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我国金属软磁粉芯项目发展展望

2010-09-29 14:29:12 来源:《磁性元件与电源》2010年10月刊 点击:1763
1 引言
金属软磁粉芯是目前最具良好综合性能的一种新型软磁材料。它既保留了金属软磁和铁氧体软磁的一些优良特性,同时又最大限度的克服了它们的某些缺陷。这对于各种电子产品实现高精度、高灵敏度和大容量、小型化的发展方向,是具有极为重要意义的。正由于此,在一些科技发达的国家如美国等,在上世纪五十年代便开展了大量的研发工作,取得了可喜的成绩并形成了系列化的产品。如铁粉芯系列(iron cores),钼坡莫磁粉芯系列(Mpp cores),高通量磁粉芯系列(high flux cores)和铁硅铝磁粉芯系列(sendust cores)等产品。并在上个世纪七十年代起,在各种科技领域和工业领域获得了极为广泛的应用。也正由于金属软磁粉芯产品的发展和广泛应用,对于推进各科技领域和工业领域的发展、促进社会的进步起到了极为重要的作用。
美国微金属公司的铁粉芯产品,是世界的“王牌”产品。对于金属软磁粉芯的应用和发展,作出了卓越的贡献。而美国磁性材料公司,对于综合性能最优异的钼坡莫磁粉芯系列、具有高的饱和磁通密度的Ni Fe50坡莫合金系列产品和具有价廉物美优良特性的铁硅铝磁粉芯系列等三种合金系列产品的全面研发和所取得的成就,更是为推进金属软磁粉芯项目产品的发展和应用作出了巨大的贡献。所以在20世纪末期以前,基本上是美国产品垄断了世界市场,美磁公司更是在世界各大洲都设有供应仓库。三种合金系列产品的“世界王牌”产品,目前仍被公推非美磁莫属。其他工业化国家如日本、德国等也都具有相当规模,但主要供国内自销尚不足,还需进口,其他欧美国家也是如此。上世纪末期,在韩国金属软磁粉芯项目得到飞速的发展。特别是昌星公司(CSC)以其价廉物美的产品,在本世纪开始大量打入国际市场,特别是我国的市场。从而打破了美国产品垄断世界市场的局面,也为推进金属软磁粉芯项目产品的发展和应用,作出了重大的贡献。
金属软磁粉芯作为一种具有优良综合性能的新型软磁材料,由于其应用对改进和提高各种电子产品的性能和质量,具有重要的作用,目前正获得愈来愈广泛的应用。它不仅对高科技领域和军工领域具有重要的使用意义,而且对于各种工业制造、电子产品生产和家电领域都具有极为重要的使用意义,是一种市场前景非常广阔的新型软磁材料。
我国在上个世纪60年代末期,由于发射第一颗人造卫星的需要,开始了该项目的研发工作。由于仅仅限于重大工程项目的需求,进展较为迟缓。但到上个世纪末期的90年代始,一是我国当时大力发展通讯产业的需要,另一方面是由于开关电源这一新技术产品在我国开始走向市场化,而作为各种电源所用之核心部件的磁芯材料的需求也就随之大增。在我国入市以后,很快成为世界上最大的电子元器件的供应基地,这更增加了对各种磁芯材料的极大需求。但是,目前我国该项目的发展离市场的需求相差甚远,还远远不能满足市场的迫切需求!特别是三种合金系列的产品,95%以上还是靠进口。目前我国金属软磁粉芯项目产品的发展,不管是产品质量还是生产规模,与国际先进水平相比,都还是存在一定差距的,这就是我国市场目前仍被国外产品所垄断的根本原因,我国广大客户迫切希望能用到价廉物美的国产品。正如无锡汇普孙总所说:“我们拿现金买还要受外国人的气,还得向他们点头哈腰”。所以,大力发展我国金属软磁粉芯项目产品,以优质产品满足国内市场的需求,是摆在我们面前的一项十分迫切的任务。
我作为我国从事金属软磁粉芯项目研发工作最早,并且也是时间最长的科技工作者。为改变我国该项目的落后状况,为我国金属软磁粉芯项目的发展而奋斗,是我义不容辞的责任。我虽已是七十多岁的老人,但是我将尽全力而为之奋斗,贡献我的一份力量。
2 我国金属软磁粉芯项目发展展望
我国在20世纪60年代未期,为了发射第一颗人造卫星“东方红一号”的需要,在北京钢铁研究总院由陈育才和陈煜廉二位先生进行了啟蒙的研究,并为我国第一颗人造卫星的发射作出了贡献。由于金属软磁粉芯的优异性能在控制、制导系统的重要作用 ,为了重大工程项目发展的需要,我国在70年代就决定定点单位。在我的努力争取下,将金属软磁粉芯研制工作定点在武汉冶金研究所,并作了较大的投入。在全所科研人员的努力下,完成了一个又一个重大工程项目的研究。为此,中共中央、中央军委、人大常委会、国务院联合发出贺电嘉奖、祝贺鼓励。由此,武汉冶金研究所也由一个默默无闻的地方所,一跃而成为我国科研战线上的一颗新星。为我国金属软磁粉芯项目的发展,作出了重大的历史贡献。在70年代中期,为了集中研发力量,又将各重大工程项目和军品的小批量试制工作定点在北京798厂。从此,武汉冶金研究所和北京798厂,成为了我国该项目发展的先驱。而798厂一直是从事各种重大项目和军品的试制任务,质量要求非常严格。所以该厂在项目产品质量方面,一直是处在我国领先的前列。特别是在高通量磁粉芯(high flux cores)产品质量方面,目前已达到国际先进水平。所以该厂在为我国金属软磁粉芯项目的发展上,也作出了重大的贡献。
由于金属软磁粉芯的研制工作具有重大的义意,在20世纪80年代,东工、中南工大、钢研总院和上钢所等一批高校、院所等,都相继开展了该项目的研究。并与武汉冶金所互相进行交流、学习,也使该项目发展都起到一定的推进作用。如中南工大邓宏才教授等在降低金属软磁粉芯产品的温度系数方面的研究,达到了较高的水平。钢研总院、上钢所等与武汉冶金所在共同完成“109工程”项目等方面作出的贡献,都是对于促进我国金属软粉芯项目的发展起了一定的作用。
但总的来说,我国该项目的发展还是较落为落后的,至上世纪末为止,仅仅在小批量试制方面形成了北京、武汉、上海等三足鼎立之势。然而在研发工作方面,也一直停留在仿制外国产品跟着别人后面跑的水平上。对于我国金属软磁粉芯项目的落后状况,我一直耿耿于怀。但由于某些客观限制,我也是无能为力,只能忧心忡忡。
改革开放,为我国金属软磁粉芯项目的发展,带来了无限的生机。大量的引进项目和技术,为我们认清项目发展的重大义意,以及我国所处的落后状况敲响了警钟,更有力的促使了我国金属软磁粉项目的发展。
1993年武汉535厂引进了西班牙100A赛特通讯电源模块,其核心部件是三种规格的五个磁芯,进口价总计1300余元一付。而模块售价仅1600余元,如果不实现国产化,批量生产会大量亏损。正当535厂上下为此一筹莫展之时,武汉磁力所仅用三天时间就为其解决了这一关键问题。一付磁芯仅花了327元,只及进口产品的一个零头。1999年浩源公司的成立,为我国金属软磁粉芯的发展开创了一个崭新的局面,作出了巨大的贡献。详见我为《辉煌中国60年》撰写的文章(《大比特资讯》2010.3),在此不作重述。2009年下半年杭州某公司控股后改为了中磁浩源公司,由陈艳主持公司的工作。由于增添了巨大的活力,公司更是在飞速的向前发展。不仅增添了大量的设备,扩大了生产能力,而且产品质量方面更是有了很大的提高。特别是各性能档的铁硅铝磁粉芯,质量上全面超过了昌星的产品。达到了“世界王牌”产品美磁的水平,受到广大客户的普遍好评。由于产品质量的提高,过去是到处找市场,而现在是供不应求。最近,中磁浩源公司与北京钢研总院(安泰公司)合作,在开发非晶磁粉芯方面取得了很大的进展,一种具有更优异综合性能的新系列产品即将面市。另一方面在大功率器件的研发方面,也取得了可喜的成绩。中磁浩源公司所取得的进展,充分发挥了一个老企业的龙头作用。
七星飞行公司的前身就是798厂,一直是我国军工企业的支柱。在金属软磁粉芯行业,也是得到一致的好评。他们在铁硅铝磁粉芯的研发方面,在世界上也是开展得较早的。他们在提高产品质量上所取得的一个又一个成绩,重质量、守信誉更是成为行业的榜样。他们在高通量磁粉芯(high flux cores)的研发中所取得的可喜成绩,更是为我国金属软磁粉项目的发展作出了更大的贡献。这一切也是充分发挥了一个老企业的龙头作用。
进入本世纪以后,在我国比较发达的浙江省,更是先后出现了东磁、科达、波峰、奥真、伊尔曼格等一批新军。东磁开展该项目的研发生产较早,作了较大的投入。为我国批量化、大规模生产作出了贡献,其产品已开始打入国际市场。而科达更是奋起直追,目前已成为我国该项目行业规模最大的企业。
北京钢铁研究总院,一直是行业的先导。近年他们在为我国金属软磁粉芯项目的发展,一直在作出了默默无闻的贡献。他们自始至终对浩源公司作出的支持,是难以言尽的。研发中心的卢志超主任更是说:“研发中心的一切仪器、设备都向你陈老总敞开大门”。他们自己的样品压下,先测浩源公司的。可以肯定的说,没有他们的大力支持,就没有浩源的今天。不仅如此,他们在开发新的系列产品上,更是走在了其他单位的前面。在开发非晶微晶磁性粉末和非晶微晶磁粉芯的研究方面,更是取得了可喜的成绩。在项目的发展上,更是起到了一个核心企业的作用。
由于金属软磁粉芯项目的发展,具有极为重要的义意,最近某两个公司诚邀我合作,共同创办了安徽首文高新材料有限公司。现已开始了建设工作,预计2011年元月投产。我们还邀请了两位教授加入我们的团队,并招聘一批博士、硕士及本科生进行培养,以建立一个强大的技术队伍。组织技术攻关,为我国金属软磁粉芯项目的发展作出新的贡献。首文公司的成立,将为我国金属软磁粉芯项目的发展开创一个新的里程碑,起到一个强有力的推动作用。
金属软磁粉芯是一个多学科的复杂项目,不仅以磁学和粉末冶金作为基础学科。同时还广泛涉及物理、化学化工、粉体、金属学、金属物理、机械、电子电器等许多学科,目前还没有形成专业体系。为此,我准备将我这几十年的工作进行总结,用1-2年的时间,撰写《金属软磁粉芯生产工艺技术概论》和《金属软磁粉芯生产》两本书。并联合有关高校,创办一个有关的专业,以大量培养技术队伍,满足项目发展的需要。其次是联合有关企业,组织制定新的各系列产品国家标准。老的磁粉芯标准是1986年由武汉冶金研究所制订的,现已感到落后和不适用。必须尽快制订符合我国行情,并具有先进性和适用性的新的国家标准。为了提高我国金属软磁粉芯产品的质量,尽量达到或接近世界先进水平,以满足市场的需求,改变外国产品垄断我国市场的局面,必须大胆创新,组织技术攻关。首文公司的建立,将为我们提供一个良好的工作平台,我们将努力为之作出自己的贡献。
作为主要原材料的合金磁粉的生产,对于磁芯产品的质量是非常重要的。钢研总院上了一条月产500吨粉的生产线尚嫌不足,最近将扩大规模一倍以上。而作为生产技术难度较大的铁硅铝合金粉,原来除七星飞行和邯郸肥乡合金材料厂的雾化粉质量较好外,近年广钢所、欣达和成都晶品等又走出了一条真空冶炼、锭子破碎的新路。粉末质量较好,特别是成都晶品生产的合金粉,是较为价廉物美的,大家都说比较好用。
而作为项目产品生产的主要设备,各种粉末成型机,一直是阻碍项目发展的瓶颈,但近年来有了很大的发展和进步。液压设备是以南通国谊、富士、东昌等三家企业为代表,所生产的大小吨位全自动粉末成型机,在行业里得到较好的运用。在机械式压机方面宁波汇众、杨州鼎隆、天禾和海力等为代表,汇众的设备使用单位较多。2004年,我曾与石家庄太行机械设备厂商议,把旋转多工位这种高效成型机,用于金属软磁粉芯生产,但一直未能实现。2008年底浩源公司与生产旋转压机的力恒公司和加工模具的嘉业公司等合作,在我国第一个成功的把旋转多工位这一高效成型机,用于金属软磁粉芯产品生产中。
所有这一切,都对促进我国该项目的发展产生了积极推进作用。我们也希望在配料绝缘和涂装等工序在我国也能出现一些价格较适合,又自动化程度较高的好设备。
总之,希望大家团结一致、齐心协力、努力创新,为改变我国该项目产品的落后现状共同努力奋斗。相信不久的将来,我们不仅是一个金属软磁粉芯的使用大国,我们还将成为该项产品的生产大国。我们不仅能以大量价廉物美的产品满足国内市场的需要,还将能以大量优质产品去满足国际市场的大量需求。
3 我的几点意见
金属软磁粉芯项目,在我国总的发展趋势是好的,是喜人的。但也存在一些问题,希望我们共同努力,使其得以健康的发展。最主要的问题是某些企业,特别是一些新起来的企业有些急功近利。不去追求产品质量的提高,而是互相挖墙脚,打价格战。这对于我国金属软磁粉芯项目的发展,起到了不利的作用。其次是我国该项目产品的质量和生产规模,与先进国家相比,还存在一定的差距,我国目前还是处在大规模工业化生产的初始阶段。为此,我提出如下意见供大家参考:
1、大家都来组织技术攻关,把我国产品的质量提高一个档次,达到或接近国际先进水平。在此,我建议大家都
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