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日本燒結釹鐵硼磁體成型燒結技術

2017-4-10 17:06:10

在混合動力車及電動車的驅動馬達上,Nd-Fe-B(釹-鐵-硼)類燒結磁鐵是必不可少的關鍵部件。與其他磁鐵相比,釹磁鐵不僅磁力強勁,可達到足以驅動車輛的大功率,而且還能夠將馬達減小至適于車載用途的尺寸。

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成型,然后進行燒結。之后再切割成所需尺寸才能完成。這一過程總感覺像是在制作蛋糕。當然,在實際量產(chǎn)高品質的釹磁鐵時并非如此簡單。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,還要考慮燒結時的加熱方法等,需要花很大工夫來制造。比如,將合金粉碎至3~5μm后實施的“磁場中成型工序”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)一為某個固定方向,取向

性越高,剩余磁通密度就越大。實施該工序時先將微粉填充到模具中,施加強磁場對微粉進行取向,然后實施加壓成型處理。

要想實現(xiàn)高取向性,還需在模具內(nèi)部營造磁場均一的空間,這也很重要。由于電磁鐵的配置以及模具的大小、形狀、材質都會使磁場不均,導致取向性變差,因此需要利用磁場分析等手段進行微調(diào),使磁場均勻。

在釹磁鐵的制造問題上,正如許多報道所講的那樣,離開中國就無從談起。這是因為,磁鐵中參雜的Dy(鏑)有多半開采自中國,但中國已經(jīng)開始對出口進行限制。在這一限制下,市場上的Dy金屬供應量減少,結果2011年7月Dy金屬的價格漲至3100美元/kg,達到了1年前的約10倍。

那么,中國為何要限制出口呢?對于這一問題目前有各種推測,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?!蹦壳扳S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積累,而在這方面有著長年積累的正是日本企業(yè)。相比之下,中國“雖然擁有制造釹磁鐵時不可缺少的豐富材料,但卻無法制造出漂亮的產(chǎn)品”。因此,中國亮出了“只要在中國設立工廠,教授我們制造技術,便可大量供應原材料”的交換條件,其中的具體政策之一就是限制出口。當然,以上只是日本磁鐵廠商的看法。

2011年7月《日本經(jīng)濟新聞》報道稱,日立金屬決定在中國制造釹磁鐵。估計日立金屬在材料穩(wěn)定采購與技術外流風險之間做出取舍后,還是決定以保證采購為先。不過,即使在中國建廠,也未必立即就會導致技術外流。在這一問題上,處理得比較好的是日系汽車廠商。日本汽車廠商要想在中國銷售汽車,就必須要與中國企業(yè)成立合資公司,在中國工廠。而中國則可通過合資企業(yè)獲得相應技術?!白鳛樵试S在巨大的中國市場上銷售汽車的交換條件,我們被要求教授需要長年積累的發(fā)動機等技術”,這與釹磁鐵的情況可謂如出一轍。

對于中國的這一意圖,日本汽車廠商一直在智斗。某日本廠商的駐華技術人員坦言:“雖然要向合資公司做技術轉讓,但對方不問的話我們不會刻意去教?!币簿褪钦f,即便是交出圖紙,對方不了解其背后的設計思想,也無法開發(fā)出新的產(chǎn)品。其實在中國汽車市場上,外資汽車廠商(與中方合資的公司)占有絕對優(yōu)勢,現(xiàn)在的實際情況是“中國的本土汽車廠商并未像中國政府當初所設想的那樣成長起來”(上述技術人員)。

目前日本釹磁鐵廠商正努力開發(fā)在原材料上可減少對華依賴的新技術。不過,即使研發(fā)新技術,也需要時間去實現(xiàn)在制造工序中的應用。因此,日本釹磁鐵廠商最好先學習一下汽車廠商的智慧,在生產(chǎn)現(xiàn)場巧妙周旋。

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