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国家标准计划《稀土永磁材料物理性能测试方法 第4部分:抗压强度的测定》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委

主要起草单位 福建省长汀金龙稀土有限公司中国科学院宁波材料技术与工程研究所宁波招宝磁业有限公司杭州美磁科技有限公司北京中科三环高技术股份有限公司安泰科技股份有限公司

目录

基础信息

计划号
20231411-T-469
制修订
制定
项目周期
18个月
下达日期
2023-12-01
公示开始日期
2023-07-07
公示截止日期
2023-08-06
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
国家标准委

起草单位

目的意义

稀土永磁材料作为已知的磁性能最高一类磁性材料,是现代社会生活和工业生产发展环节中的重要组成部分,在国内稀土永磁的三十多年发展中被广泛应用于风力发电、家用电器、电动汽车以及各类电机领域, 2021年中国稀土永磁材料(钕铁硼+钐钴)产量约为21.33万吨。

随着全球新能源发展和各国环保政策的推行,尤其是国内“碳达峰”与“碳中和”推动下,新能源汽车、风电节能产业将迎来高速发展,高性能钕铁硼需求有望释放巨大潜力。

稀土永磁材料作为脆性材料,产品在受到挤压应力时稀土永磁体会发生微量收缩变形,而当挤压应力超过一定限值时,稀土永磁体会发生断裂、破碎或崩溃,这个挤压应力限值与稀土永磁体受力面积的比值即为稀土永磁体的抗压强度,由于稀土永磁材料在制造、包装、运输、装机、使用过程中,抗压强度都是需要关注的一个性能指标:首先,在磁铁的生命周期中,生产过程中,产品的机械抗压强度,影响了产品可能的加工路径,在包装运输中,产品的抗压强度也会影响包装方式的选择,更关键的是,稀土永磁在作为电子设备、机械设备的零配件用,它的装配和使用过程中都会受到挤压,而抗压强度不良的产品在挤压过程中容易造成磁体的破碎;对于稀土永磁材料,磁体破碎不仅会造成磁体磁特性的严重下降影响磁路,还会造成电机的卡顿甚至机械解体;由于磁体破碎造成的电机损坏的维修成本高、难度大,且维修必然会造成产品使用寿命的下降,对于大多使用场景下,稀土永磁体的破碎等于组装后整机的报废,因此,稀土永磁材料的抗压强度直接决定着产品的使用寿命。

对于关系到人身安全的行业,如电动汽车,抗压强度上有缺陷的产品可能会造成整批次的成车召回。

抗压强度低的磁土永磁材料在装机和使用前无法通过单次的可靠性验证,因此需要稀土永磁厂家在成分设计、工艺参数确定后通过测试确定产品是否能满足使用要求,虽然目前在汽车、风电等的使用领域,抗压强度作为稀土永磁材料的质量控制项目,广泛要求,然而遗憾的是,行业内没有专门针对稀土永磁、符合产品特性、统一的抗压强度测试标准,导致各检测机构、稀土永磁材料的制造方、稀土永磁材料的使用方测试结果均会有所不同(不同检测机构测试偏差可超过50%),一方面不同测试机构所使用的抗压强度测试标准不一致,另一方面同一标准针对抗压强度测试的要求没有严格限定和规范。

本标准的制定对于稀土永磁材料机械性能抗压强度能力的提升具有指导意义,可有效减少抗压强度偏低产品进入下游,对供需双方因使用不同标准产生的争异也能有效回避,同时,本标准作为检测标准,也是对《GB/T 13560-2017 烧结钕铁硼永磁材料》和《GBT 4180-2012 稀土钴永磁材料》两份标准中关于稀土永磁材料物理特性测试的补充。

范围和主要技术内容

标准范围:针对稀土永磁材料,包括钕铁硼、钐钴等 主要技术内容包括: 1、设备工装及辅助件要求:针对脆性材料,稀土永磁材料测试使用的上、下压板推荐固定式压盘,增加缓冲膜作为对产品的平行度公差要求的补充; 2、试样要求:相比其它抗压强度对尺寸作范围要求,本标准针对稀土永磁材料建议固定测试试样的尺寸,作为产品的出货和验收不会因测试尺寸不同而导致测试结果的不一致,由于磁性材料的特殊性,增加对取向和非取向的说明; 3、测试加载速率的要求:本标准针对规定了测式的加载速度为不大于0.5mm/min,测试加载速度过快时,当达到使稀土永磁体压碎时裂纹扩展的速度并未相应成比例的增大,致使受力引发的裂纹扩展来不及充分扩展,最终导致永磁体在相对较小的裂纹尺寸条件下发生破坏,使得破坏荷载偏大,从而引起强度测得值偏高,经实验数据表明,在0.5mm/min的加载速度条件下,测试结果已基本稳定。