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国家标准计划《稀土永磁材料高温磁通衰减检测方法》由 TC229(全国稀土标准化技术委员会)归口 ,主管部门为国家标准化管理委员会

主要起草单位 宁波科田磁业有限公司

目录

基础信息

计划号
20190885-T-469
制修订
制定
项目周期
24个月
下达日期
2019-03-28
申报日期
2018-07-12
公示开始日期
2019-01-03
公示截止日期
2019-01-18
标准类别
方法
国际标准分类号
77.120.99
77 冶金
77.120 有色金属
77.120.99 其他有色金属及其合金
归口单位
全国稀土标准化技术委员会
执行单位
全国稀土标准化技术委员会
主管部门
国家标准化管理委员会

起草单位

目的意义

稀土永磁材料广泛应用于智能IT、电梯曳引机、风力发电、节能电机、空调压缩机、风力发电和新能源汽车等领域。

目前,我国已成为名副其实的稀土永磁材料制造大国。

以烧结钕铁硼永磁材料为例,我国钕铁硼永磁产量占世界的90%以上,而且这个行业年均增长率为10%左右。

其中高性能钕铁硼永磁材料占世界的比重不断攀升,目前已接近60%。

随着国外对钕铁硼生产监管的加强和成本的提升,未来我国钕铁硼产能占比有望进一步提升,可以说中国钕铁硼产量决定了全球供给趋势。

稀土永磁材料在器件的中的功能是提供磁场,通常以磁通量来度量其磁场。

磁体的磁通值与样品的形状和磁体的剩磁密切相关。

当工作温度升高时,磁体的磁通就会降低,也就通常所说的高温退磁现象。

然而磁体的磁通衰减根据测量方式的不同,其衰减程度也不同,有时即使是同一种测量方式,过程环节存在差异也会导致测试结果的差异。

目前行业内使用的高温磁通衰减测试方式有三种:第一种是称为全开路测试方式,具体测试方式就是先充磁饱和,使用磁通计测试磁体在饱和状态下的磁通值,然后磁体放在不导磁的不锈钢网上或者莫来石板上,在高温下烘烤一定时间(一般2h),然后取出来测试磁体的磁通值,磁通衰减率=(烘烤后的磁通值-烘烤前的磁通值)/烘烤前的磁通值*100%,测试示意图如图1。

这种测试方式的目的是使磁体之间以及磁体和不锈钢网托,还有磁体和烘箱壁之间对磁钢不能有任何影响,产生影响的判断依据就是磁体的磁力线相互之间不能闭合或者不能通过导磁的介质闭合。

由于磁力线随空间衰减的,所以只要磁体间隔的足够大,就可以确保磁体间不会产生影响。

第二种测试方式称为半开路测试方式,与第一种全开路的测试方法的区别是把磁体放置在铁板上,磁体的一个取向面与铁板紧密接触,另一取向面不与铁板接触,磁通衰减的计算方式相同,如图2所示。

实际操作过程中,这种测试方式也会有差异,主要体现在铁板的材质、铁板的厚度以及铁板表面是否有镀层等。

铁板厚度太薄,可能会造成在同样的测试温度下,衰减偏大。

这种测试方式在实际使用过程中最常见,但是供应商和客户的测试值差别也经常最大。

第三种方式称为闭路测试方式,它与第二种方式的区别是使用4个磁体挨近,然后磁体的两个取向面都与铁板接触,四个磁体在摆放时两个N极朝上和两个N极朝下,然后再用两个铁板吸住,这样就保证了磁体的磁力线几乎完全闭合。

这种测试方式测试的磁通衰减最小,在生产中不常见。

在实际使用过程中,采用半开路的测试方式较多。

然而,由于磁性材料制造企业和下游应用企业根据应用的不同,以及设备的差异,使得在半开路的磁通热衰减测试的结果上有很大差异。

这种差异的主要表现在测试过程中磁体的放置,铁板的厚度、磁体间的间距以及烘箱的结构等。

于是,经常出现的情况是,磁材制造企业拿着样品到他的客户那里去现场测试,测试完了之后根据客户测试的数据和自己数据差异,然后再去制定产品方案。

这就造成了永磁材料企业和客户的沟通成本上升,产品试验时间长等缺点。

目前我们已经建立了关于永磁材料的测试方法(GB/T 3217-2013 ),这个标准只针对磁体磁性能如剩磁、矫顽力和磁能积的测试方法进行了规范。

然而,在磁材的下游应用企业,基于成本考虑考虑,一般很少买专业的磁性能测试设备,为了检测的方便和实用,采用磁通测试仪,测试常温和高温条件下的磁通值,就可以达到磁体检验要求,从而也可以降低检测成本。

综上,我们认为为了规范磁通测试方法以及高温下磁通衰减的测试方法,降低磁材制造企业和应用企业的沟通成本,同时填补国际上在这个方面标准的缺失,非常有必要制定稀土永磁材料高温磁通衰减的检测方法标准。

这样有助于降低磁材制造企业和应用企业的沟通成本。

范围和主要技术内容

由于目前烘箱的温度量程一般低于300℃,通常使用使用的烘箱温度范围为100-200 ℃,该温度范围为稀土永磁材料的工作温度范围。所以本标准所适用的材料仅为稀土永磁材料。 该标准适用于稀土永磁材料及其他硬磁材料的磁通测试。主要是确定磁体的磁通衰减的测试方法,选择材料等。 首先确定永磁材料的磁通衰减计算公式:磁体磁通衰减率=(烘烤后的磁通值-烘烤前的磁通值)/烘烤前的磁通值*100%. 全开路磁通衰减的测试的标准方法,需要界定产品放在不锈钢网还是Al板上,如果是不锈钢网上,则要界定不锈钢网的丝径及网孔的大小与产品的关系。同时也要界定界定产品和产品的间隔尺寸与产品尺寸的关系,另外要界定产品与烘箱壁在上下左右的关系。在烘箱保温时间的确定,以及是否需要循环测试等。 半开路的磁通衰减测试的标准方法,标准需要界定产品放置的铁板厚度关系,以及铁板的材质,同时产品之间的距离与产品的尺寸关系。也要界定产品与烘箱壁在上下左右方位的关系。另外,确定烘箱的保温时间,以及循环测试的方法。 闭路磁通衰减的测试的标准方法,标准需要界定产品的放置位置与烘箱壁在上下左右的关系。另外,确定烘箱的保温时间,以及循环测试的方法。 该标准还要确定烘箱的温度均匀性,温度显示精度,烘箱温度的量程等。