Cómo se fabrican los imanes de neodimio

Te explicaremos cómoimanes de NdFeBSe fabrican con una descripción sencilla. El imán de neodimio es un imán permanente hecho de una aleación de neodimio, hierro y boro para formar la estructura cristalina tetragonal Nd₂Fe₁₂B. Los imanes de neodimio sinterizados se fabrican calentando al vacío partículas de metales de tierras raras como materia prima en un horno. Tras obtener la materia prima, se realizan 9 pasos para fabricar imanes de NdFe₁B y, finalmente, producir productos terminados.

Preparar materiales para reaccionar, fundir, fresar, prensar, sinterizar, mecanizar, enchapar, magnetizar e inspeccionar.

Preparar materiales para reaccionar

La forma compuesta química del imán de neodimio es Nd2Fe14B.

Los imanes suelen ser ricos en Nd y B, y los imanes terminados suelen contener sitios no magnéticos de Nd y B en los granos, que contienen Nd₂Fe₁₃B altamente magnéticos. Se pueden añadir otros elementos de tierras raras para sustituir parcialmente al neodimio: disprosio, terbio, gadolinio, holmio, lantano y cerio. Se pueden añadir cobre, cobalto, aluminio, galio y niobio para mejorar otras propiedades del imán. Es común usar Co y Dy juntos. Todos los elementos para fabricar imanes del grado seleccionado se colocan en un horno de inducción al vacío, se calientan y se funden para formar la aleación.

Fusión

Las materias primas deben fundirse en un horno de inducción al vacío para formar la aleación de Nd₂Fe₁₋B. El producto se calienta mediante un vórtice, todo al vacío, para evitar la contaminación durante la reacción. El producto final de este paso es una lámina fundida de cinta delgada (lámina SC) compuesta de cristales uniformes de Nd₂Fe₁₋B. El proceso de fusión debe realizarse en un tiempo muy breve para evitar la oxidación excesiva de los metales de tierras raras.

Molienda

El proceso de molienda de dos pasos se utiliza en la práctica manufacturera. El primer paso, denominado detonación de hidrógeno, implica la reacción entre el hidrógeno y el neodimio con la aleación, rompiendo las escamas de SC en partículas más pequeñas. El segundo paso, denominado molienda por chorro, convierte las partículas de Nd₂Fe₄B en partículas más pequeñas, con un diámetro de entre 2 y 5 μm. La molienda por chorro reduce el material resultante a un polvo con un tamaño de partícula muy pequeño. El tamaño promedio de partícula es de aproximadamente 3 micras.

Prensado

El polvo de NdFeB se prensa para formar un sólido con la forma deseada en un campo magnético intenso. Un sólido comprimido adquirirá y mantendrá una orientación de magnetización preferida. Mediante una técnica llamada recalcado de matriz, el polvo se prensa para formar un sólido en una matriz a aproximadamente 725 °C. Posteriormente, el sólido se coloca en un segundo molde, donde se comprime para darle una forma más ancha, de aproximadamente la mitad de su altura original. Esto hace que la dirección de magnetización preferida sea paralela a la dirección de extrusión. Para ciertas formas, existen métodos que incluyen abrazaderas que generan un campo magnético durante el prensado para alinear las partículas.

Sinterización

Los sólidos de NdFeB prensados ​​deben sinterizarse para formar bloques de NdFeB. El material se comprime a altas temperaturas (hasta 1080 °C) por debajo de su punto de fusión hasta que sus partículas se adhieren entre sí. El proceso de sinterización consta de tres pasos: deshidrogenación, sinterización y revenido.

Mecanizado

Los imanes sinterizados se cortan en las formas y tamaños deseados mediante un proceso de rectificado. Con menos frecuencia, se producen formas complejas, llamadas formas irregulares, mediante mecanizado por electroerosión (EDM). Debido al alto coste del material, la pérdida de material durante el mecanizado se minimiza. Huizhou Fullzen Technology es una empresa líder en la fabricación de imanes irregulares.

Enchapado/Recubrimiento

El NdFeB sin recubrimiento se corroe considerablemente y pierde su magnetismo rápidamente al mojarse. Por lo tanto, todos los imanes de neodimio disponibles en el mercado requieren recubrimiento. Cada imán está recubierto con tres capas: níquel, cobre y níquel. Para más tipos de recubrimiento, haga clic en "Contáctenos".

Magnetización

El imán se coloca en un dispositivo que lo expone a un campo magnético muy intenso durante un breve periodo. Se trata básicamente de una gran bobina enrollada alrededor de un imán. Los dispositivos magnetizados utilizan bancos de condensadores y voltajes muy altos para generar una corriente tan intensa en poco tiempo.

Inspección

Se verifica la calidad de los imanes resultantes en función de diversas características. Un proyector de medición digital verifica las dimensiones. Los sistemas de medición de espesor de recubrimiento mediante tecnología de fluorescencia de rayos X verifican el espesor de los recubrimientos. Las pruebas periódicas en niebla salina y ollas a presión también verifican el rendimiento del recubrimiento. El mapa de histéresis mide la curva BH de los imanes, confirmando que están completamente magnetizados, como se espera para su clase de imán.

Finalmente obtuvimos el producto magnético ideal.