科创中国
烧结钕铁硼磁体的后处理表面增强成熟技术的中试基地建设
成果类型：: 发明专利
发布时间: 2022-07-28 13:42:21
科技成果产业化落地方案
方案提交机构：成果发布人| | 2022-08-09 15:52:54
共申请专利16项，其中申请发明8项，获批授权发明1项，实用新型专利8项，申请商标11项，获批5项；获批承担了2021年国家稀土重点专项课题四、课题五。
获得高强耐蚀绿色表面防护技术的工艺及三大系列11种功能性涂层，涂层厚度：3-5微米；中性盐雾试验：100-500小时；结合力：>40N，这种涂层技术具有无环境污染，控制精度高，结合力强，盐雾时间可随要求可长可短，还可以有其它性能（摩擦力、耐热性、耐蚀性等等）
稀土钕铁硼(NdFeB)永磁材料由于具有高的饱和磁通量、矫顽力和磁能积(BH)max良好的机械加工特性和相对低廉的价格，在许多领域得到广泛的应用。但NdFeB永磁材料的化学稳定性差，在使用环境中容易发生氧化，而且在湿热条件下会发生严重的电化学腐蚀，大大影响了其应用范围。NdFeB 永磁材料的耐蚀性是国内外关注的焦点，因为它直接关系到磁体的使用问题，因此对NdFeB永磁材料的表面防护技术研究具有十分重要的意义。
为了得到更好的腐蚀保护层，在烧结型NdFeB永磁材料表面实施复合膜层，先应用磷化工艺在烧结NdFeB表面制备磷化膜，将其作中间过渡膜层，再应用电沉积法，在磷化膜层表面制备n-TiO/Ni 复合镀层。采用XRD测试、XPS测试、动电位极化曲线测试、静态腐蚀测试、孔隙率测试和结合力测试表征了复合膜层的性能。研究结果表明，该复合膜层能大幅提高烧结型NdFeB永礅材料表面的耐蚀性能。
研发团队引进中国科学院力学研究所专项技术，由自然人出资，与中国科学院包头稀土研发中心共同创建，聚集国内专门从事磁铁表面防护技术的人才，拥有来自加拿大、英国等著名科学家的强大海外技术支撑团队，公司的核心成员是来自中国科学院力学研究所的研究员、博导夏原，副研究员、硕导李光，高方圆、许亿。
烧结钕铁硼磁体通过粉末冶金工艺生产，主要生产步骤约有 16个，其中原材料制备(磁粉种类、原材料成本)、烧结工艺、表面处理、退火及后处理均大幅影响磁体性能， 这些主要环节也是中国钕铁硼永磁体行业快速进步的主要方向。
首先在磁粉制备及原材料配比方面，中国先后突破氢爆制粉、双合金配比等工艺，解决了传统钕铁硼烧制过程中由于稀土元素比例降低导致熔炼钕铁硼铸锭的内部产生α-Fe析出，导致Nd2Fe14B含量减少，影响后续制粉、烧结以及后处理,进而导致内禀矫顽力降低。采用双合金工艺，采用成分接近Nd2Fe14B的主台金和富钕合金辅合金，退火加工后消除α-Fe相的影响。通过原材料配比，以及后端处理工艺，可以降低磁体中稀士元素的比例，达到同时降低生产成本和提升磁体性能的效果。
再者，在钕铁硼磁体后端加工及表面处理方面中国厂商取得长足进步，由于磁体形状对磁体性能有较大影响，叠加烧结钕铁硼磁体刚性较强、韧性不足导致其机加工性能相对较差，仅能进行简单形状的切割，目前中国在坯料成型、后端线切割、产线自动化程度等方面均实现赶超。
钕铁硼由于含铁比例较高，较为容易氧化，因此需要经过表面处理，此工艺也是中国与日本和德国等高端产品差距最大的方面;目前中国已经基本完成需高性能表面处理的铁硼产品的替代;电子产品用小型、微型产品的表面处理技术要求更高，在表面处理技术突破之后，中国厂商在高端消费电子市场份额不断增长。
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