(高清版)GBT 17951-2022 硬磁材料一般技术条件

代替GB/T17951—2005Specificationformagnetic国家标准化管理委员会国家市场监督管理总局发布国家标准化管理委员会Ⅲ本文件使用重新起草法修改采用IEC60404-8-1:2015《磁性材料第8-1部分：单项材料规范硬1本文件规定了硬磁材料(又称永磁材料)主要磁特性的最低值和尺寸公差。为提供一些参考信息，下列文件中的内容通过文中的规范性引用而构成本文件必不GB/T2900.60—2002电工术语电磁学(eqvIEC60050-121:1998)GB/T2900.83-2008电工术语电的和磁的器件(IEC60050-151:2001,IDT)GB/T3217永磁(硬磁)材料磁性试验方法(GB/T3217—2013,IEC60404-5:1993,MOD)GB/T9637—2001电工术语磁性材料与元件(eqvIEC60050-221:1990)GB/T13888在开磁路中测量磁性材料矫顽力的方法(GB/T13888—2009,IEC60404-7:1982,GB/T29628永磁(硬磁)脉冲测量方法指南(GB/T29628—2013,IECTR62331:2005,NEQ)GB/T2900.60—2002、GB/T2900.83—2008和GB/T9637—2001界定的术语和定义适用于本硬磁材料分为R类(硬磁合金材料)、S类(硬磁陶瓷材料)和U类(粘结硬磁材料)。也是必不可少的。同时，硬磁材料也可用于汽车[包括混合动力车(HEV)、电动汽车(EV)]的驱动电在GB/T21219—2007中，对这些能大批量供应的硬磁材料的可能和典型应用，做了更详细的2与本文件的上一版(2005年版)相比，本文件对永磁材料采用了相同的分类方法。新增粘结REFeN磁体的第一部分分类号为U5,详情见表1。所有材料按照冶金学进行分类。类别(本文件)硬磁合金(R)硬磁陶瓷材料(S)土Pb,n=4.5～6.5)粘结硬磁材料(U)硬磁材料按5.2中的主要磁特性分类。5.2主要磁特性最大磁能积磁通密度矫顽力H磁极化强度矫顽力表10至表19给出的主要磁特性值是在室温下材料磁化到饱和后测定的规定最小值。这些磁特性对于试样的更详细的尺寸限制见GB/T3217。开磁路下测量矫顽力的方法按GB/T13888或GB/T29628。3辅助磁特性的符号和单位见表3。回复磁导率 剩余磁通密度的温度系数[对应饱和磁极化强度J.的温度系数a(J,)]℃表10至表19给出的辅助磁特性的典型值仅作为一种指标给出，不作为要求，定。各表中温度系数的温度范围一般为20℃~100℃,但这并不妨碍这些材料在此温度范围以外应表10至表19给出的密度值仅是为了提供参考，这些密度值可用于质量和体积的估算。8牌号硬磁材料可以通过简短的牌号和字母数字记号(分类号)来标志(见表10至表19)。牌号中的化学符号或英文名称表示主要组分，斜线前面的数字表示最大字表示矫顽力H(单位kA/m)的十分之一。具有粘结剂(大部分是有机粘结剂，见12.3.1)的硬磁材分类号来源于GB/T21219—2007中的分类表。分类号中的字母表示硬磁材料的类别，第一位数9交货方式及尺寸4当硬磁材料制成符合GB/T3217规定的形状和尺寸的试样时，其拒收理由包括硬磁材料的磁特性值低于表10至表19给出的规定值或超过表20至表24给出的尺以铝镍钴铁钛为基的硬磁材料又称AINiCo,主要成分范围见表4。表4AINiCo硬磁材料的主要化学成分(质量分数)%AINiCo硬磁材料由铸造或粉末冶金方法生产。钴含量高于15%时，可通过在热处理时加磁场产具有柱状晶或单晶结构的AlNiCo磁体表现出最佳的磁性能。热处理时磁场方向与柱状晶轴5磁特性和密度值在表10中给出。烧结和铸造AlNiCo磁体的尺寸公差值在表20中给出。以铬铁钴为基的硬磁材料又称CrFeCo,主要成分范围见表5。%冲压、车削或钻孔。在成型以后，可通过热处理的方法来获得具有永久磁性能的磁体。另外这类CrFeCo硬磁合金材料也可通过粉末冶金的方法生产。铸造和烧结的磁体可在热处理时加磁场来提高各向同性硬磁合金材料(R6-0);各向同性和各向异性CrFeCo硬磁材料的磁特性在表11中给出。冷轧带材、冷拉线材和棒材的尺寸公差值分别在表21和表22中给出，烧主要化学成分如表6所示。6%材料类型FeCoVCr硬磁合金材料用铸造法制造，热轧和冷轧成带材或冷拉成线材。冷变形(80%～95%)及随后500℃~650℃的热处理对获得永久磁特性是必不可少的工艺过程。宜以磁极化强度矫顽力Hg为细分类的依据。磁特性和密度在表11中给出。冷轧带材和冷拉线材的尺寸公差值分别在表21和表22中给出。应用较多的稀土钴合金有两种类型：RECos和RE₂Co₁7。RE₂Co₇用来表示一系列元素部分替代钴的二元和多元合金的通用名称，这两种类型的合金具有强烈和磁化强度，可制成拥有高矫顽力Hg和高剩磁B,的硬磁材料。这类硬磁材料的主要成分见表7。表7RECo硬磁材料的化学成分(质量分数)%将RECo粉末在磁场中压制成坯块，可获得定向各向异性硬磁材料。将压坯在真空或保护气氛下RECo₅类各向异性硬磁合金材料(R5-1-1);RE₂Co₁₇类各向异性硬磁合金材料(R5-17REFeB硬磁材料是以RE₂Fe₄B化合物为基础。稀土(RE)元素主要是钕(Nd),可以部分地被镝%B其他元素如特殊REFeB如PrFeB除外。8提高矫顽力(Hg)至100%并且降低矫顽力的温度系数[a(H。)]至50%。单晶硬磁铁氧体粉末在有或无磁场条件下压制成坯块可获得定向各向异性或各向同性硬磁材料。各向同性和各向异性硬磁铁氧体材料的磁特性和密度在表14中给出。各向同性和各向异性硬磁铁氧体的尺寸公差值在表23中给出。粘结硬磁材料是复合材料，它是将磁粉植入粘结剂基底中构成。材料的机械性能主要由粘结剂决REFeN硬磁材料以REFeN为主，其中稀土(RE)元素主要是钐(Sm),可以部分被钇(Y)或其他稀%BVN注：其他稀土金属替代金属钕的质量分数分别为：Pr<95%、La<30%、Ce<30%、D9x=20(注射法);处于原始剩磁状态的硬磁材料，在受到退(反作用)磁场的作用时，将失去一定量的磁通。在除去退磁场之后，剩磁状态的原始磁通可全部或部分恢复。在前一种情况(原始磁通全部恢复)下，磁性变化是完全可逆的；而在后一种情况(原始磁通部分恢复)下，磁性的变化是部分可逆部分不可逆的。设计时需包含出现可逆变化的退磁场范围，即退磁场强度引起的不可逆磁通变化(磁通损失)的允许量。图1给出了详细解释。JJB-HH0种损失随着Hp增加而增大，因此，引起预定允许最大损失的Ho值是硬磁材料抵抗退磁场的稳定性的定量测量。例如，如果允许的最大损失为5%,则相应的磁场称为Hs。按照GB/T3217中规定的方13.3退磁场强度Hp的简化定义对烧结NdFeB来说，回复曲线基本与外退磁曲线平行。在这种情况下，退磁场强度H以简化。如图2所示。 (1)直线与B轴相交于点Br,m。例如：退磁损失5%,一同斜率的直线与该轴相交于0.95×Br,in,则这条平行线与原始退磁曲线相交的点即为Hps点。JJBB,70%HHHH图2B(H)和J(H)退磁和回——不适用于像RECo这种在退磁曲线上大程度偏离线性的材料，仅适用于表13中的烧结钕铁硼——矫顽力(Hg)大于400kA/m;线性拟合的决定系数R²应高于0.99。为了拟合，设置一组n为观察点{H(i),B(i)},1=i≤n,系观察到n点和的均值： (4) (5)用温度、密度。表20～表24给出了各种材料的尺寸公差值。p磁各向同分类号最大磁能积矫顽力矫顽力H回复i7i97iia4AlNiCo44/5a3a3a3a4a2a2AlNiCo60/11a2a2AlNiCo80/12a2AINiCo88/12a2a4aa3a2表10铝镍钴硬磁材料的磁特性和密度(续)p牌号磁各向同性/异性分类号最大磁能积矫顽力矫顽力H回复——剩磁温度系数a(B,)=—0.02%/℃(从20℃至100℃);——矫顽力温度系数a(Hg)=-0.03%/℃～—0.07%/℃(从20℃至100℃);——AlNiCo9/5和AINiCo10/4居里温度：750℃;——其他AINiCo居里温度：800℃～850℃;——最高使用温度：550℃p磁各向同性/异性“分类号最大磁能积矫顽力H矫顽力H回复66aaaaaa5典型值参数如下：——CrFeCo12/4剩磁温度系数a(B₂)=-0.05%/℃(从20℃至100℃);——其他CrFeCo剩磁温度系数a(B,)=—0.03%/℃(从20℃至100℃);——矫顽力温度系数a(H)=—0.04%/℃(从20℃至100℃);——居里温度：620℃～640℃;——最高使用温度：500℃。——剩磁温度系数a(B,)=—0.01%/℃(从20℃至100℃);——矫顽力温度系数a(Hg)=-0%/℃(从20℃至100℃);——居里温度：720℃;——最高使用温度：500℃i表示各向同性；a表示各向异性。然后是热轧或冷轧或拉伸。表12稀土钴硬磁材料的磁特性和密度P磁各向同分类号最大磁能积矫顽力矫顽力回复aaaaaaaaaaaaaaaaaaa——剩磁温度系数a(B,)=—0.04%/℃～—0.06%/℃-(从20℃至100℃);——矫顽力的温度系数a(Ha)=-0.3%/℃(从20℃至100℃);——居里温度：720℃;——最高使用温度：250℃。———剩磁温度系数a(B,)=-0.03%/℃～-0.045%/℃(从20℃至100℃);——矫顽力的温度系数a(H)=—0.25%/℃(从20℃至100℃);——居里温度：820℃:——最高使用温度：350℃a表示各向异性。表13稀土铁硼硬磁材料的磁特性和密度p向同性分类号最大磁能积矫顽力H矫顽力H回复Na7.4~aaaaMaaaaHaaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa——剩磁的温度系数a(B₂)=-0.09%/℃~-0.12%/℃(从20℃至100℃),随种类N、M、H、SH、UH、EH和TH矫顽力变大而绝对值变小；——矫顽力的温度系数a(H。)=-0.50%/℃~-0.8%/℃(从20℃至100℃),随种类N、M、H、SH、UH、EH和TH矫顽力变大而绝对值变小；——居里温度：310℃:——最高使用温度：80℃~230℃,随种类N、M、H、SH、UH、EH和TH矫顽力变大而越高表14硬磁铁氧体的磁特性和密度p磁各向同性/分类号最大磁能积矫顽力矫顽力回复iiaaaaaaaaaaaaaaaaaaaa——剩磁的温度系数α(B,)=-0.2%/℃(从20℃至100℃);——矫顽力的温度系数a(Hg)=0.25%/℃~0.4%/℃(从20℃至100℃);——一些La和Co(见脚注b)矫顽力的温度系数a(Ha)=0.11%/℃~0.24%/℃(从20℃至100℃);———居里温度：450℃;——最高使用温度：250℃i表示各向同性；a表示各向异性。表示该牌号有La和Co替代。表15粘结各向同性AINiCo硬磁材料的磁特性和密度P磁各向同分类号最大磁能积矫顽力H矫顽力H回复AINiCopii典型值参数：——剩磁的温度系数a(B,)=—0.02%/℃(从20℃至100℃);——矫顽力的温度系数a(Ha)=—0.03%/℃～—0.07%/℃(从20℃至100℃);i表示各向同性。表16粘结RECo硬磁材料的磁特性和密度p磁各向同分类号最大磁能积矫顽力H矫顽力H回复aaiiaaaa典型值参数如下。——剩磁的温度系数a(B,)=—0.04%/℃(从20℃至100℃);——矫顽力的温度系数a(Hg)=-0.3%/℃(从20℃至100℃);——居里温度：720℃;——最高使用温度：视粘结剂而定。——剩磁的温度系数a(B,)=-0.03%/℃(从20℃至100℃);——矫顽力的温度系数a(Hg)=—0.25%/℃(从20℃至100℃);——居里温度：820℃;i表示各向同性；a表示各向异性。表17粘结各向同性REFeB硬磁材料的磁特性和密度P磁各向同分类号最大磁能积矫顽力H矫顽力回复iiiiiiiii——剩磁的温度系数a(B,)=-0.1%/℃~-0.15%/℃(从20℃至100℃);—矫顽力的温度系数a(Ha)=—0.4%/℃(从20℃至100℃);——居里温度：310℃;——最高使用温度：<150℃表18粘结各向同性和各向异性硬磁铁氧体的磁特性和密度p磁各向同性/异性分类号最大磁能积矫顽力H矫顽力H回复iiiiaa9aaaaaa典型值参数，——剩磁的温度系数a(B,)=-0.2%/℃(从20℃至100℃);——矫顽力的温度系数a(Hg)=0.25%/℃~0.4%/℃(从20℃至100℃);——居里温度：450℃;i表示各向同性；a表示各向异性。表19粘结各向同性和各向异性REFeN的磁特性和密度p磁各向同分类号最大磁能积矫顽力H矫顽力H回复iiiaaa典型值参数：——剩磁的温度系数a(B,)=—0.07%/℃(从20℃至100℃);—矫顽力的温度系数a(Hg)=-0.5%/℃(从20℃至100℃);——居里温度：476℃;i表示各向同性；a表示各向异性。表20AINiCo磁体(铸造或烧结)磁体的尺寸公差>≤垂直于压制方向士在压制方向士垂直于压制方向士在压制方向士士士468468 一 一 一表21最大厚度为6mm、最大宽度为125mm的冷轧FeCoVCr和CrFeCo永磁带材的尺寸公差厚度(最大6mm)宽度(最大125mm)厚度范围厚度的尺寸公差士厚度范围宽度的尺寸公差≥<≥<剪切剪切剪切剪切(如轧制状态)含6mm.可在离带材边缘至少20mm的任意点测量厚度，对宽度小于或等于40mm的带材，在其中心测量厚度。尺寸范围士≥<_表23硬磁铁氧体磁体的尺寸公差>≤垂直于压制方向士压制方向士垂直于压制方向士在压制方向士挤压或轧制士注模或压制士468468 一 一在各种情况下，湿压硬磁铁氧体的厚度以极面间的尺寸为表24烧结稀土铁硼磁体的尺寸公差尺寸范围垂直于压制方向士压制方向士士内外圆磨士线切割士切片士章条编号原因第3章用等效采标的GB/T2900.60—2002代替IEC60050-121;用等同采标的GB/T2900.83—2008代替IEC60050-151;用等效采标的GB/T9637—2001代替IEC60050-221以便引用或参考用于测试高矫顽力(H₄>2000kA/m)以便引用将代号修改为分类号，并修改第三位数码为细铸造或烧结各向同性AINiCo硬磁合金材料(R1-0);铸造或烧结各向异性'INiCo硬磁合金材料(R1-1);各向同性CrFeCo硬磁合金材料(R6-0)各向异性CrFeCo硬磁合金材料(R6-1);FeCoVCr硬磁合金材料(R3-1);RECos类各向异性硬磁合金材料(R5-1-1);RE₂Co₁₇类各向异性硬磁合金材料(R5-1-10);各向异性NdFeB硬磁合金材料(R7-1);各向同性硬磁铁氧体材料(S1-0);各向异性硬磁铁氧体材料(S1-1);各向同性粘结AlNiCo硬磁材料(U1-0-x):x=30(压模法);各向同性粘结RECo硬磁材料(U2-0-x):x=20(注射法),x=30(压模法);各向异性粘结RECo硬磁材料(U2-1-x):x=20(注射法),x=30(压模法);各向同性粘结REFeB硬磁材料(U3-0-x):x=20(注射法),x=30(压模法);各向同性粘结硬磁铁氧体材料(U4-0-r)压法),x=20(注射法);各向异性粘结硬磁铁氧体材料(U4-1-r)压法);x=20(注射法);各向同性粘结REFeN硬磁材料(U5-0-x):x=30(压模法);各向异性粘结REFeN硬磁材料(U5-1-x):x=20(注射法);意义不大，且不利于材料牌号的动分类号表A.1本文件与IEC60404-8-1:2015的技术性差异及其原因(续)章条编号原因降低铝含量主要是防止大尺寸磁表5Cr含量范围修改为23%～35%,其他为0.1%～5%添加Si、Ti、Mo、Al、V等元素的目的是增加铬铁钴的矫顽力。经调研，这些元素的最大加入量为5%,表7中Sm含量修改为RE含量，含量范围上限量降低至7.5%;Cu含量下限降低0.5%;添加元素增加Nb、的目的是细化晶粒；添加Sn的目的是降低烧结温度，综合优化剩磁钐钴材料，钐的替代稀土元素增加了镝元素对表8格式做了调整；各元素含量不变，根IEC60404-8-1:2015中稀土含量总量和重稀土含量的关系不太明确；加上关于高丰度磁体的文字说明，具体如下“是以RE₂Fe₁₄B化合物为基础。稀土(RE)元素主要是钕(Nd),可以部分地被镝(Dy)、镨(Pr)或其他稀镧(La)、铈(Ce)和钇(Y)等高丰度稀土元素”为稀土资源平衡利用，我国发展了表9中添加粘结NdFeB合金材料的化学成修改如下“粘结硬磁材料的原材料有AINiCo粉末(见12.1.1.1)、REFeB粉末和REFeN粉末(见表9)”粘结钕铁硼用磁粉与烧结钕铁硼磁粉成分配方和制备方法均不相独列出了粘结REFeB合金材料的化学成分，并对相应的文字进行了删除了制备方法；修改REFeN合金材料的化学成分，增加添加IEC60404-8-1:2015只描述了还原斥现有其他的方法，现修改为介绍成分，不介绍具体制备方法，增加本文件的适用性表A.1本文件与IEC60404-8-1:2015的技术性差异及其原因(续)章条编号原因更改了文字表述具体为：——不适用于像RECo这种在退磁曲线上大材料，仅适用于表13中的烧结钕铁硼(NdFeB);——矫顽力(Hg)大于400kA/m;-—斜率μm的范围为1.0≤μm≤1.15(假设材磁导率)第14章(表10)增加铸造六类及高性能八类牌号共7个牌号(现总共牌号21个),整理了部分牌号的性能及密度参数，并了重新编制；居里温度为750℃的材料添加AlNiCo10/4牌号原有牌号未覆盖国内已产业化的AlNiCo产品，AlNiCo10/4成分和性能跟AlNiCo9/5相似，AINiCo10/4牌号居里温度约为750℃第14章(表11)CrFeCo10/3的B,修改为800mT;牌号CrFeCo35CrFeCo24/6;生产方法删除烧结；密度都改为7.7×10²kg/m³CrFeCo10/3牌号实际生产中35/5是铝镍钴的性能，铬铁钴达不钴CrFeCo24/6,其中B,:900,Ha56,H。57,(BH).24;经调研，国内际都为7.7×10²kg/m³第14章(表12)RECos增加2个高牌号；RE₂Co,增加6个高牌号；RECo;剩磁温度系数a(B,)=—0.04%/℃改为一0.04%/℃～0.06%/℃;RE₂Co₁,剩磁温度系数a(B,)=—0.03%/℃改为一0.03%/℃～一0.045%/℃;RECos密度指标改为8.3～8.6,RE₂Co₁₇密度指标改为8.2～8.6的钐钴高牌号产品，主要应用轨道交通驱动电机。基于客户要求，国内有生产低成本SmCo材料高温度系数材料，因此拓宽了温度系数的范围。考虑到12.1.4.1元素成分的第14章(表13)增加了按照矫顽力大小划分的材料种类，在备注中对种类“N、号进行排序；牌号从IEC60404-8-1:2015的16个增加到30个。