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钕磁铁成型烧结--吸引中国目光的日本技术 |
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| http://cn.newmaker.com
9/29/2011 11:37:00 AM
日经BP社
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在混合动力车及电动车的驱动马达上，Nd-Fe-B（钕-铁-硼）类烧结磁铁是必不可少的关键部件。与其他磁铁相比，钕磁铁不仅磁力强劲，可达到足以驱动车辆的大功率，而且还能够将马达减小至适于车载用途的尺寸。
那么，您知道这种钕磁铁是如何制造出来的吗？它需要先要将含有必要材料的合金粉碎成微粒，把这些微粒聚集起来成型，然后进行烧结。之后再切割成所需尺寸才能完成。这一过程总感觉像是在制作蛋糕。
当然，在实际量产高品质的钕磁铁时并非如此简单。不仅要将微粒统一为3～5μm的大小，而且还要注意形状的均匀性，还要考虑烧结时的加热方法等，需要花很大工夫来制造。“通过大量积累小技术，才达到了今天这样的实用水平”（从事钕磁铁开发的技术人员）。
比如，将合金粉碎至3～5μm后实施的“磁场中成型工序”就是其中之一。该工序是让粉碎后的微粉（微磁铁）取向。这里的取向是指将微粉的磁化方向统一为某个固定方向，取向性越高，剩余磁通密度（磁场强度的指标）就越大。实施该工序时先将微粉填充到模具中，施加强磁场对微粉进行取向，然后实施加压成型处理。其中的独到之处在于以成型体不会崩塌的程度轻柔加压成型。因为加压过大的话反而会打乱好不容易才统一的微粉取向。
要想实现高取向性，还需在模具内部营造磁场均一的空间，这也很重要。由于电磁铁的配置以及模具的大小、形状、材质都会使磁场不均，导致取向性变差，因此需要利用磁场分析等手段进行微调，使磁场均匀。
中国想要的技术
在钕磁铁的制造问题上，正如许多报道所讲的那样，离开中国就无从谈起。这是因为，磁铁中参杂的Dy（镝）有多半开采自中国，但中国已经开始对出口进行限制。在这一限制下，市场上的Dy金属供应量减少，结果2011年7月Dy金属的价格涨至3100美元/kg，达到了1年前的约10倍（因备受关注而成为投机对象也是原因之一）。
那么，中国为何要限制出口呢？对于这一问题目前有各种推测，但制造钕磁铁的日本企业给出了相同的答案：“原因就在于想获得我们的钕磁铁制造技术。”目前钕磁铁的份额几乎被日本企业所垄断。而且，正如前面所述，钕磁铁的制造需要大量的技术积累，而在这方面有着长年积累的正是日本企业。相比之下，中国“虽然拥有制造钕磁铁时不可缺少的丰富材料，但却无法制造出漂亮的产品”。因此，中国亮出了“只要在中国设立工厂，教授我们制造技术，便可大量供应原材料”的交换条件，其中的具体政策之一就是限制出口。当然，以上只是日本磁铁厂商的看法。
2011年7月《日本经济新闻》报道称，日立金属决定在中国制造钕磁铁。估计日立金属在材料稳定采购与技术外流风险之间做出取舍后，还是决定以保证采购为先。某磁铁厂商的技术人员看到该报道后，既吃惊又遗憾：“让人吃惊。其实我猜日立金属心里并不想建厂……。也不知我们公司今后会如何……。”
不过，即使在中国建厂，也未必立即就会导致技术外流。在这一问题上，处理得比较好的是日系汽车厂商。日本汽车厂商要想在中国销售汽车，就必须要与中国企业成立合资公司，在中国建工厂。而中国则可通过合资企业获得相应技术。“作为允许在巨大的中国市场上销售汽车的交换条件，我们被要求教授需要长年积累的发动机等技术”，这与钕磁铁的情况可谓如出一辙。
对于中国的这一意图，日本汽车厂商一直在智斗。某日本厂商的驻华技术人员坦言：“虽然要向合资公司做技术转让，但对方不问的话我们不会刻意去教。”也就是说，即便是交出图纸，对方不了解其背后的设计思想，也无法开发出新的产品。其实在中国汽车市场上，外资汽车厂商（与中方合资的公司）占有绝对优势，现在的实际情况是“中国的本土汽车厂商并未像中国政府当初所设想的那样成长起来”（上述技术人员）。
目前日本钕磁铁厂商正努力开发在原材料上可减少对华依赖的新技术。不过，即使研发出新技术，也需要时间去实现在制造工序中的应用。因此，日本钕磁铁厂商最好先学习一下汽车厂商的智慧，在生产现场巧妙周旋。（记者：清水 直茂，《日经汽车技术》）
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