Cara membuat magnet NdFeB

Bagaimana Magnet Neodymium Dibuat?

Magnet Neodymium sintered dipersiapkan dengan bahan-bahan baku yang dilebur di bawah vakum atau atmosfer inert dalam tungku pelelehan induksi, kemudian diproses di strip caster dan didinginkan untuk membentuk strip paduan Nd-Fe-B. Strip paduan dihancurkan menjadi bubuk halus dengan diameter beberapa mikron. Bubuk halus tersebut selanjutnya dipadatkan dalam medan magnet orientasi dan disinter ke dalam badan padat. Badan-badan tersebut kemudian dimachining ke bentuk tertentu, diberi perlakuan permukaan dan dimagnetisasi.

Penimbangan

Penimbangan bahan baku yang berkualitas sangat terkait dengan akurasi komposisi magnet. Kemurnian bahan baku dan stabilitas komposisi kimia adalah fondasi kualitas produk. Magnet Neodymium sintered biasanya memilih paduan tanah jarang seperti Praseodymium-Neodymium Pr-Nd mischmetal, Lanthanum-Cerium La-Ce mischmetal, dan Dysprosium Iron Dy-Fe alloy sebagai material karena alasan biaya. Elemen titik leleh tinggi Boron, Molybdenum, atau Niobium ditambahkan secara ferroaloi. Lapisan karat, inklusi, oksida, dan kotoran pada permukaan bahan baku perlu dihapus dengan mesin microblasting. Selain itu, bahan baku harus dalam ukuran yang sesuai untuk memenuhi efisiensi dalam proses peleburan selanjutnya. Neodymium memiliki tekanan uap rendah dan sifat kimia aktif, maka logam tanah jarang mengalami kehilangan volatilasi dan oksidasi pada tingkat tertentu selama proses peleburan, oleh karena itu, proses penimbangan magnet Neodymium sintered harus mempertimbangkan penambahan logam tanah jarang tambahan untuk memastikan akurasi komposisi magnet.

Peleburan dan Strip Casting

Peleburan dan strip casting sangat penting terhadap komposisi, keadaan kristal, dan distribusi fase, sehingga memengaruhi proses selanjutnya dan kinerja magnet. Bahan baku dipanaskan hingga keadaan cair melalui pelelehan induksi frekuensi medium dan rendah di bawah vakum atau atmosfer inert. Casting dapat diproses ketika lelehan paduan telah mengalami homogenisasi, ekshas, dan slagging. Mikrostruktur ingot cor yang baik seharusnya memiliki kristal kolumnar yang tumbuh baik dan berukuran halus, lalu fase Nd-rich seharusnya terdistribusi di sepanjang batas butir. Selain itu, mikrostruktur ingot cor seharusnya bebas dari fase α-Fe. Diagram fasa Re-Fe menunjukkan bahwa paduan tanah jarang ternary tidak dapat dihindari untuk menghasilkan fase α-Fe selama pendinginan lambat. Sifat magnet lunak pada suhu kamar dari fase α-Fe akan sangat merusak kinerja magnet, sehingga harus dihambat dengan pendinginan cepat. Untuk memenuhi efek pendinginan cepat yang diinginkan untuk menghambat produksi fase α-Fe, Showa Denko K. K., mengembangkan Teknologi Strip Casting dan segera menjadi teknologi rutin dalam industri. Distribusi seragam dari fase Nd-rich dan efek penghambat pada fase α-Fe secara efektif dapat mengurangi total kandungan tanah jarang yang menguntungkan pembuatan magnet berkinerja tinggi dan pengurangan biaya.

Decrepitation Hidrogen

Perilaku hidrogenasi logam tanah jarang, paduan, atau senyawa intermetalik dan sifat fisik-kimia hidrid selalu menjadi masalah penting pada aplikasi tanah jarang. Ingot paduan Nd-Fe-B juga menunjukkan kecenderungan hidrogenasi yang sangat kuat. Atom hidrogen memasuki situs interstisial antara fase utama intermetalik dan fase batas butir Nd-rich dan membentuk senyawa interstisial. Kemudian jarak antar-atom meningkat dan volume kisi mengembang. Tegangan internal yang dihasilkan akan menyebabkan retak pada batas butir (fragmen antar-bud) atau retak kristal (transkristal) atau retak ductile. Decrepitation ini disertai retakan dan karena itu dikenal sebagai hydrogen decrepitation. Proses hydrogen decrepitation magnet Neodymium sintered juga dirujuk sebagai proses HD. Retak batas butir dan retak kristal yang dihasilkan dalam proses hydrogen decrepitation membuat Serbuk NdFeB kursus sangat rapuh dan sangat menguntungkan untuk proses jet milling selanjutnya. Selain meningkatkan efisiensi proses jet milling, proses hydrogen decrepitation juga menguntungkan untuk menyesuaikan ukuran rata-rata serbuk halus.

Jet Milling

Jet milling telah terbukti menjadi solusi paling praktis dan efisien dalam proses bubuk. Jet milling menggunakan semburan gas inert berkecepatan tinggi untuk mempercepat bubuk kasar hingga kecepatan supersonik dan saling menghantam bubuk. Tujuan dasar dari proses bubuk adalah mencari ukuran butir rata-rata yang tepat dan distribusi ukuran partikel. Perbedaan ciri-ciri di atas menunjukkan ciri-ciri berbeda pada skala makroskopik yang secara langsung mempengaruhi pengisian bubuk, orientasi, pemadatan, pelepasan cetakan, dan mikrostruktur yang dihasilkan dalam proses sintering, sehingga secara sensitif mempengaruhi kinerja magnetik, sifat mekanik, termoelektro, dan stabilitas kimia magnet Neodymium sintered. Mikstruktur idealnya adalah fasa utama halus dan seragam dengan butir inti utama yang dikelilingi oleh fasa tambahan yang halus dan tipis. Selain itu, arah magnetisasi mudah dari butir fasa utama seharusnya diatur sejalan dengan arah orientasi yang sesuaikan. Kekosongan, butir besar, atau fase magnet lunak akan menyebabkan penurunan koercivitas intrinsik secara signifikan. Remanen dan persebaran persegi dari kurva demagnetisasi akan menurun secara bersamaan saat arah magnetisasi mudah dari butir menyimpang dari arah orientasi. Oleh karena itu, paduan harus digiling menjadi partikel kristal tunggal dengan ukuran 3 hingga 5 mikron dalam diameter.

Pemadatan

Pemadatan orientasi medan magnet merujuk pada pemanfaatan interaksi antara bubuk magnetik dan medan magnet eksternal untuk menyelaraskan bubuk sepanjang arah magnetisasi mudah dan membuatnya konsisten dengan arah magnetisasi akhir. Pemadatan orientasi medan magnet adalah jalur paling umum untuk memproduksi magnet anisotropik. Paduan Nd-Fe-B telah dihancurkan menjadi partikel kristal tunggal dalam proses jet milling sebelumnya. Partikel kristal tunggal bersifat anisotropi uniaxial dan masing-masing hanya memiliki satu arah magnetisasi mudah. Bubuk magnetik akan berubah menjadi domain tunggal dari multi-domain di bawah aksi eksternal medan magnet setelah dimasukkan secara longgar ke dalam cetakan, kemudian sesuaikan arah magnetisasi mudah sumbu c agar konsisten dengan arah medan magnet eksternal melalui pemutaran atau pergerakan. Sumbu c serbuk paduan pada dasarnya mempertahankan status susunannya selama proses pemadatan. Bagian yang dimampatkan harus menjalani perlakuan demagnetisasi sebelum pengeluaran dari cetakan. Indeks terpenting dari proses pemadatan adalah tingkat orientasi. Tingkat orientasi magnet Neodymium yang sinter adalah ditentukan oleh berbagai faktor, termasuk kekuatan medan magnet orientasi, ukuran partikel, kepadatan nyata, metode pemadatan, tekanan pemadatan, dll.

Peminatan

Kepadatan bagian yang dimampatkan dapat mencapai lebih dari 95% dari kepadatan teoretis setelah proses sinterisasi yang diproses di bawah vakum tinggi atau atmosfer inert murni. Karena itu, pori-pori pada magnet Neodymium sinter tertutup yang memastikan keseragaman densitas fluks magnetik dan stabilitas kimia. Karena sifat magnet permanen magnet Neodymium sinter sangat terkait dengan mikrostrukturnya sendiri, perlakuan panas setelah proses sintering juga sangat penting untuk penyesuaian kinerja magnetik, terutama kohesi intrinsik. FASE batas butir kaya Nd berfungsi sebagai fase cair yang mampu meningkatkan reaksi sinter dan memperbaiki cacat permukaan pada butir fase utama. Suhu sintering magnet Neodymium umumnya berkisar antara 1050 hingga 1180 derajat Celsius. Suhu berlebih akan menyebabkan pertumbuhan butir dan menurunkan kohesi intrinsik. Untuk mendapatkan kohesi intrinsik yang ideal, kekasaran kurva demagnetisasi, dan kehilangan tak-terbalik pada suhu tinggi, magnet Neodymium yang sinter biasanya memerlukan perlakuan dua-tahap tempering pada 900 dan 500 derajat Celsius.

Pemesinan

Selain bentuk biasa dengan ukuran sedang, magnet Neodymium sinter sulit untuk secara langsung mencapai bentuk yang diinginkan dan akurasi dimensi pada satu kali karena keterbatasan teknis dalam proses pemadatan orientasi medan magnet, sehingga, pemesinan adalah proses yang tidak dapat dihindari untuk magnet Neodymium sinter. Sebagai material keramik-metallurgi biasa, magnet Neodymium sinter cukup keras dan rapuh, maka hanya ada pemotongan, pengeboran, dan penggilingan yang dapat diterapkan pada proses pemesinannya. proses pemesinan pada teknologi pemesinan konvensional. Pemotongan mata pisau biasanya menggunakan mata pisau berlapis berlian atau berlapis CBN. Pemotongan kawat dan pemotongan laser sangat cocok untuk pemesinan magnet berbentuk khusus, tetapi diklaim memiliki efisiensi produksi rendah dan biaya pemrosesan tinggi pada saat yang sama. Proses pengeboran magnet Neodymium sinter terutama menggunakan berlian dan laser. Perlu dipilih proses trepanning ketika lubang dalam magnet cincin lebih besar dari 4 mm. Sebagai produk sampingan dalam proses trepanning, inti trepanned dapat digunakan untuk membuat magnet lain yang lebih kecil yang sesuai sehingga secara signifikan meningkatkan rasio pemanfaatan material. Roda penggiling untuk copying grinding dibuat berdasarkan permukaan penggilingan.