¿Cómo se fabrican los imanes de neodimio, hierro y boro (NdFeB)?

En la industria moderna, Imanes de NdFeB Son conocidos como el "Rey de los imanes" debido a sus excepcionales propiedades magnéticas. Desde los motores de vibración de los teléfonos inteligentes y los motores de accionamiento de los vehículos eléctricos hasta las turbinas eólicas, este poderoso imán está en todas partes.

I. Preparación de la materia prima: el arte preciso de la formulación

El primer paso en la fabricación de imanes de NdFeB es la selección y dosificación de las materias primas. Sus componentes principales incluyen los metales de tierras raras neodimio (Nd), hierro (Fe) y boro (B). Para mejorar la coercitividad y la resistencia a altas temperaturas del imán, los fabricantes suelen añadir pequeñas cantidades de elementos auxiliares como disprosio (Dy), terbio (Tb) y cobre (Cu).

Procesamiento por lotes cuidadoso: Las materias primas metálicas de alta pureza se pesan con precisión según los requisitos del grado del material magnético (p. ej., N35, N52, 50SH, etc.).

II. Fusión al vacío y solidificación rápida

Dado que el neodimio se oxida muy fácilmente a altas temperaturas, el proceso de fusión debe realizarse al vacío o protegido por un gas inerte de alta pureza.

Derretimiento: Las materias primas preparadas se colocan en un horno de inducción al vacío y se calientan hasta que se fundan.

Solidificación Rápida (SC): Este es un paso clave en la producción moderna. La aleación fundida se pulveriza sobre un rodillo de cobre giratorio de alta velocidad refrigerado por agua, enfriándose y solidificándose rápidamente en una tira de aleación ultrafina. Esta tecnología da como resultado granos más finos y uniformes, sentando las bases para la posterior fabricación de imanes de alto rendimiento.

III. Trituración de hidrógeno y molienda por chorro

Para obtener una buena anisotropía magnética, la lámina de aleación debe triturarse hasta obtener un polvo del tamaño de una micra.

Trituración de Hidrógeno (HD): Utilizando las propiedades de absorción y expansión de hidrógeno de los metales de tierras raras, se crean microfisuras dentro de la tira de aleación, lo que hace que se pulverice.

Fresado por chorro: Utilizando un flujo de aire supersónico, el polvo choca entre sí, refinándolo hasta obtener un polvo fino con un tamaño de partícula promedio de aproximadamente 3 a 5 micrómetros. Durante este proceso, se debe controlar estrictamente el contenido de oxígeno.

IV. Orientación y configuración del campo magnético

Este es el paso crucial para determinar la dirección del campo magnético de Imanes de NdFeB .

Presionando: Se coloca un polvo fino en un molde y se presiona bajo un fuerte campo magnético externo. Los ejes largos de las partículas de polvo magnético se alinean perfectamente bajo la influencia del campo magnético (es decir, la orientación).

Prensado isostático: Después del prensado inicial, la pieza en bruto verde generalmente se somete a un prensado isostático en frío para garantizar una densidad uniforme y evitar la deformación durante la sinterización.

V. Sinterización al vacío y tratamiento térmico

La sinterización es el paso más crucial para mejorar la densidad y las propiedades magnéticas de los imanes de NdFeB.

Sinterización: El blanco verde se calienta en un ambiente de vacío a alta temperatura (aproximadamente 1000 °C - 1100 °C). Durante este proceso, se producen reacciones fisicoquímicas entre las partículas, provocando una contracción del volumen y un aumento de la densidad, formando un bloque metálico denso.

Templado: Un tratamiento térmico de dos etapas ajusta la distribución de las fases límite del grano, optimizando la coercitividad y el producto energético del material magnético.

VI. Mecanizado y Recubrimiento de Superficies

Los imanes sinterizados suelen ser grandes piezas cuadradas o cilíndricas con superficies rugosas que se corroen fácilmente.

Mecanizado: Se mecanizan grandes bloques de material en las dimensiones de precisión requeridas por el cliente utilizando máquinas cortadoras, rectificadoras o rebanadoras de alambre.

Tratamiento superficial: Los imanes de neodimio hierro boro (NdFeB) son muy susceptibles a la oxidación, por lo que el tratamiento anticorrosión es fundamental. Los métodos de revestimiento comunes incluyen revestimiento de zinc, revestimiento de níquel-cobre-níquel y revestimiento de resina epoxi para prolongar su vida útil en entornos complejos.

VII. Magnetización y pruebas

El último paso es darle al imán su "alma".

Magnetización: El imán terminado se coloca en un campo magnético pulsado ultrafuerte, lo que hace que sus momentos magnéticos internos se alineen completamente a lo largo de la dirección de orientación, generando una remanencia extremadamente fuerte.

Pruebas de calidad: A través de la medición de la curva de desmagnetización, pruebas de alta y baja temperatura y pruebas de niebla salina, cada una Imanes de NdFeB Se garantiza que cumple con las especificaciones de rendimiento.

La fabricación de imanes de NdFeB es un proceso complejo que abarca la ciencia de los materiales, la tecnología de vacío y el mecanizado de precisión. Es a través de procesos tan rigurosos que este material de imán permanente de tierras raras desata su asombrosa energía, impulsando el avance continuo de la tecnología moderna.