中国稀土永磁材料的发展-中国钢研科技集团有限公司 李波

6、特高温及高磁能积SmCo永磁合金 、特高温及高磁能积 永磁合金
钢铁研究总院
中国稀土储量及分布
包头、 包头、内蒙
•中国稀土储量占世界稀土储量 的50%以上。 •我国稀土分布北轻南重。其中 ，轻稀土存量大，中重稀土资源 轻稀土存量大， 轻稀土存量大 稀缺， 稀缺，Dy、Tb的使用降低是磁体 技术发展的重中之重。 四川
山东
江西
钢铁研究总院
美国 日本
开发新型高性能磁体 开发低重稀土高矫顽力稀土磁体
grain boundary ）
矫顽力可提高7kOe 矫顽力可提高 Dy用量为传统磁体的十分之一 用量为传统磁体的十分之一
3、高耐蚀性烧结磁体的研究 、
钢铁研究总院
磁体组装示意图
德国Vacuumschmelze公司研发出了烧结磁体组装技术——喷涂和粘合。 喷涂和粘合。 德国Vacuumschmelze公司研发出了烧结磁体组装技术 Vacuumschmelze公司研发出了烧结磁体组装技术 喷涂和粘合 优点：提高磁体耐蚀性（无需镀层），有效降低涡流发热，减少Dy的使用。 优点：提高磁体耐蚀性（无需镀层），有效降低涡流发热，减少Dy的使用。 ），有效降低涡流发热 Dy的使用
35%
MRI 小型电机 大型电机 其它 电声器件 磁选
根据相关行业数据，我国的钕铁硼产品主要集中在电声、磁选、小型电机等低端领域；而世界领先企业如日本的产品主要集中在音圈电机 根据相关行业数据，我国的钕铁硼产品主要集中在电声、磁选、小型电机等低端领域；而世界领先企业如日本的产品主要集中在音圈电机VCM、核磁共振成 、 和汽车动力转向装置EPS等高端领域 像MRI和汽车动力转向装置 和汽车动力转向装置 等高端领域
0.3
Weight loss (mg/cm2)
改善后
3
30EH
30EH 35UH 38SH
改善前
35UH
38SH
0 5 10 15 20 25 30 35
Test time(days)
钢铁研究总院
二. 稀土永磁材料的未来发展
钢铁研究总院
在各国“节能、环保”的理念下， 在各国“节能、环保”的理念下，稀土永 磁材料作为朝阳产业，将持续发展。 磁材料作为朝阳产业，将持续发展。
改善稀土永磁材料力学特性的制备技术
钢铁研究总院
发明了高强韧性和抗冲击性稀土永磁材料及其制备方法； 发明了高强韧性和抗冲击性稀土永磁材料及其制备方法； 发现烧结稀土永磁材料的断裂行为的各向异性； 发现烧结稀土永磁材料的断裂行为的各向异性；研制的高强韧 磁体的抗冲击过载性能大于10 ，其力学强度(抗弯强 性NdFeB磁体的抗冲击过载性能大于 5g，其力学强度 抗弯强 磁体的抗冲击过载性能大于 大于400 Mpa，国际上目前可以检索到的最高水平只有 度）大于 ， 330MPa。 。
2013(E)
2014(E)
来源：慧聪邓白氏研究
22
变频空调等环保家电的 变频空调等环保家电的发展 等环保家电的发展
钢铁研究总院
• 2008年我国变频空调销量为仅209万台，占国内空调销售量7%左右。随着我国定频空调能耗标准的实 施，变频空调的销量在未来几年里将保持高速增长的趋势，预计到2014年，我国变频空调销量将达到 2,330万台，占总消费量的50%左右；磁体用量也将达到4660吨 2006-2014年中国变频空调产量变化趋势图 年中国变频空调产量变化趋势图
保持Br不变，可提高 保持 不变，可提高Hc 320kA/m(4kOe) 不变 保持Hc不变，Br提高 保持 不变， 提高40mT(400G) 不变 提高
ULVAC, Inc. 开发了真空Dy气相沉积和晶界选择扩散技 术（ metal Dy vapor in a vacuum and preferentially diffuses Dy atoms at the crystal
新冶炼技术：SC工艺
真空速凝炉
安泰科技
•2002年三吉利率先引进商用500公斤SC炉 •2010年中国500公斤以上SC炉达到30台 •2009年中国SC产品约10000吨以上
SC铸片 SC铸片
钢铁研究总院
SC工艺的配套工艺：HD工艺
钢铁研究总院
SC+HD工艺特点：高性能化
钢铁研究总院
SC+HD工艺：低失重化
中国烧结钕铁硼行业状况评价
钢铁研究总院
行业发展 厂家现状 急需提升
外部影响
•相关专利技术相继到期， 市场需求 •市场需求增长迅速 市场进入壁垒降低 市场供给 •随着英、加、美、日等 •生产商主要集中在京津、宁沪、 国立法停止生产一般效 山西等地 率电机，采用烧结钕铁 •市场面临激烈竞争，各厂家优势 硼电机所占比例快速上 不明显 升，相应加快了钕铁硼 •中低端产品的差异小 的需求 产业链 •随着国家对稀土行业的进一步整 •随着中国西部开发的进 行，以及原材料的优势， 合，原料的价格上涨，原料供应 商议价能力提升 中国烧结钕铁硼的制造 中心正在向中西部转移， •部分专利仍未到期，在欧美、日 尤其是内蒙古和江西 本等发达市场仍受保护，高端市 场有一定进入壁垒 •西部地区企业的成本结构可能更 优 •目前国内产品在国际市场的价格 较低，有相当大的提升空间 •烧结钕铁硼行业市场较为透明， 对技术和质量的要求较高
单位：万台
2500 1704 1268 988 762 489 500 26 0 2006 2007 2008 2009 2010(E) 2011(E) 2012(E) 2013(E) 2014(E) 96 209 2330
2000
1500
1000
23
钢铁研究总院
（二）新技术的开发决定中国成为稀土永磁的 强国
2009年全球NdFeB磁体产量分布图
2009年全球NdFeB磁体产值分布图
钕铁硼产品的应用领域比较
钢铁研究总院
钕铁硼产品的应用领域钕铁硼产品的应用领域-世界
30%
钕铁硼产品的应用领域钕铁硼产品的应用领域-中国
18%
20%
17% 15% 15% 4% 10% 1% 5% 30%
VCM
VCM MRI 永磁电机 电声器件 其它
产量统计
钢铁研究总院
从产量上看，中国已超过世界总产量的83％，日本占16％，欧 从产量上看，中国已超过世界总产量的83％，日本占16％，欧 83％，日本占16％， 美不到1％；从产值上来说 中国占59％，日本占到39％，欧美2 从产值上来说， 59％，日本占到39％，欧美 美不到1％；从产值上来说，中国占59％，日本占到39％，欧美2％。
中国烧结钕铁硼磁体生产厂家
中国大约100家NdFeB磁体生 产厂家，主要分布在北京、 天津、山西、浙江和赣州、 包头等地。 2009年产量达到57000吨, 位于世界首位。
包头 北京 天津 北京-天津 山西
浙江
赣州
中科三环是中国目前最大的生产商——2009年 年产量达到6700吨。 安泰科技目前生产线能力可达年产量2500吨。
稀土永磁产业格局的发展趋势
全球制造业向发展中国家重心 转移
wk.baidu.com
100 80 60 40 20 0 1985 1990 1995 2000 2005 2010
稀土永磁材料发 展格局的趋势
欧美磁材行业 战略转移
中国
Ferrite Alnico SmCo NdFeB
日本稀土永磁 产业的收缩和 转移
2000年稀土磁体（NdFeB+SmCo）的产值首次超过了铁氧体的，此趋 年稀土磁体（ 年稀土磁体 ）的产值首次超过了铁氧体的， 势将与日俱增。换言之，稀土磁体在21世纪将唱主角 势将与日俱增。换言之，稀土磁体在 世纪将唱主角
NdFeB主要指标与理论指标对比 Br(T) M0HcJ(T) (BH)MAX(kJ/m3) 理论值 实验值 达到程度，% 达到程度，% 1.60 1.55 97% 6.7 0.82 12% 512 474 93%
矫顽力还有较大提升空间
2）晶界相控制 ）
钢铁研究总院
Hitachi Metals, Ld. 开发出了一种特殊的Dy气相沉积/扩 散技术（vapor deposition/diffusion technology）
钢铁研究总院
绿色能源绿色能源-风电
• 促进因素：
– 中国90%的风场运营为国有控制，随着风电上网定价 的确定，未来并网问题逐步解决，风电场运营将快速 发展 – 随着低碳经济建设，风电的重要性日益突出
• 阻碍因素：
– 过去几年，风电快速增长导致部分重复建设，装机容 量超过需求量，未来增速将回落 – 风电场多分布在西部地区，电力输送距离较远
8
稀土永磁已成为最具有我国资源特色,且在稀 稀土永磁已成为最具有我国资源特色 且在稀 土领域中发展最快、所占比重最大的产业。 土领域中发展最快、所占比重最大的产业。 钢铁研究总院
1985 ~ 2010年间全球各类商品磁体产值 年间全球各类商品磁体产值V 年间全球各类商品磁体产值 （$x108）的变化
10
钢铁研究总院
中国烧结稀土永磁技术发展近况 —— 高性能烧结永磁体
钢铁研究总院
稀土永磁材料的发展史
以烧结NdFeB磁体为例， 性能 35 MGOe 产量 <1 Ton
59.6 MGOe， 57000 Tons
钢铁研究总院
Survey of Manufacturing Process
钢铁研究总院
（一） 钕铁硼新应用领域—风力发电、环保家电、工 业节能电机、混合电动汽车的进入。 （二）新技术的开发决定中国成为稀土永磁的强国
钢铁研究总院
风力发电、 （一）钕铁硼新应用领域—风力发电、 钕铁硼新应用领域 风力发电 环保家电、工业节能电机、 环保家电、工业节能电机、混合电动汽 车的进入。 车的进入。
营销 •低价策略为主 •直销为主 •关注产品技术研发 产能改变 •随着烧结钕铁硼需求的扩 大，现有厂家不断扩大产 能 •总体产能增加速度大于需 求增加速度 纵向整合 •主要烧结钕铁硼厂家正在 通过参股、签订长期合作 协议等方式获取价格稳定 的原材料货源 •部分厂家向稀土电机领域 扩展
技术支持 •相关技术的转移 •产品质量提升 市场开拓 海外市场开拓 财务支持
意义： 国家大力推动风电发展，其巨大潜力也将带动风电机 组发展;装机的增长速度在25%左右 目前1兆瓦的机组使用钕铁硼大致在1吨左右，得益于 风力发电行业的快速增长，钕铁硼在风力发电机组中 的用量也将快速增加，预计2014年的磁体需求9600吨
21
EPS的 EPS的发展
钢铁研究总院
• 在未来几年里，随着EPS生产技术逐步成熟，EPS产量将爆发式的上涨，至2014年，我国EPS在汽 车上的使用率将达到75%左右，约为1,419万套，预计在2014年其用量将达到3550吨
中国稀土永磁材料的发展
中国钢研科技集团有限公司 李波
2010.12.26
钢铁研究总院
概 要
一. 稀土永磁材料的现状介绍 二. 稀土永磁材料的未来
钢铁研究总院
一.稀土永磁材料的现状介绍
1.中国稀土永磁材料的产业状况 2.中国烧结稀土永磁技术发展近况
钢铁研究总院
中国稀土永磁材料的发展简史
钢铁研究总院
单位：万套
1600 1400 1200 1000 800 600 400 200 0 2006 2007 30 50
2006-2014年中国 年中国EPS产量变化趋势图 年中国 产量变化趋势图
1419
1003 740 532 367 221 112
2008
2009
2010(E)
2011(E) 2012(E)
国内报道了高耐蚀性烧结Nd-Fe- 磁体，PCT试验（测试条件： 国内报道了高耐蚀性烧结Nd-Fe-B磁体，PCT试验（测试条件： Nd 试验 120℃， 2atm， 磁体重量损失小于1.5mg/cm 120℃，100% humidity, 2atm，480h ）磁体重量损失小于1.5mg/cm2。
钢铁研究总院
70000
全球烧结钕铁硼生产量一览表
美 国（t） 欧 洲（t） 日 本（t） 中 国（t） 合 计（t） 中国占的比例（%） 合计增长率（%） 140 120 100 80
60000
50000
40000
60 40
30000 20 20000 0 -20 10000 -40 0 1985 1986 1987 1988 1989 1990 1991 1992 1993 1994 1995 1996 1997 1998 1999 2000 2001 2002 2003 2004 2005 2006 2007 2008 2009 -60