解讀GB/T 18880—2012《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》

楊小玲,陳 剛

(1.上海科技管理干部學(xué)院,上海 201800; 2.核工業(yè)第八研究所,上海 201809)

0 前 言

GB/T 18880—2012《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》國家標(biāo)準(zhǔn)[1]由核工業(yè)第八研究所負(fù)責(zé)起草,屬于新材料技術(shù)領(lǐng)域磁性材料中的稀土永磁材料標(biāo)準(zhǔn).2012年11月,中國國家標(biāo)準(zhǔn)委發(fā)布2012年第28期公告,批準(zhǔn)GB/T 18880—2012《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》于2013年5月1日起實施.

1 標(biāo)準(zhǔn)綜合評述

1.1 適用范圍

該國家標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了燒結(jié)釹鐵硼永磁材料的主要磁性能、試驗方法、檢驗規(guī)則、檢驗標(biāo)志、包裝、運輸和貯存.同時給出了主要力學(xué)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(chǎn)的燒結(jié)釹鐵硼永磁材料.

該標(biāo)準(zhǔn)按磁極化強度矯頑力大小將燒結(jié)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(chǎn)品,共23個牌號.依據(jù)國際電工委員會的規(guī)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(xué)、物理性能、產(chǎn)品尺寸、形位偏差成分以及工藝,以便于不同領(lǐng)域的用戶設(shè)計和選擇.對電子、電力、機械和醫(yī)療器械等不同領(lǐng)域的應(yīng)用,如永磁電機、揚聲器、磁選機、計算機磁盤驅(qū)動器、磁共振成象設(shè)備和儀表等應(yīng)用產(chǎn)品的質(zhì)量起到有效的保障作用.

1.2 編制原則及標(biāo)準(zhǔn)水平情況

該標(biāo)準(zhǔn)以GB/T 1.1—2000和GB/T 1.2—2002《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則》為原則,本著保持標(biāo)準(zhǔn)的連續(xù)性,對原標(biāo)準(zhǔn)GB/T 18880—2002《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》[2]的技術(shù)內(nèi)容進(jìn)行了必要的補充和修改,同時注重積極采納國際標(biāo)準(zhǔn)而編制的.根據(jù)IEC國際標(biāo)準(zhǔn)中注射成型牌號較多的特點,以及國內(nèi)從事注射成型粘結(jié)釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)廠家增多的趨勢,本標(biāo)準(zhǔn)修改時增加了注射成型牌號.根據(jù)釹鐵硼磁粉性能的改進(jìn),對磁體性能參數(shù)進(jìn)行了一些調(diào)整.本著通用性原則,在保持本標(biāo)準(zhǔn)具有國際先進(jìn)性的前提下,仍保留一些稍低性能的牌號,以滿足現(xiàn)有企業(yè)生產(chǎn)的需要.

目前,釹鐵硼永磁材料的國際標(biāo)準(zhǔn)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(guī)范第一節(jié)硬磁材料一般技術(shù)條件》,該標(biāo)準(zhǔn)已修訂為IEC 60404-1∶2000.由于粘結(jié)永磁材料具有較高的性價比,廣泛應(yīng)用于儀表和小電機等領(lǐng)域,近年來發(fā)展很快,所以在新的分類標(biāo)準(zhǔn)中,將粘結(jié)磁體單獨歸為U類.

我國標(biāo)準(zhǔn)則是按照不同永磁材料分別制訂的.粘結(jié)釹鐵硼永磁材料標(biāo)準(zhǔn)是2002年制訂的,標(biāo)準(zhǔn)號為GB/T 18880—2002.釹鐵硼永磁材料國際標(biāo)準(zhǔn)與我國相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的差異主要表現(xiàn)在以下兩個方面.

1.2.1 牌號和磁性能方面的差異

粘結(jié)釹鐵硼永磁材料國際標(biāo)準(zhǔn)IEC 60404-8-1規(guī)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(jié)釹鐵硼永磁材料》標(biāo)準(zhǔn)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(dāng)時制定國標(biāo)時,國內(nèi)采用注射成型生產(chǎn)方式的廠家較少,大部分廠家采用模壓成型的生產(chǎn)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(biāo)準(zhǔn)的框架更加接近.

從粘結(jié)釹鐵硼永磁材料的牌號表示方式來看,IEC國際標(biāo)準(zhǔn)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(nèi)稟矯頑力的大小.GB/T 18880—2002《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》用數(shù)字表示材料牌號,修訂后的新標(biāo)準(zhǔn)增加了字符型牌號,并與數(shù)字型牌號一一對應(yīng).部分牌號的主要性能及對應(yīng)的國際標(biāo)準(zhǔn)對照見表1(見下頁).

從標(biāo)準(zhǔn)牌號的性能來看,新標(biāo)準(zhǔn)是在國內(nèi)進(jìn)行大量試驗論證的基礎(chǔ)上,參考國際著名企業(yè)的同類產(chǎn)品樣本技術(shù)要求后確定的.標(biāo)準(zhǔn)中注射成型7個牌號的性能指標(biāo)與日本愛普生公司產(chǎn)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(chǎn)品樣本值相當(dāng)；另一個牌號為具有我國特色的低矯力高剩磁型產(chǎn)品.新標(biāo)準(zhǔn)基本框架和大多數(shù)材料牌號保持不變,增加了注射成型牌號,與IEC國際標(biāo)準(zhǔn)的框架更加接近,因此,新標(biāo)準(zhǔn)已達(dá)到國際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)水平.

1.2.2 尺寸偏差方面的差異

在IEC標(biāo)準(zhǔn)和我國制訂的標(biāo)準(zhǔn)中都特別強調(diào)了供需雙方協(xié)商確定的條款,這是由釹鐵硼永磁材料的應(yīng)用特點所決定的.盡管如此,標(biāo)準(zhǔn)中仍對釹鐵硼永磁材料提出了基本尺寸這一要求.粘結(jié)釹鐵硼永磁產(chǎn)品因其應(yīng)用領(lǐng)域及形狀不同,存在一定差異,GB/T 18880—2012《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》設(shè)計了三類偏差值,偏差控制與IEC國際標(biāo)準(zhǔn)相當(dāng).

1.3 與原標(biāo)準(zhǔn)內(nèi)容的主要技術(shù)差異

(1) 引用標(biāo)準(zhǔn)中增加了“GB/T 2423.17電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)程試驗Ka:鹽霧試驗方法”和“GB/T 2423.18電工電子產(chǎn)品基本環(huán)境試驗規(guī)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(chǎn)品的發(fā)展趨勢和國內(nèi)產(chǎn)品生產(chǎn)實際需要.

(3) 對模壓成型磁體牌號的部分參數(shù)進(jìn)行了調(diào)整,使其更加合理.

(4) 標(biāo)準(zhǔn)原規(guī)定涂層后的產(chǎn)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(xiàn)去掉針眼二字,因為電泳涂覆處理時會有電接觸點,多數(shù)廠家限于技術(shù)水平無法保證涂層后的產(chǎn)品表面不出現(xiàn)針眼.

(5) 標(biāo)準(zhǔn)原規(guī)定每批產(chǎn)品應(yīng)進(jìn)行防銹性能測試,現(xiàn)改為當(dāng)防銹涂層材料、工藝發(fā)生改變時,應(yīng)按供需雙方商定的防銹性能指標(biāo)項目和合格質(zhì)量水平進(jìn)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(chǎn)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(nèi)外市場營銷和貿(mào)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(huán)保和員工身體健康.密著性膠帶剝離試驗將原規(guī)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(jìn)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(jié)釹鐵硼永磁材料的輔助磁性能和主要力學(xué)、物理性能的典型值,供設(shè)計和選材時參考.其中原規(guī)定壓縮成型粘結(jié)釹鐵硼永磁材料的硬度(HRB)為35;注射成型粘結(jié)釹鐵硼永磁材料的硬度(HRB)為110.由于這兩種磁體的粘結(jié)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(jù)反饋意見進(jìn)行了驗證試驗,對原有參數(shù)進(jìn)行了適當(dāng)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(yīng).

(10) 5.1條表1中增加字符型牌號,與數(shù)字型牌號一一對應(yīng),并增加牌號示例,如與048135A對應(yīng)的字符型牌號為B-NdFeB84/64A,B表示粘結(jié),NdFeB表示釹鐵硼材料,84表示該粘結(jié)釹鐵硼材料最大磁能積的中間值為84 kJ/m3,64表示該粘結(jié)釹鐵硼材料的內(nèi)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(zhì)支柱之一,進(jìn)入21世紀(jì),我國已經(jīng)成為全球磁性材料的產(chǎn)業(yè)中心.稀土永磁材料行業(yè)已經(jīng)成為我國電子行業(yè)中最具國際競爭力,與國際差距最小的子行業(yè).粘結(jié)釹鐵硼永磁材料是一種重要的磁性材料,GB/T 18880—2002《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》自2002年11月19日發(fā)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(jié)釹鐵硼磁體行業(yè)，無論是產(chǎn)業(yè)規(guī)模還是技術(shù)水平，均取得了突飛猛進(jìn)的發(fā)展.中國粘結(jié)釹鐵硼磁體行業(yè)走出了一條自主研發(fā)和引進(jìn)國外先進(jìn)技術(shù)相結(jié)合的發(fā)展之路,目前已經(jīng)成為世界上粘結(jié)釹鐵硼永磁體最大的制造中心,也是最大的應(yīng)用市場.形成了如上海愛普生、成都銀河、核工業(yè)第八研究所和淄博華光等一批具有相當(dāng)規(guī)模的企業(yè)和科研單位.從技術(shù)發(fā)展的角度來說,國內(nèi)的粘結(jié)釹鐵硼永磁體的生產(chǎn)工藝已經(jīng)從最初單一的壓縮成型工藝,發(fā)展了注射成型工藝,而且在上海愛普生已經(jīng)建設(shè)成粘結(jié)釹鐵硼磁體行業(yè)全球唯一的擠出成型生產(chǎn)線,各向異性的粘結(jié)釹鐵硼永磁體的開發(fā)也都提到各企業(yè)的開發(fā)日程上.從應(yīng)用角度來看,粘結(jié)釹鐵硼永磁體的最大應(yīng)用市場依然是電腦和DVD.隨著粘結(jié)釹鐵硼永磁體應(yīng)用技術(shù)的發(fā)展,該材料在打印機設(shè)備、汽車微電機、變頻家電和便攜電動工具中取得了新的應(yīng)用,尤其是在磁粉原料中添加了PPS等耐高溫的粘結(jié)樹脂后,粘結(jié)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(lǐng)域獲得更加廣泛的應(yīng)用.

GB/T 18880—2012《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》是對原標(biāo)準(zhǔn)的修訂和完善,為粘結(jié)釹鐵硼永磁材料產(chǎn)品的生產(chǎn)商、用戶、供應(yīng)商三方提供了最基本的技術(shù)依據(jù),帶來技術(shù)進(jìn)步、品種增多和性能提高的競爭局面.隨著粘結(jié)釹鐵硼永磁材料行業(yè)的發(fā)展,產(chǎn)品種類增多,性能要求發(fā)生變化,檢測方法增加,對原標(biāo)準(zhǔn)及時修訂已十分必要.修訂后的標(biāo)準(zhǔn)對于規(guī)范粘結(jié)釹鐵硼永磁材料的生產(chǎn)和銷售貿(mào)易,促進(jìn)企業(yè)技術(shù)改造和產(chǎn)品質(zhì)量的提高,減少生產(chǎn)廠家和用戶之間的貿(mào)易糾紛,滿足生產(chǎn)、銷售、檢測、科研的需要等都具有重要意義.在此基礎(chǔ)上,促使生產(chǎn)方正確采用原材料,合理調(diào)整生產(chǎn)工藝,完善檢測手段,更細(xì)致地劃分產(chǎn)品牌號,從而為用戶生產(chǎn)出更滿意的產(chǎn)品.

3 結(jié)束語

在制定GB/T 18880—2012《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》標(biāo)準(zhǔn)過程中,得到了全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會的指導(dǎo),國內(nèi)大多數(shù)粘結(jié)釹鐵硼生產(chǎn)企業(yè)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(biāo)準(zhǔn)更加完善.但由于目前條件不夠成熟、生產(chǎn)廠家太少等原因,粘結(jié)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(jìn)入本標(biāo)準(zhǔn),期待下次修訂時能夠更加全面.

參考文獻(xiàn):

[1] 全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 18880—2012《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2012.

[2] 全國稀土標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)委員會.GB/T 18880—2002《粘結(jié)釹鐵硼永磁材料》[S].北京:中國標(biāo)準(zhǔn)出版社,2002.