{"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\/sl\/how-to-make-ndfeb-magnet\/","title":{"rendered":"Kako narediti NdFeB magnet"},"content":{"rendered":"
\n
\n
\n

Neodimov magnet<\/a> <\/span>je \u0161e vedno najmo\u010dnej\u0161i in najpogosteje uporabljen redkozemeljski trajni magnetni material danes. Neodimove magnete lahko glede na proizvodni postopek razvrstimo v sintrane neodimove magnete, vezane neodimove magnete in vro\u010de stiskane neodimove magnete. Vsaka oblika ima razli\u010dne magnetne lastnosti, zato je njihovo prekrivajo\u010de se podro\u010dje uporabe manj\u0161e in v komplementarnem razmerju. Uporabnike magnetov zanima, kako so narejeni neodimovi magneti. Sintrani neodimov magnet je izdelan s konvencionalnim postopkom pra\u0161ne metalurgije in ima absolutno prevlado v tr\u017enem dele\u017eu.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
\n

Kako so narejeni neodimovi magneti?<\/strong><\/p>\n

Sintrani neodimov magnet se pripravi tako, da se surovine talijo v vakuumu ali inertni atmosferi v indukcijski talilni pe\u010di, nato se obdelajo v livarski napravi za trakove in ohladijo, da se oblikuje trak zlitine Nd-Fe-B. Trakovi zlitine se pulverizirajo, da se oblikuje fin prah s premerom nekaj mikronov. Fini prah se nato stisne v orientacijskem magnetnem polju in sintra v goste mase. Mase se nato obdelajo v specifi\u010dne oblike, povr\u0161insko obdelajo in magnetizirajo.<\/p>\n

Tehtanje<\/strong><\/p>\n

Tehtanje kvalificiranih surovin je neposredno povezano z natan\u010dnostjo sestave magneta. \u010cistost ali surovina in stabilnost kemi\u010dne sestave sta temelj kakovosti izdelka. Sintrani neodimov magnet obi\u010dajno izbere redkozemeljsko zlitino, kot je prazeodim-neodim Pr-Nd mischmetal, lantan-cerij La-Ce mischmetal in disprozij \u017eelezo Dy-Fe zlitina kot material iz razloga stro\u0161kov. Element z visokim tali\u0161\u010dem, bor, molibden ali niobij se dodajo na ferolegirni na\u010din. Plast rje, vklju\u010dki, oksid in umazanija na povr\u0161ini surovine je treba odstraniti s strojem za mikro peskanje. Poleg tega mora biti surovina v primerni velikosti, da se zagotovi u\u010dinkovitost v naslednjem postopku taljenja. Neodim ima nizek parni tlak in aktivne kemi\u010dne lastnosti, zato ima redkozemeljska kovina dolo\u010deno stopnjo izgube zaradi izhlapevanja in izgube zaradi oksidacije med postopkom taljenja, zato je treba pri postopku tehtanja sintranega neodimovega magneta upo\u0161tevati dodajanje dodatne redkozemeljske kovine, da se zagotovi natan\u010dnost sestave magneta.<\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
\n
\n

Taljenje in litje trakov<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n

Taljenje in litje trakov je klju\u010dnega pomena za sestavo, kristalno stanje in porazdelitev faze, kar vpliva na nadaljnji postopek in magnetno zmogljivost. Surovina se segreje v staljeno stanje s srednje in nizkofrekven\u010dnim indukcijskim taljenjem v vakuumu ali inertni atmosferi. Litje se lahko izvede, ko talina zlitine dose\u017ee homogenizacijo, izpuh in \u017elindranje. Dobra mikrostruktura ulitka mora imeti dobro razvite in drobne stolpi\u010daste kristale, nato pa se mora faza, bogata z Nd, porazdeliti vzdol\u017e meje zrn. Poleg tega mora biti mikrostruktura ulitka brez faze \u03b1-Fe. Diagram Re-Fe ka\u017ee, da je pri po\u010dasnem ohlajanju neizogibno, da redkozemeljska ternarna zlitina proizvede fazo \u03b1-Fe. Mehke magnetne lastnosti faze \u03b1-Fe pri sobni temperaturi bodo resno po\u0161kodovale magnetno zmogljivost magneta, zato jo je treba zavirati s hitrim ohlajanjem. Da bi zadostili \u017eelenemu u\u010dinku hitrega ohlajanja za zaviranje proizvodnje faze \u03b1-Fe, je Showa Denko K. K. razvil tehnologijo litja trakov in kmalu postal rutinska tehnologija v industriji. Enakomerna porazdelitev faze, bogate z Nd, in zaviralni u\u010dinek na fazo \u03b1-Fe lahko u\u010dinkovito zmanj\u0161ata skupno vsebnost redkih zemelj, kar je ugodno za proizvodnjo visoko zmogljivega magneta in zmanj\u0161anje stro\u0161kov.<\/p>\n

Razpadanje z vodikom<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n

Obna\u0161anje hidrogenacije redkozemeljske kovine, zlitin ali intermetalnih spojin in fizikalno-kemijske lastnosti hidrida so bili vedno pomembno vpra\u0161anje pri uporabi redkih zemelj. Ingot zlitine Nd-Fe-B prav tako ka\u017ee zelo mo\u010dno nagnjenost k hidrogenaciji. Atomi vodika vstopijo v intersticijsko mesto med glavno fazo intermetalne spojine in fazo meje zrn, bogato z Nd, in tvorijo intersticijsko spojino. Nato se pove\u010da medatomna razdalja in pove\u010da se prostornina mre\u017ee. Nastala notranja napetost bo povzro\u010dila razpoke na meji zrn (intergranularni lom), lom kristalov (transkristalni lom) ali duktilni lom. Ti razpadi so povezani s prasketanjem in so zato znani kot razpadanje z vodikom. Postopek razpadanja z vodikom sintranega neodimovega magneta se imenuje tudi postopek HD. Razpoke na meji zrn in lom kristalov, ki nastanejo v postopku razpadanja z vodikom, so povzro\u010dile da je grob prah NdFeB zelo krhek in zelo ugoden za nadaljnji postopek reaktivnega mletja. Poleg izbolj\u0161anja u\u010dinkovitosti postopka reaktivnega mletja je postopek razpadanja z vodikom ugoden tudi za prilagajanje povpre\u010dne velikosti delcev finega prahu.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
\n
\n

Reaktivno mletje<\/strong><\/p>\n

Reaktivno mletje se je izkazalo za najbolj prakti\u010dno in u\u010dinkovito re\u0161itev v postopku s prahom. Reaktivno mletje uporablja visokohitrostni curek inertnega plina za pospe\u0161evanje grobega prahu do nadzvo\u010dne hitrosti in udarjanje prahu drug v drugega. Osnovni namen postopka s prahom je iskanje ustrezne povpre\u010dne velikosti delcev in porazdelitve velikosti delcev. Razlika zgornjih zna\u010dilnosti ka\u017ee razli\u010dne zna\u010dilnosti v makroskopskih merilih, ki neposredno vplivajo na polnjenje prahu, orientacijo, stiskanje, razstavljanje in mikrostrukturo, ki nastane v postopku sintranja, nato pa ob\u010dutljivo vplivajo na magnetno zmogljivost, mehanske lastnosti, termoelektriko in kemi\u010dno stabilnost sintranega neodimovega magneta. Idealna mikrostruktura je fina in enakomerna glavna faza zrn, obdana z gladko in tanko dodatno fazo. Poleg tega mora biti smer enostavne magnetizacije glavne faze zrn razporejena vzdol\u017e smeri orientacije, kolikor je to mogo\u010de. Praznine, velika zrna ali mehka magnetna faza bodo povzro\u010dile znatno zmanj\u0161anje intrinzi\u010dne koercitivnosti. Remanenca in kvadratnost demagnetizacijske krivulje se bosta so\u010dasno zmanj\u0161ali, medtem ko se smer enostavne magnetizacije zrn odmakne od smeri orientacije. Zato je treba zlitine pulverizirati v enokristalne delce s premerom od 3 do 5 mikronov.<\/p>\n

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

\n
\n

Stiskanje z orientacijo magnetnega polja se nana\u0161a na uporabo interakcije med magnetnim prahom in zunanjim magnetnim poljem za poravnavo prahu vzdol\u017e smeri enostavne magnetizacije in uskladitev s kon\u010dno smerjo magnetizacije. Stiskanje z orientacijo magnetnega polja je najpogostej\u0161a pot za izdelavo anizotropnega magneta. Zlitina Nd-Fe-B je bila zdrobljena v enokristalni delec v prej\u0161njem postopku reaktivnega mletja. Enokristalni delec je enoosna anizotropija in vsak od njih ima samo eno smer enostavne magnetizacije. Magnetni prah se bo preoblikoval v eno domeno iz ve\u010d domen pod delovanjem zunanjega magnetnega polja, potem ko se ohlapno napolni v kalup, nato pa prilagodi svojo smer enostavne magnetizacije c-os, da bo usklajena z zunanjo smerjo magnetnega polja prek vrtenja ali premikanja. C-os prahu zlitine v bistvu ohrani svoje stanje razporeditve med postopkom stiskanja. Stisnjeni deli morajo opraviti obdelavo demagnetizacije pred razstavljanjem. Najpomembnej\u0161i indeks postopka stiskanja je stopnja orientacije. Stopnjo orientacije sintranih neodimovih magnetov dolo\u010dajo razli\u010dni dejavniki, vklju\u010dno z jakostjo orientacijskega magnetnega polja, velikostjo delcev, navidezno gostoto, metodo stiskanja, tlakom stiskanja itd.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
\n
\n

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

\n
\n

Gostota stisnjenega dela lahko dose\u017ee ve\u010d kot 95% teoreti\u010dne gostote po postopku sintranja v visokem vakuumu ali \u010disti inertni atmosferi. Zato so praznine v sintranem neodimovem magnetu zaprte, kar je zagotovilo enakomernost gostote magnetnega pretoka in kemi\u010dno stabilnost. Ker so trajne magnetne lastnosti sintranih neodimovih magnetov tesno povezane z njegovo lastno mikrostrukturo, je toplotna obdelava po postopku sintranja prav tako klju\u010dnega pomena za prilagajanje magnetne zmogljivosti, zlasti intrinzi\u010dne koercitivnosti. Faza meje zrn, bogata z Nd, slu\u017ei kot teko\u010da faza, ki lahko spodbuja reakcijo sintranja in obnovi povr\u0161inske napake na zrnu glavne faze. Temperatura sintranja neodimovega magneta se obi\u010dajno giblje od 1050 do 1180 stopinj Celzija. Previsoka temperatura bo povzro\u010dila rast zrn in zmanj\u0161anje intrinzi\u010dne koercitivnosti. Da bi dobili idealno intrinzi\u010dno koercitivnost, kvadratnost demagnetizacijske krivulje in visokotemperaturno ireverzibilno izgubo, je treba sintrani neodimov magnet obi\u010dajno obdelati z dvostopenjsko toplotno obdelavo pri 900 in 500 stopinjah Celzija.<\/p>\n

Obdelava<\/strong><\/p>\n

Poleg obi\u010dajne oblike z zmerno velikostjo je sintrani neodimov magnet te\u017eko neposredno dose\u010di zahtevano obliko in dimenzijsko natan\u010dnost hkrati zaradi tehni\u010dnih omejitev v postopku stiskanja z orientacijo magnetnega polja, zato je obdelava neizogiben postopek za sintrani neodimov magnet. Kot tipi\u010den cermetni material je sintrani neodimov magnet precej trd in krhek, zato je med obi\u010dajno tehnologijo obdelave mogo\u010de uporabiti samo rezanje, vrtanje in bru\u0161enje. Rezanje z rezili obi\u010dajno uporablja rezilo, prevle\u010deno z diamantom ali CBN. \u017di\u010dno rezanje in lasersko rezanje sta primerna za obdelavo magnetov posebne oblike, vendar sta medtem obto\u017eena nizke proizvodne u\u010dinkovitosti in visokih stro\u0161kov obdelave. Postopek vrtanja sintranega neodimovega magneta se uporablja predvsem diamant in laser. Izbrati je treba postopek trepaniranja, ko je notranja luknja obro\u010dastega magneta ve\u010dja od 4 mm. Kot stranski proizvod v postopku trepaniranja se lahko trepanirano jedro uporabi za izdelavo drugih primernih manj\u0161ih magnetov in tako znatno pove\u010da stopnjo izkori\u0161\u010denosti materiala. Brusilno kolo za kopirno bru\u0161enje je izdelano na podlagi brusilne povr\u0161ine.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n
\n

Povr\u0161inska obdelava<\/strong><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n

\n
\n

Za\u0161\u010ditni nanos na povr\u0161ini je nujen postopek za neodimijev magnet, zlasti za sinterirani neodimijev magnet. Sinterirani neodimijevi magneti imajo mikrostrukturo ve\u010dfazne in sestavljeni iz glavne faze Nd2Fe14B, faze z bogatim Nd in faze z bogatim B. Faza z bogatim Nd ka\u017ee zelo mo\u010dno oksidacijo in bo tvorila primarno baterijo z glavno fazo v vla\u017enem okolju. Majhna koli\u010dina zamenljivih elementov lahko izbolj\u0161a kemi\u010dno stabilnost magnetov, vendar na ra\u010dun magnetnih lastnosti. Zato je za\u0161\u010dita sinteriranega neodimijevega magneta predvsem usmerjena na njegovo povr\u0161ino. Povr\u0161inska obdelava sinteriranega neodimijevega magneta se lahko razdeli na mokro in suho obdelavo. Mokra obdelava pomeni, da se magneti obdelujejo s povr\u0161insko za\u0161\u010dito v \u010disti vodi ali raztopini. Mokra obdelava vklju\u010duje fosfatiranje, elektroforezo, elektroliti\u010dno prevleko, elektroforezo, nanos s pr\u0161enjem in potopno prevleko. Suha obdelava pomeni, da se magneti obdelujejo s povr\u0161insko za\u0161\u010dito s fizikalnim ali kemijskim postopkom brez stika z raztopino. Suha obdelava obi\u010dajno vklju\u010duje fizikalno plazemsko depozicijo (PVD) in kemi\u010dno plazemsko depozicijo (CVD).<\/p>\n

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

\n
\n

Ve\u010dina trajnih magnetov je predhodno magnetizirana, preden slu\u017eijo svoji namen. Postopek magnetizacije pomeni uporabo magnetnega polja vzdol\u017e smeri orientacije trajnega magneta in doseganje tehni\u0161kega zasi\u010denja z nara\u0161\u010danjem zunanjske jakosti magnetnega polja. Vsaka vrsta trajnega magnetnega materiala potrebuje razli\u010dno jakost magnetnega polja za dosego tehni\u0161kega zasi\u010denja v smeri magnetizacije. Remanenca in notranja koercitivnost bosta manj\u0161i od svojih ustreznih vrednosti, razen \u010de je jakost zunanjega magnetnega polja ni\u017eja od tehni\u0161kega zasi\u010denja. Trajni magnet lahko razdelimo na enosmerni in ve\u010dsmerni tip glede na to, ali ima enostavno smer magnetizacije ali ne. Kot anizotropni magnet z visoko notranjo koercitivnostjo, sinterirani neodimijev magnet mora biti magnetiziran z impulzno magnetizacijo. Kondenzator bo napolnjen po usmeritvi, nato pa bo elektri\u010dna energija v kondenzatorju takoj spro\u0161\u010dena v magnetizacijsko napravo. Magnetizacijska naprava lahko generira pulzirajo\u010de magnetno polje med takoj\u0161njim mo\u010dnim tokom skozi njo. Zato bo trajni magnet v tuljavi magnetiziran. Na sinteriranem neodimijevem magnetu je mogo\u010de dose\u010di razli\u010dne vzorce magnetizacije, \u010de niso v nasprotju z njegovo smerjo orientacije.<\/span><\/p>\n<\/div>\n<\/div>\n<\/div>","protected":false},"excerpt":{"rendered":"

Neodimijev magnet je \u0161e vedno najmo\u010dnej\u0161i in najpogosteje uporabljen trajni magnetni material redkih zemelj danes. Neodimijev magnet lahko razdelimo na sintrani neodimijev magnet, vezani neodimijev magnet in vro\u010de stisnjeni neodimijev magnet v skladu z izdelovalnim postopkom. Vsaka oblika ima svoje razli\u010dne magnetne lastnosti, nato pa se njihova prekrivanja [\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\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=1368"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/nbaem.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":1371,"href":"https:\/\/nbaem.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/1368\/revisions\/1371"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/nbaem.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=1368"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=1368"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/nbaem.com\/sl\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=1368"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}