Sintrad neodymmagnet framställs genom att råmaterialen smälts under vakuum eller inert atmosfär i en induktionssmältugn, bearbetas sedan i bandgjutmaskinen och kyls för att bilda Nd-Fe-B-legeringsremsa. Legeringsremsor pulveriseras till ett fint pulver med flera mikrometer i diameter. Det fina pulvret komprimeras därefter i ett orienteringsmagnetfält och sintras till täta kroppar. Kropparna bearbetas sedan till de specifika formerna, ytbehandlas och magnetiseras.
Vägning
Vägning av kvalificerat råmaterial är direkt relaterat till magnetkompositionens noggrannhet. Renhet eller råmaterial och stabilitet i kemisk sammansättning är grunden för produktkvalitet. Sintrad neodymmagnet väljer normalt sällsynta jordartsmetaller som Praseodymium-Neodymium Pr-Nd mischmetal, Lantan-Cerium La-Ce mischmetal och Dysprosium Iron Dy-Fe legering som material av kostnadsskäl. Element med hög smältpunkt Bor, Molybden eller Niob tillsätts på ferrolegeringssätt. Rostskikt, inneslutning, oxid och smuts på råvaruytan måste avlägsnas med mikroblästringsmaskin. Dessutom bör råmaterialet vara i lämplig storlek för att uppfylla effektiviteten i efterföljande smältprocess. Neodym har lågt ångtryck och aktiva kemiska egenskaper, då existerar sällsynt jordartsmetall en viss grad av förångningsförlust och oxidationsförlust under smältprocessen, därför bör vägningsprocess av sintrad neodymmagnet överväga att lägga till ytterligare sällsynt jordartsmetall för att säkerställa noggrannheten i magnetsammansättningen.
Smältning och bandgjutning
Smältning och bandgjutning är avgörande för sammansättning, kristallint tillstånd och fördelning av fas, vilket påverkar efterföljande process och magnetiska prestanda. Råmaterial värms upp till smält tillstånd via medel- och lågfrekvent induktionssmältning under vakuum eller inert atmosfär. Gjutning kan bearbetas när legeringssmältan uppnådde homogenisering, avgaser och slaggbildning. En bra gjuten götmikrostruktur bör ha välvuxen och finstor pelarkristall, sedan bör Nd-rik fas distribueras längs korngränsen. Dessutom bör den gjutna götmikrostrukturen vara fri från -Fe-fas. Re-Fe-fasdiagram indikerar att ternär legering av sällsynta jordartsmetaller är oundviklig för att producera -Fe-fas under långsam kylning. Rumstemperaturens mjukmagnetiska egenskaper hos -Fe-fasen kommer allvarligt att skada magnetens magnetiska prestanda, och måste därför förhindras genom snabb kylning. För att tillgodose önskad snabb kyleffekt för att hämma produktionen av -Fe-fasen, utvecklade Showa Denko KK Strip Casting Technology och blev snart rutinteknik inom industrin. Enhetlig fördelning av Nd-rik fas och den hämmande effekten på -Fe-fasen kan effektivt minska det totala innehållet av sällsynta jordartsmetaller som är gynnsamt att tillverka högpresterande magneter och kostnadsreduktion.
Decrepitation av väte
Hydrogeneringsbeteendet hos sällsynta jordartsmetaller, legeringar eller intermetalliska föreningar och fysikalisk-kemiska egenskaper hos hydrid har alltid varit den viktiga frågan vid tillämpning av sällsynta jordartsmetaller. Nd-Fe-B-legeringsgöt uppvisar också mycket stark hydreringstendens. Väteatomer går in i interstitiell plats mellan intermetallisk förenings huvudfas och Nd-rik korngränsfas och bildade interstitiell förening. Sedan ökade det interatomära avståndet och gittervolymen expanderade. Den resulterande inre spänningen kommer att producera korngränssprickor (intergranulär spricka), kristallbrott (transkristallin spricka) eller duktil spricka. Dessa decrepitering kommer med sprakande och är därför kända som väte decrepitation. Vätedecrepiteringsprocess av sintrad neodymmagnet kallas också för HD-process. Korngränssprickor och kristallbrott som genererades i väteavfallsprocesser gjorde Nd-Fe-B pulverformigt pulver mycket ömtåligt och mycket fördelaktigt för efterföljande jetmalning. Förutom att förbättra effektiviteten av jetmalningsprocessen, är vätedekreteringsprocessen också gynnsam för att justera den genomsnittliga pulverstorleken för fint pulver.
Munstycke fräsning
Jetfräsning har visat sig vara den mest praktiska och effektiva lösningen i pulverprocess. Strålfräsning som använder en höghastighetsstråle av inert gas för att accelerera grovt pulver till överljudshastighet och slå pulver in i varandra. Det grundläggande syftet med pulverprocessen är att söka lämplig genomsnittlig partikelstorlek och partikelstorleksfördelning. Skillnaden mellan ovanstående egenskaper uppvisar olika egenskaper i makroskopiska skalor som direkt påverkar pulverfyllning, orientering, komprimering, urformning och mikrostruktur som genereras i sintringsprocessen, och sedan känsligt påverkar magnetisk prestanda, mekaniska egenskaper, termoelektricitet och kemisk stabilitet hos sintrade neodymmagneter. Den ideala mikrostrukturen är fin och enhetlig huvudfaskorn omgiven av slät och tunn extra fas. Dessutom bör enkel magnetiseringsriktning för huvudfaskorn anordnas längs orienteringsriktningen så konsekvent som möjligt. Tomrum, stora korn eller mjuk magnetisk fas kommer att leda till en avsevärd minskning av den inneboende koercitiviteten. Remanens och kvadratisk avmagnetiseringskurvan kommer samtidigt att minska medan lätt magnetiseringsriktning av korn avviker från orienteringsriktningen. Därigenom bör legeringar pulveriseras till enkristallpartikeln som sträcker sig från 3 till 5 mikrometer i diameter.
Komprimerar
Magnetfältsorienteringskomprimering hänvisas till att utnyttja interaktionen mellan magnetiskt pulver och det externa magnetfältet för att rikta in pulver längs den lätta magnetiseringsriktningen och göra det överensstämmande med den slutliga magnetiseringsriktningen. Komprimering av magnetfältsorientering är den vanligaste vägen för att tillverka anisotropa magneter. Nd-Fe-B-legering har krossats till enkristallpartikeln i tidigare jetmalningsprocess. Enkristallpartikel är enaxlig anisotropi och var och en av dem har bara en enkel magnetiseringsriktning. Magnetiskt pulver kommer att förvandlas till den enda domänen från multi-domän under inverkan av externt magnetfält efter att det har fyllts löst i formen, och justera sedan dess enkla magnetiseringsriktning c-axeln för att överensstämma med extern magnetfältriktning via rotation eller rörelse. C-axeln av legeringspulver behöll i princip sin arrangemangstatus under komprimeringsprocessen. Komprimerade delar bör avmagnetiseras innan de tas ur formen. Det viktigaste indexet för komprimeringsprocessen är orienteringsgraden. Orienteringsgraden för sintrade neodymmagneter bestäms av olika faktorer, inklusive orienteringsmagnetfältstyrka, partikelstorlek, skenbar densitet, komprimeringsmetod, komprimeringstryck, etc.
Sintring
Densiteten hos den komprimerade delen kan uppnå mer än 95 % av den teoretiska densiteten efter bearbetad sintringsprocess under högvakuum eller ren inert atmosfär. Därför är tomrum i den sintrade neodymmagneten stängda, vilket säkerställer enhetlighet för magnetisk flödestäthet och kemisk stabilitet. Eftersom permanenta magnetiska egenskaper hos sintrade neodymmagneter är nära relaterade till dess egen mikrostruktur, är värmebehandling efter sintringsprocess också avgörande för justeringen av magnetisk prestanda, särskilt inre koercitivitet. Nd-rik korngränsfas fungerar som den flytande fasen som kan främja sintringsreaktionen och återställa ytdefekter på huvudfaskornet. Sintringstemperaturen för neodymmagneter varierar vanligtvis från 1050 till 1180 grader Celsius. För hög temperatur leder till korntillväxt och minskar den inneboende koercitiviteten. För att erhålla idealisk inneboende koercivitet, kvadratisk avmagnetiseringskurvan och irreversibel förlust vid hög temperatur, behöver sintrad neodymmagnet vanligtvis bearbeta tvåstegs härdningsvärmebehandling vid 900 och 500 grader Celsius.
Maskinbearbetning
Förutom vanlig form med måttlig storlek, är sintrad neodymmagnet svårt att direkt uppnå önskad form och dimensionsnoggrannhet på en gång på grund av de tekniska begränsningarna i komprimeringsprocessen för magnetfältsorientering, därigenom är bearbetning en oundviklig process för den sintrade neodymmagneten . Som ett typiskt cermetmaterial är sintrad neodymmagnet avsevärt hård och spröd, då finns det bara skärning, borrning och slipning som kan tillämpas på dess bearbetningsprocess bland konventionell bearbetningsteknik. Bladskärning använder vanligtvis diamantbelagda eller CBN-belagda blad. Trådskärning och laserskärning är väl lämpade för bearbetning av specialformade magneter, men anklagas för låg produktionseffektivitet och höga bearbetningskostnader under tiden. Borrprocessen av sintrad neodymmagnet är i första hand antagen diamant och laser. Det är nödvändigt att välja trepanningsprocess när det inre hålet på ringmagneten är större än 4 mm. Som biprodukt i trepaneringsprocessen kan trepanerad kärna användas för tillverkning av andra lämpliga mindre magneter och därmed väsentligt förbättra materialutnyttjandet. Slipskiva för kopieringsslipning tillverkas på basis av slipytan.
Ytbehandling
Ytskyddsbehandling är en nödvändig procedur för neodymmagneten, speciellt sintrad neodymmagnet. Sintrad neodymmagnet har flerfasmikrostruktur och består av Nd2Fe14B-huvudfas, Nd-rik fas och B-rik fas. Nd-rik fas uppvisar mycket stark oxidationstendens och kommer att utgöra det primära batteriet med huvudfas i fuktig miljö. En liten mängd substitutionselement kan förbättra magneternas kemiska stabilitet, men kommer på bekostnad av magnetisk prestanda. Därför är skyddet av sintrad neodymmagnet främst riktat mot dess yta. Ytbehandling av sintrad neodymmagnet kan klassificeras i våtprocess och torr process. Våt process hänvisar till magneter behandlas ytskyddande behandling i rent vatten eller lösning. Våtprocessen inkluderar fosfat, elektroplätering, strömlös plätering, elektrofores, spraybeläggning och doppbeläggning. Torr process avser magneter som behandlas ytskyddande behandling genom fysisk eller kemisk process utan kontakt med lösning. Torrprocess innehåller i allmänhet fysisk ångdeposition (PVD) och kemisk ångdeposition (CVD).
Magnetisering
Majoriteten av permanentmagneter magnetiseras innan de serveras för deras avsedda tillämpningar. Magnetiseringsprocessen hänvisar till att applicera ett magnetfält längs permanentmagnetens orienteringsriktning och uppnå teknisk mättnad med den ökade externa magnetfältstyrkan. Varje typ av permanentmagnetiskt material behöver distinkt magnetfältstyrka för att uppfylla teknisk mättnad i magnetiseringsriktningen. Remanens och inneboende koercitivitet kommer att vara mindre än dess beräknade värden såvida inte den yttre magnetiska fältstyrkan är lägre än den tekniska mättnadens magnetiska fält. Permanent magnet kan delas in i isotrop typ och anisotrop typ beroende på om den har en enkel magnetiseringsriktning eller inte. Som en anisotrop magnet med hög inneboende koercitivitet måste sintrad neodymmagnet magnetiseras via impulsmagnetisering. Kondensatorn kommer att laddas efter likriktning, sedan den elektriska energin i kondensatorn omedelbar urladdning till magnetiseringsfixturen. Magnetiseringsfixtur kan generera det pulserade magnetfältet under den momentana starka strömmen genom den. Därför kommer permanentmagnet i spolen att magnetiseras. Det finns olika magnetiseringsmönster som kan uppnås på sintrade neodymmagneter så länge de inte står i konflikt med dess orienteringsriktning.
