Hvordan produseres Neodymium Iron Boron (NdFeB) magneter?

I moderne industri, NdFeB magneter er kjent som "Kongen av magneter" på grunn av deres eksepsjonelle magnetiske egenskaper. Fra vibrasjonsmotorene til smarttelefoner og drivmotorene til elektriske kjøretøy til vindturbiner, denne kraftige magneten er allestedsnærværende.

I. Råvareforberedelse: Den nøyaktige kunsten å formulere

Det første trinnet i produksjonen av NdFeB-magneter er valg og proporsjonering av råvarer. Hovedkomponentene inkluderer de sjeldne jordmetallene neodym (Nd), jern (Fe) og bor (B). For å forbedre magnetens motstand mot høye temperaturer og koercitivitet, legger produsenter vanligvis til små mengder hjelpeelementer som dysprosium (Dy), terbium (Tb) og kobber (Cu).

Forsiktig batching: Metallråmaterialer med høy renhet veies nøyaktig i henhold til kravene til den magnetiske materialkvaliteten (f.eks. N35, N52, 50SH, etc.).

II. Vakuumsmelting og rask størkning

Fordi neodym oksiderer veldig lett ved høye temperaturer, må smelteprosessen utføres under vakuum eller inertgassbeskyttelse med høy renhet.

Smelting: De tilberedte råvarene plasseres i en vakuuminduksjonsovn og varmes opp for å smelte.

Rapid Solidification (SC): Dette er et nøkkeltrinn i moderne produksjon. Den smeltede legeringen sprayes på en høyhastighets roterende vannkjølt kobbervalse, som raskt avkjøles og størkner til en ultratynn legeringsstrimmel. Denne teknologien resulterer i finere og mer ensartede korn, og legger grunnlaget for påfølgende produksjon av høyytelsesmagneter.

III. Hydrogenknusing og jetmaling

For å oppnå god magnetisk anisotropi, må legeringsplaten knuses til pulver i mikronstørrelse.

Hydrogenknusing (HD): Ved å utnytte hydrogenabsorpsjons- og ekspansjonsegenskapene til sjeldne jordmetaller, dannes mikrosprekker i legeringsstripen, som får den til å pulveriseres.

Jetfresing: Ved hjelp av en supersonisk luftstrøm kolliderer pulveret med hverandre, og raffinerer det til et fint pulver med en gjennomsnittlig partikkelstørrelse på omtrent 3-5 mikrometer. Under denne prosessen må oksygeninnholdet kontrolleres strengt.

IV. Magnetisk feltorientering og forming

Dette er det avgjørende trinnet for å bestemme magnetfeltretningen til NdFeB magneter .

Trykker: Fint pulver legges i en form og presses under et sterkt eksternt magnetfelt. De lange aksene til de magnetiske pulverpartiklene justeres pent under påvirkning av magnetfeltet (dvs. orientering).

Isostatisk pressing: Etter innledende pressing gjennomgår det grønne emnet vanligvis kald isostatisk pressing for å sikre jevn tetthet og forhindre deformasjon under sintring.

V. Vakuumsintring og varmebehandling

Sintring er det mest avgjørende trinnet for å forbedre tettheten og de magnetiske egenskapene til NdFeB-magneter.

Sintring: Det grønne emnet varmes opp i et vakuummiljø ved høy temperatur (omtrent 1000 °C - 1100 °C). Under denne prosessen oppstår fysisk-kjemiske reaksjoner mellom partiklene, noe som forårsaker volumkrymping og økt tetthet, og danner en tett metallblokk.

Tempering: En to-trinns varmebehandling justerer fordelingen av korngrensefaser, og optimerer koerciviteten og energiproduktet til det magnetiske materialet.

VI. Maskinering og overflatebehandling

Sintrede magneter er vanligvis store firkantede eller sylindriske emner med ru overflate som lett blir korrodert.

Maskinering: Store blokker med materiale maskineres til de nøyaktige dimensjonene kunden krever ved hjelp av maskiner for skjæring, sliping eller skjæring av tråder.

Overflatebehandling: Neodymjernbor (NdFeB)-magneter er svært utsatt for oksidasjon, derfor er anti-korrosjonsbehandling avgjørende. Vanlige pletteringsmetoder inkluderer sinkplettering, nikkel-kobber-nikkelplettering og epoksyharpiksplettering for å forlenge levetiden i komplekse miljøer.

VII. Magnetisering og testing

Det siste trinnet er å gi magneten sin "sjel".

Magnetisering: Den ferdige magneten er plassert i et ultrasterkt pulserende magnetfelt, noe som får dens interne magnetiske momenter til å justere seg helt langs orienteringsretningen, og genererer ekstremt sterk remanens.

Kvalitetstesting: Gjennom demagnetiseringskurvemåling, høy- og lavtemperaturtester og saltspraytester, hver NdFeB magneter er sikret å oppfylle ytelsesspesifikasjonene.

Produksjonen av NdFeB-magneter er en kompleks prosess som omfatter materialvitenskap, vakuumteknologi og presisjonsmaskinering. Det er gjennom så strenge prosesser at dette sjeldne-jordiske permanentmagnetmaterialet slipper løs sin forbløffende energi, og driver den kontinuerlige utviklingen av moderne teknologi.