烧结钕铁硼永磁材料增韧技术的研究进展.pdf

烧结钕铁弸永磁材料增韧技术的研究进展/韩宝军等
烧结钕铁硼永磁材籵增韧技术的硏究进展“
韩宝军,何琼,彭光怀
赣南师范学院化学化工学院,赣州341000;赣南师范学院江西省镁合金材料工程技术研究中心,赣州341000
摘要在阑述烧结钕铁硼永磁材籵断裂机制的基础上,分析了烧结钕铁硼永磁材料塑性、韧性差的原因,并重
点综述了娆结钕铁硼永磁材料细化晶粒、强化晶界以及改善烧结工艺等增韧方法的增韧机理、研究现状及进展,最后
展望了烧结敏铁硼永磁材料增韧技术的发展趋势。
关键词烧结钕铁硼断裂机制增韧方法
中图分类号:TG132.2文献标识码:ADOI:10.11896/j.iss.1005023X.2014.19.011
Research Progress of Toughness-improving Technique of Sintered Ndfeb
Permanent Magnet Materials
HAN Baojun, HE Qiong, PENG Guanghuai
( School of Chemistry and Chemical Engineering, Gannan Normal University, Ganzhou 341000; Jiangxi Provincial
Engineering Research Center for Magnesium Alloys, Gannan Normal University, Ganzhou 341000)
Abstract Fracture mechanism of sintered NDFEB permanent magnet materials is stated, and the reasons for it
poor plastic property and toughness are also analyzed. Research progress of toughness-improving methods such as
grain refinement, grain boundary-strengthening and sintering technique and their mechanisms are focused on. And fi
mally, the development direction of toughness improving method is prospecte
Key words sintered Ndfeb, fracture mechanism, toughness-improving methods
钕铁硼被称为第三代稀土永磁材料,是当今磁能积最高强韧性已成为重要的研究课题]。本文综述了当前烧结钕
的永磁材料,1983年,由日本住友特殊金属公司和美国通用铁硼永磁材料增韧方法、增韧机理等方面的研究进展,并展
汽车公司最先研制成功。随着计算机、通信等产业的发望了其发展方向。
展, NDFEB永磁材料的制备及应用得到飞速发展。 Ndfeb
磁体主要有3种组成相,分别是主相 Nd> Feu,B、富硼相、富钕1烧结 Ndfeb永磁材料的断裂机制
相,其中,主相Nd2Fe2:B相为各向异性的四方晶体结构,滑
材料的断裂是微裂纹形成、扩展与连接的结果。Rabi
移系极少,所以烧结 Ndfeb永磁体形变困难,冲击韧性低, povich等?对烧结钕铁硼的断裂行为进行了研究,结果表
如表1所示。
明,烧结钕铁硼的断裂方式主要为沿晶脆性断裂,也有少量
表1烧结敏铁硼的力学性能1
的穿晶断裂,而且其断裂行为具有各向异性。断裂理论认为
Table1 Mechanical properties of sintered Ndfeb magnets』裂纹扩展主要是由裂纹尖端应力大小决定的,当局部应力达
抗拉强度/MPa抗弯强度/MPa抗压强度/MPa硬度(HV
到一定值时裂纹开始扩展,最终导致断裂。烧结 Ndfeb永
磁材料是一种复相材料,主要由主相Nd2Fe;B、富Nd相和
150~350
750~1160400~600
断裂韧性KKc
富硼相组成,主相硬而脆,富Nd相嫆点低,呈薄层状在主相
弹性模量/MPa冲击韧性/(kJ/m2)
晶粒间分布,且主相与富Nd相性能相差很大,晶界明显弱
a m
化,所以裂纹容易在晶界处产生并扩展,特别是在三叉晶界
137~170
7~47
处,同时积聚了烧结时的细小孔穴和一些氧化物,在拉伸应
长期以来,人们一直把提高 Ndfeb永磁材料的磁性能力下更容易导致微裂纹的扩展。张瓦利认为烧结 Ndfeb
作为研究重点,随着磁体磁性能的不断提高, Ndfeb的脆性永磁材料的断裂可分为两个阶段:第一阶段主要为损伤模
逐渐暴露出来。 Ndfeb磁体塑韧性差使其在机械加工过程式,随着三叉晶界损坏数量的增加,两晶粒晶界将相互连接
中容易开裂,大大降低了成品率和加工精度,增加了成本,同逐渐生成微裂纹;第二阶段为微裂纹的扩展,烧结 Ndfeb永
时磁体的抗振、抗冲击能力差也限制了其在高精度仪器仪磁材料对裂纹扩展抗力较低,对应力集中较敏感,一且三叉
表、高速电机等行业的应用,因此,如何提高稀土永磁材料的晶界被破坏生成微裂纹,微裂纹将快速长大至临界尺寸,最
兴江西省救育厅科技项目(GJ12567;GJ3656)
韩宝军:男,1980年生,博士,副教授,主要从事稀土合金材料方面研究E-mail:baojuan(@126.com