3月11日，在內(nèi)蒙古自治區(qū)包頭市金蒙匯磁材料有限責(zé)任公司(以下簡稱金蒙匯磁)生產(chǎn)車間，兩臺新購置的大型燒結(jié)設(shè)備和檢測設(shè)備吸引記者駐足觀看。因產(chǎn)品轉(zhuǎn)型升級需求，金蒙匯磁新引進(jìn)4臺燒結(jié)爐和2臺檢測設(shè)備，用于提高電聲稀土永磁釹鐵硼性能，增加產(chǎn)品的穩(wěn)定性。

“具有齊備的檢測手段和完善的質(zhì)量保證體系。擁有激光粒度儀、鹽霧機(jī)、恒溫恒濕箱、ICP、磁性能檢測儀、掃描電鏡、膜厚檢測儀等檢測儀器設(shè)備，可以滿足電聲稀土永磁磁體過程中各個環(huán)節(jié)的檢測需求。”金蒙匯磁技術(shù)副總王強(qiáng)說道。

高標(biāo)準(zhǔn)材料特性急需新技術(shù)解決

近年來，伴隨著智能手機(jī)、平板電腦、筆記本電腦、便攜式媒體播放器、數(shù)碼相機(jī)、虛擬現(xiàn)實設(shè)備等數(shù)碼產(chǎn)品在全球范圍內(nèi)的持續(xù)發(fā)展和電聲產(chǎn)業(yè)的大規(guī)模國際轉(zhuǎn)移，代表電聲高端水平的微型電聲元器件和消費類電聲產(chǎn)品在我國得到了快速發(fā)展。

金蒙匯磁董事長孫喜平介紹說：“智能電聲產(chǎn)品已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)電聲產(chǎn)品作為視聽娛樂、撥打電話時的配套、從屬性質(zhì)的地位，成為了獨立的智能化設(shè)備。”

據(jù)孫喜平介紹，中國電聲行業(yè)自20世紀(jì)80年代以來保持了快速發(fā)展態(tài)勢，已自行研發(fā)并逐步掌握了從電聲元器件到終端電聲產(chǎn)品的多項生產(chǎn)技術(shù)，形成了較為完整的電聲工業(yè)體系和相關(guān)產(chǎn)業(yè)鏈。到目前為止，我國已成為全球最主要的耳機(jī)生產(chǎn)國，因此電聲磁體市場需求份額巨大。

“隨著電聲器材技術(shù)快速的革新，逐漸向高保真和小型化發(fā)展，要求使用性能更高的磁體，所以利用白云鄂博礦La、Ce稀土降低成本，研發(fā)新產(chǎn)品，提高性能，實現(xiàn)稀土永磁行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，資源化的合理利用和環(huán)境保護(hù)具有十分重要意義。”王強(qiáng)說道。

據(jù)王強(qiáng)介紹，各類新產(chǎn)品對電聲永磁體的要求極高，例如要有較大矯頑力，而且表面防護(hù)要做好等，對整個加工工藝的要求更是嚴(yán)格。釹鐵硼的結(jié)構(gòu)特性決定了其耐蝕性能較差，因此必須通過防護(hù)處理后才能應(yīng)用，目前國內(nèi)超過95%的燒結(jié)釹鐵硼產(chǎn)品采用電鍍防護(hù)技術(shù)。

據(jù)悉，采用電鍍防護(hù)釹鐵硼的組織和化學(xué)性能使得其在電鍍處理工藝過程中與酸洗液、電鍍液發(fā)生反應(yīng)，在防護(hù)鍍層還沒有覆蓋磁體工件時，磁體就已經(jīng)遭到腐蝕，在磁體表層產(chǎn)生疏松、電解液殘留、裂紋等缺陷。此外，釹鐵硼企業(yè)自身的電鍍加工以及通過“外協(xié)”加工，環(huán)保和排放治理的壓力日益增加，在管理水平和產(chǎn)品一致性也參差不齊。

“對于未來動力電機(jī)磁體這一釹鐵硼重要的應(yīng)用方向，采用電鍍難以滿足防護(hù)要求，這是因為電機(jī)頻繁啟動導(dǎo)致電鍍鍍層應(yīng)力在交變溫場作用下發(fā)生波動性變化，最終導(dǎo)致鍍層剝離。”內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)教授馬文說道。

全新工藝讓永磁材料看到美好未來

在這樣的背景下，金蒙匯磁和內(nèi)蒙古工業(yè)大學(xué)合作，開發(fā)了超音速低壓冷噴涂設(shè)備制備釹鐵硼磁體表面鋁防護(hù)涂層技術(shù)。雙方課題組通過共同的努力，目前已完成了燒結(jié)釹鐵硼基體的批量化前處理的工藝、Al防腐涂層制備工藝和重稀土晶界擴(kuò)散前置涂層制備工藝的優(yōu)化。項目組現(xiàn)可利用新型噴涂工藝生產(chǎn)小批量的Al防護(hù)涂層和重稀土晶界擴(kuò)散涂層。

“經(jīng)多方測試驗證，項目組開發(fā)的Al防護(hù)涂層耐中性鹽霧腐蝕時間可高達(dá)350h，重稀土涂層經(jīng)擴(kuò)散處理后，磁體矯頑力可提高25%以上。”馬文說告訴記者。

馬文介紹，所謂冷噴涂是一種金屬、陶瓷涂層的制備工藝，它利用低溫加熱裝置將粉體軟化，經(jīng)過壓縮空氣加速達(dá)到臨界速度(超音速)，粒子撞扁在基體表面，經(jīng)過強(qiáng)烈的塑性變形以及粒子間機(jī)械咬合力而沉積形成涂層。

冷噴涂的溫度低、不發(fā)生氧化、可制備復(fù)合涂層、對基體的熱影響小、涂層孔隙率低、形成的涂層承受壓應(yīng)力、殘余應(yīng)力小、沉積率高、能保留原始粉末材料的性能、由于不需要高溫因而操作更安全。

作為一個產(chǎn)品，利潤點是關(guān)鍵。金蒙匯磁利用鑭、鈰稀土價格低的優(yōu)點，研究鑭鐵硼，鈰鐵硼，鈰釹鐵硼等合金成分與合金微觀組織特征，研究高風(fēng)度元素鑭鈰對磁體微觀組織結(jié)構(gòu)的影響，設(shè)計開發(fā)高豐度稀土偏聚于主相晶粒核心的核殼結(jié)構(gòu)，有效抑制晶粒表面反磁化過程，顯著提高磁體的矯頑力及溫度穩(wěn)定性。

王強(qiáng)還介紹了新工藝的關(guān)鍵流程：通過原始成分設(shè)計、速凝薄片工藝、燒結(jié)及回火工藝優(yōu)化，調(diào)控鑭、鈰稀土所形成的稀土鐵硼主相及其第二相分布、鈰價態(tài)，優(yōu)化磁性能、提高服役性能及改善微觀結(jié)構(gòu)。通過熔煉及速凝工藝制備出柱狀晶良好且厚度適當(dāng)?shù)乃倌龓?，通過檢測速凝帶的微觀結(jié)構(gòu)，優(yōu)化鑭、鈰稀土的添加量。在通過氫碎、氣流磨、成型燒結(jié)等合理的工藝技術(shù)制備出高性能電聲燒結(jié)磁體。

“我們正在建設(shè)的應(yīng)用白云鄂博鑭、鈰稀土的高端電聲磁體生產(chǎn)線，在需求巨大的稀土永磁電聲應(yīng)用領(lǐng)域具有極大的競爭力和應(yīng)用前景。”孫喜平說。

在孫喜平看來，在未來抓住5G機(jī)遇，占領(lǐng)更大的市場份額，而虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對電聲系統(tǒng)在高保真、降噪和智能化等方面的更高要求將為電聲企業(yè)帶來更廣闊的發(fā)展空間。智能音響、可穿戴設(shè)備的發(fā)展也會為微電聲器件行業(yè)帶來新的發(fā)展機(jī)遇，電聲磁體未來的市場空間依然廣闊。(記者 張景陽 通訊員 李寶樂)

關(guān)鍵詞： 電聲稀土永磁材料