{"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\/it\/how-to-make-ndfeb-magnet\/","title":{"rendered":"Come realizzare un magnete NdFeB"},"content":{"rendered":"
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Magnete al neodimio<\/a> <\/span>\u00e8 ancora il materiale magnetico permanente di terre rare pi\u00f9 potente e pi\u00f9 frequentemente utilizzato al giorno d'oggi. Il magnete al neodimio pu\u00f2 essere classificato in magnete al neodimio sinterizzato, magnete al neodimio legato e magnete al neodimio pressato a caldo in base al processo di produzione. Ogni forma ha propriet\u00e0 magnetiche diverse, quindi il loro ambito di applicazione sovrapposto \u00e8 minore e si trovano in una relazione complementare. Gli utenti dei magneti si chiedono come vengono prodotti i magneti al neodimio. Il magnete al neodimio sinterizzato viene prodotto tramite il processo convenzionale di metallurgia delle polveri e occupa una quota di mercato assolutamente predominante.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Come vengono realizzati i magneti al neodimio?<\/strong><\/p>\n

Il magnete in Neodimio sinterizzato viene preparato facendo fondere le materie prime sotto vuoto o in un'atmosfera inerte in un forno di fusione ad induzione, quindi processato nel laminatore a nastro e raffreddato per formare una lamina di lega Nd-Fe-B. Le lamine di lega vengono frantumate per ottenere una polvere fine con diametro di diversi micron. La polvere fine viene successivamente compatta in un campo magnetico di orientamento e sinterizzata in corpi densi. I corpi vengono poi lavorati per ottenere le forme specifiche, trattati superficialmente e magnetizzati.<\/p>\n

Ponderazione<\/strong><\/p>\n

La pesatura delle materie prime qualificate \u00e8 direttamente correlata alla precisione della composizione del magnete. La purezza delle materie prime e la stabilit\u00e0 della composizione chimica sono alla base della qualit\u00e0 del prodotto. Il magnete al Neodimio sinterizzato normalmente seleziona leghe di terre rare come Praseodimio-Neodimio Pr-Nd mischmetal, Lanthanum-Cerio La-Ce mischmetal e leghe di Dysprosium Ferro Dy-Fe per motivi di costo. Elementi con alto punto di fusione come Boro, Molibdeno o Niobio vengono aggiunti tramite ferroleghe. Lo strato di ruggine, le inclusioni, gli ossidi e lo sporco sulla superficie delle materie prime devono essere rimossi tramite microperforatrice. Inoltre, le materie prime devono essere di dimensioni adeguate per garantire l\u2019efficienza nel successivo processo di fusione. Il Neodimio possiede una bassa pressione di vapore e propriet\u00e0 chimiche attive, quindi i metalli delle terre rare subiscono una certa volatilizzazione e ossidazione durante il processo di fusione; pertanto, la pesatura del magnete al Neodimio sinterizzato dovrebbe considerare l\u2019aggiunta di terre rare aggiuntive per garantire la precisione della composizione del magnete.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Fusione e Colata Continua<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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La fusione e la colata a strisce sono fondamentali per la composizione, lo stato cristallino e la distribuzione delle fasi, influenzando cos\u00ec i processi successivi e le prestazioni magnetiche. Le materie prime vengono riscaldate fino allo stato fuso tramite fusione per induzione a frequenza media e bassa sotto vuoto o in atmosfera inerte. La colata pu\u00f2 essere eseguita quando la fusione della lega ha raggiunto l'omogeneizzazione, l'espulsione e la slagatura. Una buona microstruttura del lingotto colato dovrebbe presentare cristalli a colonna ben sviluppati e di dimensioni fini, quindi la fase ricca di Nd dovrebbe distribuirsi lungo i confini dei grani. Inoltre, la microstruttura del lingotto colato dovrebbe essere priva di fase \u03b1-Fe. Il diagramma di fase Re-Fe indica che \u00e8 inevitabile la produzione di fase \u03b1-Fe durante un raffreddamento lento nei legami ternari di terre rare. Le propriet\u00e0 magnetiche morbide a temperatura ambiente della fase \u03b1-Fe comprometterebbero gravemente le prestazioni magnetiche del magnete, quindi devono essere inibite mediante raffreddamento rapido. Per ottenere l'effetto di raffreddamento rapido desiderato e inibire la produzione di fase \u03b1-Fe, Showa Denko K. K. ha sviluppato la tecnologia di colata a strisce, che \u00e8 presto diventata una tecnologia di routine nel settore. La distribuzione uniforme della fase ricca di Nd e l'effetto inibitorio sulla fase \u03b1-Fe possono ridurre efficacemente il contenuto totale di terre rare, favorendo la produzione di magneti ad alte prestazioni e la riduzione dei costi.<\/p>\n

Decrepitazione dell'idrogeno<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Il comportamento di idrogenazione dei metalli delle terre rare, delle leghe o dei composti intermetallici e le propriet\u00e0 fisico-chimiche degli idruri sono sempre stati questioni importanti nell'applicazione delle terre rare. Il lingotto di lega Nd-Fe-B mostra anche una forte tendenza all'idrogenazione. Gli atomi di idrogeno entrano nei siti interstiziali tra la fase principale del composto intermetallico e la fase di confine del grano ricca di Nd, formando un composto interstiziale. Successivamente, la distanza interatomica aumenta e il volume della rete si espande. Lo stress interno risultante provocher\u00e0 crepe nei confini dei grani (frattura intergranulare), frattura del cristallo (frattura transcristallina) o frattura ductile. Queste decrepitation accompagnate da scricchiolii sono quindi conosciute come decrepitation da idrogeno. Il processo di decrepitation da idrogeno di un magnete sinterizzato di Neodimio \u00e8 anche chiamato processo HD. La crepa nei confini dei grani e la frattura del cristallo generate nel processo di decrepitation da idrogeno sono state La polvere di corso NdFeB \u00e8 molto fragile e altamente vantaggiosa per il successivo processo di frantumazione a getto. Oltre a migliorare l'efficienza del processo di frantumazione a getto, il processo di decrepitation con idrogeno \u00e8 anche favorevole per regolare la dimensione media della polvere fine.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Macinazione a getto<\/strong><\/p>\n

La macinazione a getto si \u00e8 dimostrata la soluzione pi\u00f9 pratica ed efficiente nel processo delle polveri. La macinazione a getto utilizza un getto ad alta velocit\u00e0 di gas inerte per accelerare la polvere grossolana a velocit\u00e0 supersonica e far impattare le particelle tra loro. Lo scopo fondamentale del processo delle polveri \u00e8 ottenere una dimensione media delle particelle e una distribuzione granulometrica appropriate. La differenza di queste caratteristiche si manifesta con propriet\u00e0 diverse su scala macroscopica, che influenzano direttamente il riempimento della polvere, l\u2019orientamento, la compattazione, lo sformo e la microstruttura generata nel processo di sinterizzazione, influenzando cos\u00ec in modo sensibile le prestazioni magnetiche, le propriet\u00e0 meccaniche, la termoelettricit\u00e0 e la stabilit\u00e0 chimica del magnete sinterizzato al Neodimio. La microstruttura ideale \u00e8 costituita da grani della fase principale fini e uniformi, circondati da una fase aggiuntiva liscia e sottile. Inoltre, la direzione di facile magnetizzazione dei grani della fase principale dovrebbe essere disposta lungo la direzione di orientamento nel modo pi\u00f9 coerente possibile. Vuoti, grani grandi o fasi magnetiche morbide porteranno a una significativa riduzione della coercitivit\u00e0 intrinseca. La remanenza e la squadratura della curva di smagnetizzazione diminuiranno simultaneamente quando la direzione di facile magnetizzazione dei grani si discosta dalla direzione di orientamento. Pertanto, le leghe devono essere polverizzate in particelle monocristalline con diametro compreso tra 3 e 5 micron.<\/p>\n

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

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L'orientamento del campo magnetico durante la compattazione si riferisce all'utilizzo dell'interazione tra la polvere magnetica e il campo magnetico esterno per allineare la polvere lungo la direzione di facile magnetizzazione e renderla coerente con la direzione di magnetizzazione finale. L'orientamento del campo magnetico durante la compattazione \u00e8 il metodo pi\u00f9 comune per produrre magneti anisotropici. La lega Nd-Fe-B \u00e8 stata frantumata in particelle di cristallo singolo nel precedente processo di frantumazione a getto. La particella di cristallo singolo presenta un'anisotropia uniaxiale e ciascuna di esse ha soltanto una direzione di facile magnetizzazione. La polvere magnetica si trasformer\u00e0 da multi-domain a singolo dominio sotto l'azione di un campo esterno. Il campo magnetico dopo aver riempito grossolanamente lo stampo, quindi regolare la direzione di facile magnetizzazione dell'asse c per essere coerente con la direzione del campo magnetico esterno tramite rotazione o spostamento. L'asse c della polvere di lega ha mantenuto sostanzialmente il suo stato di disposizione durante il processo di compattazione. Le parti compattate devono essere sottoposte a trattamento di smagnetizzazione prima dello smontaggio dallo stampo. L'indice pi\u00f9 importante del processo di compattazione \u00e8 il grado di orientamento. Il grado di orientamento dei magneti al neodimio sinterizzati \u00e8 determinato da vari fattori, tra cui la forza del campo magnetico di orientamento, la dimensione delle particelle, la densit\u00e0 apparente, il metodo di compattazione, la pressione di compattazione, ecc.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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

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La densit\u00e0 della parte compattata pu\u00f2 raggiungere pi\u00f9 del 95% della densit\u00e0 teorica dopo il processo di sinterizzazione sotto vuoto elevato o atmosfera inerte pura. Pertanto, i vuoti nel magnete di Neodimio sinterizzato sono chiusi, garantendo uniformit\u00e0 della densit\u00e0 di flusso magnetico e stabilit\u00e0 chimica. Poich\u00e9 le propriet\u00e0 magnetiche permanenti dei magneti di Neodimio sinterizzati sono strettamente correlate alla loro microstruttura, il trattamento termico dopo il processo di sinterizzazione \u00e8 anche fondamentale per l'ottimizzazione delle prestazioni magnetiche, in particolare della coercitivit\u00e0 intrinseca. La fase di confine del grano ricca di Nd funge da fase liquida in grado di promuovere la reazione di sinterizzazione e di riparare i difetti superficiali sul grano della fase principale. La temperatura di sinterizzazione del magnete di Neodimio varia comunemente da 1050 a 1180 gradi Celsius. Una temperatura eccessiva pu\u00f2 portare a una crescita dei grani e a una diminuzione della coercitivit\u00e0 intrinseca. Per ottenere una coercitivit\u00e0 intrinseca ideale, una curva di smagnetizzazione squadrata e una perdita irreversibile ad alte temperature, il magnete di Neodimio sinterizzato di solito necessita di un trattamento termico di rinvenimento in due fasi a 900 e 500 gradi Celsius.<\/p>\n

Lavorazione<\/strong><\/p>\n

Oltre alla forma regolare di dimensioni moderate, il magnete in Neodimio sinterizzato \u00e8 difficile da ottenere direttamente nella forma e precisione dimensionale richieste in un'unica operazione a causa delle limitazioni tecniche nel processo di compattamento con orientamento del campo magnetico, pertanto, la lavorazione \u00e8 un processo inevitabile per il magnete in Neodimio sinterizzato. Come materiale tipico di cermet, il magnete in Neodimio sinterizzato \u00e8 considerevolmente duro e fragile, quindi si possono effettuare solo operazioni di taglio, foratura e rettifica. Applicabile al suo processo di lavorazione tra le tecnologie di lavorazione convenzionale. La taglio con lama utilizza tipicamente lame rivestite in diamante o CBN. La lavorazione con filo e il taglio laser sono particolarmente adatti alla lavorazione di magneti di forma speciale, ma sono accusati di bassa efficienza produttiva e alti costi di lavorazione nel frattempo. Il processo di foratura del magnete di Neodimio sinterizzato \u00e8 principalmente adottato con diamante e laser. \u00c8 necessario selezionare il processo di treppanning quando il foro interno del magnete ad anello \u00e8 superiore a 4mm. Come sottoprodotto nel processo di treppanning, il nucleo treppato pu\u00f2 essere utilizzato per la produzione di altri magneti pi\u00f9 piccoli e adatti, migliorando cos\u00ec significativamente il rapporto di utilizzo del materiale. La ruota abrasiva per la rettifica a copia \u00e8 prodotta sulla base della superficie di rettifica.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Trattamento superficiale<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

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Il trattamento protettivo superficiale \u00e8 una procedura necessaria per il magnete al Neodimio, in particolare per il magnete al Neodimio sinterizzato. Il magnete al Neodimio sinterizzato possiede una microstruttura a pi\u00f9 fasi ed \u00e8 composto dalla fase principale Nd2Fe14B, dalla fase ricca di Nd e dalla fase ricca di B. La fase ricca di Nd mostra una forte tendenza all'ossidazione e costituir\u00e0 la batteria primaria con la fase principale in ambienti umidi. Una piccola quantit\u00e0 di elementi sostitutivi \u00e8 in grado di migliorare la stabilit\u00e0 chimica dei magneti, ma a scapito delle prestazioni magnetiche. Pertanto, la protezione del magnete al Neodimio sinterizzato \u00e8 principalmente rivolta alla sua superficie. Il trattamento superficiale del magnete al Neodimio sinterizzato pu\u00f2 essere classificato in processo umido e processo secco. Il processo umido si riferisce ai magneti sottoposti a trattamento protettivo superficiale in acqua pura o soluzione. Il processo umido include fosfatazione, elettrodeposizione, elettrolucidatura, elettrofosfosi, rivestimento spray e rivestimento a immersione. Il processo secco si riferisce ai magneti sottoposti a trattamento protettivo superficiale tramite processi fisici o chimici senza contatto con soluzione. Il processo secco generalmente comprende deposizione fisica di vapori (PVD) e deposizione chimica di vapori (CVD).<\/p>\n

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

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La maggior parte dei magneti permanenti viene magnetizzata prima di essere utilizzata per le loro applicazioni previste. Il processo di magnetizzazione si riferisce all'applicazione di un campo magnetico lungo la direzione di orientamento del magnete permanente e si raggiunge la saturazione tecnica con l'aumento della intensit\u00e0 del campo magnetico esterno. Ogni tipo di materiale magnetico permanente necessita di una diversa intensit\u00e0 di campo magnetico per raggiungere la saturazione tecnica nella direzione di magnetizzazione. La remanenza e la coercitivit\u00e0 intrinseca saranno inferiori ai loro valori teorici a meno che l'intensit\u00e0 del campo magnetico esterno non sia inferiore al campo di saturazione tecnica. Il magnete permanente pu\u00f2 essere diviso in tipo isotropo e tipo anisotropo a seconda che abbia o meno una direzione di magnetizzazione facile. Come magnete anisotropo con alta coercitivit\u00e0 intrinseca, il magnete al Neodimio sinterizzato deve essere magnetizzato tramite magnetizzazione impulsiva. Il condensatore verr\u00e0 caricato dopo la rettificazione, quindi l'energia elettrica nel condensatore si scarica istantaneamente sulla staffa di magnetizzazione. La staffa di magnetizzazione pu\u00f2 generare un campo magnetico pulsato durante la corrente forte istantanea che attraversa essa. Pertanto, il magnete permanente nel bobina verr\u00e0 magnetizzato. \u00c8 possibile ottenere vari schemi di magnetizzazione sul magnete al Neodimio sinterizzato purch\u00e9 non confliggano con la sua direzione di orientamento.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Il magnete al neodimio \u00e8 ancora il materiale magnetico permanente di terre rare pi\u00f9 potente e pi\u00f9 utilizzato al giorno d'oggi. Il magnete al neodimio pu\u00f2 essere classificato in magnete al neodimio sinterizzato, magnete al neodimio legato e magnete al neodimio pressato a caldo in base al processo di produzione. Ogni forma ha propriet\u00e0 magnetiche differenti, quindi i loro [\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\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1368"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/nbaem.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1371,"href":"https:\/\/nbaem.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions\/1371"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1368"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1368"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/it\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1368"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}