Hogyan készülnek a neodímium vasbór (NdFeB) mágnesek?

A modern iparban, NdFeB mágnesek kivételes mágneses tulajdonságaik miatt a mágnesek királyaként ismertek. Az okostelefonok vibrációs motorjaitól és az elektromos járművek hajtómotorjaitól a szélturbinákig ez az erős mágnes mindenütt jelen van.

I. Nyersanyag-előkészítés: A formulázás precíz művészete

Az NdFeB mágnesek gyártásának első lépése az alapanyagok kiválasztása és arányosítása. Fő összetevői a ritkaföldfémek, a neodímium (Nd), a vas (Fe) és a bór (B). A mágnes magas hőmérséklettel szembeni ellenállásának és koercitivitásának javítása érdekében a gyártók általában kis mennyiségű segédelemet adnak hozzá, például diszpróziumot (Dy), terbiumot (Tb) és rezet (Cu).

Óvatos adagolás: A nagy tisztaságú fém alapanyagokat a mágneses anyagminőség (pl. N35, N52, 50SH stb.) követelményeinek megfelelően pontosan lemérjük.

II. Vákuumos olvasztás és gyors megszilárdulás

Mivel a neodímium nagyon könnyen oxidálódik magas hőmérsékleten, az olvasztási folyamatot vákuum vagy nagy tisztaságú inert gáz elleni védelem alatt kell végrehajtani.

Olvadás: Az elkészített nyersanyagokat vákuum-indukciós kemencébe helyezzük, és olvadásig melegítjük.

Gyors megszilárdulás (SC): Ez a modern termelés kulcsfontosságú lépése. Az olvadt ötvözetet egy nagy sebességgel forgó, vízhűtéses rézhengerre szórják, amely gyorsan lehűl és ultravékony ötvözetcsíkká szilárdul. Ez a technológia finomabb és egyenletesebb szemcséket eredményez, ami megalapozza a nagy teljesítményű mágnesek későbbi gyártását.

III. Hidrogén zúzás és sugármarás

A jó mágneses anizotrópia eléréséhez az ötvözetlapot mikron méretű porrá kell aprítani.

Hidrogénes zúzás (HD): A ritkaföldfémek hidrogénabszorpciós és tágulási tulajdonságait kihasználva mikrorepedések keletkeznek az ötvözetcsíkon belül, amitől az elporlad.

Fúvós marás: Szuperszonikus légáramlás segítségével a por egymásnak ütközik, finom porrá finomítva, körülbelül 3-5 mikrométer átlagos szemcseméretű. Ennek során az oxigéntartalmat szigorúan ellenőrizni kell.

IV. Mágneses mező tájolása és alakítása

Ez a döntő lépés a mágneses tér irányának meghatározásában NdFeB mágnesek .

Préselés: A finom port öntőformába helyezzük, és erős külső mágneses tér alá nyomjuk. A mágneses porrészecskék hosszú tengelyei a mágneses tér (azaz az orientáció) hatására szépen illeszkednek.

Izosztatikus préselés: A kezdeti préselés után a zöld nyersdarabot általában hideg izosztatikus préselésnek vetik alá, hogy biztosítsák az egyenletes sűrűséget és megakadályozzák a szinterezés során bekövetkező deformációt.

V. Vákuumos szinterezés és hőkezelés

A szinterezés a legdöntőbb lépés az NdFeB mágnesek sűrűségének és mágneses tulajdonságainak javításában.

Szinterezés: A zöld vakmintát vákuumkörnyezetben magas hőmérsékleten (körülbelül 1000 °C - 1100 °C) melegítjük. A folyamat során a részecskék között fizikai-kémiai reakciók mennek végbe, amelyek térfogat-zsugorodást és sűrűség-növekedést okoznak, sűrű fémtömböt képezve.

Temperálás: A kétlépcsős hőkezelés beállítja a szemcsehatár fázisok eloszlását, optimalizálva a mágneses anyag koercitivitását és energiatermékét.

VI. Megmunkálás és felületbevonás

A szinterezett mágnesek jellemzően nagy, négyzet alakú vagy hengeres nyersdarabok durva felülettel, amelyek könnyen korrodálódnak.

Megmunkálás: A nagyméretű anyagtömböket huzalvágó, csiszoló vagy szeletelő gépekkel a megrendelő által igényelt precíziós méretre megmunkálják.

Felületkezelés: A neodímium vasbór (NdFeB) mágnesek nagyon érzékenyek az oxidációra, ezért elengedhetetlen a korróziógátló kezelés. Az általános bevonási módszerek közé tartozik a horganyzás, a nikkel-réz-nikkelezés és az epoxigyanta bevonat, hogy meghosszabbítsák élettartamukat összetett környezetben.

VII. Mágnesezés és tesztelés

Az utolsó lépés az, hogy a mágnesnek adjuk a "lelkét".

Mágnesezés: A kész mágnest ultraerős pulzáló mágneses térbe helyezik, így belső mágneses momentumai teljesen a tájolási irány mentén igazodnak, rendkívül erős remanenciát generálva.

Minőségi tesztelés: A lemágnesezési görbe mérésével, magas és alacsony hőmérsékletű tesztekkel, valamint sópermet tesztekkel NdFeB mágnesek biztosítja, hogy megfeleljen a teljesítmény-előírásoknak.

Az NdFeB mágnesek gyártása összetett folyamat, amely magában foglalja az anyagtudományt, a vákuumtechnológiát és a precíziós megmunkálást. Ez a ritkaföldfém állandó mágneses anyag ilyen szigorú folyamatokon keresztül szabadítja fel elképesztő energiáját, ami a modern technológia folyamatos fejlődését segíti elő.