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核心技术 研发平台 创新团队 研究成果

核心技术

公司经过多年的技术创新,形成了涵盖磁体制备、机械加工、表面防护和再生制造等多个方面的烧结钕铁硼磁体生产全过程核心技术体系。通过上述核心技术,实现提高产品磁性能和服役特性、节约资源和成本等效果。

01 晶界掺杂调控技术

先进性表征

        烧结钕铁硼永磁材料主要由主相和位于主相晶粒之间的晶界相组成。虽然晶界相在材料中的占比较少,但在很大程度上决定着材料和最终产品的性能。

        公司在深入研究晶界相对烧结钕铁硼永磁材料性能的影响规律基础上,自主创新开发了多种物质的晶界掺杂调控技术,通过将不同类型和数量的物质直接引入磁体晶界区域,使其在烧结和随后的时效过程中与原始的晶界相发生反应,改变晶界相的成分与结构,从而提高磁体的性能、降低高矫顽力磁体的重稀土添加量。

        晶界掺杂调控技术是公司开发出超高磁性能系列、高热稳定性系列、低重稀土系列烧结钕铁硼磁体的关键核心技术,也是废旧磁体回收再生过程的核心技术。

02 全过程气氛控制技术

先进性表征

        烧结钕铁硼永磁材料的性能受材料中氮、氧、碳元素含量的影响,高氮、氧、碳含量消耗了材料中的稀土元素,导致材料的矫顽力、耐温、耐腐蚀等性能的降低。

        公司创新开发出多项磁体氮含量、氧含量、碳含量控制技术和装置,在氢破碎、气流磨制粉、磁场成型、烧结和热处理等工序形成全过程气氛控制技术,有效控制了磁体中的氮、氧、碳含量,降低了稀土元素的消耗,提高了稀土利用率和产品综合性能,在其他性能基本不变的情况下,材料矫顽力平均提高5~10%,材料腐蚀失重平均降低20%以上。

        全过程气氛控制技术是公司全系列产品生产制造的重要辅助技术。

03 粉体表面改性技术

先进性表征

        烧结钕铁硼永磁材料采用粉末冶金工艺生产,钕铁硼合金微米粉末是烧结钕铁硼永磁材料生产制造过程中重要的中间产品,粉末的性质在很大程度上决定了磁体的最终性能。

        公司创新开发出多种钕铁硼合金粉体表面改性技术:包括物理气相沉积重稀土金属膜层技术、粉体表面扩散改性技术、化学合成膜改性技术等。通过粉体表面改性,改善了粉体的流动性和抗氧化性,提高了粉体表层的各向异性场,最终提高了材料的矫顽力。

        行业内原有的钕铁硼粉体表面改性技术主要为添加抗氧化剂和润滑剂等化学试剂来提高粉体的抗氧化性和流动性,较少涉及利用粉体改性来直接提高材料的矫顽力。公司开发的粉体表面改性技术在改善粉体的流动性和抗氧化性的同时提高了粉体表层的各向异性场,最终提高了材料的矫顽力,构成公司高性能烧结钕铁硼材料制备的关键技术之一。

04 新型磁场取向技术

先进性表征

        磁场取向成型是烧结钕铁硼生产制造的关键工序,粉末取向一致度的高低和成型后压坯密度的均匀性直接影响着磁体的主要磁性能和机械加工良品率。

        公司通过在模具设计、粉料添加、取向磁场等方面开展技术创新,开发出能够提高粉末取向一致度的交变磁场取向成型技术和能够提高粉料填充均匀性和粉末取向一致度的粉末添加技术,设计开发出能够提高磁体取向一致度、降低磁体缺角率的多种新型模具,提高了公司高性能烧结钕铁硼磁体产品的主要磁性能和良品率。

        行业内主要通过提高取向磁场强度和提高粉末流动性的方式来提高粉末取向一致度,公司通过技术与装备的集成创新来提高粉末取向一致度,提升效果优于原有方式。与原有方式相比,材料剩磁平均提高0.2kGs以上,最大磁能积平均提高0.5MGOe以上。新型磁场取向成型技术是公司全系列产品生产制造的重要辅助技术。

05 晶界扩散调控技术

先进行表征

        晶界相的组成和结构直接影响着磁体的多项性能,利用晶界扩散的方式将重稀土元素导入到晶界相和主相晶粒表层,可以在不降低材料剩磁的情况下显著提高材料的矫顽力。

        公司创新开发出多项烧结钕铁硼磁体晶界扩散调控技术,主要包括:通过电沉积的方式在磁体表面沉积重稀土金属覆盖层+扩散技术、利用激光熔覆技术在磁体表面沉积重稀土金属覆盖层+扩散技术等。这些技术的开发和应用显著提高了磁体的矫顽力、降低了高矫顽力磁体的重稀土含量,构成公司超高性能烧结钕铁硼磁体和低重稀土烧结钕铁硼磁体制备关键技术。行业内常见的晶界扩散调控技术主要包含两个步骤:扩散源与待扩散磁体的接触、扩散热处理。与行业内其他晶界扩散调控技术相比,本技术的创新性主要体现在:将扩散源与待扩散磁体的接触步骤与磁体的表面防护步骤结合,在进行表面防护处理的同时实现扩散源与待扩散磁体的接触。

06 高效精密加工技术

先进性表征

        烧结钕铁硼磁体往往需要和其他零部件组装在一起使用,磁体的加工精度直接影响着组装件的精密度和组装速度,特别是异形磁体的加工和在精度要求极高的自动化装配过程中使用的磁体的加工。加工精度和加工效率是烧结钕铁硼磁体加工过程的重要指标。

        针对烧结钕铁硼磁体的高效精密加工要求,公司研究开发了针对不同加工要求的方法和装置,包括特殊形状的斜瓦产品的加工方法和专用夹具、圆柱产品切片用的快速装夹固定装置、径向磁化产品加工过程中的标识装置、高垂直度要求产品的加工装置等多种加工方法和装置,提高了烧结钕铁硼产品的加工精度和加工效率,满足了下游自动化装配线和高精度零部件的组装要求。

07 新型高效绿色表面防护技术

先进性表征

        衡量钕铁硼磁体表面防护能力的主要指标包括与基体结合力、耐蚀性、耐磨性等,是磁体重要的服役特性,为满足磁体的不同应用需求,需要开发出多种高效绿色的表面防护技术。

        公司创新发明了稀土永磁材料高耐蚀性表面处理技术,研制的镀层结合力提高技术、耐蚀性提高技术和耐磨性提高技术等,显著提高了现有涂镀层的防护能力,满足了众多强腐蚀环境的应用需求。

        公司创新开发出多种烧结钕铁硼磁体新型表面绿色涂镀层技术和配套装置,包括:物理气相沉积铝镀层、喷涂锌铝涂层、化学合成暂时性防护有机涂层、激光熔覆金属涂层、用于烧结钕铁硼磁体表面物理气相沉积的夹具和用于烧结钕铁硼块状磁铁表面喷涂的自动翻转装置等,在保证涂镀层防护能力不低于现有涂镀层的前提下,显著降低了磁体表面防护的环境成本。

08 废旧烧结钕铁硼磁体再制造技术

先进性表征

        稀土是不可再生的战略资源。烧结钕铁硼生产制造过程中产生的边角废料以及使用后报废的旧磁体中含有大量的稀土元素,属于重要的二次资源。

        公司自主创新开发了磁体油退磁后的表面去污技术、表面镀层的快速去除技术,综合运用自主研发的晶界掺杂调控技术、全过程气氛控制技术等磁体制备技术,将废旧烧结钕铁硼磁体直接再生制造为再生烧结钕铁硼磁体,与原始磁体相比,主要磁性能回复率均超过95%,实现了废旧烧结钕铁硼块状磁体的短流程再生制造。

        与行业内常用的废旧磁体回收技术相比,公司开发的废旧烧结钕铁硼磁体的回收再制造技术具有流程短、高效环保、回收率高的特点;废旧烧结钕铁硼磁体再制造得到的再生磁体与相同性能的普通磁体相比,生产制造成本更低。

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