3月11日，在內蒙古自治區(qū)包頭市金蒙匯磁材料有限責任公司(以下簡稱金蒙匯磁)生產車間，兩臺新購置的大型燒結設備和檢測設備吸引記者駐足觀看。因產品轉型升級需求，金蒙匯磁新引進4臺燒結爐和2臺檢測設備，用于提高電聲稀土永磁釹鐵硼性能，增加產品的穩(wěn)定性。

“具有齊備的檢測手段和完善的質量保證體系。擁有激光粒度儀、鹽霧機、恒溫恒濕箱、ICP、磁性能檢測儀、掃描電鏡、膜厚檢測儀等檢測儀器設備，可以滿足電聲稀土永磁磁體過程中各個環(huán)節(jié)的檢測需求。”金蒙匯磁技術副總王強說道。

高標準材料特性急需新技術解決

近年來，伴隨著智能手機、平板電腦、筆記本電腦、便攜式媒體播放器、數(shù)碼相機、虛擬現(xiàn)實設備等數(shù)碼產品在全球范圍內的持續(xù)發(fā)展和電聲產業(yè)的大規(guī)模國際轉移，代表電聲高端水平的微型電聲元器件和消費類電聲產品在我國得到了快速發(fā)展。

金蒙匯磁董事長孫喜平介紹說：“智能電聲產品已經(jīng)擺脫了傳統(tǒng)電聲產品作為視聽娛樂、撥打電話時的配套、從屬性質的地位，成為了獨立的智能化設備。”

據(jù)孫喜平介紹，中國電聲行業(yè)自20世紀80年代以來保持了快速發(fā)展態(tài)勢，已自行研發(fā)并逐步掌握了從電聲元器件到終端電聲產品的多項生產技術，形成了較為完整的電聲工業(yè)體系和相關產業(yè)鏈。到目前為止，我國已成為全球最主要的耳機生產國，因此電聲磁體市場需求份額巨大。

“隨著電聲器材技術快速的革新，逐漸向高保真和小型化發(fā)展，要求使用性能更高的磁體，所以利用白云鄂博礦La、Ce稀土降低成本，研發(fā)新產品，提高性能，實現(xiàn)稀土永磁行業(yè)的可持續(xù)發(fā)展，資源化的合理利用和環(huán)境保護具有十分重要意義。”王強說道。

據(jù)王強介紹，各類新產品對電聲永磁體的要求極高，例如要有較大矯頑力，而且表面防護要做好等，對整個加工工藝的要求更是嚴格。釹鐵硼的結構特性決定了其耐蝕性能較差，因此必須通過防護處理后才能應用，目前國內超過95%的燒結釹鐵硼產品采用電鍍防護技術。

據(jù)悉，采用電鍍防護釹鐵硼的組織和化學性能使得其在電鍍處理工藝過程中與酸洗液、電鍍液發(fā)生反應，在防護鍍層還沒有覆蓋磁體工件時，磁體就已經(jīng)遭到腐蝕，在磁體表層產生疏松、電解液殘留、裂紋等缺陷。此外，釹鐵硼企業(yè)自身的電鍍加工以及通過“外協(xié)”加工，環(huán)保和排放治理的壓力日益增加，在管理水平和產品一致性也參差不齊。

“對于未來動力電機磁體這一釹鐵硼重要的應用方向，采用電鍍難以滿足防護要求，這是因為電機頻繁啟動導致電鍍鍍層應力在交變溫場作用下發(fā)生波動性變化，最終導致鍍層剝離。”內蒙古工業(yè)大學教授馬文說道。

全新工藝讓永磁材料看到美好未來

在這樣的背景下，金蒙匯磁和內蒙古工業(yè)大學合作，開發(fā)了超音速低壓冷噴涂設備制備釹鐵硼磁體表面鋁防護涂層技術。雙方課題組通過共同的努力，目前已完成了燒結釹鐵硼基體的批量化前處理的工藝、Al防腐涂層制備工藝和重稀土晶界擴散前置涂層制備工藝的優(yōu)化。項目組現(xiàn)可利用新型噴涂工藝生產小批量的Al防護涂層和重稀土晶界擴散涂層。

“經(jīng)多方測試驗證，項目組開發(fā)的Al防護涂層耐中性鹽霧腐蝕時間可高達350h，重稀土涂層經(jīng)擴散處理后，磁體矯頑力可提高25%以上。”馬文說告訴記者。

馬文介紹，所謂冷噴涂是一種金屬、陶瓷涂層的制備工藝，它利用低溫加熱裝置將粉體軟化，經(jīng)過壓縮空氣加速達到臨界速度(超音速)，粒子撞扁在基體表面，經(jīng)過強烈的塑性變形以及粒子間機械咬合力而沉積形成涂層。

冷噴涂的溫度低、不發(fā)生氧化、可制備復合涂層、對基體的熱影響小、涂層孔隙率低、形成的涂層承受壓應力、殘余應力小、沉積率高、能保留原始粉末材料的性能、由于不需要高溫因而操作更安全。

作為一個產品，利潤點是關鍵。金蒙匯磁利用鑭、鈰稀土價格低的優(yōu)點，研究鑭鐵硼，鈰鐵硼，鈰釹鐵硼等合金成分與合金微觀組織特征，研究高風度元素鑭鈰對磁體微觀組織結構的影響，設計開發(fā)高豐度稀土偏聚于主相晶粒核心的核殼結構，有效抑制晶粒表面反磁化過程，顯著提高磁體的矯頑力及溫度穩(wěn)定性。

王強還介紹了新工藝的關鍵流程：通過原始成分設計、速凝薄片工藝、燒結及回火工藝優(yōu)化，調控鑭、鈰稀土所形成的稀土鐵硼主相及其第二相分布、鈰價態(tài)，優(yōu)化磁性能、提高服役性能及改善微觀結構。通過熔煉及速凝工藝制備出柱狀晶良好且厚度適當?shù)乃倌龓Вㄟ^檢測速凝帶的微觀結構，優(yōu)化鑭、鈰稀土的添加量。在通過氫碎、氣流磨、成型燒結等合理的工藝技術制備出高性能電聲燒結磁體。

“我們正在建設的應用白云鄂博鑭、鈰稀土的高端電聲磁體生產線，在需求巨大的稀土永磁電聲應用領域具有極大的競爭力和應用前景。”孫喜平說。

在孫喜平看來，在未來抓住5G機遇，占領更大的市場份額，而虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)對電聲系統(tǒng)在高保真、降噪和智能化等方面的更高要求將為電聲企業(yè)帶來更廣闊的發(fā)展空間。智能音響、可穿戴設備的發(fā)展也會為微電聲器件行業(yè)帶來新的發(fā)展機遇，電聲磁體未來的市場空間依然廣闊。(記者 張景陽 通訊員 李寶樂)

關鍵詞： 電聲稀土永磁材料