磁鋼行業(yè)前景

鋁鎳鈷磁鋼是最古老的一種磁鋼, 被人們稱為天然磁體, 雖然他最古老, 但他出色的對(duì)高溫的適應(yīng)性, 使其至今仍是最重要的磁鋼之一.鋁鎳鈷可以在500℃以上的高溫下正常工作, 這是他最大的特點(diǎn), 另外抗腐蝕性能也比其他的磁體強(qiáng)。

磁鋼價(jià)格2013年八月跌至200元每片，比七月底峰值下跌近50%。這主要是由于2013年上半年磁鋼價(jià)格上漲(部分價(jià)格飆升了六倍，達(dá)到峰值)所引發(fā)的需求驟減而造成。2100433B

隨著社會(huì)的發(fā)展，磁鐵的應(yīng)用也越來(lái)越廣泛，從高科技產(chǎn)品到最簡(jiǎn)單的包裝磁，目前應(yīng)用最為廣泛的還是釹鐵硼強(qiáng)磁和鐵氧體磁鐵。

從永磁材料的發(fā)展歷史來(lái)看，十九世紀(jì)末使用的碳鋼，磁能積（BH）max(衡量永磁體儲(chǔ)存磁能密度的物理量)不足1MGOe(兆高奧)，而目前國(guó)外批量生產(chǎn)的Nd-Fe-B永磁材料，磁能積已達(dá)50MGOe以上。這一個(gè)世紀(jì)以來(lái)，材料的剩磁Br提高甚小，能積的提高要?dú)w功于矯頑力Hc的提高。而矯頑力的提高，主要得益于對(duì)其本質(zhì)的認(rèn)識(shí)和高磁晶各向異性化合物的發(fā)現(xiàn)，以及制備技術(shù)的進(jìn)步。二十世紀(jì)初，人們主要使用碳鋼、鎢鋼、鉻鋼和鈷鋼作永磁材料。二十世紀(jì)三十年代末，AlNiCo永磁材料開發(fā)成功，才使永磁材料的大規(guī)模應(yīng)用成為可能。五十年代，鋇鐵氧體的出現(xiàn)，既降低了永磁體成本，又將永磁材料的應(yīng)用范圍拓寬到高頻領(lǐng)域。到六十年代，稀土鈷永磁的出現(xiàn)，則為永磁體的應(yīng)用開辟了一個(gè)新時(shí)代。1967年，美國(guó)Dayton大學(xué)的Strnat等，用粉末粘結(jié)法成功地制成SmCo5永磁體，標(biāo)志著稀土永磁時(shí)代的到來(lái)。迄今為止，稀土永磁已經(jīng)歷第一代SmCo5，第二代沉淀硬化型Sm2Co17，發(fā)展到第三代Nd-Fe-B永磁材料。此外，在歷史上被用作永磁材料的還有Cu-Ni-Fe、Fe-Co-Mo、Fe-Co-V、MnBi、A1MnC合金等。這些合金由于性能不高、成本不低，在大多數(shù)場(chǎng)合已很少采用。而AlNiCo、FeCrCo、PtCo等合金在一些特殊場(chǎng)合還得到應(yīng)用。目前Ba、Sr鐵氧體仍然是用量最大的永磁材料，但其許多應(yīng)用正在逐漸被Nd-Fe-B類材料取代。并且，當(dāng)前稀土類永磁材料的產(chǎn)值已大大超過(guò)鐵氧體永磁材料，稀土永磁材料的生產(chǎn)已發(fā)展成一大產(chǎn)業(yè)。

磁鋼簡(jiǎn)介

永磁材料（permanent magnetic material）

具有寬磁滯回線、高矯頑力、高剩磁，一經(jīng)磁化即能保持恒定磁性的材料。又稱硬磁材料。實(shí)用中，永磁材料工作于深度磁飽和及充磁后磁滯回線的第二象限退磁部分。常用的永磁材料分為鋁鎳鈷系永磁合金、鐵鉻鈷系永磁合金、永磁鐵氧體、稀土永磁材料和復(fù)合永磁材料。

①鋁鎳鈷系永磁合金。以鐵、鎳、鋁元素為主要成分，還含有銅、鈷、鈦等元素。具有高剩磁和低溫度系數(shù)，磁性穩(wěn)定。分鑄造合金和粉末燒結(jié)合金兩種。20世紀(jì)30～60年代應(yīng)用較多，現(xiàn)多用于儀表工業(yè)中制造磁電系儀表、流量計(jì)、微特電機(jī)、繼電器等。

②鐵鉻鈷系永磁合金。以鐵、鉻、鈷元素為主要成分，還含有鉬和少量的鈦、硅元素。其加工性能好，可進(jìn)行冷熱塑性變形，磁性類似于鋁鎳鈷系永磁合金，并可通過(guò)塑性變形和熱處理提高磁性能。用于制造各種截面小、形狀復(fù)雜的小型磁體元件。

③永磁鐵氧體。主要有鋇鐵氧體和鍶鐵氧體，其電阻率高、矯頑力大，能有效地應(yīng)用在大氣隙磁路中，特別適于作小型發(fā)電機(jī)和電動(dòng)機(jī)的永磁體。永磁鐵氧體不含貴金屬鎳、鈷等，原材料來(lái)源豐富，工藝簡(jiǎn)單，成本低，可代替鋁鎳鈷永磁體制造磁分離器、磁推軸承、揚(yáng)聲器、微波器件等。但其最大磁能積較低，溫度穩(wěn)定性差，質(zhì)地較脆、易碎，不耐沖擊振動(dòng)，不宜作測(cè)量?jī)x表及有精密要求的磁性器件。

④稀土永磁材料。主要是稀土鈷永磁材料和釹鐵硼永磁材料。前者是稀土元素鈰、鐠、鑭、釹等和鈷形成的金屬間化合物，其磁能積可達(dá)碳鋼的150倍、鋁鎳鈷永磁材料的3～5倍 ，永磁鐵氧體的8～10倍，溫度系數(shù)低，磁性穩(wěn)定，矯頑力高達(dá)800千安/米。主要用于低速轉(zhuǎn)矩電動(dòng)機(jī)、啟動(dòng)電動(dòng)機(jī)、傳感器、磁推軸承等的磁系統(tǒng)。釹鐵硼永磁材料是第三代稀土永磁材料，其剩磁、矯頑力和最大磁能積比前者高，不易碎，有較好的機(jī)械性能，合金密度低，有利于磁性元件的輕型化、薄型化、小型和超小型化。但其磁性溫度系數(shù)較高，限制了它的應(yīng)用。

⑤復(fù)合永磁材料由永磁性物質(zhì)粉末和作為粘結(jié)劑的塑性物質(zhì)復(fù)合而成。由于其含有一定比例的粘結(jié)劑，故其磁性能比相應(yīng)的沒(méi)有粘結(jié)劑的磁性材料顯著降低。除金屬?gòu)?fù)合永磁材料外，其他復(fù)合永磁材料由于受粘結(jié)劑耐熱性所限，使用溫度較低，一般不超過(guò)150℃ 。但復(fù)合永磁材料尺寸精度高，機(jī)械性能好，磁體各部分性能均勻性好，易于進(jìn)行磁體徑向取向和多極充磁。主要用于制造儀器儀表、通信設(shè)備、旋轉(zhuǎn)機(jī)械、磁療器械及體育用品等。

磁鋼分類

第一大類是：合金永磁材料，包括稀土永磁材料（釹鐵硼Nd2Fe14B）、釤鈷(SmCo)、鋁鎳鈷（AlNiCo）

第二大類是：鐵氧體永磁材料（Ferrite）

按生產(chǎn)工藝不同分為：燒結(jié)鐵氧體、粘結(jié)鐵氧體、注塑鐵氧體，這三種工藝依據(jù)磁晶的取向不同又各分為等方性和異方性磁體。

這些就是目前市面上的主要永磁材料，還有一些因生產(chǎn)工藝原或成本原因，不能大范圍應(yīng)用而淘汰，如Cu-Ni-Fe（銅鎳鐵）、Fe-Co-Mo（鐵鈷鉬）、Fe-Co-V（鐵鈷釩）、MnBi（錳鉍）

1，稀土永磁材料（釹鐵硼Nd2Fe14B）：按生產(chǎn)工藝不同分為以下三種

（1）、燒結(jié)釹鐵硼（Sintered NdFeB）——燒結(jié)釹鐵硼永磁體經(jīng)過(guò)氣流磨制粉后冶煉而成，矯頑力值很高，且擁有極高的磁性能，其最大磁能積(BHmax)高過(guò)鐵氧體(Ferrite)10倍以上。其本身的機(jī)械性能亦相當(dāng)之好，可以切割加工不同的形狀和鉆孔。高性能產(chǎn)品的最高工作溫度可達(dá)200攝氏度。由于它的物質(zhì)含量容易導(dǎo)致銹蝕，所以根據(jù)不同要求必須對(duì)表面進(jìn)行不同的凃?qū)犹幚怼?如鍍鋅、鎳、環(huán)保鋅、環(huán)保鎳、鎳銅鎳、環(huán)保鎳銅鎳等)。非常堅(jiān)硬和脆，有高抗退磁性，高成本/性能比例，不適用于高工作溫度（>200℃）。

（2）、粘結(jié)釹鐵硼（Bonded NdFeB）——粘結(jié)釹鐵硼是將釹鐵硼粉末與樹脂、塑膠或低熔點(diǎn)金屬等粘結(jié)劑均勻混合，然后用壓縮、擠壓或注射成型等方法制成的復(fù)合型釹鐵硼永磁體。產(chǎn)品一次成形，無(wú)需二次加工、可直接做成各種復(fù)雜的形狀。粘結(jié)釹鐵硼的各個(gè)方向都有磁性，可以加工成釹鐵硼壓縮模具和注塑模具。精密度高、磁性能極佳、耐腐蝕性好、溫度穩(wěn)定性好。

（3）、注塑釹鐵硼（Zhusu NdFeB）——有極高之精確度、容易制成各向異性形狀復(fù)雜的薄壁環(huán)或薄磁體

2，燒結(jié)鐵氧體（Sintered Ferrite）的主要原料包括BaFe12O19和SrFe12O19，依據(jù)磁晶的取向不同分為等方性和異方性磁體。由于其低廉的價(jià)格和適中的磁性能而成為目前應(yīng)用較為廣泛的一種磁體。鐵氧體磁鐵是通過(guò)陶瓷工藝法制造而成，質(zhì)地也比較堅(jiān)硬，也屬脆性材料，由于鐵氧體磁鐵有很好的耐溫性及價(jià)格低廉，已成為應(yīng)用較為廣泛的永磁體。

3，橡膠磁（Rubber Magnet）是鐵氧體磁材系列中的一種，由粘結(jié)鐵氧體料粉與合成橡膠復(fù)合經(jīng)擠出成型、壓延成型、注射成型等工藝而制成的具有柔軟性、彈性及可扭曲的磁體?？杉庸こ蓷l狀、卷狀、片狀及各種復(fù)雜形狀。 橡膠磁體由磁粉（SrO6Fe2O3）、聚乙烯（CPE）和其它添加劑（EBSO、DOP）等組成，通過(guò)擠出、壓延制造而成。橡膠磁材可以是同性的或異性的，它由鐵氧體磁粉、CPE和某些微量元素制成，可彎、可捻、可卷。它無(wú)需更多機(jī)械加工即可使用，也可以按所需尺寸修整形狀,橡膠磁也可以根據(jù)客戶要求復(fù)PVC,背膠,上UV油等。它的磁能積在0.60 至1.50 MGOe之間。 橡膠磁材的應(yīng)用領(lǐng)域：冰箱、訊息告示架、將物件固定于 金屬體以用作廣告等的緊固件，用于玩具、教學(xué)儀器、開關(guān)和感應(yīng)器的磁片。主要應(yīng)用于微特電機(jī)、電冰箱、消毒柜、廚柜、玩具、文具、廣告等行業(yè)。

4，鋁鎳鈷（AlNiCo）是最早開發(fā)出來(lái)的一種永磁材料，是由鋁、鎳、鈷、鐵和其它微量金屬元素構(gòu)成的一種合金。根據(jù)生產(chǎn)工藝不同分為燒結(jié)鋁鎳鈷（Sintered AlNiCo）和鑄造鋁鎳鈷（Cast AlNiCo）。產(chǎn)品形狀多為圓形和方形。鑄造工藝可以加工生產(chǎn)成不同的尺寸和形狀；與鑄造工藝相比，燒結(jié)產(chǎn)品局限于小的尺寸，其生產(chǎn)出來(lái)的毛坯尺寸公差比鑄造產(chǎn)品毛坯要好，磁性能要略低于鑄造產(chǎn)品，但可加工性要好。在永磁材料中，鑄造鋁鎳鈷永磁有著最低可逆溫度系數(shù)，工作溫度可高達(dá)600攝氏度以上。鋁鎳鈷永磁產(chǎn)品廣泛應(yīng)用于各種儀器儀表和其他應(yīng)用領(lǐng)域。

5，釤鈷（SmCo）依據(jù)成份的不同分為SmCo5和Sm2Co17,分別為笫一代和笫二代稀土永磁材料。由于其原材料十分稀缺，價(jià)格昂貴而使其發(fā)展受到限制。釤鈷（SmCo）作為第二代稀土永磁體，不但有著較高的磁能積（14-28MGOe）和可靠的矯頑力，而且在稀土永磁系列中表現(xiàn)出良好的溫度特性。與釹鐵硼相比，釤鈷更適合工作在高溫環(huán)境中（>200℃）。

磁鋼資料

產(chǎn)品簡(jiǎn)介：由粉末冶金法制造。

化學(xué)組成：Nd2Fe14B

高剩磁、高矯頑力、高磁能積、高性能價(jià)格比 。

表面涂層或電鍍抗蝕性較低。

容易加工各種尺寸及最小規(guī)格，廣泛應(yīng)用于各個(gè)領(lǐng)域。

NdFeB粘結(jié)永磁材料是由NdFeB磁粉加入粘合劑而制成。日本自1988年成功地開發(fā)此材料以來(lái)其發(fā)展相當(dāng)?shù)穆曀?、產(chǎn)量成倍地增長(zhǎng)，它作為一種高性能的永磁材料，符合當(dāng)代電子產(chǎn)品期短、小、輕、薄方向發(fā)展的潮流。

磁鋼應(yīng)用

粘結(jié)釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)及應(yīng)用開發(fā)較晚，應(yīng)用面不廣，用量較小，主要用于辦公室自動(dòng)化設(shè)備、電裝機(jī)械、視聽設(shè)備、儀器儀表、小型馬達(dá)和計(jì)量機(jī)械、在手機(jī)、CD-ROM、DVD-ROM驅(qū)動(dòng)電機(jī)、硬盤主軸電機(jī)HDD、其他微特直流電機(jī)和自動(dòng)化儀器儀表等領(lǐng)域應(yīng)用廣泛。近年我國(guó)粘結(jié)釹鐵硼永磁材料的應(yīng)用比例為：計(jì)算機(jī)占62%，電子工業(yè)占7%，辦公室自動(dòng)化設(shè)備占8%，汽車占7%，器具占7%，其他占9%。

與燒結(jié)磁比較，它可一次成形，無(wú)需二次加工、可以做成各種形狀復(fù)雜的磁體，這也是燒結(jié)磁體所無(wú)法相比的，應(yīng)用它可大大減少電機(jī)的體積及重量。

磁鋼術(shù)語(yǔ)定義

主要磁性能：

包括永磁材料的剩磁（Br），磁極化強(qiáng)度矯頑力（內(nèi)稟矯頑力）（Hcj）磁感應(yīng)強(qiáng)度矯頑力（Hcb）,最大磁能積（（BH）max）

輔助磁性能：

包括永磁材料的相對(duì)回復(fù)磁導(dǎo)率（μrec）、剩磁溫度系數(shù)（α（Br））、磁極化強(qiáng)度矯頑力溫度系數(shù)（α（Hcj））、居里溫度（Tc）

磁鋼分類牌號(hào)

材料分類：

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料按磁極化強(qiáng)度矯頑力大小分為低矯頑力N，中等矯頑力M，高矯頑力H，特高矯頑力SH，超高矯頑力UH，極高矯頑力EH六類產(chǎn)品

牌號(hào)：

每類產(chǎn)品按最大磁能積大小劃分若干個(gè)牌號(hào)

N35—N52,N35M—N50M，N30H—N48H,N30SH—N45SH，N28UH—N35UH,N28EH—N35EH

數(shù)字牌號(hào)：

牌號(hào)示例：048021表示（BH）max為366~398kj/m，Hcj為800KA/m的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料。

字符牌號(hào)：

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的牌號(hào)由主稱賀2種磁特性三部分組成，第一部分為主稱，由釹元素的化學(xué)符號(hào)ND，鐵元素的化學(xué)符號(hào)FE和硼元素的化學(xué)符號(hào)B組成，第二部分為線前的數(shù)字，是材料最大磁能積（BH）max的標(biāo)稱值（單位為kj/m），第三部分為斜線后的數(shù)字，磁極化強(qiáng)度矯頑力值（單位為KA/m）的十分之一，數(shù)值采用四舍五入取整。

牌號(hào)示例：NdFeb380/80表示（BH）max為366~398kj/m,Hcj為800KA/MR的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料。

磁鋼化學(xué)成分

釹鐵硼永磁材料是以金屬間化合物RE2FE14B為基礎(chǔ)的永磁材料。主要成分為稀土（RE）、鐵（FE）、硼（B）。其中稀土ND為了獲得不同性能可用部分鏑（Dy）、鐠（Pr）等其他稀土金屬替代，鐵也可被鈷（Co）、鋁（Al）等其他金屬部分替代，硼的含量較小，但卻對(duì)形成四方晶體結(jié)構(gòu)金屬間化合物起著重要作用，使的化合物具有高飽和磁化強(qiáng)度，高的單軸各向異性和高的居里溫度。

磁鋼制造工藝

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料采用的是粉末冶金工藝，熔煉后的合金制成粉末并在磁場(chǎng)中壓制成壓胚，壓胚在惰性氣體或真空中燒結(jié)達(dá)到致密化，為了提高磁體的矯頑力，通常需要進(jìn)行時(shí)效熱處理。

磁鋼材料應(yīng)用

燒結(jié)釹鐵硼永磁材料具有優(yōu)異的磁性能，廣泛應(yīng)用于電子、電力機(jī)械、醫(yī)療器械、玩具、包裝、五金機(jī)械、航天航空等領(lǐng)域，較常見(jiàn)的有永磁電機(jī)、揚(yáng)聲器、磁選機(jī)、計(jì)算機(jī)磁盤驅(qū)動(dòng)器、磁共振成像設(shè)備儀表等。

而近幾年來(lái)，釹鐵硼磁鋼作為節(jié)能環(huán)保的朝陽(yáng)產(chǎn)業(yè)，已廣泛用于信息技術(shù)、汽車、核磁共振、風(fēng)力發(fā)電和電機(jī)等領(lǐng)域，預(yù)計(jì)未來(lái)3-5年的復(fù)合增長(zhǎng)率在20%左右。由于中國(guó)具有明顯的資源、成本和市場(chǎng)優(yōu)勢(shì)，世界釹鐵硼產(chǎn)業(yè)正在向中國(guó)轉(zhuǎn)移，2005年中國(guó)釹鐵硼產(chǎn)量己經(jīng)占到全球產(chǎn)量的70%以上。

釹鐵硼磁鋼分燒結(jié)釹鐵硼與粘接釹鐵硼兩種。

磁鋼概述

是應(yīng)用最廣泛的的一種永磁材料，以粉末冶金法制造，主要分為鋇料(Ba)和鍶料(Sr)兩種，并分為各向異性和各向同性兩類，是不易退磁不易腐蝕的一種永磁材料，最高工作溫度可達(dá)250℃，較堅(jiān)硬且脆，可用金剛石沙等工具切割加工，用合金剛加工之模具一次成型。此類產(chǎn)品大量應(yīng)用于永磁電機(jī)(Motor)和揚(yáng)聲器(Speaker)等領(lǐng)域。

磁鋼主要特性

是由粉末冶金法制造

- 化學(xué)組合為 - Ba/Sr O6 FeO

- 較堅(jiān)硬和脆

- 不易退磁

- 非常好防蝕性

- 價(jià)格低廉, 來(lái)源豐富

- 溫度穩(wěn)定性佳

- 最廣泛性用之永磁

磁鋼最原始的定義即是鋁鎳鈷合金(磁鋼在英文中AlNiCo即鋁鎳鈷的縮寫)，磁鋼是由幾種硬的強(qiáng)金屬，如鐵與鋁、鎳、鈷等合成，有時(shí)是銅、鈮、鉭合成，用來(lái)制作超硬度永磁合金（Any of several hard, strong alloys of iron, aluminum, nickel, cobalt and sometimes copper, niobium, or tantalum, used to make strong permanent magnets.）。其金屬成分的構(gòu)成不同，磁性能不同，從而用途也不同，主要用于各種傳感器、儀表、電子、機(jī)電、醫(yī)療、教學(xué)、汽車、航空、軍事技術(shù)等領(lǐng)域。鋁鎳鈷磁鋼是最古老的一種磁鋼, 被人們稱為天然磁體, 雖然他最古老, 但他出色的對(duì)高溫的適應(yīng)性, 使其至今仍是最重要的磁鋼之一.鋁鎳鈷可以在500℃以上的高溫下正常工作, 這是他最大的特點(diǎn), 另外抗腐蝕性能也比其他的磁體強(qiáng)。

鋁鎳鈷合金（Alnico）是一種鐵合金，除了鐵以外，還添加了鋁（Al）、鎳（Ni）、鈷（Co）以及少量其他增強(qiáng)磁性能的成分。鋁鎳鈷合金具有高矯頑性（coercivity），是很適合為永久磁鐵的材料。鋁鎳鈷合金堅(jiān)硬易脆，無(wú)法冷加工（cold work），必需用鑄造或者燒結(jié)（Sintering）處理制成。

舉一個(gè)中間性質(zhì)的各向異性鑄造鋁鎳鈷合金例子，Alnico-6的成分為8% Al、16% Ni、24% Co、3% Cu、1% Ti，其它都是Fe。Alnico-6的最大磁能積（BHmax）為3.9百萬(wàn)高斯-奧斯特（megagauss-oersted，MGOe），矯頑性為780 oersted ，居里溫度為860 °C，最高工作溫度為525 °C。[20]

于1931年，日本材料專家Mishima發(fā)現(xiàn)了一種特定成分的鋁鎳鈷合金（58% Fe，30%Ni，12%Al），其矯頑性極高，是那時(shí)期最好的磁性鋼的兩倍。[21]

無(wú)磁鋼也叫無(wú)磁性鋼和非磁性鋼，實(shí)際上指沒(méi)有鐵磁性而不能被磁化的鋼。

sintered magnetic steel

采用粉末冶金方法生產(chǎn)的一種硬磁材料。

性能略低于鑄造磁鋼，但生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單，容易加工，主要用作小型或異型磁鋼零件。

原料采用鐵粉、鐵鋁合金粉、鎳粉、鈷粉或銅粉，用粉末冶金法制備。

作為無(wú)磁鋼通常是在鋼中添加大量的鎳、錳、鉻、銅等合金元素，使奧氏體轉(zhuǎn)變點(diǎn)A3降到常溫以下。