行業資訊
行業動態
技術動態
 
 
技術動態 當前位置:首頁 > 技術動態
 

粘結釹鐵硼永磁體的應用和發展

发布日期: 2016-3-25
 

 盧馮昕 饒曉雷 李綱

 

粘結釹鐵硼永磁體自面世以來,由於具有尺寸精度高、形狀複雜、磁性能均勻優良等綜合優點在硬碟驅動器、光碟驅動器、汽車微電機、磁感測器和其它精密電機中獲得了廣泛的應用。隨著粘結釹鐵硼永磁體的製造技術不斷提升,尤其是利用注射成型工藝和擠出成型工藝生產的磁體,可以具有複雜或者特殊的形狀,在一些新的領域逐漸獲得了重要的應用。同時,由於硬碟、光碟機的體積越來越小,轉速越來越高,這些趨勢對傳統的粘結釹鐵硼永磁體也提出新的技術要求。

 

粘結釹鐵硼磁體自面世以來由於具有尺寸精度高、磁性均勻性好、形狀可塑性強、原料利用率高、易於大批量生產等優點,在資訊技術、辦公自動化、消費類電子、家用電器、汽車工業等領域獲得了廣泛的應用,是現代工業不可缺少的功能材料之一。近年來,隨著全球“節能減排”和“新能源”的發展呼聲,消費類電子產品、家用電器和汽車關聯產品都在向“小型化、輕量化、節能化”趨勢發展,粘結釹鐵硼磁體的特性正迎合了這種發展趨勢,除了2009年金融危機將全球帶入不景氣年份以外,粘結釹鐵硼磁體平均每年都以近8%的量增長。2011年國家稀土政策的重大調整,給整個稀土行業、特別是稀土永磁行業帶來了歷史性的利好時機,雖然部分新的應用開發因為成本原因延緩了推進計畫,但隨著2014年7月日立金屬基本成分專利失效日的逐步逼近,未來幾年對粘結釹鐵硼磁體的需求量將進一步增大。

 

1.粘結釹鐵硼永磁體的應用分類
粘結釹鐵硼磁體的磁性能不及燒結釹鐵硼,但因其能大批量方便地製造多極充磁環形磁體,性能一致性和均勻性極佳的特點,以及遠高於粘結鐵氧體的磁性能,被廣泛應用於各類微型電機和感測器系統中。粘結釹鐵硼的具體用途,主要可分為數位化產品:其中的硬碟驅動器磁體(HDD)和光碟驅動器磁體(ODD)是粘結釹鐵硼永磁體中最主流、應用量最大的品種;各類辦公OA產品,主要包括:印表機用傳動電機、掃描器用電機、影印機用步進電機(STP)以及雷射印表機磁輥等;汽車用電機及磁感測器產品,包括EPS助力轉向感測器磁體、雨刮器電機、搖窗電機、座椅調節器電機等;其他各類工業用和家用電機,主要包括各類伺服電機、電動工具用電機、空調製冷馬達等。


 

2.我國已經成為世界粘結釹鐵硼永磁體中心,產量占全球的70%以上
中國的粘結釹鐵硼產業化起步較晚,但國內企業多年來一直致力於自主研發和自主創新,目前國內自主品牌的粘結釹鐵硼磁體產品性能已達到國際同行業先進水準。特別是進入21世紀後,隨著全球資訊產業的快速發展,中國成為世界電腦生產基地,中國市場的粘結釹鐵硼磁體用途普及、用量大增,在一定程度上促進了全球粘結釹鐵硼永磁體中心向中國傾斜的市場佈局。2000年,日本精工愛普生株式會社將其粘結磁體事業部全部轉入中國,此舉大大縮短了國內粘結釹鐵硼永磁體技術和國外先進製造水準的差距。同時,粘結釹鐵硼磁體的專利原料供應商美國麥格昆磁公司關閉其在美國的工廠,將其事業全部遷至中國天津。而我國得天獨厚的稀土資源優勢加上相對較低的人工成本優勢,使全球稀土永磁產業佈局實現了大規模調整,目前已經形成以上海愛普生磁性器件有限公司、日本大同電子和成都銀河三家為首的大規模粘結釹鐵硼永磁體生產企業,以及日本美培亞、臺灣天越和北京安泰科技下屬的海美格等規模的粘結釹鐵硼製造商,由圖1可以看出,2010及2011年中國粘結釹鐵硼產量占全球的比例超過70%,已成為全球第一大粘結釹鐵硼永磁體生產基地。

 

3.資訊技術和消費電子行業的快速發展為粘結釹鐵硼磁體需求增長提供有力支撐
目前,全球已進入資訊化時代,隨著磁存儲技術和硬碟驅動技術的日臻完善和發展,以及電腦產業和消費類電子產品的需求不斷增加,全球硬碟需求量也將持續增加。根據日本粘結磁體協會的統計,2010年,全球硬碟產量約為6.5億隻,2011年下半年,由於受到泰國洪水的影響,位於泰國洛迦娜工業區硬碟驅動器製造商日本電產泰國公司,全球最大的硬碟驅動器磁體生產商之一日本大同電子都受到直接的影響,因此2011年全球硬碟的實際產量受到很大的影響,實際2011年全年產量約為6億隻。
但是,就硬碟發展趨勢而言,仍保持穩定增長的水準。同時,為了對抗越來越多的固態硬碟,全球最大的幾家硬碟製造商計畫開發厚度僅為7mm的硬碟,以滿足越來越普及的平板電腦市場需求,這對整個粘結釹鐵硼永磁體行業意味著新的市場機遇,同時也是巨大的技術挑戰,超薄硬碟驅動器的出現將成為傳統的硬碟驅動器磁體市場新的增長點。預計硬碟驅動器磁體市場的年增長率為10%~15%。

 

4. 汽車工業用粘結釹鐵硼永磁體將成為新應用的增長點
汽車工業是釹鐵硼磁體應用較多的領域之一,目前粘結釹鐵硼磁體主要應用於中高檔汽車的微電機和感測器中(每輛中檔、豪華轎車約使用50~80個微電機),例如:汽車座椅電機、雨刷電機、EPS助力轉向感測器、車窗電機、車載空調、車載CD、車載硬碟等。隨著汽車向小輕型化、舒適化、節能化發展,未來汽車電機中粘結釹鐵硼磁體的使用量將逐年增長。據統計,2011年全球汽車產量達到8010萬輛,2011年全球汽車粘結釹鐵硼磁體耗用量約為300~400噸。而根據CSM(央視索福瑞媒介研究公司)預測,樂觀估計未來幾年全球汽車產量平均增長率可以達到3.5%,則至2015年,全球汽車產量將到達9200萬輛,保守預計,到2015年僅30%的中高檔汽車微電機採用粘結釹鐵硼磁體,對應的粘結釹鐵硼磁體需求也將增至1200噸。由於汽車微電機、磁感測器用高性能粘結釹鐵硼磁體為高附加值的產品,新應用的出現對優化粘結釹鐵硼永磁體的產品結構,提升產業技術水準具有重要的意義。

 

 5.節能變頻家電和辦公OA設備將成為粘結釹鐵硼永磁體行業潛力巨大的市場


隨著我國實施節能家電補補貼政策,以變頻家電為首的節能家電將獲得巨大的發展。粘結釹鐵硼永磁體在節能變頻家電領域獲得了重要的應用,例如利用耐高溫的粘結釹鐵硼永磁體做成的電磁膨脹閥,通過和變頻空調壓縮機的配合工作,實現對製冷量的精確控製,可以實現節能30%。電磁膨脹閥是替代傳統的熱力膨脹閥的節能產品,代表了變頻家電的發展方向。以全球知名的膨脹閥製造商為首的愛默生公司,都在積極開發基於粘結釹鐵硼永磁體的電磁膨脹閥,預計2012年全年用量將達到150噸。
擠出成形工藝是粘結釹鐵硼永磁體一種特殊的生產工藝,可生產出橫截面均勻、薄壁大直徑、長度方向幾乎無限製的各類磁體,用於辦公自動化設備如印表機、影印機、傳真機、掃描器和多功能一體機中,可以作為上述設備的各種傳動電機磁體和鐳射列印/影印機磁輥等,薄壁大直徑粘結釹鐵硼永磁體替代低性能鐵氧體永磁體,可以用窄氣隙和輕型化來彌補磁體單價高的劣勢,同時以運轉平穩、能耗低、噪音低來顯著提升列印品質,延長設備壽命。目前,全球粘結釹鐵硼永磁體行業中,僅上海愛普生磁性器件有限公司建設了擠出成形生產線,可以穩定量產,目前年產能約200噸。隨著新應用市場的拓展,前述兩個應用磁體將成為粘結釹鐵硼永磁體行業中新的經濟增長點。

 

6.後專利時代粘結釹鐵硼磁體行業發展預測
粘結釹鐵硼磁體的原材料主要是由快淬工藝製備的釹鐵硼永磁微晶粉末,因為美國麥格昆磁公司(MQI)多年的全球專利壟斷而被稱為MQ粉。根據麥格昆磁公司網站資料,其基本專利從2009~2014年逐步到期,其中最重要的是MQI購買了專利維權權利的日立金屬US5,645,651號有關四方晶體結構權利要求的專利,也將於2014年7月到期。2014年7月以前後的釹鐵硼專利控製尚未明瞭,但從磁體製造和應用領域的動向來看,整個行業都在未雨綢繆。若幹年前有人樂觀地估計,當快淬釹鐵硼磁粉的單價低於15美元/公斤時,將有大量的應用由鐵氧體切換為粘結釹鐵硼。如今稀土原材料漲價的局面也許會對此預言澆上一瓢冷水,但從未來的應用需求看,依然應該保持樂觀的態度,因為鐵氧體有龐大的市場容量,一個很小的變動就是粘結釹鐵硼的巨大商機,而且粘結釹鐵硼不使用重稀土Dy和Tb的特點,也為自身贏得了部分曾經是燒結釹鐵硼的市場。
同時,通過政府管控,我國稀土價格逐步走向穩定。另外,國家的節能家電補貼政策實施,汽車產業發展規劃的頒佈等,對整個粘結釹鐵硼永磁體行業都是利好的消息,將有助於行業的健康持續發展。

 

7.市場應用對新技術、新產品的期待
MQI獨家壟斷的MQ粉,以10MGOe左右的磁體性能為粘結釹鐵硼應用領域設定了技術標準和設計極限,絕大多數應用都不得不受製於此。在電子產品和辦公自動化領域等粘結釹鐵硼傳統應用領域,磁體精度和一致性要求超越了對性能的苛求,但在節能減排和新能源的應用中,低性能成為粘結釹鐵硼的瓶頸。人們翹首期盼的就是更高性能的各向異性粘結稀土磁體。
日本愛知製鋼無疑是特立獨行者,他們經過多年努力開發出了HDDR各向異性釹鐵硼磁粉,結果發現不得不親自動手開發磁粉的壓縮成形技術,因為磁粉的所有潛在用戶,都無法用現有的成形技術加取向磁場來實現HDDR磁粉的高性能。近兩年愛知製鋼還通過成分和表面調整改善了為用戶一致詬病的高溫減磁問題。國內若幹科研院所在十多年前也一直致力於HDDR技術的開發,目前已經形成了批量生產的規模,而科技部863項目也在重點支持磁粉及磁體成形技術的研究開發工作,相信在不久的將來,中國自主的各向異性粘結稀土磁體製造技術和產品會走向市場。另外,以熱壓—熱變形工藝製備被稱為MQ—III的各向異性磁體,經破碎後的磁粉也是高性能各向異性粘結磁體的重要原材料。
綜上,如何在後專利時代開發新產品,開拓新的應用市場,展開積極的市場競爭,將是整個粘結釹鐵硼磁體行業都需要思考的問題。
(本文選自第四屆中國•包頭稀土產業(國際)論壇專家報告集)

 

溢源國際有限公司是一家專業研發生産各類磁性材料、磁性産品的大型廠家。公司主營磁性材料和磁性製品兩大類産品:釹鐵硼、鐵氧體、橡膠磁體、膠磁鐵粉布、鋁鎳鈷、釤鈷、橄欖磁、磁性保健飾品等可廣泛應用於航空、機械、電子、醫療、玩具、文具等。磁性製品有鐵路系統產品應用、磁性寫字板、指南針、馬達(微型電機)、磁性冰箱貼、PVC磁性鈅匙釦、磁性飛鏢、磁性吸盤、磁性掛鈎等, 亦可用於禮品,玩具文具等。歡迎新老客戶來電洽談訂購(www.mainrich.com)。

返回

溢源国际有限公司

地址:香港九龙尖沙咀广东道30号新港中心2座5楼503室
電話: (+852) 2720 5555
傳真: (+852) 2720 0136
郵箱: mainrich@mainrich.com
      info@mainrich.com

中山溢源矿业有限公司

中山溢源磁性五金制品有限公司

地址: 廣東省中山市坦洲鎮第一工業區阜興路1號
電話: (+86)760-8663 1381
傳真: (+86)760-8663 1336
郵箱: mainrich@mainrich.com
      info@mainrich.com

溢源磁鐵磁膠

溢盈磁性科技製造有限公司

地址: 澳门慕拉士大马路激成工业中心第一期七楼G座
電話:
傳真:
郵箱: mainrich@mainrich.com
      info@mainrich.com
溢源國際有限公司(版權所有) 官網網址:www.mainrich.com 技術支持: 中國經貿網