Cum sunt fabricați magneții de neodim fier bor (NdFeB)?

În industria modernă, Magneți NdFeB sunt cunoscuți drept „Regele Magneților” datorită proprietăților lor magnetice excepționale. De la motoarele cu vibrații ale smartphone-urilor și motoarele de acționare ale vehiculelor electrice până la turbinele eoliene, acest magnet puternic este omniprezent.

I. Pregătirea materiei prime: arta precisă a formulării

Primul pas în fabricarea magneților NdFeB este selectarea și proporția materiilor prime. Principalele sale componente includ metalele pământurilor rare neodim (Nd), fier (Fe) și bor (B). Pentru a îmbunătăți rezistența la temperatură ridicată și coerctivitatea magnetului, producătorii adaugă de obicei cantități mici de elemente auxiliare, cum ar fi disproziu (Dy), terbiu (Tb) și cupru (Cu).

Loturi atente: Materiile prime metalice de înaltă puritate sunt cântărite cu precizie în funcție de cerințele gradului de material magnetic (de exemplu, N35, N52, 50SH etc.).

II. Topire în vid și solidificare rapidă

Deoarece neodimul se oxidează foarte ușor la temperaturi ridicate, procesul de topire trebuie efectuat sub vid sau protecție cu gaz inert de înaltă puritate.

Topire: Materiile prime preparate sunt introduse într-un cuptor cu inducție în vid și încălzite pentru a se topi.

Solidificare rapidă (SC): Acesta este un pas cheie în producția modernă. Aliajul topit este pulverizat pe o rolă rotativă de cupru răcită cu apă, care se răcește rapid și se solidifică într-o bandă de aliaj ultra-subțire. Această tehnologie are ca rezultat boabe mai fine și mai uniforme, punând bazele pentru fabricarea ulterioară a magneților de înaltă performanță.

III. Concasarea hidrogenului și măcinarea cu jet

Pentru a obține o anizotropie magnetică bună, foaia de aliaj trebuie zdrobită în pulbere de dimensiunea micronului.

Zdrobirea hidrogenului (HD): Folosind proprietățile de absorbție și expansiune a hidrogenului ale metalelor pământurilor rare, în banda de aliaj sunt create microfisuri, determinând-o să se pulverizeze.

Frezare cu jet: Folosind un flux de aer supersonic, pulberea se ciocnește una cu cealaltă, rafinându-l într-o pulbere fină cu o dimensiune medie a particulelor de aproximativ 3-5 micrometri. În timpul acestui proces, conținutul de oxigen trebuie controlat strict.

IV. Orientarea și modelarea câmpului magnetic

Acesta este pasul crucial în determinarea direcției câmpului magnetic al Magneți NdFeB .

Apăsare: Pulberea fină este plasată într-o matriță și presată sub un câmp magnetic extern puternic. Axele lungi ale particulelor de pulbere magnetică se aliniază perfect sub influența câmpului magnetic (adică, orientarea).

Presare izostatică: După presarea inițială, semifabricatul verde suferă de obicei o presare izostatică la rece pentru a asigura o densitate uniformă și pentru a preveni deformarea în timpul sinterizării.

V. Sinterizarea în vid și tratarea termică

Sinterizarea este cel mai important pas în îmbunătățirea densității și a proprietăților magnetice ale magneților NdFeB.

Sinterizarea: Blankul verde este încălzit într-un mediu de vid la o temperatură ridicată (aproximativ 1000 °C - 1100 °C). În timpul acestui proces, între particule apar reacții fizico-chimice, determinând contracția volumului și creșterea densității, formând un bloc metalic dens.

temperare: Un tratament termic în două etape ajustează distribuția fazelor limită de cereale, optimizând coercitatea și produsul energetic al materialului magnetic.

VI. Prelucrare și acoperire a suprafețelor

Magneții sinterizați sunt în mod obișnuit semifabricate pătrate sau cilindrice mari, cu suprafețe rugoase, care se corodează ușor.

Prelucrare: Blocurile mari de material sunt prelucrate la dimensiunile de precizie cerute de client folosind mașini de tăiat, șlefuit sau feliat.

Tratarea suprafeței: Magneții de neodim fier bor (NdFeB) sunt foarte sensibili la oxidare, prin urmare, tratamentul anticoroziv este esențial. Metodele obișnuite de placare includ placarea cu zinc, placarea cu nichel-cupru-nichel și placarea cu rășini epoxidice pentru a prelungi durata de viață a acestora în medii complexe.

VII. Magnetizare și testare

Pasul final este să îi dai magnetului „sufletul”.

Magnetizare: Magnetul finit este plasat într-un câmp magnetic pulsat ultra-puternic, determinând momentele sale magnetice interne să se alinieze complet de-a lungul direcției de orientare, generând remanență extrem de puternică.

Testare de calitate: Prin măsurarea curbei de demagnetizare, teste de temperatură înaltă și scăzută și teste de pulverizare cu sare, fiecare Magneți NdFeB se asigură că respectă specificațiile de performanță.

Fabricarea magneților NdFeB este un proces complex care cuprinde știința materialelor, tehnologia vidului și prelucrarea de precizie. Prin procese atât de riguroase, acest material cu magnet permanent din pământuri rare își dezlănțuie energia uimitoare, conducând la progresul continuu al tehnologiei moderne.