Hur tillverkas Neodymium Iron Boron (NdFeB) magneter?

I modern industri, NdFeB magneter är kända som "Kungen av magneter" på grund av deras exceptionella magnetiska egenskaper. Från vibrationsmotorerna för smartphones och drivmotorerna för elfordon till vindturbiner, denna kraftfulla magnet finns överallt.

I. Råmaterialberedning: Den exakta konsten att formulera

Det första steget i tillverkningen av NdFeB-magneter är valet och proportioneringen av råmaterial. Dess huvudkomponenter inkluderar de sällsynta jordartsmetallerna neodym (Nd), järn (Fe) och bor (B). För att förbättra magnetens högtemperaturbeständighet och koercitivitet tillsätter tillverkare vanligtvis små mängder hjälpämnen som dysprosium (Dy), terbium (Tb) och koppar (Cu).

Noggrann batchning: Metallråmaterial med hög renhet vägs exakt enligt kraven för den magnetiska materialkvaliteten (t.ex. N35, N52, 50SH, etc.).

II. Vakuumsmältning och snabb stelning

Eftersom neodym oxiderar mycket lätt vid höga temperaturer, måste smältningsprocessen utföras under vakuum eller skydd av inert gas med hög renhet.

Smältning: De beredda råvarorna placeras i en vakuuminduktionsugn och värms upp för att smälta.

Snabb stelning (SC): Detta är ett nyckelsteg i modern produktion. Den smälta legeringen sprutas på en höghastighetsroterande vattenkyld kopparvals, kyls snabbt och stelnar till en ultratunn legeringsremsa. Denna teknik resulterar i finare och mer enhetliga korn, vilket lägger grunden för efterföljande tillverkning av högpresterande magneter.

III. Vätegrossning och strålfräsning

För att erhålla god magnetisk anisotropi måste legeringsplåten krossas till pulver i mikronstorlek.

Vätekrossning (HD): Genom att använda väteabsorptions- och expansionsegenskaperna hos sällsynta jordartsmetaller skapas mikrosprickor i legeringsremsan, vilket gör att den pulveriseras.

Jet fräsning: Med hjälp av ett överljudsluftflöde kolliderar pulvret med varandra och förädlar det till ett fint pulver med en genomsnittlig partikelstorlek på cirka 3-5 mikrometer. Under denna process måste syrehalten kontrolleras strikt.

IV. Magnetfältets orientering och formning

Detta är det avgörande steget för att bestämma magnetfältets riktning NdFeB magneter .

Trycker på: Fint pulver placeras i en form och pressas under ett starkt yttre magnetfält. De magnetiska pulverpartiklarnas långa axlar riktas in prydligt under påverkan av magnetfältet (d.v.s. orientering).

Isostatisk pressning: Efter initial pressning genomgår det gröna ämnet vanligtvis kall isostatisk pressning för att säkerställa enhetlig densitet och förhindra deformation under sintring.

V. Vakuumsintring och värmebehandling

Sintring är det mest avgörande steget för att förbättra densiteten och magnetiska egenskaperna hos NdFeB-magneter.

Sintring: Det gröna ämnet värms upp i vakuummiljö vid hög temperatur (cirka 1000 °C - 1100 °C). Under denna process inträffar fysikalisk-kemiska reaktioner mellan partiklarna, vilket orsakar volymkrympning och ökad densitet, vilket bildar ett tätt metallblock.

Temperering: En tvåstegs värmebehandling justerar fördelningen av korngränsfaser, vilket optimerar koercitiviteten och energiprodukten hos det magnetiska materialet.

VI. Bearbetning och ytbeläggning

Sintrade magneter är vanligtvis stora fyrkantiga eller cylindriska ämnen med grova ytor som lätt korroderas.

Bearbetning: Stora materialblock bearbetas till de precisionsmått som kunden kräver med hjälp av trådskärnings-, slip- eller skivningsmaskiner.

Ytbehandling: Neodymium järnbor (NdFeB) magneter är mycket känsliga för oxidation, därför är anti-korrosionsbehandling viktig. Vanliga pläteringsmetoder inkluderar zinkplätering, nickel-koppar-nickelplätering och epoxihartsplätering för att förlänga deras livslängd i komplexa miljöer.

VII. Magnetisering och testning

Det sista steget är att ge magneten dess "själ".

Magnetisering: Den färdiga magneten placeras i ett ultrastarkt pulserande magnetfält, vilket gör att dess interna magnetiska moment riktas in helt i orienteringsriktningen, vilket genererar extremt stark remanens.

Kvalitetstestning: Genom mätning av avmagnetiseringskurvan, hög- och lågtemperaturtester och saltspraytester, var och en NdFeB magneter säkerställs för att uppfylla prestandaspecifikationer.

Tillverkningen av NdFeB-magneter är en komplex process som omfattar materialvetenskap, vakuumteknik och precisionsbearbetning. Det är genom så rigorösa processer som detta permanentmagnetmaterial från sällsynta jordartsmetaller släpper lös sin häpnadsväckande energi, vilket driver den ständiga utvecklingen av modern teknik.