GB T 17951-2005 硬磁材料一般技术条件.pdf

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1、ICS 29.030 K 14 国中华人民共和国国家标准GB/T 17951-2005 代替GB/T17951 2000 硬磁材料一般技术条件Standard specification for magnetically hard materials (lEC 60404-8-1: 2001 , Mom 2005-09-19发布2006-06-01实施中华人民共和国国家质量监督检验检瘟总局也t中国国家标准化管理委员会.oc.，.1,1 GB/T 17951-2005 目次前言.专.，.111 1 范围2 规范性引用文件.3 材料的类型及应用4 磁特性分类.4.1 主要磁特性.z 辅助磁特性.5

2、 化学成分.B牛. B . 2 6 密度. . . . . 2 7 牌号-. 2 8 交货方式及尺寸E.2 9 检验 . 9.1 检验范围4.，.a. 2 9.2 检验方法-.-.川.2 10 拒收理由11 分类材料. 3 11. 1 硬磁合金材料.-.3 11. 2 硬磁陶瓷材料(硬磁铁氧体).-511. 3 粘结硬磁材料. 12 不可逆退磁特性.伞.6 附录A(资料性附录)A1NCo.CrFeCo.FeCoVCr.SmCo.NdFeB和硬磁铁氧体磁体的机械物理性能参考值.守_-. . . . . -. . . 15 附录B(资料性附录)本标准章条编号与IEC60404-8-1 ,2004(

3、Ed2. 1)章条编号对照 16 附录C(资料性附录)本标准与IEC60404-8-, 2004飞Ed2.)技术性差异及其原因.17 前GB/T 17951-2005 言本标准修改采用国际电工委员会标准IEC60404-8-1 , 2001 (磁性材料第8部分z第一篇=单项材料规范一一硬磁材料及其修正案1(2004)。本标准是对GB/T17951-2000(硬磁材料一般技术条件的修订。标准结构按GB/T20000. 2-2001(标准化工作指南第2部分2采用国际标准的规则的要求重新进行编排。本标准根据IEC60404-8- ，200及其修正案1(2004)重新起草。在附录B中给出了本标准章条编

4、号与IEC60404-8-1，2001章条编号的对照一览表。本标准在采用IEC60404-8-1时，在技术内容上做了少量修改。有关技术性差异己编入正文中并在它们所涉及的条款的页边空白处用垂直单线标识。在附录C中给出了这些技术性差异及其原因的一览表以供参考。本标准与GB/T17951-2000相比主要变化如下:材料按冶金特性分类;将粘结磁体单独归为一节;删去了R2销岱钻合金(PtCo)和R4铜镰-铁合金CCuNiFe);一一-增删了部分牌号;一一部分牌号的代号和主要磁特性规定的最低值有所调整。本标准的附录A、附录B和附录C均为资料性附录。本标准由全国电工合金标准化技术委员会提出。本标准由全国电工

5、合金标准化技术委员会归口。本标准起草单位=桂林电器科学研究所。本标准主要起草人g谢永忠、詹亚萍、谢忠光。本标准于2000年首次发布，本次为第一次修订。GB/T 17951-2005 硬磁材料一般技术条件1 范围本标准规定了主要硬磁材料(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，本标准也给出了材料的密度值和化学成分范围。2 规范性引用文件下列文件中的条款通过本标准的引用而成为本标准的条款。凡是注目期的引用文件，其随后所有的修改单(不包括勘误的内容)或修订版均不适用于本标准，然而，鼓励根据本标准达成协议的各方研究是否可使用这些文件的最新版本。凡是不注日期的引用文件，其最新版本

6、适用于本标准。GB/T 2900. 60-2002 电工术语电磁学CeqvIEC 60050-121 , 1998) GB/T 3217-1992 永磁(硬磁)材料磁性试验方法GB/T 9637-2001 电工术语磁性材料与元件CeqvIEC 60050(221) ,1 990) GB/T 13888-1992 在开磁路中测量磁性材料矫顽力的方法(eqvIEC 60404-7) JB/T 10102-2001磁性材料分类(IEC60404-1, IDT) 3 材料的类型及应用硬磁材料分为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)。硬磁材料具有大于lkA/m的磁极化强度矫顽

7、力，磁化饱和后能提供依材料而定的比磁能，硬磁材料应用于以电磁原理为基础的设备和装置以及吸持装置、夹板等机械工程中。在JBfT10102中，对这些能大批量供应的硬磁材料的可能和典型应用，作了更详细的叙述。4 磁特性分类4.1 主要磁特性主要磁特性、符号和单位见表L表1主要磁特性及其符号、单位术语号磁特性符号单位GB/T 9637 GB/T 2900. 60 221-04-05 最大磁能积CBH)rn . kJ/m3 121-12-67 221-02-38 剩磁B, mT 121-12-69 221-02-36 磁通密度矫顽力H kA/m 121-12-69 221-02-36 磁极化强度娇顽力H

8、d kA/m 表9至表17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。这些磁特性的规定值只对沿磁化轴有一不变横截面、体积为1cm3 ,._. 200 cm3并且在互相垂直的三个坐标轴方向上的尺寸至少为8mrn的试样有效。对于各向异性材料，只对沿一个笔直的择优方向有效。注1，对于试样的更详细的尺寸限制参见GB/T3217 , 注2，因制造方法的原因，如试样不能满足上述尺寸条件，可能得到较低的磁特性值。4.2 辅助磁特性辅助磁特性、符号和单位见表2。GB/T 17951-2005 表2辅助磁特性及其符号、单位术语号磁特性符号单位GB/T 9637 GB!T 2900. 60 22

9、1-03-16 回复磁导率 剩磁的温度系数它相当于磁饱%!C 和的温度系数(，)(B磁极化强度矫顽力的温度票数(H) %!C 121-12-51 居里温度T, 表9至表17给出的辅助磁特性的典型值是文献中发表的平均值，仅作为一种指标给出，不作为要求，除非供需双方另有协定。各表中温度系数的温度范围一般为20C100C，但这并不妨碍这些材料在此温度范围以外应用。在GB/T3217和GB/T13888中对将硬磁材料磁化到饱和所必需的磁场强度作了规定。5 化学成分为提供参考信息，不同类型材料的成分范围在11.1.1.1和11.2. 1中给出。6 密度表9至表17给出的密度值仅仅是为了提供参考，这些密度

10、值可用于质量和体积的计算。7 牌号硬磁材料可以通过简短的牌号和字母数字记号(代号来标志(见表9至表17)。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磁能积(BH).(单位kJ/m勺，斜线后面的数字表示矫顽力HoJ(单位kA/m)的十分之一。而具有粘结剂(大部分是有机粘结剂)的硬磁材料，则采用在牌号末尾加字母P表示。示例1，对于表9中的AINiCoI2!6的牌号，整数12由其(BH)叩的最低值11.6 kJ/m得出，整数6由HoJ最低值的十分之，即55x 1!10 5.5再四舍五入为一个最接近的整数而得出。如舍去后整数部分为零，贝保留它舍去后的第个不为零的小数。代号中的字母表

11、示硬磁材料的类别，第一位数字表示各个类别中材料的种类，见表8。第二位的数字0表示材料是磁各向同性的，勺表示材料是磁各向异性的。第三位数码表示不同的等级。8 交货方式及尺寸硬磁材料可以在磁化或不磁化状态下交货，还可以组装在磁路中交货。磁体的尺寸应在定货时商定。9 检验9.1 检验范围检验范围由供需双方商定。9.2 检验方法当硬磁材料制成符合GB/T3217规定的形状和尺寸的试样时，其磁特性按GB/T3217检验。否则，检验的细节由供需双方商定。10 拒收理由拒收理由包括硬磁材料的磁特性值低于表9至表17给出的规定值或超过表18至表21给出的形|GB/T 17951-2005 位公差和尺寸公差。硬

12、磁材料的外部和内部缺陷，只有当它们影响到加工和应用时，才可作为拒收的理由。11 分类材料11. 1 硬磁合金材料11. 1. 1 铝-镰-钻-铁-铁硬磁材料(AINiCo)11. 1. 1. 1 化学成分以铝-镰钻铁钦为基的硬磁材料又称AINiCo.成分范围见表3，表3AINiCo硬磁材料的化学成分11.1.1. 2 制造方法单位为质量分数%AINiCo硬磁材料由铸造或粉末冶金方法生产。钻含量高于15%时，通过在热处理时加磁场，可产生磁各向异性，其磁特性可在择优的方向增加。具有柱状晶或单晶结构的材料，在热处理时平行于柱状晶轴加磁场，可得到铸造硬磁材料的最佳性能。11.1.1. 3 细分类铸造或

13、烧结各向同性硬磁材料(R1-Q-x)x=1 ,2 ,. 铸造或烧结各向异性硬磁材料(R1-1-x)x=1 ,2 ,. 11. 1. 1. 4 磁特性和密度磁特性和密度值在表9中给出。11.1.1.5 尺寸公差烧绪和铸造AINiCo磁体的尺寸公差值在表18中给出。11.1. 2 错-铁-钻硬磁材料(CrFeCo)11.1.2.1 化学成分以铅-铁-钻为基的硬磁材料又称CrFeCo.成分范围见表4，表4CrFeCo硬磁材料的化学成分Cr 其他元素如Si.Ti，Mo.AI.V 2535 O.13 11. 1. 2. 2 制造方法单位为质量分数%Fe 余量CrFeCo硬磁合金材料可由铸造或粉末冶金方法

14、生产，通过热轧或冷轧成带材或拉成丝材，有些经冲压、车削或钻孔而达到所需形状。11. 1. 2. 3 细分类各向同性硬磁材料(R2-0-x)x，2. 各向异性硬磁材料(R2-1-x)x=1 ,2 ,. 11. 1. 2. 4 磁特性和密度各向同性和各向异性CrFeCo硬磁材料的磁特性在表10中给出。11. 1.2.5 尺寸公差冷轧带材、冷拉线材和棒材的尺寸公差值分别在表19和表20中给出，用粉末冶金方法生产的硬磁GB/T 17951-2005 材料的尺寸公差应由供需双方商定。11. 1. 3 铁-钻-饥-错硬磁材料(FeCoVCr)11. 1. 3.1 化学成分化学成分如表5所示。表5FeCoV

15、Cr硬磁材料的化学成分Co V+C, FeCoVCr 4954 413 11. 1. 3. 2 制造方法单位为质量分数%Fe 余量FeCoVCr硬磁合金材料用铸造法制造，热轧或冷轧成带材或冷拉成线材。冷变形(80%95%)及随后500C650C的热处理对获得磁特性是必不可少的工艺过程。11. 1. 3. 3 细分类推荐以磁极化强度矫顽力Hcl为细分类的依据。11. 1. 3. 4 磁特性和密度磁特性和密度在表10中给出。11. 1. 3. 5 尺寸公差冷轧带材和冷拉线材的尺寸公差值分别在表1日和表20中给出。11. 1. 4 稀土-钻硬磁合金材料11. 1. 4.1 化学成分应用较多的稀土钻合

16、金有两种类型:RECos和RE，Co17 RE, C017用来表示一系列由多种过渡族元素部分替代钻的二元和多元合金的通式，这两种类型的合金具有强烈的单轴磁各向异性和高的磁饱和，可制成拥有高矫顽力Hcl和高剩磁丑的硬磁材料。这类硬磁材料的主要成分见表6.表6RECo硬磁材料的化学成分单位为质量分数%其他元素如Zr，Hf，Ti。3侈(Sm)是这类合金中的主要稀土金属元素。但饰(Ce)或错(Pr)也可作为这类合金的稀土金属元素。11. 1. 4. 2 制造方法RECo粉末在磁场中压制成坯块，可获得各向异性硬磁材料。压坯在真空或保护气氛下烧结。11. 1. 4. 3 细分类RECos类各向异性硬磁材料

17、(R5-1-x)x1，2 .9 RE2C017类各向异性硬磁材料(R5-1-x)Z二10.11，12.19 11. 1. 4. 4 磁特性和密度磁特性和密度在表11中给出。11. 1. 4. 5 尺寸公差尺寸公差由供需双方商定。11. 1. 5 敏-铁-珊硬磁材料(REFeB)11. 1. 5.1 化学成分REFeB硬磁材料以组分RE，FeB为基。稀土(RE)元素主要是铁(Nd).可以部分地被铺(Dy)、错GB/T 17951-2005 CPr)或其他稀土元素替代，铁可以部分地被钻(Co)替代。Nd2Fe14B合金具有四方晶结构并显示出高的饱和磁极化强度和高的单轴磁各向异性。REFeB硬磁材料

18、的成分范围见表7。表7REFeB硬磁合金材料的化学成分单位为质量分数%其他元素如V.Nb.Al.GaOl 11. 1. 5. 2 制造方法REFeB粉末在磁场中压制成坯块，可获得各向异性硬磁材料。压坯在真空或保护气氛下烧结。11. 1. 5. 3 细分类各向异性NdFeB硬磁材料CR7-1-x)x=1, 2. .9 11. 1. 5. 4 磁特性和密度各向异性硬磁REFeB材料规定的磁特性最低值和密度在表12中给出。11. 1. 5. 5 尺寸公差尺寸公差与表18中Ti含量低于1%的烧绪AINiCo磁体的规定相同。11. 2 硬磁陶瓷材料(夜磁铁氧体)11. 2.1 化学成分硬磁铁氧体的化学组

19、成可以用公式MO.nFe20，来描述(式中M为Ba和Sr).系数n可在4.5 6.5的范围内变动。硬磁铁氧体具有高单轴晶体各向异性的六角形结构，但其磁饱和相对较低。通过添加特殊添加物可提高磁特性。11. 2. 2 制造方法硬磁铁氧体粉末在有或无磁场条件下压制成坯块可获得各向异性或各向同性硬磁材料。压坯在空气中烧结。11. 2. 3 细分类各向同性硬磁铁氧体材料CSI-0-x)Z二1，2.各向异性硬磁铁氧体材料CS1-l-x)x=1 ,2,. 11. 2. 4 辘特性和密度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13中给出。11.2.5 尺寸公差各向同性和各向异性硬磁铁氧体的尺寸公差值

20、在表21中给出。11. 3 柑结硬磁材料树脂粘结硬磁材料是复合材料，由树脂基体和磁粉构成。材料的机械性能主要由粘结剂决定，磁特性由磁粉的类型、粘结剂、磁粉与粘结剂的比例决定，对于各向异性材料，磁特性还与取向度有关e11. 3. 1 化学成分粘结硬磁材料的主要原材料有AINiCo，SmCo Sm 2 Col1 , NdFe和硬磁铁氧体粉，主要的基体材料有合成胶、热熔塑胶和热固化粘结剂。11. 3. 2 制造方法粘结硬磁材料可由轧制、挤压或压延法生产，具有固定形状的粘结硬磁材料可用注射、冲压或挤压法生产.11. 3. 3 细分类各向同性粘结AINCo硬磁材料CUI-0-x)GB/T 17951-2

21、005 x=O ,1,2 ,., 各向同性粘结RECo硬磁材料(U2-0-x)x=lO+n(压延法和挤压法x=20+n(注射法)x=30+n(压模法)n= 0 ,1,2 , , 9 各向异性粘结RECo硬磁材料(U2-1-x)x=lO十凶(压延法和挤压法)x=20十n(注射法)x=30+n(压模法)n= 0 ,1, 2, J 各向同性粘结REFeB硬磁材料(U3-0】0x=lO+(压延法和挤压法x=20十nJ(注射法)x=30十n(压模法)n= 0. 1, 2. J 各向同性粘结硬磁铁氧体材料(U4-0-x)x=lO十n(压延法和挤压法x=20十n(注射法x=30+n(压模法)n= 0 ,1

22、,2, J 各向异性粘结硬磁铁氧体材料(U4-1-x)x=lO+n(压延法和挤压法)x=20个n(注射法)x=30+nJ(压模法)n= 0 , 1 ,2 , J 11. 3.4 磁特性和密度最低磁特性的规定值和密度AINiCo p RECo p 在表14中给出;在表15中给出;REFeB p 在表16中给出，硬磁铁氧体p 在表17中给出。11. 3. 5 尺寸公差尺寸公差由供需双方商定。12 不可逆退磁特性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。在前一种情况下，磁性变化是完全可逆的，而在后一种情况下磁

23、性的变化是部分可逆部分不可逆的。磁能相应于磁场的变化，通过在材料标准的相关表中给出的相对回复磁导率reo来定量描述。因此，对于硬磁系统的设计，应考虑这个不可逆变化。设计时应考虑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为B-H和J-H退磁及回复曲线。图1表示一种硬磁材料的退磁和国复曲线，此材料在充分磁化后，具有剩磁B，=儿。施加一定强度的退磁场Ho.再将其减小到零磁场的暂态作用).在材料中引起剩余磁通密度Bp=Jp.称它为剩余GB/T 17951-2005 回复磁通密度(稳定度)。由于Bp安二垂直于压制方向在压制方向沙型铸造壳模铸造+ 土土+ 士+ 4

24、 0.15 0.20 0.20 0.25 0.40 0.25 4 6 0.20 0.25 0.25 0.30 0.40 0.25 6 8 。200.25 0.25 0.30 0.40 0.25 8 10 0.20 0.30 0.30 0.35 0.45 0.25 10 J:l 0.25 0.30 0.30 0.35 0.50 O. .10 13 16 0.25 。.35。.35。.450.50 0.30 16 20 0.30 0.35 0.40 0.45 。.550.40 20 25 O. .10 0.40 0.45 0.55 0.60 0.50 25 30 0.35 0.45 0.50 0.

25、60 0.65 0.50 30 35 0.40 0.50 0.55 0.70 0.70 0.60 35 40 0.45 0.55 0.65 0.75 0.75 0.60 40 45 0.50 。600.70 口.850.80 0.70 45 50 0.50 0.65 0.75 0.90 0.80 0.70 50 55 0.55 0.70 : 1. 00 0.80 5岳60 0.60 0.80 0.90 l. 00 0.80 60 70 1. 00 0.80 70 80 1. 00 0.80 80 90 1. 10 0.80 90 100 1. 20 0.80 12 表19最大厚度为6mm最大宽

26、度为125mm的冷轧FeCoVCr和CrFeCo永磁带材的尺寸公差(最小值)厚度(最大6mm) 宽度(最大125mm) GB/T 17951-2005 单位为毫米厚度范围厚度的尺寸公差b厚度范围边缘状态宽度的尺寸公差、 土 士 土4 0.25 0.40 0.25 0.40 0.15 0.10 4 6 0.25 0.40 0.25 0.40 0.15 。.106 8 0.25 0.40 0.25 0.40 0.15 0.10 8 10 0.30 0.40 0.30 0.40 0.15 0.10 10 13 0.30 0.40 0.30 0.40 0.20 0.10 13 16 0.30 0.40

27、 0.35 0.45 0.20 0.15 16 20 。.350.45 0.45 0.55 0.25 0.15 20 25 0.40 0.55 0.55 0.70 0.30 0.15 25 30 0.55 0.70 0.70 0.90 0.35 0.20 30 35 0.65 0.85 0.80 1. 00 0.40 0.20 35 40 0.75 1. 00 0.95 1.20 0.45 0.25 40 45 。.851. 15 1. 10 1. 35 0.50 0.25 45 50 0.95 1. 30 1. 20 0.50 0.25 50 55 1. 05 1. 65 1. 30 0.5

28、5 。.3055 60 1.15 1. 80 1. 45 0.60 0.30 60 70 1.30 2.10 1. 65 0.70 0.35 70 80 1. 50 2.40 1. 90 80 90 1.70 2.70 2.15 90 100 1.90 3.00 2.40 a在各种情况下，湿压硬磁铁氧体的厚度以极面间的尺寸为准.14 GB/T 17951-2005 附录A(资料性附录)AINiCo.CrFeCo.FeCoVCr.SmCo，NdFeB和硬磁铁氯体磁体的机械物理性能参考值表A.l给出了不同类型硬磁材料的机械物理性能值，这些材料包括AINiCo，CrFeCo. FeCoVCr, RE

29、Co，REFeB及硬磁铁氧体。这些性能值仅供参考，根据材料的机械物理特性，表中给出了它们的性能对比。表A.1AINiCo，CrFeCo，FeCoVCr，SmCo，NdFeB和Har甘ferrite硬磁材料的机械物理性能值材料/制造方法物理性能机械性能参考值代号制造热膨胀系数导热率/电阻率/抗拉强度/抗压强度/杨氏模量/硬度牌号4隧方法(10-10 a I SI-I-x _L 1011 善1表示各向同性，a表示各向异性。a冷加工。b热加工。15 GB/T 17951-2005 本标准章条编号对应的国际标准章条编号1 1 2 2 3 3 4 4 5 5 6 6 7 7 8 8 9 9 10 10

30、11 11 12 12 13 附录A附录A附录B附录C16 GB/T 17951-2005 本标准的章条编号技本性差异原因10 删除需方向供方提交拒收通知时，应附有拒收货物的样此为合同性条款，不应在标准中品规定化学成分中的铝(Al)、镰(Ni)和钻(Co)的吉量范围加宽，11.1.1. 1 铝的吉量范围由8%-13%加宽至6%-13.5%.镰的吉量范围由13%-28%加宽至12%-28%.钻的吉量范围由适合我国硬磁材料的成分范围5% -42%加宽至0%-.42%1.增加牌号AINiCoI0/4，1.目前我国该牌号的产品有一定表92.将牌号AINiCo58/5分解为两个牌号AINiCo52/6及的量，AINCo60/6 2.有利于用户选材和降低供应商的生产成本表10增加牌号CrFeCo52/5拓宽牌号的性能范围，更适合我国硬磁材料性能水平现状