暑期社会实践个人技术总结报告
个人技术报告
——汽车内饰生产工艺基础
公司：金科磁业有限公司
学校：北京航空航天大学
学院：材料科学与工程
姓名：刘 洋
汽车内饰生产工艺基础
磁性材料是各种电子产品主要的配套产品，无论是消费家电产品和工业类如计算机、通讯设备、汽车，以及国防工业均离不开磁性材料。当前，中国各种磁性材料的产量基本上世界第一，成为磁性材料生产大国和磁性材料产业中心。中国磁性材料的中长期市场前景十分光明，中国的磁性材料产品在全球的地位必将进一步提高。必须加强科技创新力度、加强技术改造加强企业管理水平，调整产业结构和提高产品档次，使中国磁性材料从大国走向强国。
一、中国磁性材料产业现状
1. 中国磁体产业的发展历程
目前，全球的经济已进入了一个信息时代，作为一种功能材料，磁性材料所占的地位越
来越重要。当前主要的商品磁体共有4类：20世纪30年代开发的铝-镍-钴永磁（AlNiCo）；50年代初期开发的铁氧体磁体；60年代末开发的钐-钴磁体（Sm-Co）；80年代初开发的稀土永磁钕铁硼（Nd-Fe-B）。而稀土永磁，特别是钕铁硼是磁性材料里最重要的一部分，在永磁材料中发展最快，平均以每年10％的速度增长。 中国磁体产业在中国的出现远较西方发达国家晚，起始期是1969年到1987年之间。因为当时的稀土永磁钐钴磁体的高成本、国内市场的需求量少，所以到八十年代初还没有形成自己的磁体工业。1987～1996的十年是中国磁体产业开始发展的第一阶段，其特点是起点低：由于投资小，设备简陋，生产设备基本完全是国产的，经营理念落后，仍局限于小生产的模式。
1997～20xx的五年是中国磁体产业发展的第二阶段，其特点是起点远高于前一阶段：投资强度大，引进一部分国外的先进技术设备，能够按先进的工艺路线组织生产，产品质量一般属中低档。 20xx年起，中国磁体产业的发展将进入第三阶段。企业建立的特点将是“三高”，即高起点、高投入、高回报：1）产品瞄准特定用途所需的高档磁体；投资规模巨大，引进整条先进生产线；2）按现代化管理的理念，组织集约式分段联营的大生产：磁体生产分为两段—母合金/粉料的生产和磁体制备，投资显著降低，效益则大为提高；3）按资本运作的规律运营，从而保证磁体产业较高的回报率。特别是有可能从国外引进最先进的或采用国产先进生产线，生产高档的磁体产品。
进入21世纪，发达国家的磁体生产由于成本过高，已难以为继，世界磁性材料行业纷纷向中国或第三世界地区转移，中国作为首选的国家。世界一些著名的磁性材料制造企业看好
中国，如日本的TDK、FDK、EPSON、日立金属、住友特殊等，韩国的梨树、三和、磁化等，欧洲的PHILIPS、德国的VAC、EPCOS，美国的ARNORD、MAGNEQUENCH 已经转移到中国。世界磁性材料生产向中国转移，增强了中国磁性材料工业的整体实力，提高生产技术，加速了中国成为世界磁性材料生产基地和销售市场的建设。
2、中国稀土永磁――钕铁硼的发展
20xx年稀土磁体（NdFeB+SmCo）产值首次超过了铁氧体的，此趋势与日俱增。换言之，稀土磁体在21世纪将唱主角。 代表当今磁体最高性能的NdFeB稀土永磁的80年代初问世时，正好赶上计算机产业的微型化，故该磁体立即成为制造诸如磁盘驱动器等计算机外设的关键材料。NdFeB更广泛用于各类音响/影像等消费电子器件中，90年代以来在全球迅速普及的.移动通讯设备—手机也离不开NdFeB的重要贡献。
烧结Nd-Fe-B系永磁材料，以下简称为S-NdFeB永磁材料或S-NdFeB永磁体。S-NdFeB永磁体是一种能量密度很高的储能器，利用它可以高效率地实现能量与信息的相互转换，而它本身的能量并不消耗。烧结NdFeB磁体在中国的用途主要有，高技术领域的应用,诸如MRI，VCM，CD传感器，CD-ROM，DVD-ROM，手机，电池驱动工具，EB，EAV，EV； 传统用途，诸如扬声器，耳机，话筒等音响器件，磁选机/磁分离器，各类磁化器包括民用水脱垢器，油田用的脱腊器，酒厂用的陈化器等；低档用途，诸如慈溪等地生产的磁性纽扣。
20xx年中国生产烧结NdFeB磁体27,150吨，毛坯46,150吨。与20xx年相比产量增长49%。而产量与产值存在的巨大差距正是中国稀土永磁体产业面临的主要问题。改进产品性能，提高产品档次是解决此矛盾的唯一出路，就是说尽快消除存在于中国磁体产业与西方国家之间的技术差距。
20xx年国内烧结钕铁硼行业热情空前高涨，新增生产能力大幅提高，中科三环公司通过长期努力，第一次进入到为日本、欧洲等发达国家磁材企业所垄断的钕铁硼高端应用领域――计算机硬盘驱动器音圈电机（VCM）应用市场；在另外的一个高端应用领域――汽车应用领域方面，中科三环的钕铁硼磁体也成功应用在点火线圈、电动助力转向、气囊传感器等汽车零部件中，同时还进入了核磁共振成像仪领域。对于上述几个稀土永磁高端应用市场的进入，标志着中国的稀土永磁产品结束了大部分只局限于中低端应用市场的不利局面，真正开始与日、欧发达国家磁材巨头争夺高端应用市场。
S-NdFeB永磁材料正在推动计算机硬盘技术、核磁共振成像技术、电动车、风力发电、工业永磁电机、消费电子（CD、DVD、手机、音响、复印机、扫描仪、摄像机、照相机、冰箱、电视机、空调机等）技术及磁力机械、磁悬浮技术、磁传动等产业和技术的迅速发展。
3、中国新型稀土永磁材料的研究开发现状
在新型稀土永磁材料研究方面，我国科学家无时不出现于国际前沿。在ThMn12结构金属间化合物研究方面，我国是最早开展这方面研究的国家之一，在结构与磁性，超精细相互化合物方面，我国最早报道了RF11TiNy的研究成果，开辟了ThMn12结构间隙化合物研究领域；在Nd3(Fe,Ti)29新相研究方面，我国科学家首先发现了Sm3(Fe,Ti)29单相化合物及其氮化物，并研究了它的磁性。 近年来，利用快淬工艺制备各向异性稀土永磁材料方面做了一些探索。最近，中国科学院物理所利用快淬工艺成功的合成出具有高磁能积的磁各向异性Sm-Co稀土永磁材料，其室温磁性能可达18.2MGOe，剩磁比为0.9，并且通过球磨后制备的粘结磁体仍旧保持各向异性，具有高的磁能积。同时发现碳元素能够控制易磁化轴在快淬带中的织构方向并细化晶粒可进一步提高其硬磁性能。
北京大学，研制成功了具有自主知识产权的ThMn12结构氮化物稀土永磁材料[5]。目前，已开发出磁能积为15～20MGOe左右的R（Fe,M）12Ny(R=Pr,Nd;M=Mo,Ti,V)间隙化合物稀土永磁材料，已建成年生产能力100吨的中试生产线，进行产业化推广[6]。20xx年10月 ，深圳北大双极高科技股份有限公司与深圳中核集团公司签约，合作建立新型稀土永磁材料基地，将根据市场发展需要，拟在深圳建设年产1000吨钕铁氮磁粉的产业化示范生产线。此签约项目涉及3.5亿元的巨大数额。该磁粉在质量上和性能上居世界领先地位，这项成果是把基础研究成果转化为现实生产力的成功典范。目前，国内外一些知名企业正在利用钕铁氮制造磁体产品。该项目得到了国家发改委、科技部、教育部和北京市科委的立项支持。
钢铁研究总院，开展了高使用温度稀土永磁材料的制作技术和工艺的研究，进一步研究不同材料的阶段性热处理退火工艺、胞相和胞状结构与温度磁性能的关系。获得Sm2Co17高温磁体的性能450℃时 (BH)max≥9MGOe，Hic≥7.9kOe。
上海大学材料研究所申请并承担各向异性钕铁硼磁体的国家自然基金、上海科委和教委纳米专项等多项课题，进行粘结各向异性钕铁氮复合磁体研究开发。北京科技大学利用HDDR（hydrogen disproportionation desorption recombination）工艺也进行了开发各向异性钕铁硼粘结磁体的研究。
近来有一些国外磁体专用设备厂家联合推出，按最佳工艺路线配套的一条全封闭、全自动
化的完整生产线：原料从生产线的一端投入，在另一端出来的已是磁体最终产品，包括磁体的涂层。设备厂商能保证磁体产品极低的氧含量（O2≤1000 ppm）和极高的磁能积（（BH）max=52MGOe））。据了解，如此先进而完备的生产线在西方国家尚不存在。更为重要的是，此生产线的报价远低于单机报价的总和！报价不仅包括设备硬件，也包括技术软件。换言之，设备厂家不仅提供成套设备，更保证用户能生产出最高牌号的稀土磁体！
值得一提的是，国内磁体专家有感于国内生产设备与国外的差距，经数年的潜心钻研与实践，终于在20xx年中研制出一整套具有中国特色的烧结NdFeB磁体生产线，并付诸实施。用它可稳定生产高挡NdFeB磁体，整条年产300吨烧结NdFeB磁体生产线的价格仅是国外相应设备的1/4～1/6。此生产线的涂层完全摈弃了导致磁体氢化的电镀，而采用无污染的Dacro技术，耐蚀性良好，成本低廉。 近年来，我国的稀土永磁的生产装备也有了长足的发展。特别是在满足一些新的生产工艺方面的装备有了突破。例如国产速凝薄片炉和氢破碎炉已在一些磁体生产厂使用。一些国外发达国家的永磁设备制造商也瞄准了中国这块宝地，纷纷在中国设立生产基地，同样给我国的永磁设备制造商带来了机遇和挑战。
二、烧结钕铁硼生产流程
烧结Nd-Fe-B永磁材料是用粉末冶金法生产的。生产的工艺流程如下：
原材料准备
成分设计
配料计算与称料
冶炼
铸锭
破碎制
粉混料 磁场取向与压型烧结 质量检测充磁成品包装、入库
1、S-NdFeB永磁材料相组成与内禀磁性能
烧结钕铁硼永磁体是以Nd2Fe14B化合物为基体的合金材料。S-NdFeB永磁材料（快淬纳米晶用词材料除外）不是单相的。S-NdFeB永磁材料主要由Nd2Fe14B相、富Nd相和富B相组成。大部分稀土元素（用RE表示稀土元素）都形成RE2Fe14B化合物，它是S-REFeB系永磁体的基体相。所有的RE2Fe14B化合物均有相同的晶体结构。由于沿晶体a轴和c轴的原子间距与近邻原子不相同，它对磁性能有影响。沿c轴较易磁化到饱和，消耗的能量少，称c轴为易磁化轴。沿a轴较难磁化到饱和，消耗的能量较大，称a轴为难磁化轴。由于Nd2Fe14B晶体只有一个易磁化轴，所以又称为单轴晶体。RE2Fe14B化合物均具有优良内禀磁性能，磁极化强度高，磁晶各向异性场大，居里温度高等有实用意义永磁材料应具备的条件。在S-NdFeB永磁合金中必须存在富RE相。它有两个重要的作用：第一是少量的富RE相沿晶粒
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