Come vengono prodotti i magneti al neodimio ferro boro (NdFeB)?

Nell’industria moderna, Magneti NdFeB sono conosciuti come i "Re dei Magneti" per le loro eccezionali proprietà magnetiche. Dai motori a vibrazione degli smartphone e i motori di azionamento dei veicoli elettrici alle turbine eoliche, questo potente magnete è onnipresente.

I. Preparazione delle materie prime: l'arte precisa della formulazione

Il primo passo nella produzione dei magneti NdFeB è la selezione e il dosaggio delle materie prime. I suoi componenti principali includono i metalli delle terre rare neodimio (Nd), ferro (Fe) e boro (B). Per migliorare la resistenza alle alte temperature e la coercività del magnete, i produttori in genere aggiungono piccole quantità di elementi ausiliari come disprosio (Dy), terbio (Tb) e rame (Cu).

Dosaggio accurato: Le materie prime metalliche di elevata purezza vengono pesate con precisione in base ai requisiti del tipo di materiale magnetico (ad esempio N35, N52, 50SH, ecc.).

II. Fusione sotto vuoto e solidificazione rapida

Poiché il neodimio si ossida molto facilmente alle alte temperature, il processo di fusione deve essere effettuato sotto vuoto o protetto da gas inerte di elevata purezza.

Fusione: Le materie prime preparate vengono poste in un forno ad induzione sotto vuoto e riscaldate fino alla fusione.

Solidificazione rapida (SC): Questo è un passo fondamentale nella produzione moderna. La lega fusa viene spruzzata su un rullo di rame raffreddato ad acqua rotante ad alta velocità, raffreddandosi rapidamente e solidificandosi in una striscia di lega ultrasottile. Questa tecnologia produce grani più fini e uniformi, ponendo le basi per la successiva produzione di magneti ad alte prestazioni.

III. Frantumazione dell'idrogeno e macinazione a getto

Per ottenere una buona anisotropia magnetica, il foglio di lega deve essere frantumato in polvere di dimensioni micron.

Frantumazione dell'idrogeno (HD): Sfruttando le proprietà di assorbimento dell'idrogeno e di espansione dei metalli delle terre rare, si creano microfessure all'interno della striscia di lega, provocandone la polverizzazione.

Fresatura a getto: Utilizzando un flusso d'aria supersonico, le polveri si scontrano tra loro, raffinandole in una polvere fine con una dimensione media delle particelle di circa 3-5 micrometri. Durante questo processo, il contenuto di ossigeno deve essere rigorosamente controllato.

IV. Orientamento e modellazione del campo magnetico

Questo è il passaggio cruciale nel determinare la direzione del campo magnetico Magneti NdFeB .

Premendo: La polvere fine viene posta in uno stampo e pressata sotto un forte campo magnetico esterno. Gli assi lunghi delle particelle di polvere magnetica si allineano perfettamente sotto l'influenza del campo magnetico (cioè orientamento).

Pressatura isostatica: Dopo la pressatura iniziale, il pezzo grezzo viene solitamente sottoposto a pressatura isostatica a freddo per garantire una densità uniforme e prevenire la deformazione durante la sinterizzazione.

V. Sinterizzazione sotto vuoto e trattamento termico

La sinterizzazione è il passaggio più cruciale per migliorare la densità e le proprietà magnetiche dei magneti NdFeB.

Sinterizzazione: Il pezzo grezzo verde viene riscaldato in un ambiente sotto vuoto ad alta temperatura (circa 1000 °C - 1100 °C). Durante questo processo, si verificano reazioni fisico-chimiche tra le particelle, causando una contrazione del volume e un aumento della densità, formando un blocco metallico denso.

Tempra: Un trattamento termico a due stadi regola la distribuzione delle fasi al bordo del grano, ottimizzando la coercività e il prodotto energetico del materiale magnetico.

VI. Lavorazione meccanica e rivestimento superficiale

I magneti sinterizzati sono in genere grandi pezzi grezzi quadrati o cilindrici con superfici ruvide che si corrodono facilmente.

Lavorazione: Grandi blocchi di materiale vengono lavorati nelle dimensioni di precisione richieste dal cliente utilizzando macchine per il taglio a filo, la molatura o l'affettatura.

Trattamento superficiale: I magneti al neodimio ferro boro (NdFeB) sono altamente suscettibili all'ossidazione, pertanto il trattamento anticorrosione è essenziale. I metodi di placcatura comuni includono la zincatura, la placcatura in nichel-rame-nichel e la placcatura in resina epossidica per prolungarne la durata in ambienti complessi.

VII. Magnetizzazione e test

Il passo finale è dare al magnete la sua "anima".

Magnetizzazione: Il magnete finito viene posizionato in un campo magnetico pulsato ultra forte, facendo sì che i suoi momenti magnetici interni si allineino completamente lungo la direzione di orientamento, generando una rimanenza estremamente forte.

Test di qualità: Attraverso la misurazione della curva di smagnetizzazione, test ad alta e bassa temperatura e test in nebbia salina, ciascuno Magneti NdFeB è garantito che soddisfi le specifiche prestazionali.

La produzione di magneti NdFeB è un processo complesso che comprende la scienza dei materiali, la tecnologia del vuoto e la lavorazione meccanica di precisione. È attraverso processi così rigorosi che questo materiale a magnete permanente composto da terre rare libera la sua sorprendente energia, guidando il continuo progresso della tecnologia moderna.