浅析烧结钕铁硼永磁体裂纹产生的原因及检测方法

梁双全,陈国旗,王晓慧,仇超武　　（南车株洲电机公司,湖南　株洲　412001）

浅析烧结钕铁硼永磁体裂纹产生的原因及检测方法

梁双全,陈国旗,王晓慧,仇超武
（南车株洲电机公司,湖南株洲412001）

烧结钕铁硼永磁体以其优异的磁性能得到了广泛的应用，但是烧结钕铁硼永磁体在生产过程中存在产生裂纹的风险始终困扰着烧结钕铁硼生产企业，严重影响了永磁体的磁性能和机械强度，如果裂纹在使用前未被发现，可能给用户带来不可估量的经济损失，本文对烧结钕铁硼在生产过程中可能产生裂纹的原因进行了简要分析，并对裂纹检测方法进行了对比总结，以期对烧结钕铁硼生产企业和用户有参考和借鉴意义。

钕铁硼；裂纹；检测

1　概述

烧结钕铁硼永磁体以其资源丰富、磁性能优异而得到广泛使用，但是烧结钕铁硼永磁体在生产过程中存在产生裂纹的风险，尤其对大块烧结钕铁硼永磁体，此现象一直困绕着生产企业。本文在此基础上，对其生产过程中可能产生裂缝的原因进行了总结，针对裂纹检测列出了几种方法，并对适用情况进行了对比分析。

2　烧结钕铁硼永磁体裂纹产生的可能原因

烧结钕铁硼永磁体的加工过程，环环相扣，每道工序出现问题都将对产品质量产生严重影响，轻者产品磁性能下降，重者整炉产品报废，针对烧结钕铁硼永磁体在生产过程中可能产生裂纹，经查阅论文及书藉，对其可能产生的原因总结如下：

2.1脱氢工艺及粉沫成分

磷片在氢碎后有大量的氢存在粉沫中，氢在粉沫有利的方面是可以防止粉沫的氧化，便于操作，对钕铁硼永磁体的一致性和重复性也有好处；不足之处，大量的氢只能在烧结过程中去除，大块钕铁硼磁体中心部位的氢气在往外扩散时，有可能导致大块磁体外层空隙处有氢存在，导致磁体存在裂纹，脆性增加，抗弯强度降低[1]。

烧结钕铁硼的制造属于粉沫冶金，其粉沫颗粒的大小和成分密切关系到烧结钕铁硼的性能，其中铁基合金中氧含量超过2%时，压坯的孔隙度将增大很多，压坯出现裂纹的缺陷将增加[2]。

2.2压型、烧结过程

产品制造前首先将粉沫压制成毛坯，压制成型的方法有很多类，如模压法、模压加冷等静压及橡皮模等静压等，如果在压制时不能保证毛坯料的密度均匀，由于烧结时各部位收缩不一致而导致裂纹产生，目前多数钕铁硼生产企业常用的压制方法是双向压制加冷等静压，基本可以保证毛坯密度均匀。

烧结过程分预烧结、高温烧结、时效处理、冷却，其中冷却阶段要保证炉内不同部位冷却速度和均匀性，否则也易产生裂纹。

2.3机加工过程

大部分烧结钕铁硼永磁体机加工主要采用磨加工，此时要注意砂轮材质的选取，如砂轮的导热性不好，在加工过程中容易导致钕铁硼永磁体局部温度过高，造成表面氧化，甚至产生裂纹，如图1所示，另外，冷却液的选取也至关重要。

2.4包装过程

烧结钕铁硼永磁体属于粉沫冶金材料，材质相对较脆，尤其对于大块永磁体，如在包装过程中外力过大，可能导致永磁体断裂，要限制过大的外部冲击力，冲击断裂如图2所示。

3　后期对烧结钕铁硼永磁体裂纹的检测方法

3.1目测、放大镜

在使用烧结钕铁硼永磁体时，首先可以通过目测或放大镜去检查永磁体有无裂纹，这种情况只适用于永磁体外表面的裂纹，并且裂纹较大。

3.2磁极观察片

磁极观察片也是一种方便的检查永磁体裂纹的方法，它是利用永磁体裂纹处的磁场变化，通过外部磁粉的排列反映出来，不足之处对于内部的微裂纹效果不明显。

3.3超声波检测

该方法的基本原理为金属中有气孔、裂纹、分层等缺陷时，超声波传播到金属与缺陷的界面处时，就会全部或部分反射。不足之处需要液体作为耦合剂，适于在机加工后完成，对成品则不易实施。

4　总结

本文针对目前烧结钕铁硼永磁体可能产生裂纹的原因进行了总结，并对当前检测裂纹的方法进行了对比分析，希望对用户和生产厂家有参考价值。

[1]周寿增,董清飞,高学绪编著.烧结钕铁硼稀土永磁材料与技术[M].冶金工业出版社.

[2]藩树明编著.强磁体——稀土永磁材料原理制造与应用[M].化学工业出版社.

[3]周寿增,董清飞编著.超强永磁体——稀土铁系永磁体[M].冶金工业出版社.

[4]刘海珍,陈志鹏.烧结钐钴永磁体裂纹产生及预防[J].电工材料,2014(04).