第一節(jié) 國內(nèi)燒結釹鐵硼磁鐵產(chǎn)品 技術工藝 研發(fā)動態(tài)
寧波材料所高性能優(yōu)質(zhì)釹鐵硼制備工藝優(yōu)化取得進展。為制備性能優(yōu)越的釹鐵硼磁體，首先要從工藝的各個環(huán)節(jié)進行優(yōu)化，包括速凝、氫破、氣流磨等， 研究 人員對速凝片的生長進行系統(tǒng) 研究 ，得到均勻一致的柱狀晶結構，達到國內(nèi)先進水平。同時對不同速凝片的吸氫機制及殘余氫含量對磁體磁性能、耐蝕性及力學性能的影響進行了細致的 研究 ，在實驗中發(fā)現(xiàn)氫在燒結過程中會導致磁性相重組，并破壞磁體取向度。針對此種情況，提出改進的氫破工藝，同時在采用雙合金工藝制備低溫度系數(shù)磁體方面取得重大進展。 研究 人員采用雙合金方式，設計主合金和輔合金并進行合理配置和工藝優(yōu)化，使矯頑力溫度系數(shù)絕對值達到0.53%/℃，遠遠低于相同成分采用單合金方式的磁體的矯頑力溫度系數(shù)（0.64%/℃）。
第二節(jié) 國外燒結釹鐵硼磁鐵產(chǎn)品 技術工藝 研發(fā)動態(tài)
一、美國
美國的傳統(tǒng)釹鐵硼企業(yè)由于高端產(chǎn)品競爭不過日本，中低端產(chǎn)品競爭不過中國，最終只能退出這一 行業(yè) 。在美國，麥格昆磁（Magnequench）相繼關閉了在美國的Anderson和MagnequenchUG工廠。同樣關閉其燒結釹鐵硼工廠（Crucible）的還有摩根（Morgan）集團。2004年美國燒結釹鐵硼磁體的生產(chǎn)已完全停止。
二、日本
國外的燒結釹鐵硼生產(chǎn)以日本為主，主要廠家有日本的日立金屬株式會社，信越化學株式會社、TDK株式會社等。其中日立金屬下屬部門NEOMAX公司是其中實力最大的公司，NEOMAX公司前身是住友特殊金屬株式會社，于1983年發(fā)明了釹鐵硼磁體，并逐步發(fā)展成為釹鐵硼 行業(yè) 的領導者，擁有大量燒結釹鐵硼專利。
日本NEOMAX公司不久前宣布，燒結釹鐵硼磁體磁性能實驗室水平達到世界新高，殘留磁場強度1．555T(15550GOe)，最大磁能積474kJ／m(59．5MGOe)。NEOMAX公司本次開發(fā)的技術基于：燒結磁體矯頑力發(fā)生機理的詳細 分析 使材料組成最優(yōu)化； 分析 了磁粉在磁場中成型時磁粉配向紊亂的原因，開發(fā)了控制取向的技術；生產(chǎn)工序中最大化去除氧等雜質(zhì)的技術，采用這些技術使最大磁能積達到了59．5MGOe。燒結釹鐵硼磁體最大磁能積理論值為5l2kJ，m。(64MGOe)，從開發(fā)到現(xiàn)在，各個磁體公司從磁體工藝等多方面對磁性能進行了改進，今后各公司將以此為目標繼續(xù)展開研發(fā)努力。
三、歐盟
在歐洲，只剩下德國的Vacuumschmelze公司，產(chǎn)量占世界很少的份額，不及世界的1％，并且呈逐年萎縮的趨勢。
第三節(jié) 國內(nèi)外燒結釹鐵硼磁鐵 技術工藝 研發(fā)成果回顧
由于近年來燒結釹鐵硼的市場應用領域高科技領域所占的比例越來越大，因此迫切需要 研究 高性能磁體以滿足市場的需求。為了制造高性能磁體，各個國家都在積極努力尋求制作高性能燒結釹鐵硼磁體的制備工藝，近幾年其制備工藝和設備有了很大的進步和提高。
1、母合金制備一速凝鑄帶(SC)技術
眾所周知要獲得高性能磁體，其組織必須有良好的柱狀晶和均勻的富釹相以及不能有a—Fe生成，而速凝鑄帶(SC)工藝正是由于具有這些優(yōu)點而被廣泛應用于燒結釹鐵硼磁體，目前已經(jīng)形成產(chǎn)業(yè)化，SC工藝最早由日本的三德金屬和住友金屬采用并擁有專利權．這種先進的生產(chǎn)工藝可以很好的避免a—Fe的出現(xiàn)，而且能夠得到理想的鑄錠組織，這種工藝類似于熔體旋淬，即將熔融的合金液噴在輥速為1～2m／s的銅輥上，形成厚度為0．25～0．35ram，寬度為幾十厘米的薄帶，后經(jīng)破碎可得到寬度為幾個厘米的薄片。
SC工藝的優(yōu)點主要有：(1)凝固速率快，能細化晶粒，并可有效抑止a-Fe枝晶的生成；(2)富Nd相分布彌散均勻，使燒結期問液相趨于理想分布，有利于提高磁體的密度，因而有利于提高剩磁和矯頑力；同時可降低合金稀土含量，尤其能降低資源短缺、價格昂貴的Tb、Dy含量；(3)提高氣流磨的制粉效率。薄層富Nd相沿主相晶界均勻分布，在氫爆碎后形成許多微裂紋，確保Nd：Fe，。B主相晶粒在氫爆碎和氣流磨制粉后形成單晶粉末顆粒，有利于提高磁體的剩磁。
2、制粉一氫爆+氣流磨(HD+JM)
常規(guī)的制粉工藝采用機械破碎方法，即先顎式破碎、機械球磨進行初、中破碎，然后進行氣流磨破碎，該種工藝嚴重破壞合金的主相晶粒結構，使富釹相不能均勻分布在主相晶粒邊界，特別是對一些晶粒粗大的合金，破碎后的主相晶粒和富釹相各自分離，無法得到高性能的磁體。
新的制粉工藝是氫爆(HD)工藝結合氣流磨(JM)制粉。氫爆工藝是利用稀土金屬間化合物的吸氫特性，將釹鐵硼合金置于氫氣環(huán)境下，氫氣沿富釹相薄層進入合金，使之膨脹爆裂而破碎，沿富釹相開裂，保證了主相晶粒及富釹相晶粒間界相的完整。
目前，HD+JM已成為Nd—F}B磁體的重要制粉方法，其優(yōu)點有：(1)HD法可直接將合金鑄片破碎到0．325mm(60目)以下，以便直接進入氣流磨，簡化了工藝，降低了粗破碎的成本。(2)克服了機械合金破碎的困難，特別是在傳統(tǒng)的合金錠中有a-Fe存在的情況下。(3)HD粉是十分脆的氫化物，可縮短JM的時間和提高效率。(4)HD+JM氫化物磁粉仍然具有各向異性，可在磁場中取向成型。(5)HD+JM粉末壓結體在真空爐中燒結時，爐中通入氫氣作為還原氣氛，可減少爐料的氧化；同時可在較低溫度(如1050℃)燒結，避免晶粒的長大。
3、成型一橡皮模等靜壓脈沖磁場成型
傳統(tǒng)的成型方式是模壓成型，并且取向磁場為恒定磁場，這種工藝容易導致成型時粉末的取向不充分，影響磁體的取向度和剩磁。近年開發(fā)的橡皮模等靜壓(RIP)技術是將填充了合金粉末的橡膠模(硅橡膠，sR-70或JISSR-50)置于金屬模中，在強脈沖磁場(3580kA／m)下進行磁場取向；然后置于壓機上，用上下壓頭將橡膠模和其中的合金粉一起壓縮口幻由于橡膠模的彈性變形，從側(cè)面也給合金粉加壓，因此，橡膠模內(nèi)的合金粉受到的是等靜壓壓縮。橡皮模脈沖磁場成型工藝有效地解決了磁粉的取向度和密實性問題，可使生坯取向度提高3％，密度提高至4．99／cm3，可降低燒結時的收縮比，使磁體的磁能積提高16～24kJ／m3(2～3MGOe)。
采用合理的壓制取向工藝和模具結構是提高成形坯密度和取向度的關鍵。采用高的脈沖加大恒流，在大磁場下，以不同取向密度垂直取向，調(diào)整不同壓制壓力得到不同密度的壓坯；結果發(fā)現(xiàn)，最好的取向密度比為0．20～0．60。采用壓坯取向后再進行等靜壓，發(fā)現(xiàn)隨著壓力的增大，終壓后壓坯取向度有所降低；同時還發(fā)現(xiàn)，加脈沖時，脈寬大，峰值電流低，由于壓機的取向脈沖是通過電感很大的電磁鐵線圈來產(chǎn)生磁場，取向效果不大；進一步發(fā)現(xiàn)，先脈沖，后加直流，壓制過程中再去掉脈沖，取向度降低。取向密度高的壓坯，用高脈沖取向效果好。
4、燒結一多室連續(xù)多功能燒結技術
釹鐵硼磁體的燒結是在真空或保護氣氛條件下進行，溫度稍低于主相熔點，通過磁體中各相的相互作用、原子的遷移，使多孑L的釹鐵硼生坯收縮、密實，潤滑劑和氧化劑脫出，并伴隨晶粒生長和合金化等。通常的燒結爐為單室結構，通過控制溫度、壓力調(diào)節(jié)燒結工藝，其工藝參數(shù)不精確、磁體性能不均勻。
多室連續(xù)多功能燒結設備具有準備室、預熱室、燒結室、冷卻室，每個工作室按工藝要求具有確定的溫度和氣氛條件，待燒結的坯件按工藝流程依次進入上述各室，經(jīng)預定的燒結程序后出爐。采用多室連續(xù)多功能燒結技術可使生坯料在保護氣氛下進人燒結爐，加熱室控溫精度高(士1℃)，且準備室具有脫去氣體和有機溶劑的功能，冷卻室具有0．6MPa的高壓氣淬功能，從而保證工藝條件均勻，產(chǎn)品一致性好。采用多室連續(xù)多功能燒結設備可連續(xù)燒結，生產(chǎn)效率高，適于大批量生產(chǎn)高性能釹鐵硼磁體。
5、熱處理一高壓氣淬、對流加熱熱處理技術
一般熱處理爐是負壓爐，即在低于一個大氣壓的情況下工作，即使風冷時也是在負壓下開動風機，這樣磁體冷卻速度很慢，不能滿足制備高性能釹鐵硼磁體的要求。采用高壓氣淬可以有效地提高冷卻速度，并且其冷卻方式合理、冷卻效果均勻。高壓氣淬功能可按照磁性材料工藝要求調(diào)整、控制冷卻速度，具有上下冷卻和左右冷卻兩種方式，可根據(jù)需要調(diào)整，使熱處理后的磁體具有更好的微結構，從而具有更高的矯頑力。
對流加熱技術是利用對流原理，在燒結爐內(nèi)通人循環(huán)氣體，爐內(nèi)不僅具有輻射加熱，同時有對流氣體加熱，從而具有良好的均勻加熱特性，滿足了熱處理工藝中溫度均勻性的要求，可有效保證磁體性能的均勻性，爐體的控溫方式為三區(qū)控溫，控制精度為土2℃，保證磁體性能的一致性和均勻性。
第四節(jié) 燒結釹鐵硼磁鐵國內(nèi)外 技術工藝 研發(fā)趨勢 分析
綜合燒結釹鐵硼的優(yōu)點和不足，在未來發(fā)展的過程中將向以下幾個方向發(fā)展：
1、向高磁能積、高矯頑力、耐高溫、耐腐蝕、具有良好力學性能的方向發(fā)展與突破；由于燒結釹鐵硼應用領域逐漸向高科技領域發(fā)展，故需要更高性能的磁體來滿足市場的需求，目前人們正在努力通過添加元素和使用先進制備工藝開發(fā)和尋求更高磁能積、更高矯頑力、更高力學性能，且耐高溫、耐腐蝕的燒結釹鐵硼磁體。
2、尋求不含戰(zhàn)略金屬Dy的取代元素來替代，也有人在尋求其他元素替代部分釹降低其生產(chǎn)成本，從而可以大大降低制造燒結釹鐵硼的原材料成本，帶來可觀的經(jīng)濟效益。
3、近終形技術的開發(fā)，提高燒結釹鐵硼的利用率。由于釹鐵硼燒結后要經(jīng)過后續(xù)加工，這樣造成的浪費將增大其制造成本，所以近年來人們將近終形技術應用于燒結釹鐵硼，一旦成功可以大大提高燒結釹鐵硼的生產(chǎn)效率和拓寬燒結釹鐵硼的應用領域。
第五節(jié) 燒結釹鐵硼磁鐵產(chǎn)品現(xiàn)行技術同類替代技術發(fā)展
燒結釹鐵硼磁鐵產(chǎn)品應用廣泛，屬于朝陽產(chǎn)業(yè)，目前還沒有同類替代技術，燒結釹鐵硼磁鐵產(chǎn)品具有不不可替代性。
第六節(jié) 產(chǎn)品原材料生產(chǎn)情況調(diào)查
一、稀土礦產(chǎn)品生產(chǎn)量調(diào)查
中國稀土協(xié)會數(shù)據(jù)顯示：2010年中國稀土礦產(chǎn)量較前年下降31%至89300噸。在中國管理 規(guī)劃 中，冶金分離稀土產(chǎn)品產(chǎn)量在去年也下跌了6.61%至118900噸。2011年稀土計劃產(chǎn)量較2010年將上漲5%。去年產(chǎn)量雖然下降了，但對稀土的消費量卻增加19.21%至87000噸，其中冶金，石化，紡織和其他傳統(tǒng)消費領域占據(jù)了33200噸，增長了1.53%。新材料產(chǎn)業(yè)占據(jù)了53800噸，也增加了33.56%，且整個增長了61.85%。
2004-2010年我國稀土礦產(chǎn)品產(chǎn)量及同比增長 單位：萬噸
二、產(chǎn)品原材料生產(chǎn)規(guī)模預測
2011-2015年中國稀土產(chǎn)量預測 單位：萬噸
第七節(jié) 產(chǎn)品原材料價格走勢調(diào)查
從2010年10月起，中國稀土市場開始出現(xiàn)一輪漲價風潮，稀土原料及稀土金屬價格一路飆升，并在2011年4月演變成爆發(fā)式增長。例如，氧化釹當前價格約148萬元/噸，年漲幅達到628.4%，而在2010年的最低價格僅為11.8萬元/噸。
自2011年8月8日六部委聯(lián)合公布稀土 行業(yè) 整合行動以來，各類系稀土產(chǎn)品價格平均跌幅已超過了20%。預計，本次下跌將持續(xù)到9月份，預計會再跌20%-25%。
以氧化釹為例，8月15日的價格為1380000-1430000元/噸，但7月29日氧化釹的價格為1500000-1550000元/噸；另外，在原材料方面，8月15日金屬釹的價格為1750000-1800000元/噸，7月29日的金屬鋱價格為1790000-1800000元/噸。
2011年初到7月份，稀土價格一直處于上漲趨勢，直到7月下旬，稀土價格才出現(xiàn)小幅下跌的跡象，價格下降了20%左右，而到目前稀土的價格才出現(xiàn)了明顯的松動。這一降價幅度相對于之前2-3倍甚至更高的漲幅，更顯得有些“微乎其微”。
在2011年下半年還有一些因素將直接影響到稀土的價格，相比于快速的國內(nèi)需求，國內(nèi)供給依然相對趨緊，使得稀土價格仍將保持在高位運行。
第八節(jié) 產(chǎn)品原材料對應策略
釹鐵硼廠商普遍采用“成本+毛利率”的方法簽訂訂單。在這種定價方法下，如果成本能有效轉(zhuǎn)移，釹鐵硼價格在高位維持對廠商來說是有利的。另外，由于釹鐵硼企業(yè)要考慮到下游客戶的承受能力，目前一線釹鐵硼企業(yè)的訂單出貨價格普遍比市場價格要低。如果釹鐵硼價格能在高位維持，一線釹鐵硼廠商的產(chǎn)品價格還有較大的上調(diào)空間。
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