Come vengono realizzati i magneti al neodimio

Spiegheremo comemagneti NdFeBVengono realizzati con una semplice descrizione. Il magnete al neodimio è un magnete permanente realizzato con una lega di neodimio, ferro e boro per formare la struttura cristallina tetragonale Nd2Fe14B. I magneti al neodimio sinterizzati vengono prodotti riscaldando sotto vuoto particelle di metalli delle terre rare, utilizzate come materie prime, in un forno. Dopo aver ottenuto le materie prime, si eseguono 9 fasi per realizzare i magneti NdFeB e infine produrre i prodotti finiti.

Preparare i materiali per le fasi di reazione, fusione, macinazione, pressatura, sinterizzazione, lavorazione meccanica, placcatura, magnetizzazione e ispezione.

Preparare i materiali per la reazione

La forma chimica del composto del magnete al neodimio è Nd2Fe14B.

I magneti sono generalmente ricchi di Nd e B, e i magneti finiti contengono solitamente siti non magnetici di Nd e B nei grani, che contengono grani di Nd2Fe14B altamente magnetici. Diversi altri elementi delle terre rare possono essere aggiunti per sostituire parzialmente il neodimio: disprosio, terbio, gadolinio, olmio, lantanio e cerio. Rame, cobalto, alluminio, gallio e niobio possono essere aggiunti per migliorare altre proprietà del magnete. È comune utilizzare sia Co che Dy insieme. Tutti gli elementi per la produzione di magneti del grado selezionato vengono posti in un forno a induzione sottovuoto, riscaldati e fusi per formare il materiale della lega.

Fusione

Le materie prime devono essere fuse in un forno a induzione sottovuoto per formare la lega Nd2Fe14B. Il prodotto viene riscaldato creando un vortice, il tutto sotto vuoto per impedire che contaminanti entrino nella reazione. Il prodotto finale di questa fase è una lamina sottile (lamina SC) composta da cristalli uniformi di Nd2Fe14B. Il processo di fusione deve essere eseguito in un tempo molto breve per evitare un'eccessiva ossidazione dei metalli delle terre rare.

Fresatura

Il processo di macinazione in due fasi è utilizzato nella pratica di produzione. La prima fase, chiamata detonazione dell'idrogeno, prevede la reazione tra l'idrogeno e il neodimio con la lega, che frantuma le scaglie di SC in particelle più piccole. La seconda fase, chiamata macinazione a getto, trasforma le particelle di Nd2Fe14B in particelle più piccole, con un diametro compreso tra 2 e 5 μm. La macinazione a getto riduce il materiale risultante a una polvere di dimensioni molto ridotte. La dimensione media delle particelle è di circa 3 micron.

In conclusione

La polvere di NdFeB viene compressa in un solido della forma desiderata in un forte campo magnetico. Un solido compresso acquisisce e mantiene un orientamento di magnetizzazione preferenziale. In una tecnica chiamata stampaggio a compressione, la polvere viene compressa in uno stampo a circa 725 °C. Il solido viene quindi posizionato in un secondo stampo, dove viene compresso in una forma più ampia, circa la metà della sua altezza originale. In questo modo, la direzione di magnetizzazione preferenziale risulta parallela alla direzione di estrusione. Per determinate forme, esistono metodi che prevedono l'utilizzo di morsetti che generano un campo magnetico durante la compressione per allineare le particelle.

Sinterizzazione

I solidi di NdFeB pressati devono essere sinterizzati per formare blocchi di NdFeB. Il materiale viene compresso ad alte temperature (fino a 1080 °C) al di sotto del punto di fusione del materiale fino a quando le sue particelle aderiscono tra loro. Il processo di sinterizzazione consiste in 3 fasi: deidrogenazione, sinterizzazione e rinvenimento.

Lavorazione meccanica

I magneti sinterizzati vengono tagliati nelle forme e dimensioni desiderate mediante un processo di rettifica. Meno comunemente, le forme complesse, dette forme irregolari, vengono prodotte tramite elettroerosione (EDM). A causa dell'elevato costo del materiale, la perdita di materiale dovuta alla lavorazione è ridotta al minimo. Huizhou Fullzen Technology è specializzata nella produzione di magneti irregolari.

Placcatura/Rivestimento

Il NdFeB non rivestito si corrode facilmente e perde rapidamente il suo magnetismo se bagnato. Pertanto, tutti i magneti al neodimio disponibili in commercio richiedono un rivestimento. I singoli magneti sono placcati con tre strati: nichel, rame e nichel. Per ulteriori informazioni sui tipi di rivestimento, clicca su "Contattaci".

Magnetizzazione

Il magnete viene posizionato in un apposito supporto che lo espone a un campo magnetico molto intenso per un breve periodo di tempo. Si tratta essenzialmente di una grande bobina avvolta attorno a un magnete. I dispositivi magnetizzati utilizzano batterie di condensatori e tensioni molto elevate per generare una corrente così intensa in un lasso di tempo così breve.

Ispezione

La qualità dei magneti risultanti viene verificata in base a diverse caratteristiche. Un proiettore di misura digitale ne controlla le dimensioni. Sistemi di misurazione dello spessore del rivestimento tramite tecnologia a fluorescenza a raggi X ne verificano lo spessore. Test periodici in nebbia salina e in autoclave confermano inoltre le prestazioni del rivestimento. La mappa di isteresi misura la curva BH dei magneti, confermando che sono completamente magnetizzati, come previsto per la classe di magneti.

Finalmente abbiamo trovato il prodotto magnetico ideale.