中國粉體網訊 稀土永磁材料是以釤、釹等稀土金屬與鈷、鐵等過渡金屬形成的合金永磁體,通過粉末冶金工藝制成,具有高磁能積、強剩磁和強抗退磁特性。這類材料主要包括釤鈷和釹鐵硼兩類,其中釹鐵硼憑借27-50MGOe的磁能積被譽為“永磁之王”。
在現代工業中,稀土永磁材料已成為電子技術通訊中的重要材料,應用于人造衛星、雷達的行波管、環行器中,以及微型電機、汽車工業、新能源設備等多個高端領域。特別是在風力發電、新能源汽車、節能家電等行業,對高端稀土永磁材料的需求正在日益增長。
金屬注射成型技術:復雜形狀磁體的精密制造解決方案
金屬粉末注射成型技術融合了注射成型技術和粉末冶金技術的雙重優勢。該技術像塑料注射成型一樣,將金屬粉末與粘結劑混合后,通過注射機注入模具,實現復雜形狀產品的高精度成型。
1. 技術優勢
MIM技術具有生產效率高、成品率高、產品尺寸精度高、機械強度好等特點。由于在流態靜壓狀態下成形,基本不存在傳統粉末冶金方法中壁摩擦和粉間摩擦所產生的密度梯度問題,燒結產品的密度分布比傳統壓制產品均勻得多。磁粉在磁場作用下偏轉的阻力較小,有利于定向排列,從而更易獲得高取向度,提高磁性能。
2. 工藝流程
MIM技術制備永磁材料主要包括混煉、注射成形、脫脂和燒結四個關鍵環節:

混煉:將釹鐵硼粉末與粘結劑混合,獲得均勻的漿料喂料;
注射成形:將漿料采用MIM注射方式注入模腔內固化成型,得到一級毛坯;
脫脂:通過溶劑脫脂或熱處理方式去除粘結劑;
燒結:在控制條件下進行燒結處理,獲得最終磁體。
對于大尺寸釹鐵硼永磁體的制備,MIM技術展現出顯著優勢。傳統粉末冶金法在壓制大尺寸產品時,會因粉末分布不均勻導致產品密度不一致,進而影響機械性能和磁性能穩定性。而MIM技術能夠有效解決這些問題,特別適用于直徑80mm以上的圓柱產品或邊長120mm以上的方塊產品的制備。
岳明教授團隊的研究成果與貢獻
岳明教授研究團隊成功開發了一種旋轉涂層技術,用于在MQP-S Nd-Fe-B球形粉末上涂覆鋅層,以提高其抗氧化性能并維持高磁性能。通過控制涂層溫度和時間,實現了鐵原子在鋅層中的擴散,盡管這導致了磁化強度的下降,但所有涂層粉末均顯示出有效的抗氧化能力,且在高溫下保持穩定的磁化強度。
研究團隊采用自制旋轉涂層爐在35-55µm直徑的MQP-S Nd-Fe-B球形粉末上涂覆Zn層。通過按2:1的質量比混合Zn顆粒和MQP-S粉末,在旋轉涂層爐中處理,在0.5Pa的氬氣環境中,將溫度設定為350°C或400°C,在5r/min的轉速下滾動3-6小時。
研究顯示,在400℃下涂鋅3小時后,大部分粉末顆粒被完全覆蓋,形成更密集的殼層。涂層后的粉末流性測試表明,涂層過程并未顯著改變粉末的流性。磁性能測試表明,所有涂層粉末的矯頑力幾乎保持不變,即使在高溫下也是如此,這表明涂層粉末的質量良好。
隨著新能源汽車、風力發電、節能家電等產業對高性能復雜形狀磁體需求的不斷增長,MIM技術在這一領域的應用前景十分廣闊。
2025年12月3日,中國粉體網將在浙江·寧波舉辦“2025高端釹鐵硼永磁材料制備與應用技術大會”。屆時,我們邀請到北京工業大學岳明教授出席本次大會并作題為《金屬注射成型(MIM)技術制備燒結釹鐵硼永磁研究進展》的報告,岳明教授將為您介紹MIM技術的混煉、成形、脫脂和燒結等環節對燒結釹鐵硼的物相、組織和結構的影響并介紹國內外相關的研究進展。

個人簡介:
岳明,北京工業大學教授、博導,國家級科技領軍人才,國務院政府特殊津貼專家。現兼任國際稀土永磁專委員會委員、國際稀土標準委員會專家、中國稀土學會理事、中國稀土學會可再生資源專委會主任委員等。主持完成了40多項國家和省部級項目;獲得包括教育部技術發明一等獎等9項省部級獎勵;授權發明專利近百項;主持制定6項國際/國家標準;在Science、AM、JACS等高水平期刊發表SCI論文400余篇;主編中英文專著各1部,譯注1部。
參考來源:
李平,等:金屬注射成形永磁材料的研究狀況
北京工業大學等:旋轉涂覆技術增強釹鐵硼球形粉末的抗氧化性能
(中國粉體網編輯整理/留白)
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