2.工艺

A、称粉：按工艺要求进行称粉

B、磁场定向成型：此工序为了将千千万万颗NdFeB粉在磁场作用下整齐排列起来，并在模具中压结成设定的形状，压机的基本要求是在40mm气隙时磁场必须大于18000奥以上，同时应有光电保护器防止压机伤人事件。

C、压制的生坯密度大约为3.2----3.8g/cm??，而Nd-Fe-B烧结后的理论密度为7.5g/cm??左右，因此在压制比较大的圆柱和方块时由于收缩量大易开裂缺角产生变形和尺寸超差，因此还需通过等静压来提高生坯的密度，通过等静压后生坯的密度为4.5g/cm??，公司现在除低性能小柱子（Ф10以下）不等静压外直接摆盒后进烧结炉外其它都通过等静压，而等静压生坯为防止浸油和表面氧化，必须要真空封装，在进炉前进行剥油。

3.磨具：磨具的制作和设计水平好坏直接影响产品的外观质量,随着行业竞争的激烈，磨具是节省成本的一个重要环节，加工余量的降低，产品变形量的减少，一些异形产品的直接压制生产，将决定一个企业是否具有竞争力的重要因素之一。

钕铁硼磁铁的第四步：烧结

成型或等静压后生坯不具备高永磁性能的显微组织，为了进一步提高密度改进粉末颗粒之间的接触性质，提高强度，使磁体具备高永磁性能的显微组织特征，需要将压坯加热到粉末基体相熔点以下的温度进行一段热处理。

烧结炉应具有良好的密封性，泄漏率低，因此经常应密闭抽真空保持以防气体，水汽的吸附,切忌产品取出后让炉门敞开着，长时间与外界空气、水汽接触。剥油箱也一样应及时关闭，防止水汽的吸附,影响产品性能。

烧结工艺分烧结和时效两段工艺，烧结温度，甩带氢碎料大约在1050℃~1085℃之间，铸锭氢碎大约在1070℃~1095℃之间，铸锭料在1100℃~1135℃之间，时效分二段时效机制890℃~920℃和500℃~630℃二段，从烧结和时效到出炉整个工艺过程下来一般要20~38小时之间。

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钕铁硼磁铁的第五步：后加工

Nd-Fe-B坯料由于受生产因素的影响，尺寸精度都不能直接达到客户要求，须进行后续加工后才能满足客户要求。

对一些异形或切片机不能直接切片的用线切割（线切割机）；对圆片和中小方块用切片机，对精度更高或有CPK要求的还需双面磨床进行加工（切片机、双面磨床），不能直接压制的小圆柱需要先用方块切成小方条然后再方滚圆（小无心磨）。

一些产品需要小孔的需打孔，孔在Ф6以上的可以套孔（打孔机、套孔机）；成型压制的圆柱（Ф80以下）用无心磨进行磨加工（无心磨机）；大于80mm的圆柱，则必须用套孔设备完成；方块需要磨的用大立磨或平磨，或双面磨设备；一些异形产品也可以用直接套瓦来完成。

钕铁硼磁铁的第六步：电镀

由于钕铁硼磁铁产品防腐蚀性能比较差，因此必须进行表面处理。

1.表面处理的形式：

a.镀锌：蓝白锌、白锌、彩锌、黑锌。按环保要求又可分三价铬锌（环保锌）和六价铬锌。

b.镀镍：亮镍、黑镍之分，目前镀镍都是镍铜镍三层电镀方式

c.电泳（环氧镀）：黑环氧、灰环氧之分

d.磷化

e.镀金、镀铜、镀银、镀锡等

2.电镀工艺流程

机械倒角时间可能会长，因此电镀产品不是很快，必须有一个周期。

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钕铁硼磁铁的第七步：信赖性试验

1.跌落试验：用胶水把产品和铁皮粘在一起，从1~1。5m空中自由落下并进行多次重复，看镀层有没有脱落，跌落试验基本上是验收镀锌产品。

2.划格试验：用刀对镀层进行划格，看镀层的结合情况（镀锌、镀镍都可以）。

3.激冷激热试验：把电镀镍后的产品放在烘箱进行加热（200℃左右），然后放在水里激冷，这样几个循环，以检验镀镍产品的结合力。

4.PCT试验：（压力煮试验）条件：2个大气压，95%相对湿度，121℃温度时，检验镀层的结合力。

5.失重试验：Nd-Fe-B由于易氧化，不同的工艺和不同的添加元素，及不同的工艺控制，失重是不一样的，失重试验的单位是每平方厘米失去多少毫克的重量，美国和欧洲的标准不太一样。

美国要求：PCT：2atm（大气压）95%RH（湿度）121℃，96小时，要求失重为10mg/cm2以下

欧洲要求：Hast试验：3atm（大气压）95%RH（湿度）130℃，240小时，要求失重为10mg/cm2以下

显然欧洲的标准严格得多，而目前国内传统工艺生产的Nd-Fe-B产品PCT试验大部分为80~300mg/cm2，如果添加钴同时控制工艺常规工艺也可达到10mg/cm2以下。如果用其他工艺则相对好控制。

6.盐雾试验：条件是5%的氧化钠，35℃温度，连续喷雾48小时或72小时，镀层是否有腐蚀物。

7.恒温恒试：90%湿度，80℃温度；衡量环氧产品的防腐蚀性能。

8.老化试验：把产品加热到某一温度，保持1-2小时，取出冷却，把加热前的磁通和加热后的磁通进行对比，衡量产品的温度稳定性。

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