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日本燒結(jié)釹鐵硼磁體成型燒結(jié)技術(shù)

2017-4-10 17:06:10

在混合動(dòng)力車(chē)及電動(dòng)車(chē)的驅(qū)動(dòng)馬達(dá)上,Nd-Fe-B(釹-鐵-硼)類(lèi)燒結(jié)磁鐵是必不可少的關(guān)鍵部件。與其他磁鐵相比,釹磁鐵不僅磁力強(qiáng)勁,可達(dá)到足以驅(qū)動(dòng)車(chē)輛的大功率,而且還能夠?qū)ⅠR達(dá)減小至適于車(chē)載用途的尺寸。

制造這種釹磁鐵,需要先要將含有必要材料的合金粉碎成微粒,把這些微粒聚集起來(lái)成型,然后進(jìn)行燒結(jié)。之后再切割成所需尺寸才能完成。這一過(guò)程總感覺(jué)像是在制作蛋糕。當(dāng)然,在實(shí)際量產(chǎn)高品質(zhì)的釹磁鐵時(shí)并非如此簡(jiǎn)單。不僅要將微粒統(tǒng)一為3~5μm的大小,而且還要注意形狀的均勻性,還要考慮燒結(jié)時(shí)的加熱方法等,需要花很大工夫來(lái)制造。比如,將合金粉碎至3~5μm后實(shí)施的“磁場(chǎng)中成型工序”就是其中之一。該工序是讓粉碎后的微粉(微磁鐵)取向。這里的取向是指將微粉的磁化方向統(tǒng)一為某個(gè)固定方向,取向

性越高,剩余磁通密度就越大。實(shí)施該工序時(shí)先將微粉填充到模具中,施加強(qiáng)磁場(chǎng)對(duì)微粉進(jìn)行取向,然后實(shí)施加壓成型處理。

要想實(shí)現(xiàn)高取向性,還需在模具內(nèi)部營(yíng)造磁場(chǎng)均一的空間,這也很重要。由于電磁鐵的配置以及模具的大小、形狀、材質(zhì)都會(huì)使磁場(chǎng)不均,導(dǎo)致取向性變差,因此需要利用磁場(chǎng)分析等手段進(jìn)行微調(diào),使磁場(chǎng)均勻。

在釹磁鐵的制造問(wèn)題上,正如許多報(bào)道所講的那樣,離開(kāi)中國(guó)就無(wú)從談起。這是因?yàn)椋盆F中參雜的Dy(鏑)有多半開(kāi)采自中國(guó),但中國(guó)已經(jīng)開(kāi)始對(duì)出口進(jìn)行限制。在這一限制下,市場(chǎng)上的Dy金屬供應(yīng)量減少,結(jié)果2011年7月Dy金屬的價(jià)格漲至3100美元/kg,達(dá)到了1年前的約10倍。

那么,中國(guó)為何要限制出口呢?對(duì)于這一問(wèn)題目前有各種推測(cè),但制造釹磁鐵的日本企業(yè)給出了相同的答案:“原因就在于想獲得我們的釹磁鐵制造技術(shù)。”目前釹磁鐵的份額幾乎被日本企業(yè)所壟斷。而且,正如前面所述,釹磁鐵的制造需要大量的技術(shù)積累,而在這方面有著長(zhǎng)年積累的正是日本企業(yè)。相比之下,中國(guó)“雖然擁有制造釹磁鐵時(shí)不可缺少的豐富材料,但卻無(wú)法制造出漂亮的產(chǎn)品”。因此,中國(guó)亮出了“只要在中國(guó)設(shè)立工廠,教授我們制造技術(shù),便可大量供應(yīng)原材料”的交換條件,其中的具體政策之一就是限制出口。當(dāng)然,以上只是日本磁鐵廠商的看法。

2011年7月《日本經(jīng)濟(jì)新聞》報(bào)道稱(chēng),日立金屬?zèng)Q定在中國(guó)制造釹磁鐵。估計(jì)日立金屬在材料穩(wěn)定采購(gòu)與技術(shù)外流風(fēng)險(xiǎn)之間做出取舍后,還是決定以保證采購(gòu)為先。不過(guò),即使在中國(guó)建廠,也未必立即就會(huì)導(dǎo)致技術(shù)外流。在這一問(wèn)題上,處理得比較好的是日系汽車(chē)廠商。日本汽車(chē)廠商要想在中國(guó)銷(xiāo)售汽車(chē),就必須要與中國(guó)企業(yè)成立合資公司,在中國(guó)工廠。而中國(guó)則可通過(guò)合資企業(yè)獲得相應(yīng)技術(shù)。“作為允許在巨大的中國(guó)市場(chǎng)上銷(xiāo)售汽車(chē)的交換條件,我們被要求教授需要長(zhǎng)年積累的發(fā)動(dòng)機(jī)等技術(shù)”,這與釹磁鐵的情況可謂如出一轍。

對(duì)于中國(guó)的這一意圖,日本汽車(chē)廠商一直在智斗。某日本廠商的駐華技術(shù)人員坦言:“雖然要向合資公司做技術(shù)轉(zhuǎn)讓?zhuān)珜?duì)方不問(wèn)的話我們不會(huì)刻意去教。”也就是說(shuō),即便是交出圖紙,對(duì)方不了解其背后的設(shè)計(jì)思想,也無(wú)法開(kāi)發(fā)出新的產(chǎn)品。其實(shí)在中國(guó)汽車(chē)市場(chǎng)上,外資汽車(chē)廠商(與中方合資的公司)占有絕對(duì)優(yōu)勢(shì),現(xiàn)在的實(shí)際情況是“中國(guó)的本土汽車(chē)廠商并未像中國(guó)政府當(dāng)初所設(shè)想的那樣成長(zhǎng)起來(lái)”(上述技術(shù)人員)。

目前日本釹磁鐵廠商正努力開(kāi)發(fā)在原材料上可減少對(duì)華依賴(lài)的新技術(shù)。不過(guò),即使研發(fā)新技術(shù),也需要時(shí)間去實(shí)現(xiàn)在制造工序中的應(yīng)用。因此,日本釹磁鐵廠商最好先學(xué)習(xí)一下汽車(chē)廠商的智慧,在生產(chǎn)現(xiàn)場(chǎng)巧妙周旋。

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