解读GB/T 18880—2012《粘结钕铁硼永磁材料》

杨小玲,陈 刚

(1.上海科技管理干部学院,上海 201800; 2.核工业第八研究所,上海 201809)

0 前 言

GB/T 18880—2012《粘结钕铁硼永磁材料》国家标准[1]由核工业第八研究所负责起草,属于新材料技术领域磁性材料中的稀土永磁材料标准.2012年11月,中国国家标准委发布2012年第28期公告,批准GB/T 18880—2012《粘结钕铁硼永磁材料》于2013年5月1日起实施.

1 标准综合评述

1.1 适用范围

该国家标准规定了烧结钕铁硼永磁材料的主要磁性能、试验方法、检验规则、检验标志、包装、运输和贮存.同时给出了主要力学性能和辅助磁性能等其他物理性能的典型值,适用于粉末冶金工艺生产的烧结钕铁硼永磁材料.

该标准按磁极化强度矫顽力大小将烧结钕铁硼永磁材料分为低矫顽力N、中等矫顽力M、高矫顽力H、特高矫顽力SH、超高矫顽力UH和极高矫顽力EH六类产品,共23个牌号.依据国际电工委员会的规范列出了室温下主要磁性能和辅助磁性能,同时在附录中给出主要力学、物理性能、产品尺寸、形位偏差成分以及工艺,以便于不同领域的用户设计和选择.对电子、电力、机械和医疗器械等不同领域的应用,如永磁电机、扬声器、磁选机、计算机磁盘驱动器、磁共振成象设备和仪表等应用产品的质量起到有效的保障作用.

1.2 编制原则及标准水平情况

该标准以GB/T 1.1—2000和GB/T 1.2—2002《标准化工作导则》为原则,本着保持标准的连续性,对原标准GB/T 18880—2002《粘结钕铁硼永磁材料》[2]的技术内容进行了必要的补充和修改,同时注重积极采纳国际标准而编制的.根据IEC国际标准中注射成型牌号较多的特点,以及国内从事注射成型粘结钕铁硼永磁材料的生产厂家增多的趋势,本标准修改时增加了注射成型牌号.根据钕铁硼磁粉性能的改进,对磁体性能参数进行了一些调整.本着通用性原则,在保持本标准具有国际先进性的前提下,仍保留一些稍低性能的牌号,以满足现有企业生产的需要.

目前,钕铁硼永磁材料的国际标准是由IEC(国际电工委员会)制定的,即:IEC 60404-8-1(1986)及其补充2(1992)《磁性材料第8部分:特殊材料规范第一节硬磁材料一般技术条件》,该标准已修订为IEC 60404-1∶2000.由于粘结永磁材料具有较高的性价比,广泛应用于仪表和小电机等领域,近年来发展很快,所以在新的分类标准中,将粘结磁体单独归为U类.

我国标准则是按照不同永磁材料分别制订的.粘结钕铁硼永磁材料标准是2002年制订的,标准号为GB/T 18880—2002.钕铁硼永磁材料国际标准与我国相关标准的差异主要表现在以下两个方面.

1.2.1 牌号和磁性能方面的差异

粘结钕铁硼永磁材料国际标准IEC 60404-8-1规定了12个牌号,按制造方式又分为注射成型牌号7个,压缩成型牌号3个,这表明了国际市场对钕铁硼注射成型磁体的品种需求比较多.

我国GB/T 18880—2002《粘结钕铁硼永磁材料》标准确定的牌号为10个,其中模压成型牌号7个,注射成型牌号3个.主要原因是当时制定国标时,国内采用注射成型生产方式的厂家较少,大部分厂家采用模压成型的生产方式.本次修订时增加了注射成型材料4个牌号,与IEC国际标准的框架更加接近.

从粘结钕铁硼永磁材料的牌号表示方式来看,IEC国际标准以字符表示为主,从牌号字符表示即可看出材料最大磁能积和内禀矫顽力的大小.GB/T 18880—2002《粘结钕铁硼永磁材料》用数字表示材料牌号,修订后的新标准增加了字符型牌号,并与数字型牌号一一对应.部分牌号的主要性能及对应的国际标准对照见表1(见下页).

从标准牌号的性能来看,新标准是在国内进行大量试验论证的基础上,参考国际著名企业的同类产品样本技术要求后确定的.标准中注射成型7个牌号的性能指标与日本爱普生公司产品样本值和实物测量值完全接轨；压缩成型7个牌号中的6个牌号与美国麦格昆磁公司和日本爱普生公司产品样本值相当；另一个牌号为具有我国特色的低矫力高剩磁型产品.新标准基本框架和大多数材料牌号保持不变,增加了注射成型牌号,与IEC国际标准的框架更加接近,因此,新标准已达到国际先进标准水平.

1.2.2 尺寸偏差方面的差异

在IEC标准和我国制订的标准中都特别强调了供需双方协商确定的条款,这是由钕铁硼永磁材料的应用特点所决定的.尽管如此,标准中仍对钕铁硼永磁材料提出了基本尺寸这一要求.粘结钕铁硼永磁产品因其应用领域及形状不同,存在一定差异,GB/T 18880—2012《粘结钕铁硼永磁材料》设计了三类偏差值,偏差控制与IEC国际标准相当.

1.3 与原标准内容的主要技术差异

(1) 引用标准中增加了“GB/T 2423.17电工电子产品基本环境试验规程试验Ka:盐雾试验方法”和“GB/T 2423.18电工电子产品基本环境试验规程试验Kb:交变盐雾试验方法(氯化钠溶液)”.

表1 牌号和磁性能方面的差异Tab.1 The difference between brands and magnetic properties

(2) 增加了注射成型材料三个牌号：048134B、048135B和048141B,使注射成型材料系列牌号更加齐全,符合国际同类产品的发展趋势和国内产品生产实际需要.

(3) 对模压成型磁体牌号的部分参数进行了调整,使其更加合理.

(4) 标准原规定涂层后的产品表面不允许有影响使用的裂纹、气泡、针眼、污垢、缺损和剥落等缺陷,现去掉针眼二字,因为电泳涂覆处理时会有电接触点,多数厂家限于技术水平无法保证涂层后的产品表面不出现针眼.

(5) 标准原规定每批产品应进行防锈性能测试,现改为当防锈涂层材料、工艺发生改变时,应按供需双方商定的防锈性能指标项目和合格质量水平进行检验.

(6) 新增加了附录A中的耐盐雾性试验.为满足用户需求,增加了一种评判产品防锈性能的试验方法,使用户的选择机会增多,也符合目前国内外市场营销和贸易的实际情况.

(7) 溶剂试验用的溶剂由甲苯改为丙酮,有利于环保和员工身体健康.密着性胶带剥离试验将原规定“相对涂面刀尖保持35°～45°的角度”修改为“垂直于涂层表面”,方便员工实际操作.对附录A的适用范围进一步明确,不包括没有涂层的注射成型钕铁硼磁体.

(8) 附录B为压缩成型和注射成型粘结钕铁硼永磁材料的辅助磁性能和主要力学、物理性能的典型值,供设计和选材时参考.其中原规定压缩成型粘结钕铁硼永磁材料的硬度(HRB)为35;注射成型粘结钕铁硼永磁材料的硬度(HRB)为110.由于这两种磁体的粘结剂种类、含量均不同,两者的硬度存在差别,但高低情况要具体分析,在本附录中只给出了典型值.根据反馈意见进行了验证试验,对原有参数进行了适当修改.

(9) 将048135A牌号分拆为两个牌号:048135A和048136A,磁性能分为两档,与前面牌号相对应.

(10) 5.1条表1中增加字符型牌号,与数字型牌号一一对应,并增加牌号示例,如与048135A对应的字符型牌号为B-NdFeB84/64A,B表示粘结,NdFeB表示钕铁硼材料,84表示该粘结钕铁硼材料最大磁能积的中间值为84 kJ/m3,64表示该粘结钕铁硼材料的内禀矫顽力范围值的最小值为640 kA/m,A表示成型方式为压缩成型.

2 实施和修订的意义

磁性材料是信息社会的两大物质支柱之一,进入21世纪,我国已经成为全球磁性材料的产业中心.稀土永磁材料行业已经成为我国电子行业中最具国际竞争力,与国际差距最小的子行业.粘结钕铁硼永磁材料是一种重要的磁性材料,GB/T 18880—2002《粘结钕铁硼永磁材料》自2002年11月19日发布,2003年6月1日实施,迄今已有十年多的时间.在此期间,世界粘结钕铁硼磁体行业，无论是产业规模还是技术水平，均取得了突飞猛进的发展.中国粘结钕铁硼磁体行业走出了一条自主研发和引进国外先进技术相结合的发展之路,目前已经成为世界上粘结钕铁硼永磁体最大的制造中心,也是最大的应用市场.形成了如上海爱普生、成都银河、核工业第八研究所和淄博华光等一批具有相当规模的企业和科研单位.从技术发展的角度来说,国内的粘结钕铁硼永磁体的生产工艺已经从最初单一的压缩成型工艺,发展了注射成型工艺,而且在上海爱普生已经建设成粘结钕铁硼磁体行业全球唯一的挤出成型生产线,各向异性的粘结钕铁硼永磁体的开发也都提到各企业的开发日程上.从应用角度来看,粘结钕铁硼永磁体的最大应用市场依然是电脑和DVD.随着粘结钕铁硼永磁体应用技术的发展,该材料在打印机设备、汽车微电机、变频家电和便携电动工具中取得了新的应用,尤其是在磁粉原料中添加了PPS等耐高温的粘结树脂后,粘结磁体的使用温度得到大幅度提高,从而在汽车和变频家电领域获得更加广泛的应用.

GB/T 18880—2012《粘结钕铁硼永磁材料》是对原标准的修订和完善,为粘结钕铁硼永磁材料产品的生产商、用户、供应商三方提供了最基本的技术依据,带来技术进步、品种增多和性能提高的竞争局面.随着粘结钕铁硼永磁材料行业的发展,产品种类增多,性能要求发生变化,检测方法增加,对原标准及时修订已十分必要.修订后的标准对于规范粘结钕铁硼永磁材料的生产和销售贸易,促进企业技术改造和产品质量的提高,减少生产厂家和用户之间的贸易纠纷,满足生产、销售、检测、科研的需要等都具有重要意义.在此基础上,促使生产方正确采用原材料,合理调整生产工艺,完善检测手段,更细致地划分产品牌号,从而为用户生产出更满意的产品.

3 结束语

在制定GB/T 18880—2012《粘结钕铁硼永磁材料》标准过程中,得到了全国稀土标准化技术委员会的指导,国内大多数粘结钕铁硼生产企业和用户以及磁性材料专家也高度重视并积极参与,且提出了有价值的建议,使得该标准更加完善.但由于目前条件不够成熟、生产厂家太少等原因,粘结钕铁硼永磁材料的其他制备方法如挤压成型,其他品种如各向异性磁体尚未进入本标准,期待下次修订时能够更加全面.

参考文献:

[1] 全国稀土标准化技术委员会.GB/T 18880—2012《粘结钕铁硼永磁材料》[S].北京:中国标准出版社,2012.

[2] 全国稀土标准化技术委员会.GB/T 18880—2002《粘结钕铁硼永磁材料》[S].北京:中国标准出版社,2002.