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          無鏑燒結磁鐵,日本產綜研開發出制造方法

          發布時間:2020-03-05  瀏覽次數:18126  作者:小環

          日本產業技術綜合研究所可持續材料研究部門基于在低熱負荷下通電燒結微細釹鐵硼(NdFeB)粉末的方法,開發出了不添加鏑(Dy)也可保證頑磁力不降低的致密燒結磁鐵的生產方法,并確認了有效性。相關研究成果已在2014年3月21~23日于東京都目黑區舉行的日本金屬學會“2014春期演講大會”上發表。鏑是一種稀土金屬,絕大部分產自中國。汽車廠商中,對希望不使用鏑也能制造出混合動力車及電動汽車用驅動馬達有很強的需求。

          產綜研可持續材料研究部門的相控材料研究小組,為改善高性能釹鐵硼磁鐵的高溫性能而添加鏑的資源問題,展開了不添加鏑能可與以往產品具有同等頑磁性能的釹鐵硼磁鐵的實用化研究開發。

          相控材料研究小組利用產綜研的開發成果——脈沖通電燒結機(帶伺服加壓機構),適用了200M~600MPa高加壓燒結的方法。加壓成型模具一般使用石墨(碳)模具,而此次使用的是適合高加壓燒結的“WC-FeAl”成型模具。WC-FeAl是在鐵鋁合成材料中合成碳化鎢(WC)的超硬合金,也是產綜研的開發成果。

          對構成釹鐵硼磁鐵微細組織的晶體顆粒做微細化處理,進行即使不添加鏑也可發揮同等的磁鐵性能的研發在大學及企業中頗為活躍。相控材料研究小組將愛知制鋼生產的HDDR-NdFeB粉末“MFP15”用作原始的微細釹鐵硼粉末?!癏DDR”(Hydrogenation-Disproportionation-Desorption-Recombination)是一種使釹鐵硼合金在高溫下吸收氫氣,使這些氫氣(氫原子)對釹鐵硼晶界發揮作用將其粉碎成微細粉末的方法。愛知制鋼的“MFP15”粉末的微細程度為平均粒徑113μm。

          在成型模具中裝滿“MFP15”粉末,在真空環境中以600~750℃的溫度進行通電脈沖燒結。其結果,盡管NdFeB粉末實現了相對密度為99%的致密燒結,但磁性能的矯頑力(Hc)卻有所下降。作為原料的釹鐵硼粉末的矯頑力本來有14kOe左右,但燒結品的矯頑力卻降到了12kOe左右,下降了約10%。

          于是,研究小組在居里點(Tc)下的750℃對釹鐵硼燒結品實施了10分鐘的后熱處理,獲得的數據表明,此時的矯頑力恢復到了原料粉末本來的水平。產綜研表示,“今后還將考慮在加壓燒結后還繼續對成型模具加壓,從而終成為后熱處理的改進方法”。

          產綜研表示,因此次的研究成果,對微細HDDR-NdFeB粉末采用通電燒結法這種低溫燒結法,“致密且矯頑力高的釹鐵硼各向異性(結晶高取向)燒結體的制作有了眉目”。

          產綜研可持續材料研究部門參與策劃了日本經濟產業省實施的未來開拓研究項目“新一代汽車高效率馬達用磁性材料技術開發”,此次的研發成果正是該項目的一項內容。

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