产800吨高工作温度稀土永磁体生产线项目可行性研究报告 .doc

年产800吨高工作温度稀土永磁体生产线建设项目可行性研究报告xx县xx电子科技有限公司（筹）二一一年八月xx县xx电子科技有限公司（筹）年产800吨高工作温度稀土永磁体生产线建设项目可行性研究报告第一章 总 论（一）项目名称及所属领域（1）年产800吨高工作温度稀土永磁体生产线（2）该项目主要生产N35EH、N38UH、N52系列计算机音圈电机（VCM）及传感器专用高档钕铁硼片式磁体。并可在汽车、军工产品、核磁共振成像（MRI）等高新技术领域上运用。（二）法定代表人xx县xx电子科技有限公司（筹）法定代表人：xx。（三）项目概况项目总投资为7579.1万元，固定资产投资5864.1万元，流动资金1715万元。土地：拟在 xxxx工业园区新征40亩土地。项目实施完成后，可新增年销售收入32200万元，利润5729万元，税金1675万元。本项目主要技术经济指标见表1-1。表1-1 主要技术经济指标汇总表序号项目名称单 位数 量备 注1建设规模1.1高工作温度稀土永磁体生产线吨8002产品方案2.1N52系列片式磁体吨3302.2N35EH、N38UH系列片式磁体吨4703主要原辅材料消耗3.1金属钕吨/年58.38外购3.2纯 铁吨/年1010外购3.3金属镝吨/年5外购3.4镨钕合金吨/年25.38外购3.5硼 铁吨/年13.46外购3.6金属铝吨/年5.56外购3.7氮 气 立方米/年1860厂区气站3.8其他辅助材料吨/年150外购4公用动力消耗量4.1 年耗水量万吨/年3.524.2 年耗电量万度/年11505总定员人6总图、土建6.1新建建（构）筑物面积303967新增项目总投资万元7579.17.1新增固定资产投资总额万元5864.1 其中：固定资产投资万元5864.18年销售收入万元322009年总成本费用万元2622710税金万元167511年利润总额万元572912财务评价指标12.1 投资利润率%36.9412.2 投资利税率%51.6912.3 投资回收期(含建设期1.5年)年4.6512.4 财务内部收益率%28.8812.5 财务净现值（ic=12%）万元3886.52第二章 项目的背景和必要性（一）项目背景及建设必要性烧结钕铁硼（NdFeB）磁体具有高的剩磁、矫顽力和最大磁能积，自问世以来，在国防、家用电器、电子信息和汽车工业等领域获得了广泛应用，特别是计算机、电子通讯的普及和汽车用电机的高速发展，使其应用前景更加广阔。目前，烧结钕铁硼磁体主要应用于计算机硬盘驱动器音圈电机（VCM）、传感器应用领域、电子和数据存贮领域，以及汽车电机、核磁共振成像仪、扬声器等领域。在当今信息社会里，计算机产业将成为世界头号产业，其发展带动了相关配套元件的发展，硬、软磁盘、光盘驱动器和打印机驱动头是西方使用NdFeB磁体最多的一个方面，每年用于计算机驱动器的NdFeB磁体约占NdFeB磁体销售总量的50%。因而NdFeB磁体VCM上应用，将是NdFeB永磁后延应用发展的重要方向。最近几年，随着计算机的微型化，磁盘存储密度的增高，要求VCM体积更小，反应速度更快捷，惯性更小。因此，随着驱动器整体性能的提高，现在对音圈电机磁体性能要求更高了，不仅磁体磁能积由原先的35MGOe提高到50MGOe，而且要求超高的尺寸稳定性和结构稳定性。计算机的进一步小型化、轻量化和高性能化要求磁体有更高的磁能积。在计算机、信息通信设备、医疗器械和机电一体化设备中，信息输入部分，信息汇录部分、电源部分、控制部分，众多的磁性器件起着重要的作用，其中引人注目的磁性器件就是磁传感器。传感器的发展日新月异，特别是80年代人类由高度工业化进入信息时代以来，传感器技术向更新更高的技术发展，第三代稀土永磁材料钕铁硼磁体作为传感器中重要的部份之一，这种采用专用钕铁硼材料的传感器还能够应用在很大的温度范围中，有很大的工作寿命，抗灰尘、水和油污的能力强，其研制开发以及新产品的更新换代必将使我国传感器技术与外国差距缩短。过去，日本、欧洲和美国的NdFeB厂家已能大批量生产（BH）max为50MGOe的磁体，在实验室制备出了磁能积高达57MGOe的烧结钕铁硼永磁体。而中国厂家的最高品牌仍徘徊在3845MGOe之间，且其矫顽力也相对较低。因此开发出剩磁高、矫顽力高、磁能积高、力学性能强、温度稳定性强的新一代产品，就能摆脱目前国内低档廉价磁体的束缚，改变美国、日本在国际高性能磁性材料市场上的垄断地位。为增加企业的高技术含量，提高xx品牌，增强企业盈利能力和持续稳定发展的能力，以优质优价满足国内外市场的需求，我公司决定建设一条年产吨高工作温度生产线，从而提高企业经济效益，扩大出口创汇。本项目的实施，将会提高烧结钕铁硼产品的档次，进一步拓展烧结钕铁硼产品的应用领域，使之向国际主体市场迈进。同时，通过我们的技术创新。如：铸带合金化防氧化技术，双相合金添加及多相合金添加技术如Dy-Co合金及Nd-Dy-Co合金添加及Zr-Nb-Al合金添加技术，可较普通工艺在节约1-2%Dy的成本下，实现Hcj25-35KOe的目的，及多级回水时效技术，提高磁体的热耐温性。产品具有工作温度高、耐热磁性能稳定、不可逆损失小。稀土钕铁硼永磁材料的出现必将带来机电产品的重大变革。稀土钕铁硼永磁体具有优异的磁性能，是铁氧体磁能积的6-10倍，是钐钴如A1NiCO的1.5-2倍，能提供更高的磁通密度，并能在改善其热稳定性的情况下,能使电机的功能提高50%以上。近年来,用稀土钕铁硼永磁体取代传统的铁氧体、钐钴、A1NiCO作励磁结构的比例大副增大，用途极为广泛。再者由于稀土永磁体在功能、价格、产品可靠性上即综合性价比上比其他磁体具有优势，它将逐步取代过去所有的A1NiCO和铁氧体永磁在电机中的应用。在同一体积的情况下，NdFeB的电机额定输出功率可提高3050%，因此随着NdFeB成本的下降，今后铁氧体和A1NiCO电机将有大部分可被NdFeB的电机所取代。随着国际需要高工作温度系列NdFeB量的逐渐增长，前景非常乐观。 （二）国内外产业的现状和发展趋势目前国内外稀土永磁电机的研究发展正进入新的发展阶段。国内钕铁硼应用从2000年起步，逐步由单一电声行业转向多元化、多行业用户的格局，由于技术开发等多种原因，少量只进入了部分简单的电动车、电动摩托车电机设备工艺市场。由于其在产品性能、使用温度及热稳定性方面的严格要求，使各个企业望而却步。国外企业如日本钕铁硼企业在市场销售比例的数据，2000年日本年产6000T钕铁硼销售比例：音圈电机（VCM）43%，电机瓦38%，核磁共振（MRI）16%，通讯9%，电声2%，其它2%。很明显，发达国家钕铁硼磁体应用主要集中在VCM、汽车、摩托车和核磁共振上，而非国内产家的电声行业上。（三）对产业发展的作用和影响随着电子信息产业的迅速发展，电子产品正在日益小型化、微功能化和安装高密集化。本项目产品是采用国际先进的速凝（SC）和氢破（HD）技术，具有晶粒细小含氧量明显降低等特点，具有工作温度高及优异的磁性能。同时，由于公司采用了Z r-Nb-Al添加技术和三相添加技术，生产成本大副下降，由其他工艺节约了稀土贵重金属D y约1-2%。节约了稀土资源并降低了生产成本10-20%。是电子信息产品中的重要基础材料之一，有利于减少汽车电机的体积和重量。稀土永磁是一种高功能材料，它是许多新技术、高技术产业发展的基础。稀土永磁具有优异的磁性能，能提供工作磁通密度，并能超过一般线圈的工作磁通密度。而且还具有高耐热作用，能使电机的功能提高50%以上，稀土永磁体在功能、价格、产品可靠上比其他磁体具有优势，在同一体积的情况下，NdFeB的电机额定输出功率可提高3050%，随着NdFeB成本的下降，今后铁氧体和A1NiCO电机将有大部分被NdFeB的电机所取代。高工作温度生产线项目的实施将会带动国内磁性行业向着正确的行业发展方向发展，对我国钕铁硼行业在世界的地位得可以到充分的加强。其影响力度是不可估量的。（四）国内外产业关联度和市场分析现在烧结钕铁硼磁体的磁能积（BH）max已由最早的240kJ/m3(30MGOe)发展到了现在的432kJ/m3(54MGOe)，达到了烧结钕铁硼材料理论磁能积的90%。日本已能批量生产磁能积达 400kJ/m3(50MGOe)以上的高性能烧结钕铁硼磁体，而我国批量生产烧结NdFeB的（BH）max大多为 304336kJ/m3(3842MGOe)，仅有少量达到360KJ/m3以上(45MGOe)，均属于中低档产品，同国外相比还有相当大的差距。为发展我国的NdFeB稀土产业，充分发挥我国资源的优势，满足各工业领域对高性能烧结NdFeB永磁的需要，必须对发展高性能烧结钕铁硼永磁的关键技术进行研究。稀土永磁是一种高功能材料，它是许多新技术、高新技术产业发展的基础，在VCM及传感器等高科技领域应用它，可使产品高性能化、轻型化，从而导致产品的一次革命想变化，其应用前景十分广阔。 稀土永磁体潜在的主要用途是用在同步或无刷直流电动机。应用方法之一，是在感应电动机转于内部放入永磁体，制成一种高效稀土永磁同步电机，电机效率可提高5。功率因数可达95以上。其次，采用微电子技术，制成转速、转距可调的无刷直流电动机，用途极为广泛。比如汽车发动机、计算机音圈驱动器里所用电机、各类电动车等由于NdFeB永磁材料在功能、价格、产品可靠上比其它磁体具有优势，它将逐步取代过去所有的AlNiCo和铁氧体永磁在电机中的部分应用，比如，NdFeB单位体积输出功率高和铁氧体二者制成的电机，在相同体积的情况下，额定付出功率NdFeB的电机可提高3050%，因此随着NdFeB成本的下降，今后铁氧体和AlNiCo电机将有大部分可被NdFeB电机所取代，前景非常乐观。全世界目前总产量在1500020000吨左右，在国际范围内，稀土永磁材料的科研、生产、应用都持续保持高速发展，这主要表现在：（1）永磁体性能发展快；（2）产量和产值发展快；（3）工艺设备更新换代速度快。1975年以来西方国家稀土永磁材料产量平均每年以10%20%的速度增长。1985年西方国家稀土永磁材料销售额已超过永磁材料总销售额的1/3，达到近3亿美元。1988年日本稀土永磁产量已达1200吨，产值已超过360亿日元（2亿美元）。时至今日，钕铁硼的发展仍然引起人们的广泛关注，其主要原因在于其具有综合优异磁性能、原材料资源丰富、不含战略金属Co和Ni、生产成本较低等优点，它已成为稀土永磁材料应用领域发展最快、产业化程度最高的高科技产业。自1983年钕铁硼永磁材料问世以来，稀土永磁材料以更快的速度向前发展。钕铁硼的产量，全世界1984年仅为32吨，到1994年总产量达4470吨，11年间增长140倍，平均年增长率高达63。1995年以后，全世界仍以超过23的平均年增长率迅速发展。1998年，全世界烧结钕铁硼年产量达到10090吨，我国生产4100吨，占全世界的40。据预测，到2012年，全世界钕铁硼产量将达到14.6万吨，产值将达到83亿美元，市场极为广阔，发展意义重大。（五）产品市场预测在当今信息社会里，计算机产业将成为世界头号产业。据报导，1999年国外个人计算机销售量就为4000万台，2005年超过8000万台。个人计算机的销售量在西方国家将维持20%增长，而我国对电脑需求的增长远远超过20%的增长率，计算机的发展带动了相关配套元件的发展，硬、软磁盘、光盘驱动器和打印机驱动头是西方使用NdFeB磁体最多的一个方面，每年用于计算机驱动器的NdFeB磁体约达4000吨，占NdFeB磁体销售总量的50%。因而NdFeB磁体在电脑中硬盘驱动器及其在VCM上应用，将是NdFeB永磁后延应用发展的重要方向。根据国内技术发展情况，预计21世纪“十二五”期间，计算机外围设备用音圈电机（VCM）：在国外占NdFeB消耗量的50%，为稀土永磁的最大用户。 汽车传感器作为汽车电子控制系统的信息源，是汽车电子控制系统的关键部件，也是汽车电子技术领域研究的核心内容之一。目前，一辆普通家用轿车上大约安装几十到近百只传感器 ，而豪华轿车上的传感器数量可多达二百余只。据报道，2005年汽车传感器的市场为61.7亿美元（9.04亿件产品），到2012年将达到84.5亿美元（12.68亿件），增长率为6.5%（按美元计）和7.0%（按产品件数计）。汽车传感器在汽车上主要用于发电机控制系统、底盘控制系统、车身控制系统和导航系统中。并且钕铁硼磁体也已经成功应用在点火线圈、电动助转向、气囊传感器等汽车零部件中。随着汽车向低耗油和非汽油化发展，小型化和轻型化成为首要技术开发项目，其中采用新材料钕铁硼来提高功能和减少尺寸，将会加快钕铁硼磁体的发展。第三章 项目负责人基本情况（一）项目负责人基本情况xx，自1998年进入东磁公司总经办工作，1996年在东磁公司营销部工作，1998年担任东磁公司营销部经理；在东磁工作期间，在他的努力下企业的销售收入逐渐上升，在他制定新销售方案对销售人员采取奖励制度，经过近两年的努力公司的销售收入日趋上升。销售客户已遍及全国各地乃至韩国、美国、日本等国家，为企业的发展做出了巨大的贡献。工作以来至2011年6月 在年产800吨高工作温度稀土永磁体产业化项目中担当组长(二)项目推荐人樊熊飞，1964年出生，经济管理专业，清华大学工商管理硕士,高级经济师，xx英洛华磁业有限公司总经理。教育、工作经历：1981年参加工作，历任横店袜厂厂长，轻纺集团经营、开发部长。1997年毕业于xx工业大学经济管理系。1995年7月调任横店集团稀土永磁材料总厂厂长。2003.6月至今担任xx英洛华磁业有限公司总经理。其间2004.8月参加清华大学高级职业经理学习，并取到结业证书。由他主持完成的N52高性能钕铁硼稀土永磁体列入金华市科技一等奖；高强韧与高稳定性稀土永磁材料的开发及产业化项目列入xx省重大科技项目；高均一耐烧钕铁硼稀土永磁体项目列入xx省重点科研项目等；高性能烧结稀土永磁材料制备与性能研究项目被评为xx省科技进步一等奖。该同志已从事企业管理30来年。在此年间，该同志曾多次被评为优秀厂长（经理）、优秀共产党员和东阳市工业企业守信用企业。xx英洛华磁业有限公司2010年产值591324308元，税收14754100元，利润6000多万元。2011年1-7月产值456255665元，税收9432765元，利润5000多万元。（三）其他投资人情况1、厉清平，男，46岁，大专，xx东阳人，联系电话：13706799178，现居住在xx省东阳市横店丽景花园，东阳市亿力磁业有限公司总经理，注册资本： 2000万元人民币，是重合同守信用单位，纳税超百万元企业，“成长型”企业，政府特别奖诚信企业，诚信民营企业，主要产品；高尖端产品稀土永磁烧结钕铁硼系列产品，2010年产值6500万元，税收204.2万元，利润500多万元。2011年1-7月产值3810 万元，税收138万元，利润330多万元。2、查建良，男，39岁，大专，江苏省江阴市人，江阴苏鑫化纤有限公司总经理，江阴市祝塘镇工业开发区，主要产品：各种布料，联系电话：13606207470。2010年企业实现销售产值8000多万元，税收200万元，利润800多万元。2011年1-7月实现销售产值6500万元，税收130万元，利润600多万元。3、方国进 ，男，32岁，大学，xx省东阳市南市街道槐堂寿塔头村人 南市街道团工委副书记，槐堂村团书记，村党支部委员，江北xx碎布加工厂厂长，主要产品：塑料粒子加工，联系电话13967997248。2010年企业实现产值6000多万元，税收15万元（定税），利润500多万元。2011年1-7月企业实现产值3600万元，税收10万元（定额税收），利润300多万元。（三）技术骨干 杜剑锋，男，1974年出生，毕业于南京大学机械设计专业，工程师。该同志是了省科技厅试制产品N40SH、N45、N48、N38SH、N38UH、N52、N40UH稀土永磁体攻关项目课题负责人。参加了N38UH高耐热钕铁硼磁体为国家重点新产品，纳米复合化学镀提高NdFeB抗腐蚀性研究项目为省重点科研项目已通过省科技厅的项目验收，高性能、高耐热电机用钕铁硼稀土永磁体为国家火炬项目，高强韧与高稳定性稀土永磁材料的开发及产业化项目为省重大科技专项项目，已通过验收。N52高性能钕铁硼稀土永磁体被评为金华市科技进步一等奖；第四章 项目的技术基础（一）技术特点，较现有技术的优势高磁能积烧结NdFeB磁体的制备应以下面三条为原则:(1)在保证有足够富Nd相的前提下,尽可能使磁体成分接近Nd2Fe14B正分成分,提高主相的比例。(2)合金冶炼及随后的工艺过程中,应尽可能避免a-Fe、氧化物、碳化物等杂相的形成,确保富Nd相的比例适宜,分布均匀。(3)尽可能提高主相晶粒的取向度。为达到以上要求，我们对成分、工艺进行了大量的改进。实施本项目的技术特点如下：1.成分配方制备高磁能积稀土永磁材料，应增大主相Nd2Fe14B的体积百分数，所以必须降低稀土含量，NdFeB三元合金的组成应接近Nd2Fe14B的化学计量组成。同时添加其它一些元素：取代元素Dy和掺杂元素Cu、Al、Ga、Nb、Co等，其总体原则就是少量多元的添加。取代元素主要提高主相的内禀特性，掺杂元素主要改进磁体的微结构。2.速凝薄片铸造工艺（SC）ba若采用传统铸锭工艺，在铸锭中开始出现树枝状的a-Fe，总稀土含量越低，铸锭中的a-Fe越多；且富Nd相在铸锭中分布很不均匀。因此本项目采用近年来发展的速凝薄片铸造技术，来获得低Nd含量的铸造组织。速凝薄片铸造工艺可得到成分均匀的速凝薄片和较好的微结构，且其微观结构远比通常铸造合金的结构小，其硬磁性相和富Nd相弥散分布，这有利于合金氢爆后的细麿，以改进磁体的烧结性，且没有偏析出a-Fe，如图 1所示。图1 速凝薄片光学照片a)和扫描电镜自由面照片b)3氢爆（HD）气流磨制粉工艺HD制粉工艺是利用Nd2Fe14B相和富Nd相吸收 H2的膨胀程度不同，从而在Nd2Fe14B相和富Nd相交界处产生应力并形成裂纹，在接下来的气流磨过程中，很容易沿富Nd相裂开，形成单晶颗粒。在气流磨制粉时严格控制磨室中的氧含量，以减少气流磨过程中磁粉的氧化。同时严格控制磁粉的平均粒度在3.13.3um之间，95%的磁粉粒度分布在25um之间，如图2、3。在气流磨的同时加入一些添加剂，主要是助磨剂、防氧化剂、分散剂的混合物。其中分散剂的主要作用是减少气流磨中的超细粉；助磨剂起到提高气流磨的出粉速率的作用。这样降低了钕铁硼粉颗粒表面的缺陷和表面能，避免了合金粉的氧化、发热，有效地克服了传统制粉工艺的缺陷。4压制成型工艺通过向磁粉中加入润滑剂，降低压型时粉粒之间的摩擦，并增大成型取向磁场到2T，提高磁粉的取向度。而且本项目中磁体的压制成型是在完全密封的手套箱中完成的，使磁粉隔离空气。一方面避免了因磁体氧化发热而着火的危险，另一方面又降低了最终磁体的氧含量。图2 甩带片氢爆后SEM照片图3 气流磨后磁粉SEM照片5低温烧结工艺烧结工艺对最终磁体的性能产生决定性的影响。本项目中采用较低的烧结温度10401070之间烧结，采用低温烧结，最终磁体有更细的晶粒尺寸，矫顽力也更高。同时也避免了因高温烧结而导致晶粒的异常长大，使磁体的性能显著降低，如图4所示。20mb20ma图4 烧结磁体光学照片a)N45 和b)N52 6.提高磁体中主相的居里温度通过添加Co、Nb、Ga来实现，同时可调节合金中Co含量使合金甩带更易于防氧化而使工业化生产成为可能。对于永磁材料来说，其工作温度的变化趋势，是随居里温度的提高而提高，这是因为居里温度Tc是该材料工作温度的理论极限。提高居里温度是提高磁体工作温度的重要途径。我们实验中以Nd1316Fe80.577.5B6.5母合金，用030at%的Co替代Fe。 当不添加Co时，Tc312，而在Co含量为010at范围内，Tc随Co含量的增加近似沿直线提高，每增加1at%Co，Tc提高10.9。居里温度的提高，使磁体在较高温度下工作成为可能，而且可以降低温度系数。但同时发现，过量添加Co后，磁体的矫顽力降低，这是因为元素Co除主要进入Nd2Fe14B主相外还部分进入晶界，在晶界上形成了新相Nd(FeCo)2和Nd(FeCo)3 ，由于它们是软磁性相，在反向磁场下反磁化畴容易形核，降低磁体的矫顽力，所以又需要综合添加提高矫顽力的合金元素，如Dy、Tb、Cu、Ga等。其中以CuCoNbGa联合添加为最优。我们同时研究了甩带合金中添加Co时防止氧化的作用Nd25Dy6Fe余CoxB1.03Al0.3Nb0.4Cu0.15,在x=0时，粉料在氧含量高的空气中暴露3-10分钟不氧化，在X=2-2.5时,可完全满足工业化大生产的批量作业,也基本符合文献报道的水平,在X=2.5-5、Cu=0.25、Ga=0.1-0.5时,可获得国外优异的热稳定性和磁性能,Br13.0KGs,Hcj25KOe,(BH)max40MGOe,即40UH在180时不可逆损失小于3%。7增加磁体中主相的磁晶各向异性场,并添加Zr-Nb-Al边界相细化晶粒。添加重稀土元素Tb、Dy，以部分替代Nd，从而提高主相的HA。这是因为Tb2Fe14B和Dy2Fe14B的磁晶各向异性场远高于Nd2Fe14B。Tb2Fe14B的磁晶各向异性是Nd2Fe14B的3倍，Dy2Fe14B是Nd2Fe14B的2倍。我们的研究表明，对于(Nd1-xDyx)15Fe77.5B6.5合金，随Dy含量的增加，磁体的矫顽力持续增大。Dy含量从x0增加到0.2时，矫顽力从750 kA/m提高到1200 kA/m。随Dy含量的进一步增加，矫顽力增大趋势变缓。相分析表明，当x0.10.2时，晶界存在(NdDy)Fe2相，而x0.30.5时, 磁体中存在(NdDy)2Fe17相。Dy含量少时，(NdDy)Fe2对矫顽力提高没有发现有害，这致使最初矫顽力上升很快。Dy含量高时，矫顽力提高较慢，是因为(NdDy)2Fe17各向异性低，反磁化畴容易形核。除此之外，发现Dy可以细化晶粒，从而进一步提高磁体矫顽力。公司在细分晶粒方面，做了大量工作通过添加Zr-Nb-Al边界相使磁钢温度更高，Hcj25-35KOe更易实现，同时可节约Dy-Tb的添加含量约1-2%。8回火处理的对磁体矫顽力影响及多级回火使磁钢热稳定性更好。在保证烧结磁体主相颗粒细小均匀的基础上，经过回火处理可以显著提高磁体的矫顽力，这是因为回火处理回火过程中，原来存在于富Nd相中的Fe原子向Nd2Fe14B主相扩散, Nd2Fe14B晶粒外延层的Nd向富Nd相扩散，结果是Nd2Fe14B主相晶粒外延层的成分和结构与Nd2Fe14B相的成分和结构趋向一致,使Nd2Fe14B主相晶粒外延层发生磁硬化，提高主相其形核场。而且回火处理可以改善富Nd相的成分，使其接近共晶富Nd相的成分，同时减少颗粒状富Nd相，增加沿晶界分布薄层状富钕相的数量。同时可以改善晶间富钕相的分布，使富钕相更加均匀地分布在主相晶粒周围，发现回火温度在510时获得最佳磁性能。同时多级回火后，包括在150-250间回火可增加磁体的热稳定性。9、优化工艺。控制微结构，提高磁性能，采用双相合金和多相合金工艺。10、针对国内外设备差异，我们提出了具体改进方案，如：a. 在速凝甩带时，利用电磁搅拌使合金液成分均匀化，待合金液达到所要求的温度时，将合金液倒入中间包。中间包也与中频电源接通，以保证中间包内合金液维持恒定温度，同时要维持中间包内恒定的合金液面，已一定速度和流量喷射到旋转的Cu辊上，通过控制合金流量和铜辊速度，使厚带内不存在a-Fe相，不存在团块状富Nd相，不存在细小的等轴晶区和非晶区，从而使硬磁性相和富Nd相弥散分布，薄带厚度和形状与国外接近。图1扫描电镜组织形貌a) 速凝薄片自由面 b) 气流磨后磁粉bba图1扫描电镜组织形貌b. 调整分级轮转速控制粉末的最大尺寸，而最小尺寸由可调的旋风分离器控制。磁粉的平均粒度在3.13.3um之间，95%的磁粉粒度分布在25um之间, 如图 1b)所示。在气流磨的同时加入一些添加剂，如防氧化剂，润滑剂等。防氧化剂的添加降低了最终磁体的氧含量，以提高磁体的剩磁和磁能积。润滑剂的作用是为了降低压型时粉粒之间的摩擦，有利于提高磁粉的取向度。基于以上对成份和工艺对微结构及其磁性能的影响，我们通过添加Co替代Fe来提高磁体的居里温度，添加Dy、Tb等重稀土元素提高主相的磁晶各向异性场，添加部分晶界元素AlNbGa优化晶界、部分晶内元素细化晶粒，同时优化制造工艺获得细小均匀的显微组织，以提高反磁化畴的形核场。最终制备出牌号为35EH、38UH的烧结NdFeB磁体，如图2所示。ba20m20m图2 烧结磁体光学照片（二）项目创新点1低稀土含量，配方主元合金接近Nd2Fe14B的化学计量，并通过少量多元的添加Cu、Al、Ga、Nb、Co等元素润滑晶界，减少对剩磁的影响，并提高矫顽力。2、调整甩带铜轮转速，使甩带片内晶粒大小分布均匀一致。3、严格控制各个工序的氧含量，在完全密封的条件下制备，防止磁粉氧化。4、采用低温烧结，使最终磁体有更细的晶粒尺寸，避免晶粒的异常长大。5、甩带中调节Co含量,使甩带合金化防止氧化,并使工业化大生产成为可能,通过CoNbGa的添加提高磁体中主相的居里温度。可满足工业化大生产的批量生产粉料暴露30分钟无明显影响。6、添加Zr-Nb-Al边界相细化晶粒尺寸，提高Hcj和热稳定性，并减少Dy、Tb含量的比例为1-2%。7、采用多级回火工艺，包括150-250间回火使磁体微观结构更稳定、热稳定性更佳。8、采用双相合金工艺和多相合金工艺，实现高Hcj和热稳定性。主相：（NdPrDy）28.5wt%(FeCo) 余B1.15wt%液相合金: （1）（NdDy）45 wt% (FeCo) 余(M)2-4 wt% M=Cu、Al、Nb、Ga（2）Co-Dy合金（3）Co-Nd-Dy合金第五章 建设方案（一）建设规模及产品方案根据企业现状、发展目标及市场发展态势，本项目建设规模及产品方案为：建设年产吨高工作温度稀土永磁体（VCM及传感器等专用高档钕铁硼片式磁体）生产线。具体产品方案:1、N52系列磁钢年生产330吨2、N35EH、N38UH系列磁钢年生产470吨（二）项目建设内容1、土建：新征40亩土地。新建厂房3幢约24797平方米，新建综合楼3层约5599.4平方米。2、设备：购置国内领先的真空熔炼炉、氢破设备、中碎机、双室烧结炉、气流磨等生产设备及测试设备。(三)工艺技术及设备选型（1）工艺技术特点本项目以高工作温度稀土永磁为主，采用国际先进的SC工艺、HD工艺、一次成型工艺和连续烧结多级回火工艺、双合金及多合金添加Zr-Nd-Al添加工艺等，使产品具有晶粒细小稀土含氧量明显降低等特点，注重磁体的微观结构控制和分析。具有工作温度高、优异的磁性能，是电子信息产品中的重要基础材料之一，有利于减小汽车电机的体积和重量，增加电机耐温性，提高电机使用效率。（2）工艺路线生产过程分为8个工序： 熔炼工序； 制粉工序； 成型工序； 烧结工序； 切片工序； 检验工序；（7）检分工序； （8）包装工序。工艺流程示意图如下：包 装 入 库原 材 料检 分配 方切 片真 空 熔 炼磁性能检测速 凝 甩 带氢 破烧 结二次气流磨制粉取 向 成 型（3）工艺流程概述：采用SC甩带技术、HD氢破技术、一次成型技术、连续烧结在磁能积为45MGOe材料的成分基础上做进一步优化设计。降低稀土含量，在保持合适的富Nd液相和足够的非磁性富B相的前题下，尽量提高主相Nd2Fe14B所占体积百分数，进而提高材料的饱和磁化强度和剩磁。原材料进厂检验 主要检验各种原材料的纯度。 原材料中几种主要元素的含量应符合下列技术要求： C0.05；O0.03；S0.03；P0.03原材料准备、配料主要原材料金属钕（Nd）、镝（Dy）、镨（Pr）、铝（Al）、Zr、Co、Ga、纯铁等要求纯度大于99，硼铁采用17-20B%中硼铁。 配料前，原材料应妥善保管，防止氧化，并防止油、气和水等的污染。若已氧化,使用时要清除氧化物和杂质，配料计算和称料应准确。熔炼工序采用国产甩带熔炼炉，解决NdFeB永磁材料生产中致命的aFe析出问题，保证了高品位烧结材料的生产。由于稀土元素的化学性能活泼，容易氧化，因此熔炼需要在惰性气体保护状态下进行。当熔炼炉达到所要求的真空度后，开始送电，先用小功率预热，以便让原材料吸附的水份或其它气体排除。预热一定时间后，接着进行大功率熔化。熔炼好的合金液采用自动旋转快速冷凝结晶器进行快速冷却，使合金液来不及偏析就冷却下来，这样可大大地抑制aFe的析出(树枝状），而且晶粒也不粗，是生产高耐热、高磁能积NdFeB磁性材料的关键。合金液经快速冷却浇铸后，可得到成分准确、均匀、干净和柱状晶完全的板式合金锭，其厚度0.3mm。粗破碎、氢破碎、脱氢、气流磨统称制粉工序。采用氮气全密封技术，氮气纯度99.995，加强工序检验，使氧含量降到1000ppm以下，为生产高性能NdFeB永磁材料提供了有力保障。破碎前，要将合金锭表面的氧化皮清除掉。由于合金锭在破碎成小块或细小的粉末时，其热稳定性能要下降，因此在破碎时要采取氢破工艺，并同时使用添加防氧化剂和金属钴（Co）适量添加技术，并在低氧密封生产线上进行，使微粉的保护更加有效，能生产出高品位的NdFeB材料。气流磨是在高速气流的推动下，使细破碎后的合金粒相互之间或与容器内壁发生滚动式撞击而进一步细化。气流磨制粉效率高，颗粒呈球状，表面光滑且缺陷少。气流磨制粉时所采用的高速气流是氮气，工作时要求氮气的纯度99.95%，通过调节进料速度、分选速度和分离器气流压力，达到减小颗粒粒径分布带的宽度的目的，且每一个颗粒都接近单晶体。这是磁材具有高矫顽力的关键。磁场大脉冲取向与成型、等静压采用目前先进的全密封自动成型压机，将制粉后符合要求的NdFeB合金粉末在成型压机的模具上压制成一定形状的磁体压坯。采用大磁场、大尺寸极柱的自动压机可保证产品的高取向度、一致性和均匀性。在工艺上，采用特殊取向模，使模腔磁场最大化。另添加磁粉润化剂，可使粉粒分散性、流动性进一步加强，从而达到提高取向度及产品性能的目的。在低氧条件下，采用模压与等静压相结合的方式比单独模压取向效果好，自然产品的磁性能也好得多。真空烧结真空烧结是为了实现磁体的致密化。采用国产设备中最新开发的连续式真空烧结炉，确保炉腔内温度均匀，同一平面温度差别在±3内，极限真空V2×IO4Pa，压升率0.3Pa/m，本工序列磁体氧含量增加值150ppm。压坯是许多合金粉末颗粒的机械积体，它的相对密度仅有6070，其中内部的空隙很大，强度、磁性能也很低。经过烧结后，磁体的相对密度可增加到9498。烧结时，由于原子的扩散，使不同的粉末颗粒彼此熔合在一起而形成一个整体。采用先进的低温、细晶粒、长时间烧结的烧结工艺可为耐热磁体的生产奠定良好的基础。烧结后的磁体不仅致密度增加，它的机械强度、剩磁、矫顽力、磁能积等都大大地提高。多级热处理真空烧结后再进行热处理（回火），可有效提高磁体的磁性能，特别是矫顽力。在热处理过程中要控制热处理温度和冷却速度。多级处理可增强耐热磁体的热稳定性，大大减少高温不可逆磁损失。检测选用国产的CO分析仪和粒度分布测试仪与光谱分析仪（ICP）对Nd、Dy、Fe、B-Fe、Nb-Fe、Co等主要原材料进行分析后投料，选用中国计量院生产的永磁测试仪，进行耐温测试。并分工序进行工序检测和测试钢锭成分、粉料粒度分布、氧含量、粉料成份、碳含量等指标，使磁体生产有效可控。工艺要求安全可靠，确保高性能NdFeB永磁材料的生产。切片选用精密电磁切割机和高精度切片机及瓦型磨床，使企业能为市场终端用户提供了保证，并提高了产品附加值。（10）最终检验、包装 产品最终检验，产品检验合格后按客户的要求进行包装，产品出库。（4）设备选型及主要技术经济指标设备选型原则设备选型应能完全满足工艺的要求，对提高产品质量、减少废品率有较大的促进作用，以便更好地贯彻国家以上质量、上品种、上水平和提高经济效益为宗旨的“三上一提高”技改方针。设备要求技术成熟、操作易学、维修方便，能适合批量生产的需求。特别是安全性能好，可有效防护操作工人的人身安全和身心健康。在保证产品质量的前提下，设备选型要尽量立足于国内，并选用该行业先进的国产设备。设备要求技术含量高、性能优良。优先选用国家有关部门推荐使用的节能、节材设备。对保证产品质量上档次的关键设备、关键检测仪器从国外引进。设备选型方案熔炼设备选用中北公司真空设备厂制造的真空甩带式熔炼炉，该炉的真空度、压升率等多项技术指标都位列国际同类设备中的前沿。它最大的优点是配备了国际最先进的自动旋转快速冷凝结晶器，使熔炼炉温度1450，浇钢温度1280，加快了合金液浇铸后的冷却速度，有效地抑制了合金锭中aFe的偏析，使合金中Nd2Fe14B的比例加大，且生产率高，成分均匀，晶粒细化，大大提高了产品的矫顽力，解决了NdFeB磁性材料生产中重要的难题。制粉设备氢破工艺是目前国内先进的磁性材料破碎工艺，它是一种省工、省气的新工艺，可有效保护磁粉不被氧化，使磁粉中氧含量控制在1000ppm之下。选用武汉生产的低氧密封粗破制粉设备和北京新大科公司生产的气流磨设备。气流磨设备制粉后，