D0I:10.13374/j.issnl001-053x.1987.s3.015 新型稀土永磁材料Nd-Fe-B的研制 北京钢铁学院冶金系 包头冶金研究所 钢铁研究总院 (1983-1984年) Nd-Fe-B是一种新型的永磁材料，它比目前所有的永磁材料的性能都高，而且不含 战略金属钴和钐(Sm)。Nd(钕)在稀土矿中的储量仅次于(e和La,它是Sm储量的5~l6 倍。开发这种永磁体有利于我国稀土资源的综合开发和利用，有利于发挥我国稀土资源 的优势，有利于永磁材料的发展。这种永磁体可应用于电声器件、电机、传感器、仪 表、磁力机械和高能物理等科技领域，并有利于减轻磁铁元器件和整机的体积和重量， 降低成本，节约能源等。 Nd-Fe-B永磁体用粉末冶金法制造。关键是研究并确定合适的成份，以便使合金的 基体具有高各向异性的四方晶体相，同时有一定数量的富N相。要研究确定冶炼、制 粉、压型、烧结与热处理工艺。 国外这种永磁体小批量生产的磁能积为2535MGO,我们小批量生产的磁能积已 稳定达到25~35MGOe,达到国内外同类产品的先进水平。并且实验室样品最大磁能积 已达得40MGO以上。技术指标较先进，工艺参数稳定，为批量生产提供了技术依据。 目前我国铸造A1Ni和A1Ni:o永磁体产量为3000吨，其中约1/3含有20~34%5o, 如果用Nd-Fe-B磁体取代200吨A1Ni:o则可节约50~70吨钴，可节约800~900万元。另 外Nd-Fe-B磁体的售价还可降低。发展Nd-Fe-B磁体有很大的经济效益和社会效益。 此项目1984年7月通过了治金部组织的技术鉴定，并荣获治金部1985年科技成果二 等奖。 高磁能积(36-40MGOe)Nd-Fe-B 永磁材料的研制 北京钢铁研究总院 北京钢铁学院材料亲 包头稀土研究院 (1984.71985.7) 目前在世界范围内使用的水磁材料有三大类，第一类是AINico系永磁，这种永磁 含有20~34%(0，使用受到限制。第二种是铁氧体永磁，它的特点是原材料丰富，成 本低，但缺点是磁性能低，体积大。笫三类是稀土水磁，早期的稀土永磁是Sm(o5和 35
新型稀土永磁材料 一 一 的研制 北 京 钢铁 学院 冶 金 系 包头 冶 金研 究 所 钢铁研 究 总院 一 年 一 一 是一种新型的永磁材 料 ， 它 比 目前 所有的 永磁材料的 性能 都高 ， 而且不 含 战 略金 属 钻 和衫 。 钱 在稀 土矿 中的 储量仅 次于 和 ， 它 是 储量 的 倍 。 开发 这种永磁 体有利 于我 国稀土 资源的综合开 发 和利用 ， 有利 于发挥 我国稀土 资源 的优 势 ， 有利 于永磁材料 的发展 。 这种永磁 体可 应用 于 电声器件 、 电 机 、 传 感 器 、 仪 表 、 磁力 机械 和高能 物理 等科技领域 ， 并有 利于减 轻磁铁元 器件和整机的 体积 和重量 ， 降低成 本 ， 节约能源等 。 一 一 永磁 体 用粉末冶金 法 制造 。 关 键是研究并确 定合适的 成份 ， 以便使合金 的 基体具 有 高各 向异性的 四 方 晶体相 ， 同时有 一定数量 的 富 相 。 要 研 究确 定冶 炼 、 制 粉 、 压 型 、 烧结与热处理工艺 。 国外这种永磁 体小批 量生产 的磁能积 为 ， 我 们小批 量生产的 磁能积 已 稳定达到 一 ， 达到 国内外同类产品的先进水平 。 并且实 验室 样 品最 大磁能积 已达得 以 上 。 技术指标较先进 ， 工艺参数稳 定 ， 为批 量 生 产提 供 了技术依据 。 目前我国铸造 和 、 。 永 磁体产量 为 吨 ， 其 中约 含有 一 订。 ， 如果用 一 一 磁 体取 代 吨 二。 则可 节约 吨钻 ， 可 节约 万元 。 另 外 一 。 一 磁 体的 售价还可降低 。 发 展 一 一 磁体有 很大的 经济效益 和社会效益 。 此项 目 年 月通过 了冶金部组织的 技术鉴 定 ， 并荣获冶金部 年科技成果二 等奖 。 高磁能积 一 一 一 永磁材料的研制 北 京 钢铁 研 究 总院 北 京钢 铁 学院 材料 系 包头 稀 土 研 究 院 。 。 目前在 世界范 围 内使用 的永磁材料 有三大 类 ， 第一 类 是 。 系永磁 ， 这 种 永磁 含有 。 ， 使用受 到限 制 。 第二 种是铁氧体永磁 ， 它的 特 点 是原材 料丰富 ， 成 本低 ， 但缺 点是磁性能低 ， 体积 大 。 第三 类是 稀 上 永磁 ， 早 期的 稀土 永磁 是 和 DOI ：10．13374／j ．issn1001－053x．1987．s3．045
2:17型Sm-:0合金。这类永磁虽然矫顽力和磁能积都很高，但仍然含有25~66%Co, 限制了它的推广使用。长期以来人们盼望的高性能的不含Sm和Co的Nd-Fe一B永磁终 于在1983年研究成功了。这一消息震动了全世界，受到世界各国永磁的制造厂商和使用 厂家的重视。 我们在1984年研制成磁能积为25~35MGOe的Nd-Fe-B永磁的基础上，又于1985 年研制成磁能积为36~40MGOe的永磁体。这种永磁体有如下特点：`①综合磁性能高。 它的剩余，矫顽力和磁能都比A1NiCo高许多。例如磁能积比AlNiCo高3~10倍，比铁 氧体高10~13倍，娇顽力比A1NiCo高约10倍，比铁氧体高5~6倍。这样它的磁力强， 抗干扰能力强，灵敏度高，效率高。居里点310°，可在0~100°C内工作。②不含战略金 属钴和稀缺的Sm,以铁为基。在稀土矿中Nd的含量相当于Sm含量的6~15倍。另外我 国Nd资源丰富，符合我国资源特点。③采用粉末治金方法生产，原生产Sm<o5`永磁的 设备都可用，大体工艺是治炼→制粉→取向与压型·烧结→热处理→磨加工→磁测。工 艺简单，稳定，工艺参数宽，容易控制。④可加工性能好，可做各种所要求的形状与尺 寸。 本课题于1985年7月由治金部组织了鉴定，并荣获冶金部1y86年科技进步二等奖。 控制轧制控制冷却及控轧钢应用技术基础研究 钢铁研究总院 北京钢铁学院压加亲、材料亲、机械条 (1983.-1985.11) 课题中有7个子课题，它们是： 1.高温形变过程中回复与再结晶以及金属高温变形机制的研究， 2.应变诱导析出和相变及有关强韧化机制， 3。（y+α)两相区控轧及有关的位错亚结构和结构的强韧化机制的研究； 4.控轧钢的变形行为与层状撕裂的研究， 5,控轧钢组织细化不均匀性研究， 6.控轧钢抗腐蚀性能的研究； 7,控制冷却机理的研究。 本课题共完成科研报告和学术论文近40篇，密切结合攻关的产品与钢种进行试验与 理论探讨。主要进行下列工作。 1.关于高温热变形中的奥氏体再结晶 研究了16Mn,GCr15,09 CuPTi,含Nb钢，含Nb-V钢等钢种的奥氏体再结晶。提 出了降低钢中Mn含量能更有效地发挥钢中微量Nb阻止再结晶作用。 2.关于应变诱导相变，晶粒细化效应，细化机制及其不均匀性 研究了16M钢奥氏体晶粒尺寸，未再结晶区变形量，冷却速度等参数对y-a相变 36
型 一 二。 合金 。 这类永磁 虽然矫顽力 和磁能积都很高 ， 但仍然含有 。 ， 限制 了它 的推广 使用 。 长 期以 来人 们盼 望的 高性能的不 含 和 。 的 一 一 永磁终 于在 年研究成功 了 。 这 一 消息 、 震动 了全世 界 ， 受 到世界各国永磁 的 制造厂商和使用 厂家的重 视 。 我 们在 年研 制成磁能积为 的 一 一 永磁 的基础上 ， 又 于 年研制成磁 能积 为 的永磁 体 。 这种永磁体有如下特点 ’ ① 综合磁性能 高 。 它 的剩余 ， 矫顽力 和磁能都 比 。 高许多 。 例如磁能积 比 。 高 倍， 比铁 氧体高 倍 ， 矫顽力 比 。 高约 倍 ， 比铁氧 体高 倍 。 这 样它 的磁 力强 ， 抗干扰能力 强 ， 灵敏度 高 ，效率高 。 居里 点 。 ‘ ， 可在 内工作 。 ②不含战略金 属钻和稀缺的 ， 以铁 为基 。 在稀土 矿 中 的含量 相 当于 含量 的 倍 。 另 外我 国 资源丰富 ， 符合 我 国资源特点 。 ③采用粉末 冶金 方法 生产 ， 原 生产 〔 ’永磁 的 设备都可用 ， 大体工艺是冶炼，制粉，取 向与压 型，烧结，热处理，磨加工，磁测 。 工 艺简单 ， 稳定 ， 工艺参数宽 ， 容易控制 。 ④可加工性能好 ， 可做各种所要求 的形状与尺 寸 。 本课题于 年 月由冶金部组织 了鉴定 ， 并荣获冶金部 ， 年科技进 步二 等奖 。 控制轧制控制冷却及控轧钢应用技术基础研究 钢铁研 究 总院 北 京钢铁 学院压 加 系 、 材料 系 、 机械 系 。 一 。 课题 中有 个子课题 ， 它们是 高温形变过程 中回复与再结 晶以 及金属高温变形机制的研究 应变诱 导析 出和相变及有关强韧化机制， 。 ， 两相 区控轧及有关 的位错亚结构和结构的强韧化机制的研究 。 控轧钢的变 形行 为与层状撕裂 的研究 控轧钢组织细化不 均匀性研究， 控轧钢抗腐蚀性能 的研究 ， 控制冷却机理的研究 。 本课题 共完成科研 报告和 学术论 文近 篇 ， 密切结合攻关的产 品与钢种进 行试验与 理论探讨 。 主要进行下 列工作 。 关于高温热变形 中的奥氏体再结 晶 研究 ， ， ， 含 钢 ， 含 一 钢 等钢种的奥氏体再结晶 。 提 出了降低钢 中 含量能更有效地 发挥钢 中微量 阻止再结晶作用 。 关于应变诱导相变 ， 晶粒细 化效 应 ， 细化机制及其不 均匀性 研究了 钢 奥氏体 晶粒尺 寸 ， 未再结 晶区变形 量 ， 冷 却速度 等参数对 一 相变 』