{"id":1368,"date":"2024-10-25T08:34:58","date_gmt":"2024-10-25T08:34:58","guid":{"rendered":"https:\/\/nbaem.com\/?p=1368"},"modified":"2024-10-25T08:36:15","modified_gmt":"2024-10-25T08:36:15","slug":"how-to-make-ndfeb-magnet","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/nbaem.com\/de\/how-to-make-ndfeb-magnet\/","title":{"rendered":"Wie man einen NdFeB-Magneten herstellt"},"content":{"rendered":"
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Neodymmagnet<\/a> <\/span>ist nach wie vor das leistungsst\u00e4rkste und am h\u00e4ufigsten verwendete Seltenerd-Dauermagnetmaterial. Neodym-Magnete k\u00f6nnen je nach Herstellungsverfahren in gesinterte Neodym-Magnete, gebundene Neodym-Magnete und hei\u00dfgepresste Neodym-Magnete eingeteilt werden. Jede Form hat ihre unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften, so dass sich ihre Anwendungsbereiche weniger \u00fcberschneiden und in einer komplement\u00e4ren Beziehung zueinander stehen. Magnetanwender fragen sich, wie Neodym-Magnete hergestellt werden. Gesinterte Neodym-Magnete werden durch ein konventionelles Pulvermetallurgie-Verfahren hergestellt und nehmen einen absoluten Vorrang auf dem Markt ein.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Wie werden Neodym-Magnete hergestellt?<\/strong><\/p>\n

Gesinterte Neodym-Magnete werden aus den Rohmaterialien hergestellt, die unter Vakuum oder in inerter Atmosph\u00e4re in einem Induktionsschmelzofen geschmolzen, dann im Bandgie\u00dfer verarbeitet und zu Nd-Fe-B-Legierungsb\u00e4ndern abgek\u00fchlt werden. Die Legierungsb\u00e4nder werden zu einem feinen Pulver mit einem Durchmesser von mehreren Mikrometern pulverisiert. Das feine Pulver wird anschlie\u00dfend in einem orientierten Magnetfeld verdichtet und zu dichten K\u00f6rpern gesintert. Die K\u00f6rper werden dann in die spezifischen Formen gebracht, oberfl\u00e4chenbehandelt und magnetisiert.<\/p>\n

Wiegen<\/strong><\/p>\n

Das Wiegen der qualifizierten Rohmaterialien steht in direktem Zusammenhang mit der Genauigkeit der Magnetzusammensetzung. Die Reinheit des Rohmaterials und die Stabilit\u00e4t der chemischen Zusammensetzung sind die Grundlage der Produktqualit\u00e4t. Gesinterte Neodym-Magnete verwenden aus Kostengr\u00fcnden normalerweise Seltenerdlegierungen wie Praseodym-Neodym-Pr-Nd-Mischmetall, Lanthan-Cer-La-Ce-Mischmetall und Dysprosium-Eisen-Dy-Fe-Legierungen als Material. Elemente mit hohem Schmelzpunkt wie Bor, Molybd\u00e4n oder Niob werden in Ferrolegierungsform hinzugef\u00fcgt. Rostschicht, Einschl\u00fcsse, Oxid und Schmutz auf der Rohmaterialoberfl\u00e4che m\u00fcssen durch Mikrostrahlmaschinen entfernt werden. Dar\u00fcber hinaus sollte das Rohmaterial eine geeignete Gr\u00f6\u00dfe haben, um die Effizienz des anschlie\u00dfenden Schmelzprozesses zu gew\u00e4hrleisten. Neodym besitzt einen niedrigen Dampfdruck und aktive chemische Eigenschaften, so dass es w\u00e4hrend des Schmelzprozesses zu einem gewissen Grad an Verfl\u00fcchtigung und Oxidation des Seltenerdmetalls kommt. Daher sollte beim Wiegen von gesinterten Neodym-Magneten die Zugabe von zus\u00e4tzlichem Seltenerdmetall in Betracht gezogen werden, um die Genauigkeit der Magnetzusammensetzung zu gew\u00e4hrleisten.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Schmelzen und Bandgie\u00dfen<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Schmelzen und Bandgie\u00dfen sind entscheidend f\u00fcr die Zusammensetzung, den kristallinen Zustand und die Verteilung der Phase und beeinflussen somit den nachfolgenden Prozess und die magnetische Leistung. Das Rohmaterial wird in einem Medium- und Niederfrequenz-Induktionsschmelzverfahren unter Vakuum oder inerter Atmosph\u00e4re in einen geschmolzenen Zustand erhitzt. Der Guss kann verarbeitet werden, wenn die Legierungsschmelze homogenisiert, entgast und entschlackt ist. Eine gute Gussblock-Mikrostruktur sollte gut gewachsene und feink\u00f6rnige S\u00e4ulenkristalle aufweisen, und die Nd-reiche Phase sollte entlang der Korngrenze verteilt sein. Dar\u00fcber hinaus sollte die Gussblock-Mikrostruktur frei von der \u03b1-Fe-Phase sein. Das Re-Fe-Phasendiagramm zeigt, dass es bei der langsamen Abk\u00fchlung von Seltenerd-Tern\u00e4rlegierungen unvermeidlich ist, die \u03b1-Fe-Phase zu erzeugen. Die weichmagnetischen Eigenschaften der \u03b1-Fe-Phase bei Raumtemperatur sch\u00e4digen die magnetische Leistung des Magneten ernsthaft und m\u00fcssen daher durch schnelles Abk\u00fchlen gehemmt werden. Um den gew\u00fcnschten Schnelleffekt zur Hemmung der Produktion der \u03b1-Fe-Phase zu erzielen, entwickelte Showa Denko K. K. die Bandgie\u00dftechnologie und wurde bald zur Routinetechnologie in der Branche. Die gleichm\u00e4\u00dfige Verteilung der Nd-reichen Phase und die hemmende Wirkung auf die \u03b1-Fe-Phase k\u00f6nnen den Gesamtgehalt an Seltenen Erden wirksam reduzieren, was f\u00fcr die Herstellung von Hochleistungsmagneten und die Kostensenkung vorteilhaft ist.<\/p>\n

Wasserstoff-Zersetzung<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Das Hydrierverhalten von Seltenerdmetallen, Legierungen oder intermetallischen Verbindungen und die physikalisch-chemischen Eigenschaften von Hydriden sind seit jeher ein wichtiges Thema bei der Anwendung von Seltenen Erden. Der Nd-Fe-B-Legierungsblock weist ebenfalls eine sehr starke Hydrierneigung auf. Wasserstoffatome dringen in die Zwischengitterpl\u00e4tze zwischen der intermetallischen Hauptphase und der Nd-reichen Korngrenzenphase ein und bilden eine Zwischengitterverbindung. Dadurch vergr\u00f6\u00dfert sich der Atomabstand und das Gittervolumen dehnt sich aus. Die daraus resultierende innere Spannung f\u00fchrt zu Korngrenzenrissen (intergranularer Bruch), Kristallbr\u00fcchen (transkristalliner Bruch) oder duktilem Bruch. Diese Zersetzungen gehen mit Knistern einher und werden daher als Wasserstoff-Zersetzung bezeichnet. Der Wasserstoff-Zersetzungsprozess von gesinterten Neodym-Magneten wird auch als HD-Prozess bezeichnet. Die Korngrenzenrisse und Kristallbr\u00fcche, die beim Wasserstoff-Zersetzungsprozess entstehen, machen NdFeB-Grobpulver sehr zerbrechlich und sind f\u00fcr den nachfolgenden Strahlmahlprozess von gro\u00dfem Vorteil. Neben der Steigerung der Effizienz des Strahlmahlprozesses ist der Wasserstoff-Zersetzungsprozess auch zur Anpassung der durchschnittlichen Pulvergr\u00f6\u00dfe des feinen Pulvers von Vorteil.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Strahlmahlen<\/strong><\/p>\n

Strahlmahlen hat sich als die praktischste und effizienteste L\u00f6sung f\u00fcr die Pulververarbeitung erwiesen. Beim Strahlmahlen wird ein Hochgeschwindigkeitsstrahl aus inertem Gas verwendet, um grobes Pulver auf \u00dcberschallgeschwindigkeit zu beschleunigen und Pulver gegeneinander zu sto\u00dfen. Der Grundzweck des Pulverprozesses ist die Suche nach einer geeigneten durchschnittlichen Partikelgr\u00f6\u00dfe und Partikelgr\u00f6\u00dfenverteilung. Der Unterschied der oben genannten Merkmale weist unterschiedliche Eigenschaften in makroskopischen Ma\u00dfst\u00e4ben auf, die sich direkt auf die Pulverf\u00fcllung, die Orientierung, die Verdichtung, das Entformen und die im Sinterprozess erzeugte Mikrostruktur auswirken, und anschlie\u00dfend die magnetische Leistung, die mechanischen Eigenschaften, die Thermoelektrizit\u00e4t und die chemische Stabilit\u00e4t des gesinterten Neodym-Magneten empfindlich beeinflussen. Die ideale Mikrostruktur ist ein feines und gleichm\u00e4\u00dfiges Hauptphasenkorn, das von einer glatten und d\u00fcnnen zus\u00e4tzlichen Phase umgeben ist. Au\u00dferdem sollte die leichte Magnetisierungsrichtung des Hauptphasenkorns so weit wie m\u00f6glich entlang der Orientierungsrichtung angeordnet sein. Hohlr\u00e4ume, gro\u00dfe K\u00f6rner oder weichmagnetische Phasen f\u00fchren zu einer signifikanten Verringerung der intrinsischen Koerzitivfeldst\u00e4rke. Remanenz und Rechteckigkeit der Entmagnetisierungskurve nehmen gleichzeitig ab, w\u00e4hrend die leichte Magnetisierungsrichtung des Korns von der Orientierungsrichtung abweicht. Daher sollten Legierungen zu Einkristallpartikeln mit einem Durchmesser von 3 bis 5 Mikrometern pulverisiert werden.<\/p>\n

Verdichten<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Unter magnetfeldorientiertem Verdichten versteht man die Nutzung der Wechselwirkung zwischen magnetischem Pulver und dem externen Magnetfeld, um das Pulver entlang der leichten Magnetisierungsrichtung auszurichten und es mit der endg\u00fcltigen Magnetisierungsrichtung in Einklang zu bringen. Das magnetfeldorientierte Verdichten ist der gebr\u00e4uchlichste Weg zur Herstellung anisotroper Magnete. Nd-Fe-B-Legierungen wurden im vorherigen Strahlmahlprozess zu Einkristallpartikeln zerkleinert. Einkristallpartikel sind uniaxial anisotrop und jeder von ihnen hat lediglich eine leichte Magnetisierungsrichtung. Magnetpulver verwandelt sich unter der Einwirkung eines externen Magnetfelds vom Mehrbereich in den Einbereich, nachdem es locker in die Form gef\u00fcllt wurde, und passt dann seine leichte Magnetisierungsrichtung c-Achse durch Drehen oder Bewegen an die externe Magnetfeldrichtung an. Die c-Achse des Legierungspulvers behielt im Wesentlichen seinen Anordnungsstatus w\u00e4hrend des Verdichtungsprozesses bei. Verdichtete Teile sollten vor dem Entformen einer Entmagnetisierungsbehandlung unterzogen werden. Der wichtigste Index des Verdichtungsprozesses ist der Orientierungsgrad. Der Orientierungsgrad von gesinterten Neodym-Magneten wird durch verschiedene Faktoren bestimmt, darunter die St\u00e4rke des Orientierungsmagnetfelds, die Partikelgr\u00f6\u00dfe, die scheinbare Dichte, die Verdichtungsmethode, der Verdichtungsdruck usw.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Sintern<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Die Dichte des verdichteten Teils kann nach dem Sinterprozess unter Hochvakuum oder reiner inerter Atmosph\u00e4re mehr als 95 % der theoretischen Dichte erreichen. Daher sind Hohlr\u00e4ume im gesinterten Neodym-Magneten geschlossen, was die Gleichm\u00e4\u00dfigkeit der magnetischen Flussdichte und die chemische Stabilit\u00e4t gew\u00e4hrleistet. Da die permanentmagnetischen Eigenschaften von gesinterten Neodym-Magneten eng mit ihrer eigenen Mikrostruktur zusammenh\u00e4ngen, ist auch die W\u00e4rmebehandlung nach dem Sinterprozess entscheidend f\u00fcr die Anpassung der magnetischen Leistung, insbesondere der intrinsischen Koerzitivfeldst\u00e4rke. Die Nd-reiche Korngrenzenphase dient als fl\u00fcssige Phase, die die Sinterreaktion f\u00f6rdern und Oberfl\u00e4chenfehler auf dem Hauptphasenkorn wiederherstellen kann. Die Sintertemperatur von Neodym-Magneten liegt \u00fcblicherweise zwischen 1050 und 1180 Grad Celsius. \u00dcberm\u00e4\u00dfige Temperaturen f\u00fchren zu Kornwachstum und verringern die intrinsische Koerzitivfeldst\u00e4rke. Um eine ideale intrinsische Koerzitivfeldst\u00e4rke, Rechteckigkeit der Entmagnetisierungskurve und einen hohen irreversiblen Temperaturverlust zu erzielen, muss der gesinterte Neodym-Magnet in der Regel eine zweistufige Temperung bei 900 und 500 Grad Celsius durchlaufen.<\/p>\n

Bearbeitung<\/strong><\/p>\n

Zus\u00e4tzlich zu einer regelm\u00e4\u00dfigen Form mit moderater Gr\u00f6\u00dfe ist es aufgrund der technischen Einschr\u00e4nkungen beim magnetfeldorientierten Verdichtungsprozess schwierig, die erforderliche Form und Ma\u00dfgenauigkeit direkt zu erreichen. Daher ist die mechanische Bearbeitung ein unvermeidlicher Prozess f\u00fcr den gesinterten Neodym-Magneten. Als typisches Cermet-Material ist gesinterter Neodym-Magnet betr\u00e4chtlich hart und spr\u00f6de, so dass nur Schneiden, Bohren und Schleifen bei der herk\u00f6mmlichen Bearbeitungstechnologie auf seinen Bearbeitungsprozess angewendet werden k\u00f6nnen. Beim Klingenschneiden werden typischerweise diamantbeschichtete oder CBN-beschichtete Klingen verwendet. Drahtschneiden und Laserschneiden eignen sich gut f\u00fcr die Bearbeitung von speziell geformten Magneten, aber ihnen wird gleichzeitig eine geringe Produktionseffizienz und hohe Bearbeitungskosten vorgeworfen. Der Bohrprozess von gesinterten Neodym-Magneten wird haupts\u00e4chlich mit Diamant und Laser durchgef\u00fchrt. Es ist notwendig, einen Kernbohrprozess zu w\u00e4hlen, wenn das Innenloch des Ringmagneten gr\u00f6\u00dfer als 4 mm ist. Als Nebenprodukt des Kernbohrprozesses kann der ausgebohrte Kern zur Herstellung anderer geeigneter kleinerer Magnete verwendet werden und so die Materialausnutzungsrate signifikant erh\u00f6hen. Schleifscheiben zum Kopierschleifen werden auf der Grundlage der Schleifoberfl\u00e4che hergestellt.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Oberfl\u00e4chenbehandlung<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Die sch\u00fctzende Oberfl\u00e4chenbehandlung ist ein notwendiges Verfahren f\u00fcr Neodym-Magnete, insbesondere f\u00fcr gesinterte Neodym-Magnete. Gesinterte Neodym-Magnete besitzen eine mehrphasige Mikrostruktur und bestehen aus der Nd2Fe14B-Hauptphase, der Nd-reichen Phase und der B-reichen Phase. Die Nd-reiche Phase weist eine sehr starke Oxidationstendenz auf und bildet unter feuchter Umgebung eine Prim\u00e4rbatterie mit der Hauptphase. Eine kleine Menge von Substitutionselementen ist in der Lage, die chemische Stabilit\u00e4t von Magneten zu verbessern, geht jedoch auf Kosten der magnetischen Leistung. Daher zielt der Schutz von gesinterten Neodym-Magneten in erster Linie auf ihre Oberfl\u00e4che ab. Die Oberfl\u00e4chenbehandlung von gesinterten Neodym-Magneten kann in Nassverfahren und Trockenverfahren eingeteilt werden. Nassverfahren beziehen sich darauf, dass Magnete in reinem Wasser oder in einer L\u00f6sung einer sch\u00fctzenden Oberfl\u00e4chenbehandlung unterzogen werden. Nassverfahren umfassen Phosphatierung, Galvanisierung, stromloses Abscheiden, Elektrophorese, Spritzbeschichtung und Tauchbeschichtung. Trockenverfahren beziehen sich darauf, dass Magnete durch physikalische oder chemische Prozesse ohne Kontakt mit L\u00f6sung einer sch\u00fctzenden Oberfl\u00e4chenbehandlung unterzogen werden. Trockenverfahren umfassen im Allgemeinen physikalische Gasphasenabscheidung (PVD) und chemische Gasphasenabscheidung (CVD).<\/p>\n

Magnetisierung<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Die meisten Permanentmagnete werden vor ihrem beabsichtigten Einsatz magnetisiert. Der Magnetisierungsprozess bezieht sich auf das Anlegen eines Magnetfeldes entlang der Orientierungsrichtung des Permanentmagneten, wobei mit der erh\u00f6hten \u00e4u\u00dferen Magnetfeldst\u00e4rke eine technische S\u00e4ttigung erreicht wird. \u00e4u\u00dferen Magnetfeldst\u00e4rke. Jede Art von Permanentmagnetmaterial ben\u00f6tigt eine bestimmte Magnetfeldst\u00e4rke, um die technische S\u00e4ttigung in Magnetisierungsrichtung zu erreichen. Die Remanenz und intrinsische Koerzitivfeldst\u00e4rke sind geringer als ihre Sollwerte, wenn die \u00e4u\u00dfere Magnetfeldst\u00e4rke unterhalb des technischen S\u00e4ttigungsmagnetfelds liegt. Permanentmagnete k\u00f6nnen je nach Vorhandensein einer leichten Magnetisierungsrichtung in isotrope und anisotrope Typen unterteilt werden. Als anisotroper Magnet mit hoher intrinsischer Koerzitivfeldst\u00e4rke muss der gesinterte Neodym-Magnet durch Impulsmagnetisierung magnetisiert werden. Der Kondensator wird nach der Gleichrichtung geladen, dann entl\u00e4dt sich die elektrische Energie im Kondensator augenblicklich in die Magnetisierungsvorrichtung. Die Magnetisierungsvorrichtung kann w\u00e4hrend des momentanen starken Stroms ein gepulstes Magnetfeld erzeugen, das durch sie flie\u00dft. Daher wird der Permanentmagnet in der Spule magnetisiert. Am gesinterten Neodym-Magneten k\u00f6nnen verschiedene Magnetisierungsmuster erreicht werden, solange sie nicht im Widerspruch zu seiner Orientierungsrichtung stehen.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Neodym-Magnet ist nach wie vor das st\u00e4rkste und am h\u00e4ufigsten verwendete Seltene-Erden-Permanentmagnetmaterial. Neodym-Magnet kann entsprechend dem Herstellungsprozess in sinterndes Neodym-Magnet, gebundenes Neodym-Magnet und hei\u00dfgepresstes Neodym-Magnet eingeteilt werden. Jede Form hat ihre unterschiedlichen magnetischen Eigenschaften, dann ihre \u00dcberlappungen [\u2026]<\/p>","protected":false},"author":1,"featured_media":0,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"om_disable_all_campaigns":false,"_mi_skip_tracking":false,"footnotes":""},"categories":[1],"tags":[],"class_list":["post-1368","post","type-post","status-publish","format-standard","hentry","category-uncategorized"],"jetpack_featured_media_url":"","_links":{"self":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1368"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1371,"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions\/1371"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1368"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1368"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/de\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1368"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}