釹鐵硼粘結磁體及其在微電機中的應用
王學正（上海躍龍有色金屬有限公司200949）
【摘 要】介紹快淬釹鐵硼粘結磁體的制取、性能及其在微 電機行業中的應用，指出國內外 微電機行業有采用釹鐵硼粘結磁體取代其它永磁體的趨勢。
【敘 詞】釹鐵硼系永磁材料粉末粘結磁體快速淬火微電機應用
80年代中期，第三代稀土永磁——釹鐵硼永磁分別用快淬法和粉末冶金法實現了工業化。由于快淬釹鐵硼(NdFeB)粘結磁體磁性能好，成型工藝簡單，原材料利用高，易得到高的尺寸精度及薄壁(可達Imm)復雜形狀，機械性能好，可作常規切削加工，且易實現多極充磁，因此，國內外微電機行業正逐步采用NdFeB粘結磁體取代其它永磁體。采用釹鐵硼粘結永磁可使微電機更趨向高效率、輕結構和小型化，這在計算機工業、汽車工業、儀器儀表工業更具有重要意義，并且正在發展到其它各個工業領域。
l 國外快淬釹鐵硼及其粘結永磁
美國GM公司是快淬NdFeB永磁材料生產技術專利的持有者。它的工藝流程如圖1所示，主要是將合金元素按配比置于感應爐中冶煉成錠，再將此錠采用成熟的補晶快淬工藝，在真空或保護氣體中快淬成薄帶。GM公司為滿足不同的需要，先后推出了幾種牌子的快淬粉（見表1）。
成型的薄帶，稍經磨碎，添加一定比例的聚合粘結劑，采用模壓法或注射法，則可取得粘結磁體（見圖2）。壓縮成型及注射成型的主要性能見表2。
美國GM公司早在1986年，投資l億美元興建了一條先進的自動化程度極高的年產達450t釹鐵硼快淬生產線，其中兩種快淬粉MQP-A和MQP-B百分之85產量銷往世界各地。日本大同持殊公司購買了該公司快淬NdFeB粉的專利權，也開始生產NdFeB快淬粉。
在粘結磁體方面，國外許多公司十分重視粘結NdFeB永磁的開發利用，在美國、日本、歐洲等30余家主要稀土粘結磁體生產廠相繼開發了NdFeB注射和模壓磁體，其磁體的主要性能如表2所示。
目前NdFeB粘結磁體在美國有GM、OSM、XOLOX等12家，德國有VA、BONN等4家，日本有精工艾普森、日立金屬、TME等13家，其中精工艾普森公司是日本****的生產單位，該公司注射型快淬釹鐵硼永磁已系列化，1990年生產能力已超過40t。，
2 國內快淬釹鐵硼及其粘結永磁
我國快淬NdFeB及粘結永磁研究開始于1986年，起步較晚，1988年北京鋼鐵研究院與上海鋼鐵研究所分別完成快淬NdFeB三元合金粘結磁體及制造裝置的技術鑒定，其磁能積(BH)max達到60. 8kj/m3與此同時，中科院金屬研究所、包頭稀土研究院、核工業設計院與成都1409所，都研制出快淬NdFeB粘結磁體
在生產方面，北京鋼鐵研究院和北京坤奇公司是國內****生產磁粉單位，具備裝爐 量30kg級真空單輥設備．其快淬粘結永磁(BH)max達到48～72kj／m3。
吉林8272廠也建立了完備的粘結生產線，已購進l0t真空快淬設備，北京稀土磁性材料廠、浙江海寧鹽官磁性材料廠、上海磁鋼廠、成都L 409所、核工業第八研究所、瞳{東冶金研究所、桂林電器科學研究所和某些大專院校也在進行MQ快淬粉和粘結磁體昀開發生產。
國內第一家中美合資生產的NdFeBMQ磁粉的北京森瑞新磁性材料有限公司，1992年從美國引進了兩臺日產5～7kg的快淬實驗性設備，年生產能力達30～50t。該公司還將在海南省興建300tMQ生產線。可以預計，我國“九五”期內釹鐵硼MQ粉年生產能力可達500t左右。國內NdFeB粘結磁體質量 已基本上趕上國外水平，表3給出了國內主要生產單位產品的性能。
3 國外NdFeB粘結磁體在微電機中的應用
美國GM公司MQP粉的上市，擴大了粘結磁體的應用范圍，汽車用電機是NdFeB永磁的巨大市場，汽車中一般有30個部件需要用電機完成多種機械動作，最****豪華轎車上用各類永磁電機總量可達60～70臺。雖然目前汽車上還普遍使用鐵氧體永磁電機，但性能優異的輕型小體積高效的NdFeB永磁電機必將取代鐵氧體永磁電機，如英國磁體開發公司采用薄壁環型NdFeB磁體取代原直流電機的鐵氧體永磁，在相同磁體體積下，扭矩從0. 3Nm提高到2Nm。
日本三菱金屬公司利用快淬NdFeB粘結永磁研制D10～l2mm照相卷片電機，用于攝象機和照相機中，1990年產量達5萬臺。
意大利的菲亞特公司正在研制6極Nd-FeB電機。新西蘭ECS公司制造64級快淬NdFeB永磁無刷電機，用于洗衣機主軸驅動，大大提高整機自動化程度和控制性能，年產量已達10萬臺。
日本是當今世界上稀土粘結磁體應用最多的國家，而精工艾普森公司早在1982年率先研制成粘結稀土永磁，用于微電機用量約占總產量的百分之60～80。
日本采用NdFeB粘結磁體生產微電機的公司還有芝蒲制作所，生產10～30WSIC系列的無刷直流扁乎型電機，用于空調及辦公器械。安川電機公司生產直徑為Smm的永磁步進電機。三菱金屬公司生產FM-12、FM-16直徑為4.2mm和2.Smm超薄形式電機。
在電子計算機及其外圍器械、磁頭存取用的電機、聚焦追蹤傳動用的直線電機、打點式打印機等已大量采用MQ粘結磁體。快NcIFeB粘結磁體還可應用于多種家用電機，如空調、冰箱、烘_]二機、電話、電剃刀、吸塵器及充電式電動工具等。
4國內NdFeB粘結磁體在微電機中的應用
快淬NdFeB粘結磁體在微電機中的應用，如上海儀表電機廠研制開發生產的36BY02步進電機。年需求量為4～6萬臺 過去從瑞士SIAI公司進口，現采用NdFeB粘結磁環，電機性能完全達到進口電機指標。 上海照相機三廠采用上海鋼研所提供MQ粘結瓦形磁體，研制TD14mm卷片電機，內市場需求10萬臺。粘結磁體用于微電機還有山東冶金所的鐘表步進電機，上海直流電機制造廠研制的雨刷電機。西安微電機研究所及高等院校等也正在研制MQ粉類小高效微電機。預計“九五”期內，我國快淬NdFeB粉用量達120t左右。隨著微電子技術的發展，工廠自動化、辦公室自動化、住宅自動化的普及，需要的高效徽電杌量愈來愈多，快淬NdFeB用量也將愈來愈大。
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