{"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\/es\/how-to-make-ndfeb-magnet\/","title":{"rendered":"C\u00f3mo fabricar un im\u00e1n NdFeB"},"content":{"rendered":"
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Im\u00e1n de neodimio<\/a> <\/span>es todav\u00eda el material magn\u00e9tico permanente de tierras raras m\u00e1s potente y de uso m\u00e1s frecuente en la actualidad. Los imanes de neodimio se pueden clasificar en imanes de neodimio sinterizados, imanes de neodimio adheridos y imanes de neodimio prensados en caliente de acuerdo con el proceso de fabricaci\u00f3n. Cada forma tiene sus diferentes propiedades magn\u00e9ticas, por lo que su \u00e1mbito de aplicaci\u00f3n superpuesto es menor y se encuentra en una relaci\u00f3n complementaria. Los usuarios de imanes se preguntan c\u00f3mo se fabrican los imanes de neodimio. El im\u00e1n de neodimio sinterizado se produce mediante el proceso convencional de pulvimetalurgia y ocupa una predominancia absoluta en la cuota de mercado.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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\u00bfC\u00f3mo se fabrican los imanes de neodimio?<\/strong><\/p>\n

El im\u00e1n de neodimio sinterizado se prepara fundiendo las materias primas al vac\u00edo o en atm\u00f3sfera inerte en un horno de fusi\u00f3n por inducci\u00f3n, luego se procesan en el colador de tiras y se enfr\u00edan para formar una tira de aleaci\u00f3n Nd-Fe-B. Las tiras de aleaci\u00f3n se pulverizan para formar un polvo fino con varios micrones de di\u00e1metro. El polvo fino se compacta posteriormente en un campo magn\u00e9tico de orientaci\u00f3n y se sinteriza en cuerpos densos. Luego, los cuerpos se mecanizan con las formas espec\u00edficas, se tratan en la superficie y se magnetizan.<\/p>\n

Pesaje<\/strong><\/p>\n

El pesaje de materia prima calificada est\u00e1 directamente relacionado con la precisi\u00f3n de la composici\u00f3n del im\u00e1n. La pureza o la materia prima y la estabilidad de la composici\u00f3n qu\u00edmica es la base de la calidad del producto. El im\u00e1n de neodimio sinterizado normalmente selecciona aleaciones de tierras raras como Praseodimio-Neodimio Pr-Nd mischmetal, Lantano-Cerio La-Ce mischmetal y Hierro Disprosio Dy-Fe como material por razones de coste. Se a\u00f1aden elementos de alto punto de fusi\u00f3n como Boro, Molibdeno o Niobio en forma de ferroaleaci\u00f3n. La capa de \u00f3xido, la inclusi\u00f3n, el \u00f3xido y la suciedad en la superficie de la materia prima deben eliminarse mediante una m\u00e1quina de microchorreado. Adem\u00e1s, la materia prima debe tener un tama\u00f1o adecuado para cumplir con la eficiencia en el proceso de fusi\u00f3n posterior. El neodimio posee una baja presi\u00f3n de vapor y propiedades qu\u00edmicas activas, por lo que el metal de tierras raras presenta un cierto grado de p\u00e9rdida por volatilizaci\u00f3n y p\u00e9rdida por oxidaci\u00f3n durante el proceso de fusi\u00f3n, por lo tanto, el proceso de pesaje del im\u00e1n de neodimio sinterizado debe considerar agregar metal de tierras raras adicional para garantizar la precisi\u00f3n de la composici\u00f3n del im\u00e1n.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Fusi\u00f3n y colado en tira<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La fusi\u00f3n y el colado en tira son cruciales para la composici\u00f3n, el estado cristalino y la distribuci\u00f3n de la fase, lo que impacta en el proceso posterior y el rendimiento magn\u00e9tico. Las materias primas se calientan hasta el estado fundido a trav\u00e9s de la fusi\u00f3n por inducci\u00f3n de media y baja frecuencia en un vac\u00edo o atm\u00f3sfera inerte. El colado se puede procesar cuando la fusi\u00f3n de aleaci\u00f3n se homogeneiza, se agota y se escoria. Una buena microestructura de lingote de fundici\u00f3n debe poseer un cristal columnar bien desarrollado y de tama\u00f1o fino, y la fase rica en Nd debe distribuirse a lo largo del l\u00edmite de grano. Adem\u00e1s, la microestructura de lingote de fundici\u00f3n debe estar libre de fase \u03b1-Fe. El diagrama de fase Re-Fe indica que la aleaci\u00f3n ternaria de tierras raras es inevitable para producir la fase \u03b1-Fe durante el enfriamiento lento. Las propiedades magn\u00e9ticas blandas a temperatura ambiente de la fase \u03b1-Fe da\u00f1ar\u00e1n gravemente el rendimiento magn\u00e9tico del im\u00e1n, por lo que deben inhibirse mediante un enfriamiento r\u00e1pido. Para satisfacer el efecto de enfriamiento r\u00e1pido deseado para inhibir la producci\u00f3n de la fase \u03b1-Fe, Showa Denko K. K., desarroll\u00f3 la tecnolog\u00eda de colado en tira y pronto se convirti\u00f3 en tecnolog\u00eda de rutina dentro de la industria. La distribuci\u00f3n uniforme de la fase rica en Nd y el efecto inhibidor sobre la fase \u03b1-Fe pueden reducir eficazmente el contenido total de tierras raras, lo que es favorable para fabricar imanes de alto rendimiento y reducir costes.<\/p>\n

Decremento de hidr\u00f3geno<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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El comportamiento de hidrogenaci\u00f3n de metales de tierras raras, aleaciones o compuestos intermet\u00e1licos y las propiedades fisicoqu\u00edmicas del hidruro han sido siempre un tema importante en la aplicaci\u00f3n de tierras raras. El lingote de aleaci\u00f3n Nd-Fe-B tambi\u00e9n presenta una tendencia a la hidrogenaci\u00f3n muy fuerte. Los \u00e1tomos de hidr\u00f3geno entran en el sitio intersticial entre la fase principal del compuesto intermet\u00e1lico y la fase del l\u00edmite de grano rica en Nd y forman un compuesto intersticial. Luego, la distancia interat\u00f3mica aumenta y el volumen de la red se expande. La tensi\u00f3n interna resultante producir\u00e1 agrietamiento del l\u00edmite de grano (fractura intergranular), fractura del cristal (fractura transcristalina) o fractura d\u00factil. Este decrecimiento viene con un crujido y por lo tanto se conoce como decrecimiento de hidr\u00f3geno. El proceso de decrecimiento de hidr\u00f3geno del im\u00e1n de neodimio sinterizado tambi\u00e9n se conoce como proceso HD. El agrietamiento del l\u00edmite de grano y la fractura del cristal que se generaron en el proceso de decrecimiento de hidr\u00f3geno hicieron que el polvo grueso de NdFeB sea muy fr\u00e1gil y altamente ventajoso para el proceso de molienda por chorro posterior. Adem\u00e1s de mejorar la eficiencia del proceso de molienda por chorro, el proceso de decrecimiento de hidr\u00f3geno tambi\u00e9n es favorable para ajustar el tama\u00f1o de polvo promedio del polvo fino.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Molienda por chorro<\/strong><\/p>\n

La molienda por chorro ha demostrado ser la soluci\u00f3n m\u00e1s pr\u00e1ctica y eficiente en el proceso de polvo. La molienda por chorro utiliza un chorro de gas inerte a alta velocidad para acelerar el polvo grueso a una velocidad supers\u00f3nica e impactar el polvo entre s\u00ed. El prop\u00f3sito b\u00e1sico del proceso de polvo es buscar el tama\u00f1o de part\u00edcula promedio y la distribuci\u00f3n de tama\u00f1o de part\u00edcula apropiados. La diferencia de las caracter\u00edsticas anteriores exhibe diferentes caracter\u00edsticas en escalas macrosc\u00f3picas que impactan directamente en el llenado de polvo, la orientaci\u00f3n, la compactaci\u00f3n, el desmolde y la microestructura generada en el proceso de sinterizaci\u00f3n, y luego influyen sensiblemente en el rendimiento magn\u00e9tico, las propiedades mec\u00e1nicas, la termoelectricidad y la estabilidad qu\u00edmica del im\u00e1n de neodimio sinterizado. La microestructura ideal es de grano de fase principal fino y uniforme rodeado por una fase adicional lisa y delgada. Adem\u00e1s, la direcci\u00f3n de f\u00e1cil magnetizaci\u00f3n del grano de fase principal debe estar dispuesta a lo largo de la direcci\u00f3n de orientaci\u00f3n lo m\u00e1s consistente posible. Los vac\u00edos, los granos grandes o la fase magn\u00e9tica blanda conducir\u00e1n a una reducci\u00f3n significativa en la coercitividad intr\u00ednseca. La remanencia y la cuadratura de la curva de desmagnetizaci\u00f3n disminuir\u00e1n simult\u00e1neamente mientras que la direcci\u00f3n de f\u00e1cil magnetizaci\u00f3n del grano se desv\u00eda de la direcci\u00f3n de orientaci\u00f3n. Por lo tanto, las aleaciones deben pulverizarse hasta part\u00edculas de monocristal que oscilen entre 3 y 5 micrones de di\u00e1metro.<\/p>\n

Compactaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La compactaci\u00f3n por orientaci\u00f3n de campo magn\u00e9tico se refiere a la utilizaci\u00f3n de la interacci\u00f3n entre el polvo magn\u00e9tico y el campo magn\u00e9tico externo para alinear el polvo a lo largo de la direcci\u00f3n de f\u00e1cil magnetizaci\u00f3n y hacer que sea coherente con la direcci\u00f3n de magnetizaci\u00f3n final. La compactaci\u00f3n por orientaci\u00f3n de campo magn\u00e9tico es la v\u00eda m\u00e1s com\u00fan para fabricar imanes anisotr\u00f3picos. La aleaci\u00f3n Nd-Fe-B se ha triturado en la part\u00edcula de cristal \u00fanico en el proceso de molienda por chorro anterior. La part\u00edcula de cristal \u00fanico es una anisotrop\u00eda uniaxial y cada una de ellas tiene solo una direcci\u00f3n de f\u00e1cil magnetizaci\u00f3n. El polvo magn\u00e9tico se transformar\u00e1 en el dominio \u00fanico a partir de m\u00faltiples dominios bajo la acci\u00f3n de un campo magn\u00e9tico externo despu\u00e9s de ser llenado holgadamente en el molde, luego ajustar\u00e1 su eje c de direcci\u00f3n de f\u00e1cil magnetizaci\u00f3n para que sea consistente con la direcci\u00f3n del campo magn\u00e9tico externo a trav\u00e9s de la rotaci\u00f3n o el movimiento. El eje c del polvo de aleaci\u00f3n b\u00e1sicamente retuvo su estado de disposici\u00f3n durante el proceso de compactaci\u00f3n. Las piezas compactadas deben someterse a un tratamiento de desmagnetizaci\u00f3n antes del desmolde. El \u00edndice m\u00e1s importante del proceso de compactaci\u00f3n es el grado de orientaci\u00f3n. El grado de orientaci\u00f3n de los imanes de neodimio sinterizados est\u00e1 determinado por varios factores, incluyendo la fuerza del campo magn\u00e9tico de orientaci\u00f3n, el tama\u00f1o de las part\u00edculas, la densidad aparente, el m\u00e9todo de compactaci\u00f3n, la presi\u00f3n de compactaci\u00f3n, etc.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Sinterizaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La densidad de la pieza compactada puede alcanzar m\u00e1s del 95% de la densidad te\u00f3rica despu\u00e9s de ser procesada en el proceso de sinterizaci\u00f3n bajo alto vac\u00edo o atm\u00f3sfera inerte pura. Por lo tanto, los vac\u00edos en el im\u00e1n de neodimio sinterizado se cierran, lo que garantiza la uniformidad de la densidad de flujo magn\u00e9tico y la estabilidad qu\u00edmica. Dado que las propiedades magn\u00e9ticas permanentes de los imanes de neodimio sinterizados est\u00e1n estrechamente relacionadas con su propia microestructura, el tratamiento t\u00e9rmico despu\u00e9s del proceso de sinterizaci\u00f3n tambi\u00e9n es cr\u00edtico para el ajuste del rendimiento magn\u00e9tico, especialmente la coercitividad intr\u00ednseca. La fase del l\u00edmite de grano rica en Nd sirve como fase l\u00edquida que puede promover la reacci\u00f3n de sinterizaci\u00f3n y restaurar los defectos de la superficie en el grano de fase principal. La temperatura de sinterizaci\u00f3n del im\u00e1n de neodimio com\u00fanmente oscila entre 1050 y 1180 grados Celsius. La temperatura excesiva conducir\u00e1 al crecimiento del grano y disminuir\u00e1 la coercitividad intr\u00ednseca. Para obtener la coercitividad intr\u00ednseca ideal, la cuadratura de la curva de desmagnetizaci\u00f3n y la p\u00e9rdida irreversible a alta temperatura, el im\u00e1n de neodimio sinterizado generalmente necesita procesar un tratamiento t\u00e9rmico de templado de dos etapas a 900 y 500 grados Celsius.<\/p>\n

Mecanizado<\/strong><\/p>\n

Adem\u00e1s de la forma regular con un tama\u00f1o moderado, el im\u00e1n de neodimio sinterizado es dif\u00edcil de lograr directamente la forma y la precisi\u00f3n dimensional requeridas de una vez debido a las limitaciones t\u00e9cnicas en el proceso de compactaci\u00f3n por orientaci\u00f3n del campo magn\u00e9tico, por lo tanto, el mecanizado es un proceso inevitable para el im\u00e1n de neodimio sinterizado. Como material cer\u00e1mico t\u00edpico, el im\u00e1n de neodimio sinterizado es considerablemente duro y fr\u00e1gil, por lo que solo el corte, la perforaci\u00f3n y el esmerilado pueden ser aplicables a su proceso de mecanizado entre la tecnolog\u00eda de mecanizado convencional. El corte con cuchilla normalmente utiliza una cuchilla recubierta de diamante o CBN. El corte con alambre y el corte por l\u00e1ser son muy adecuados para el mecanizado de imanes de forma especial, pero se acusan de baja eficiencia de producci\u00f3n y alto coste de procesamiento al mismo tiempo. El proceso de perforaci\u00f3n del im\u00e1n de neodimio sinterizado se adopta principalmente con diamante y l\u00e1ser. Es necesario seleccionar el proceso de trepanado cuando el orificio interior del im\u00e1n anular es superior a 4 mm. Como subproducto en el proceso de trepanado, el n\u00facleo trepanado se puede utilizar para fabricar otros imanes m\u00e1s peque\u00f1os adecuados y, por lo tanto, mejorar significativamente la relaci\u00f3n de utilizaci\u00f3n del material. La muela para el esmerilado de copias se produce sobre la base de la superficie de esmerilado.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Tratamiento de la superficie<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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El tratamiento de protecci\u00f3n de la superficie es un procedimiento necesario para el im\u00e1n de neodimio, especialmente el im\u00e1n de neodimio sinterizado. El im\u00e1n de neodimio sinterizado posee una microestructura multif\u00e1sica y consta de la fase principal Nd2Fe14B, la fase rica en Nd y la fase rica en B. La fase rica en Nd exhibe una tendencia a la oxidaci\u00f3n muy fuerte y constituir\u00e1 la bater\u00eda principal con la fase principal en un ambiente h\u00famedo. Una peque\u00f1a cantidad de elementos sustitutivos es capaz de mejorar la estabilidad qu\u00edmica de los imanes, pero a costa del rendimiento magn\u00e9tico. Por lo tanto, la protecci\u00f3n del im\u00e1n de neodimio sinterizado se dirige principalmente a su superficie. El tratamiento de la superficie del im\u00e1n de neodimio sinterizado se puede clasificar en proceso h\u00famedo y proceso seco. El proceso h\u00famedo se refiere a los imanes que se someten a un tratamiento de protecci\u00f3n de la superficie en agua pura o soluci\u00f3n. El proceso h\u00famedo incluye fosfato, galvanoplastia, galvanoplastia sin corriente, electroforesis, recubrimiento por pulverizaci\u00f3n y recubrimiento por inmersi\u00f3n. El proceso seco se refiere a los imanes que se someten a un tratamiento de protecci\u00f3n de la superficie a trav\u00e9s de un proceso f\u00edsico o qu\u00edmico sin contacto con la soluci\u00f3n. El proceso seco generalmente contiene deposici\u00f3n f\u00edsica de vapor (PVD) y deposici\u00f3n qu\u00edmica de vapor (CVD).<\/p>\n

Imantaci\u00f3n<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La mayor\u00eda de los imanes permanentes se magnetizan antes de ser utilizados para sus aplicaciones previstas. El proceso de magnetizaci\u00f3n se refiere a la aplicaci\u00f3n de un campo magn\u00e9tico a lo largo de la direcci\u00f3n de orientaci\u00f3n del im\u00e1n permanente y se logra la saturaci\u00f3n t\u00e9cnica con el aumento de la fuerza del campo magn\u00e9tico externo. Cada tipo de material magn\u00e9tico permanente necesita una fuerza de campo magn\u00e9tico distinta para lograr la saturaci\u00f3n t\u00e9cnica en la direcci\u00f3n de magnetizaci\u00f3n. La remanencia y la coercitividad intr\u00ednseca ser\u00e1n inferiores a sus valores debidos a menos que la fuerza del campo magn\u00e9tico externo sea inferior al campo magn\u00e9tico de saturaci\u00f3n t\u00e9cnica. El im\u00e1n permanente se puede dividir en tipo isotr\u00f3pico y tipo anisotr\u00f3pico seg\u00fan si tiene una direcci\u00f3n de magnetizaci\u00f3n f\u00e1cil o no. Como un im\u00e1n anisotr\u00f3pico con alta coercitividad intr\u00ednseca, el im\u00e1n de neodimio sinterizado necesita ser magnetizado mediante magnetizaci\u00f3n por impulso. El condensador se cargar\u00e1 despu\u00e9s de la rectificaci\u00f3n, luego la energ\u00eda el\u00e9ctrica en el condensador se descarga instant\u00e1neamente al accesorio de magnetizaci\u00f3n. El accesorio de magnetizaci\u00f3n puede generar el campo magn\u00e9tico pulsado durante la fuerte corriente instant\u00e1nea que lo atraviesa. Por lo tanto, el im\u00e1n permanente en la bobina ser\u00e1 magnetizado. Se pueden lograr varios patrones de magnetizaci\u00f3n en el im\u00e1n de neodimio sinterizado siempre y cuando no entren en conflicto con su direcci\u00f3n de orientaci\u00f3n. La fuerza del campo magn\u00e9tico externo se incrementa. Cada tipo de material magn\u00e9tico permanente necesita una fuerza de campo magn\u00e9tico distinta para lograr la saturaci\u00f3n t\u00e9cnica en la direcci\u00f3n de magnetizaci\u00f3n. La remanencia y la coercitividad intr\u00ednseca ser\u00e1n inferiores a sus valores debidos a menos que la fuerza del campo magn\u00e9tico externo sea inferior al campo magn\u00e9tico de saturaci\u00f3n t\u00e9cnica. El im\u00e1n permanente se puede dividir en tipo isotr\u00f3pico y tipo anisotr\u00f3pico seg\u00fan si tiene una direcci\u00f3n de magnetizaci\u00f3n f\u00e1cil o no. Como un im\u00e1n anisotr\u00f3pico con alta coercitividad intr\u00ednseca, el im\u00e1n de neodimio sinterizado necesita ser magnetizado mediante magnetizaci\u00f3n por impulso. El condensador se cargar\u00e1 despu\u00e9s de la rectificaci\u00f3n, luego la energ\u00eda el\u00e9ctrica en el condensador se descarga instant\u00e1neamente al accesorio de magnetizaci\u00f3n. El accesorio de magnetizaci\u00f3n puede generar el campo magn\u00e9tico pulsado durante la fuerte corriente instant\u00e1nea que lo atraviesa. Por lo tanto, el im\u00e1n permanente en la bobina ser\u00e1 magnetizado. Se pueden lograr varios patrones de magnetizaci\u00f3n en el im\u00e1n de neodimio sinterizado siempre y cuando no entren en conflicto con su direcci\u00f3n de orientaci\u00f3n.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

El im\u00e1n de neodimio sigue siendo el material magn\u00e9tico permanente de tierras raras m\u00e1s potente y utilizado con mayor frecuencia en la actualidad. El im\u00e1n de neodimio puede clasificarse en im\u00e1n de neodimio sinterizado, im\u00e1n de neodimio unido y im\u00e1n de neodimio prensado en caliente, seg\u00fan el proceso de fabricaci\u00f3n. Cada forma tiene sus diferentes propiedades magn\u00e9ticas, luego sus superposiciones [\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\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1368"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/nbaem.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1371,"href":"https:\/\/nbaem.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions\/1371"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1368"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1368"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/es\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1368"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}