Nam châm neodymium được tạo ra như thế nào

Chúng tôi sẽ giải thích cách thứcNam châm NdFeBĐược chế tạo với mô tả đơn giản. Nam châm neodymium là nam châm vĩnh cửu được làm từ hợp kim của neodymium, sắt và boron để tạo thành cấu trúc tinh thể tứ giác Nd2Fe14B. Nam châm neodymium thiêu kết được tạo ra bằng cách nung nóng chân không các hạt kim loại đất hiếm làm nguyên liệu thô trong lò nung. Sau khi có được nguyên liệu thô, chúng tôi sẽ thực hiện 9 bước để chế tạo nam châm NdFeB và cuối cùng cho ra sản phẩm hoàn chỉnh.

Chuẩn bị nguyên liệu cho các quá trình phản ứng, nấu chảy, nghiền, ép, thiêu kết, gia công cơ khí, mạ, từ hóa và kiểm tra.

Chuẩn bị nguyên liệu cho phản ứng.

Công thức hóa học của nam châm neodymium là Nd2Fe14B.

Nam châm thường giàu Nd và B, và nam châm thành phẩm thường chứa các vị trí không từ tính của Nd và B trong các hạt, chứa các hạt Nd2Fe14B có từ tính cao. Một số nguyên tố đất hiếm khác có thể được thêm vào để thay thế một phần neodymium: dysprosium, terbium, gadolinium, holmium, lanthanum và cerium. Đồng, coban, nhôm, gali và niobi có thể được thêm vào để cải thiện các tính chất khác của nam châm. Việc sử dụng cả Co và Dy cùng nhau là khá phổ biến. Tất cả các nguyên tố để sản xuất nam châm thuộc loại đã chọn được đặt trong lò cảm ứng chân không, nung nóng và nấu chảy để tạo thành vật liệu hợp kim.

Tan chảy

Nguyên liệu thô cần được nung chảy trong lò cảm ứng chân không để tạo thành hợp kim Nd2Fe14B. Sản phẩm được nung nóng bằng cách tạo ra dòng xoáy, tất cả đều trong môi trường chân không để ngăn ngừa tạp chất xâm nhập vào phản ứng. Sản phẩm cuối cùng của bước này là một tấm mỏng đúc dạng dải (tấm SC) bao gồm các tinh thể Nd2Fe14B đồng nhất. Quá trình nung chảy cần được thực hiện trong thời gian rất ngắn để tránh quá trình oxy hóa quá mức các kim loại đất hiếm.

Xay

Quy trình nghiền hai bước được sử dụng trong thực tiễn sản xuất. Bước đầu tiên, gọi là kích nổ hydro, bao gồm phản ứng giữa hydro và neodymium với hợp kim, phá vỡ các mảnh SC thành các hạt nhỏ hơn. Bước thứ hai, gọi là nghiền bằng tia khí, biến các hạt Nd2Fe14B thành các hạt nhỏ hơn, có đường kính từ 2-5μm. Nghiền bằng tia khí làm giảm vật liệu thu được thành bột có kích thước hạt rất nhỏ. Kích thước hạt trung bình khoảng 3 micron.

Nhấn

Bột NdFeB được ép thành khối rắn có hình dạng mong muốn trong một từ trường mạnh. Khối rắn được nén sẽ có và duy trì hướng từ hóa ưu tiên. Trong kỹ thuật gọi là ép khuôn, bột được ép thành khối rắn trong khuôn ở nhiệt độ khoảng 725°C. Sau đó, khối rắn được đặt vào một khuôn thứ hai, nơi nó được nén thành hình dạng rộng hơn, khoảng một nửa chiều cao ban đầu. Điều này làm cho hướng từ hóa ưu tiên song song với hướng ép đùn. Đối với một số hình dạng nhất định, có những phương pháp bao gồm kẹp tạo ra từ trường trong quá trình ép để căn chỉnh các hạt.

Thiêu kết

Vật liệu rắn NdFeB được ép cần phải được thiêu kết để tạo thành các khối NdFeB. Vật liệu được nén ở nhiệt độ cao (lên đến 1080°C) dưới điểm nóng chảy của vật liệu cho đến khi các hạt của nó kết dính với nhau. Quá trình thiêu kết bao gồm 3 bước: khử hydro, thiêu kết và tôi luyện.

Gia công cơ khí

Nam châm thiêu kết được cắt thành các hình dạng và kích thước mong muốn bằng quy trình mài. Ít phổ biến hơn, các hình dạng phức tạp được gọi là hình dạng bất thường được tạo ra bằng phương pháp gia công bằng phóng điện (EDM). Do chi phí vật liệu cao, tổn thất vật liệu do gia công được giữ ở mức tối thiểu. Công ty Công nghệ Huizhou Fullzen rất giỏi trong việc sản xuất nam châm có hình dạng bất thường.

Mạ/Phủ

Nam châm NdFeB không phủ lớp bảo vệ rất dễ bị ăn mòn và nhanh chóng mất từ ​​tính khi bị ướt. Vì vậy, tất cả các nam châm neodymium bán trên thị trường đều cần được phủ lớp bảo vệ. Mỗi nam châm được mạ ba lớp: niken, đồng và niken. Để biết thêm các loại lớp phủ khác, vui lòng nhấp vào “Liên hệ với chúng tôi”.

Từ hóa

Nam châm được đặt trong một giá đỡ sao cho nam châm tiếp xúc với một từ trường rất mạnh trong một khoảng thời gian ngắn. Về cơ bản, đó là một cuộn dây lớn quấn quanh nam châm. Các thiết bị từ hóa sử dụng các dãy tụ điện và điện áp rất cao để tạo ra dòng điện mạnh như vậy trong thời gian ngắn.

Điều tra

Kiểm tra chất lượng của nam châm thành phẩm dựa trên nhiều đặc tính khác nhau. Máy chiếu đo kỹ thuật số xác minh kích thước. Hệ thống đo độ dày lớp phủ sử dụng công nghệ huỳnh quang tia X xác minh độ dày của lớp phủ. Việc kiểm tra định kỳ bằng phương pháp phun muối và thử nghiệm áp suất cũng xác minh hiệu suất của lớp phủ. Bản đồ trễ từ đo đường cong BH của nam châm, xác nhận rằng chúng đã được từ hóa hoàn toàn, đúng như mong đợi đối với loại nam châm này.

Cuối cùng chúng ta đã có được sản phẩm nam châm lý tưởng.