淺析燒結釹鐵硼永磁體裂紋產生的原因及檢測方法

梁雙全,陳國旗,王曉慧,仇超武　　（南車株洲電機公司,湖南　株洲　412001）

淺析燒結釹鐵硼永磁體裂紋產生的原因及檢測方法

梁雙全,陳國旗,王曉慧,仇超武
（南車株洲電機公司,湖南株洲412001）

燒結釹鐵硼永磁體以其優異的磁性能得到了廣泛的應用，但是燒結釹鐵硼永磁體在生產過程中存在產生裂紋的風險始終困擾著燒結釹鐵硼生產企業，嚴重影響了永磁體的磁性能和機械強度，如果裂紋在使用前未被發現，可能給用戶帶來不可估量的經濟損失，本文對燒結釹鐵硼在生產過程中可能產生裂紋的原因進行了簡要分析，并對裂紋檢測方法進行了對比總結，以期對燒結釹鐵硼生產企業和用戶有參考和借鑒意義。

釹鐵硼；裂紋；檢測

1　概述

燒結釹鐵硼永磁體以其資源豐富、磁性能優異而得到廣泛使用，但是燒結釹鐵硼永磁體在生產過程中存在產生裂紋的風險，尤其對大塊燒結釹鐵硼永磁體，此現象一直困繞著生產企業。本文在此基礎上，對其生產過程中可能產生裂縫的原因進行了總結，針對裂紋檢測列出了幾種方法，并對適用情況進行了對比分析。

2　燒結釹鐵硼永磁體裂紋產生的可能原因

燒結釹鐵硼永磁體的加工過程，環環相扣，每道工序出現問題都將對產品質量產生嚴重影響，輕者產品磁性能下降，重者整爐產品報廢，針對燒結釹鐵硼永磁體在生產過程中可能產生裂紋，經查閱論文及書藉，對其可能產生的原因總結如下：

2.1脫氫工藝及粉沫成分

磷片在氫碎后有大量的氫存在粉沫中，氫在粉沫有利的方面是可以防止粉沫的氧化，便于操作，對釹鐵硼永磁體的一致性和重復性也有好處；不足之處，大量的氫只能在燒結過程中去除，大塊釹鐵硼磁體中心部位的氫氣在往外擴散時，有可能導致大塊磁體外層空隙處有氫存在，導致磁體存在裂紋，脆性增加，抗彎強度降低[1]。

燒結釹鐵硼的制造屬于粉沫冶金，其粉沫顆粒的大小和成分密切關系到燒結釹鐵硼的性能，其中鐵基合金中氧含量超過2%時，壓坯的孔隙度將增大很多，壓坯出現裂紋的缺陷將增加[2]。

2.2壓型、燒結過程

產品制造前首先將粉沫壓制成毛坯，壓制成型的方法有很多類，如模壓法、模壓加冷等靜壓及橡皮模等靜壓等，如果在壓制時不能保證毛坯料的密度均勻，由于燒結時各部位收縮不一致而導致裂紋產生，目前多數釹鐵硼生產企業常用的壓制方法是雙向壓制加冷等靜壓，基本可以保證毛坯密度均勻。

燒結過程分預燒結、高溫燒結、時效處理、冷卻，其中冷卻階段要保證爐內不同部位冷卻速度和均勻性，否則也易產生裂紋。

2.3機加工過程

大部分燒結釹鐵硼永磁體機加工主要采用磨加工，此時要注意砂輪材質的選取，如砂輪的導熱性不好，在加工過程中容易導致釹鐵硼永磁體局部溫度過高，造成表面氧化，甚至產生裂紋，如圖1所示，另外，冷卻液的選取也至關重要。

2.4包裝過程

燒結釹鐵硼永磁體屬于粉沫冶金材料，材質相對較脆，尤其對于大塊永磁體，如在包裝過程中外力過大，可能導致永磁體斷裂，要限制過大的外部沖擊力，沖擊斷裂如圖2所示。

3　后期對燒結釹鐵硼永磁體裂紋的檢測方法

3.1目測、放大鏡

在使用燒結釹鐵硼永磁體時，首先可以通過目測或放大鏡去檢查永磁體有無裂紋，這種情況只適用于永磁體外表面的裂紋，并且裂紋較大。

3.2磁極觀察片

磁極觀察片也是一種方便的檢查永磁體裂紋的方法，它是利用永磁體裂紋處的磁場變化，通過外部磁粉的排列反映出來，不足之處對于內部的微裂紋效果不明顯。

3.3超聲波檢測

該方法的基本原理為金屬中有氣孔、裂紋、分層等缺陷時，超聲波傳播到金屬與缺陷的界面處時，就會全部或部分反射。不足之處需要液體作為耦合劑，適于在機加工后完成，對成品則不易實施。

4　總結

本文針對目前燒結釹鐵硼永磁體可能產生裂紋的原因進行了總結，并對當前檢測裂紋的方法進行了對比分析，希望對用戶和生產廠家有參考價值。

[1]周壽增,董清飛,高學緒編著.燒結釹鐵硼稀土永磁材料與技術[M].冶金工業出版社.

[2]藩樹明編著.強磁體——稀土永磁材料原理制造與應用[M].化學工業出版社.

[3]周壽增,董清飛編著.超強永磁體——稀土鐵系永磁體[M].冶金工業出版社.

[4]劉海珍,陳志鵬.燒結釤鈷永磁體裂紋產生及預防[J].電工材料,2014(04).