解讀GB/T 18880—2012《粘結釹鐵硼永磁材料》

楊小玲,陳 剛

(1.上?？萍脊芾砀刹繉W院,上海 201800; 2.核工業第八研究所,上海 201809)

0 前 言

GB/T 18880—2012《粘結釹鐵硼永磁材料》國家標準[1]由核工業第八研究所負責起草,屬于新材料技術領域磁性材料中的稀土永磁材料標準.2012年11月,中國國家標準委發布2012年第28期公告,批準GB/T 18880—2012《粘結釹鐵硼永磁材料》于2013年5月1日起實施.

1 標準綜合評述

1.1 適用范圍

該國家標準規定了燒結釹鐵硼永磁材料的主要磁性能、試驗方法、檢驗規則、檢驗標志、包裝、運輸和貯存.同時給出了主要力學性能和輔助磁性能等其他物理性能的典型值,適用于粉末冶金工藝生產的燒結釹鐵硼永磁材料.

該標準按磁極化強度矯頑力大小將燒結釹鐵硼永磁材料分為低矯頑力N、中等矯頑力M、高矯頑力H、特高矯頑力SH、超高矯頑力UH和極高矯頑力EH六類產品,共23個牌號.依據國際電工委員會的規范列出了室溫下主要磁性能和輔助磁性能,同時在附錄中給出主要力學、物理性能、產品尺寸、形位偏差成分以及工藝,以便于不同領域的用戶設計和選擇.對電子、電力、機械和醫療器械等不同領域的應用,如永磁電機、揚聲器、磁選機、計算機磁盤驅動器、磁共振成象設備和儀表等應用產品的質量起到有效的保障作用.

1.2 編制原則及標準水平情況

該標準以GB/T 1.1—2000和GB/T 1.2—2002《標準化工作導則》為原則,本著保持標準的連續性,對原標準GB/T 18880—2002《粘結釹鐵硼永磁材料》[2]的技術內容進行了必要的補充和修改,同時注重積極采納國際標準而編制的.根據IEC國際標準中注射成型牌號較多的特點,以及國內從事注射成型粘結釹鐵硼永磁材料的生產廠家增多的趨勢,本標準修改時增加了注射成型牌號.根據釹鐵硼磁粉性能的改進,對磁體性能參數進行了一些調整.本著通用性原則,在保持本標準具有國際先進性的前提下,仍保留一些稍低性能的牌號,以滿足現有企業生產的需要.

目前,釹鐵硼永磁材料的國際標準是由IEC(國際電工委員會)制定的,即:IEC 60404-8-1(1986)及其補充2(1992)《磁性材料第8部分:特殊材料規范第一節硬磁材料一般技術條件》,該標準已修訂為IEC 60404-1∶2000.由于粘結永磁材料具有較高的性價比,廣泛應用于儀表和小電機等領域,近年來發展很快,所以在新的分類標準中,將粘結磁體單獨歸為U類.

我國標準則是按照不同永磁材料分別制訂的.粘結釹鐵硼永磁材料標準是2002年制訂的,標準號為GB/T 18880—2002.釹鐵硼永磁材料國際標準與我國相關標準的差異主要表現在以下兩個方面.

1.2.1 牌號和磁性能方面的差異

粘結釹鐵硼永磁材料國際標準IEC 60404-8-1規定了12個牌號,按制造方式又分為注射成型牌號7個,壓縮成型牌號3個,這表明了國際市場對釹鐵硼注射成型磁體的品種需求比較多.

我國GB/T 18880—2002《粘結釹鐵硼永磁材料》標準確定的牌號為10個,其中模壓成型牌號7個,注射成型牌號3個.主要原因是當時制定國標時,國內采用注射成型生產方式的廠家較少,大部分廠家采用模壓成型的生產方式.本次修訂時增加了注射成型材料4個牌號,與IEC國際標準的框架更加接近.

從粘結釹鐵硼永磁材料的牌號表示方式來看,IEC國際標準以字符表示為主,從牌號字符表示即可看出材料最大磁能積和內稟矯頑力的大小.GB/T 18880—2002《粘結釹鐵硼永磁材料》用數字表示材料牌號,修訂后的新標準增加了字符型牌號,并與數字型牌號一一對應.部分牌號的主要性能及對應的國際標準對照見表1(見下頁).

從標準牌號的性能來看,新標準是在國內進行大量試驗論證的基礎上,參考國際著名企業的同類產品樣本技術要求后確定的.標準中注射成型7個牌號的性能指標與日本愛普生公司產品樣本值和實物測量值完全接軌；壓縮成型7個牌號中的6個牌號與美國麥格昆磁公司和日本愛普生公司產品樣本值相當；另一個牌號為具有我國特色的低矯力高剩磁型產品.新標準基本框架和大多數材料牌號保持不變,增加了注射成型牌號,與IEC國際標準的框架更加接近,因此,新標準已達到國際先進標準水平.

1.2.2 尺寸偏差方面的差異

在IEC標準和我國制訂的標準中都特別強調了供需雙方協商確定的條款,這是由釹鐵硼永磁材料的應用特點所決定的.盡管如此,標準中仍對釹鐵硼永磁材料提出了基本尺寸這一要求.粘結釹鐵硼永磁產品因其應用領域及形狀不同,存在一定差異,GB/T 18880—2012《粘結釹鐵硼永磁材料》設計了三類偏差值,偏差控制與IEC國際標準相當.

1.3 與原標準內容的主要技術差異

(1) 引用標準中增加了“GB/T 2423.17電工電子產品基本環境試驗規程試驗Ka:鹽霧試驗方法”和“GB/T 2423.18電工電子產品基本環境試驗規程試驗Kb:交變鹽霧試驗方法(氯化鈉溶液)”.

表1 牌號和磁性能方面的差異Tab.1 The difference between brands and magnetic properties

(2) 增加了注射成型材料三個牌號：048134B、048135B和048141B,使注射成型材料系列牌號更加齊全,符合國際同類產品的發展趨勢和國內產品生產實際需要.

(3) 對模壓成型磁體牌號的部分參數進行了調整,使其更加合理.

(4) 標準原規定涂層后的產品表面不允許有影響使用的裂紋、氣泡、針眼、污垢、缺損和剝落等缺陷,現去掉針眼二字,因為電泳涂覆處理時會有電接觸點,多數廠家限于技術水平無法保證涂層后的產品表面不出現針眼.

(5) 標準原規定每批產品應進行防銹性能測試,現改為當防銹涂層材料、工藝發生改變時,應按供需雙方商定的防銹性能指標項目和合格質量水平進行檢驗.

(6) 新增加了附錄A中的耐鹽霧性試驗.為滿足用戶需求,增加了一種評判產品防銹性能的試驗方法,使用戶的選擇機會增多,也符合目前國內外市場營銷和貿易的實際情況.

(7) 溶劑試驗用的溶劑由甲苯改為丙酮,有利于環保和員工身體健康.密著性膠帶剝離試驗將原規定“相對涂面刀尖保持35°～45°的角度”修改為“垂直于涂層表面”,方便員工實際操作.對附錄A的適用范圍進一步明確,不包括沒有涂層的注射成型釹鐵硼磁體.

(8) 附錄B為壓縮成型和注射成型粘結釹鐵硼永磁材料的輔助磁性能和主要力學、物理性能的典型值,供設計和選材時參考.其中原規定壓縮成型粘結釹鐵硼永磁材料的硬度(HRB)為35;注射成型粘結釹鐵硼永磁材料的硬度(HRB)為110.由于這兩種磁體的粘結劑種類、含量均不同,兩者的硬度存在差別,但高低情況要具體分析,在本附錄中只給出了典型值.根據反饋意見進行了驗證試驗,對原有參數進行了適當修改.

(9) 將048135A牌號分拆為兩個牌號:048135A和048136A,磁性能分為兩檔,與前面牌號相對應.

(10) 5.1條表1中增加字符型牌號,與數字型牌號一一對應,并增加牌號示例,如與048135A對應的字符型牌號為B-NdFeB84/64A,B表示粘結,NdFeB表示釹鐵硼材料,84表示該粘結釹鐵硼材料最大磁能積的中間值為84 kJ/m3,64表示該粘結釹鐵硼材料的內稟矯頑力范圍值的最小值為640 kA/m,A表示成型方式為壓縮成型.

2 實施和修訂的意義

磁性材料是信息社會的兩大物質支柱之一,進入21世紀,我國已經成為全球磁性材料的產業中心.稀土永磁材料行業已經成為我國電子行業中最具國際競爭力,與國際差距最小的子行業.粘結釹鐵硼永磁材料是一種重要的磁性材料,GB/T 18880—2002《粘結釹鐵硼永磁材料》自2002年11月19日發布,2003年6月1日實施,迄今已有十年多的時間.在此期間,世界粘結釹鐵硼磁體行業，無論是產業規模還是技術水平，均取得了突飛猛進的發展.中國粘結釹鐵硼磁體行業走出了一條自主研發和引進國外先進技術相結合的發展之路,目前已經成為世界上粘結釹鐵硼永磁體最大的制造中心,也是最大的應用市場.形成了如上海愛普生、成都銀河、核工業第八研究所和淄博華光等一批具有相當規模的企業和科研單位.從技術發展的角度來說,國內的粘結釹鐵硼永磁體的生產工藝已經從最初單一的壓縮成型工藝,發展了注射成型工藝,而且在上海愛普生已經建設成粘結釹鐵硼磁體行業全球唯一的擠出成型生產線,各向異性的粘結釹鐵硼永磁體的開發也都提到各企業的開發日程上.從應用角度來看,粘結釹鐵硼永磁體的最大應用市場依然是電腦和DVD.隨著粘結釹鐵硼永磁體應用技術的發展,該材料在打印機設備、汽車微電機、變頻家電和便攜電動工具中取得了新的應用,尤其是在磁粉原料中添加了PPS等耐高溫的粘結樹脂后,粘結磁體的使用溫度得到大幅度提高,從而在汽車和變頻家電領域獲得更加廣泛的應用.

GB/T 18880—2012《粘結釹鐵硼永磁材料》是對原標準的修訂和完善,為粘結釹鐵硼永磁材料產品的生產商、用戶、供應商三方提供了最基本的技術依據,帶來技術進步、品種增多和性能提高的競爭局面.隨著粘結釹鐵硼永磁材料行業的發展,產品種類增多,性能要求發生變化,檢測方法增加,對原標準及時修訂已十分必要.修訂后的標準對于規范粘結釹鐵硼永磁材料的生產和銷售貿易,促進企業技術改造和產品質量的提高,減少生產廠家和用戶之間的貿易糾紛,滿足生產、銷售、檢測、科研的需要等都具有重要意義.在此基礎上,促使生產方正確采用原材料,合理調整生產工藝,完善檢測手段,更細致地劃分產品牌號,從而為用戶生產出更滿意的產品.

3 結束語

在制定GB/T 18880—2012《粘結釹鐵硼永磁材料》標準過程中,得到了全國稀土標準化技術委員會的指導,國內大多數粘結釹鐵硼生產企業和用戶以及磁性材料專家也高度重視并積極參與,且提出了有價值的建議,使得該標準更加完善.但由于目前條件不夠成熟、生產廠家太少等原因,粘結釹鐵硼永磁材料的其他制備方法如擠壓成型,其他品種如各向異性磁體尚未進入本標準,期待下次修訂時能夠更加全面.

參考文獻:

[1] 全國稀土標準化技術委員會.GB/T 18880—2012《粘結釹鐵硼永磁材料》[S].北京:中國標準出版社,2012.

[2] 全國稀土標準化技術委員會.GB/T 18880—2002《粘結釹鐵硼永磁材料》[S].北京:中國標準出版社,2002.