Paano Ginagawa ang Neodymium Iron Boron (NdFeB) Magnets?

Sa modernong industriya, NdFeB magnet ay kilala bilang "King of Magnets" dahil sa kanilang pambihirang magnetic properties. Mula sa mga vibration motor ng mga smartphone at mga motor na nagtutulak ng mga de-kuryenteng sasakyan hanggang sa mga wind turbine, ang malakas na magnet na ito ay nasa lahat ng dako.

I. Paghahanda ng Hilaw na Materyal: Ang Tumpak na Sining ng Pagbubuo

Ang unang hakbang sa paggawa ng NdFeB magnet ay ang pagpili at proporsyon ng mga hilaw na materyales. Kabilang sa mga pangunahing bahagi nito ang mga rare earth metal na neodymium (Nd), iron (Fe), at boron (B). Upang pahusayin ang mataas na temperatura na resistensya at coercivity ng magnet, ang mga manufacturer ay karaniwang nagdaragdag ng maliit na halaga ng mga pantulong na elemento tulad ng dysprosium (Dy), terbium (Tb), at copper (Cu).

Maingat na Batching: Ang mataas na kadalisayan ng mga hilaw na materyales na metal ay tiyak na tinitimbang ayon sa mga kinakailangan ng magnetic material grade (hal., N35, N52, 50SH, atbp.).

II. Vacuum Melting at Mabilis na Solidification

Dahil ang neodymium ay napakadaling mag-oxidize sa mataas na temperatura, ang proseso ng pagtunaw ay dapat isagawa sa ilalim ng vacuum o high-purity inert gas na proteksyon.

Natutunaw: Ang mga inihandang hilaw na materyales ay inilalagay sa isang vacuum induction furnace at pinainit upang matunaw.

Mabilis na Solidification (SC): Ito ay isang mahalagang hakbang sa modernong produksyon. Ang tinunaw na haluang metal ay sina-spray sa isang high-speed rotating water-cooled copper roller, mabilis na lumalamig at nagpapatigas sa isang ultra-thin alloy strip. Ang teknolohiyang ito ay nagreresulta sa mas pino at mas pare-parehong mga butil, na naglalagay ng pundasyon para sa kasunod na paggawa ng mga magnet na may mataas na pagganap.

III. Hydrogen Crushing at Jet Milling

Upang makakuha ng magandang magnetic anisotropy, ang alloy sheet ay kailangang durugin sa micron-sized na pulbos.

Pagdurog ng Hydrogen (HD): Gamit ang hydrogen absorption at expansion properties ng rare earth metals, ang mga microcrack ay nilikha sa loob ng alloy strip, na nagiging sanhi ng pagkapulbos nito.

Jet Milling: Gamit ang isang supersonic na airflow, ang pulbos ay nagbanggaan sa isa't isa, pinipino ito sa isang pinong pulbos na may average na laki ng butil na humigit-kumulang 3-5 micrometers. Sa prosesong ito, dapat na mahigpit na kontrolin ang nilalaman ng oxygen.

IV. Oryentasyon at Paghubog ng Magnetic Field

Ito ang mahalagang hakbang sa pagtukoy ng direksyon ng magnetic field ng NdFeB magnet .

Pagpindot: Ang pinong pulbos ay inilalagay sa isang amag at pinindot sa ilalim ng isang malakas na panlabas na magnetic field. Ang mahahabang axes ng magnetic powder particle ay maayos na nakahanay sa ilalim ng impluwensya ng magnetic field (i.e., oryentasyon).

Isostatic Pressing: Pagkatapos ng unang pagpindot, ang berdeng blangko ay karaniwang sumasailalim sa malamig na isostatic na pagpindot upang matiyak ang pare-parehong density at maiwasan ang pagpapapangit sa panahon ng sintering.

V. Vacuum Sintering at Heat Treatment

Ang sintering ay ang pinakamahalagang hakbang sa pagpapabuti ng density at magnetic properties ng NdFeB magnets.

Sintering: Ang berdeng blangko ay pinainit sa isang vacuum na kapaligiran sa isang mataas na temperatura (humigit-kumulang 1000 °C - 1100 °C). Sa prosesong ito, nagaganap ang mga physicochemical reaction sa pagitan ng mga particle, na nagiging sanhi ng pag-urong ng volume at pagtaas ng density, na bumubuo ng isang siksik na bloke ng metal.

Tempering: Inaayos ng dalawang yugtong heat treatment ang pamamahagi ng mga yugto ng hangganan ng butil, na nag-o-optimize sa coercivity at enerhiya na produkto ng magnetic material.

VI. Machining at Surface Coating

Ang mga sintered magnet ay karaniwang malalaking parisukat o cylindrical na mga blangko na may magaspang na ibabaw na madaling masira.

Machining: Ang malalaking bloke ng materyal ay ginagawang makina sa mga sukat ng katumpakan na kinakailangan ng customer gamit ang wire cutting, grinding, o slicing machine.

Paggamot sa Ibabaw: Ang mga magnet na neodymium iron boron (NdFeB) ay lubhang madaling kapitan sa oksihenasyon, samakatuwid, ang paggamot sa anti-corrosion ay mahalaga. Kasama sa mga karaniwang paraan ng pag-plating ang zinc plating, nickel-copper-nickel plating, at epoxy resin plating upang palawigin ang kanilang buhay ng serbisyo sa mga kumplikadong kapaligiran.

VII. Magnetization at Pagsubok

Ang huling hakbang ay ibigay sa magnet ang "kaluluwa."

Magnetization: Ang tapos na magnet ay inilalagay sa isang napakalakas na pulsed magnetic field, na nagiging sanhi ng mga panloob na magnetic moment nito na ganap na nakahanay sa direksyon ng oryentasyon, na bumubuo ng napakalakas na remanence.

Pagsubok sa Kalidad: Sa pamamagitan ng pagsukat ng demagnetization curve, mga pagsusuri sa mataas at mababang temperatura, at mga pagsubok sa pag-spray ng asin, bawat isa NdFeB magnet ay tinitiyak na nakakatugon sa mga pagtutukoy ng pagganap.

Ang pagmamanupaktura ng NdFeB magnets ay isang kumplikadong proseso na sumasaklaw sa mga materyales sa science, vacuum technology, at precision machining. Sa pamamagitan ng napakahigpit na proseso na ang rare-earth permanent magnet na materyal na ito ay nagpapakawala ng kahanga-hangang enerhiya nito, na nagtutulak sa patuloy na pagsulong ng modernong teknolohiya.