Спеченият неодимов магнит се приготвя чрез разтопяване на суровините във вакуум или инертна атмосфера в индукционна топилна пещ, след което се обработват в машина за ленти и се охлаждат, за да се образува лента от сплав Nd-Fe-B. Лентите от сплав се пулверизират, за да се образува фин прах с диаметър няколко микрона. Финият прах впоследствие се пресова в ориентиращо магнитно поле и се синтерова в плътни тела. След това телата се обработват до специфичните форми, повърхностно се обработват и магнетизират.
Претегляне
Претеглянето на квалифицирана суровина е пряко свързано с точността на магнитния състав. Чистотата или суровината и стабилността на химическия състав са в основата на качеството на продукта. Спеченият неодимов магнит обикновено избира редкоземна сплав като Praseodymium-Neodymium Pr-Nd mischmetal, Lanthanum-Cerium La-Ce mischmetal и Dysprosium Iron Dy-Fe сплав като материал поради ценова причина. Бор, молибден или ниобий с висока точка на топене се добавят по феросплавен начин. Слоят от ръжда, включването, оксидът и мръсотията върху повърхността на суровината трябва да бъдат отстранени чрез машина за микробластиране. В допълнение, суровината трябва да бъде в подходящ размер, за да изпълни ефективността в последващия процес на топене. Неодимът притежава ниско налягане на парите и активни химични свойства, тогава редкоземният метал има определена степен на загуба на летливост и загуба на окисление по време на процеса на топене, следователно процесът на претегляне на синтерован неодимов магнит трябва да обмисли добавянето на допълнителен редкоземен метал, за да се гарантира точността на състава на магнита.
Топене и отливане на ленти
Топенето и леенето на лента е от решаващо значение за състава, кристалното състояние и разпределението на фазата, като по този начин оказва влияние върху последващия процес и магнитните характеристики. Суровият материал се нагрява до разтопено състояние чрез индукционно топене със средна и ниска честота под вакуум или инертна атмосфера. Леенето може да се обработва, когато стопилката на сплавта реализира хомогенизация, изпускане и шлака. Една добра микроструктура на лят слитък трябва да притежава добре израснал колонен кристал с фин размер, тогава богатата на Nd фаза трябва да се разпредели по границата на зърното. В допълнение, микроструктурата на отливката не трябва да съдържа -Fe фаза. Re-Fe фазовата диаграма показва, че редкоземната тройна сплав е неизбежна за получаване на -Fe фаза по време на бавно охлаждане. Меките магнитни свойства на -Fe фазата при стайна температура ще увредят сериозно магнитните характеристики на магнита, поради което трябва да бъдат възпрепятствани от бързо охлаждане. За да се задоволи желания бърз охлаждащ ефект за инхибиране на производството на -Fe фаза, Showa Denko KK разработи технология за леене на ленти и скоро стана рутинна технология в индустрията. Равномерното разпределение на богатата на Nd фаза и инхибиторният ефект върху -Fe фазата могат ефективно да намалят общото съдържание на редки земни елементи, което е благоприятно за производство на високопроизводителен магнит и намаляване на разходите.
Водородна декрепитация
Поведението при хидрогениране на редкоземни метали, сплави или интерметални съединения и физикохимичните свойства на хидрида винаги са били важен въпрос при приложението на редкоземни метали. Слитъкът от Nd-Fe-B сплав също показва много силна тенденция към хидрогениране. Водородните атоми навлизат в интерстициалното място между основната фаза на интерметалното съединение и богатата на Nd гранична фаза на зърното и образуват интерстициално съединение. Тогава междуатомното разстояние се увеличи и обемът на решетката се разшири. Полученото вътрешно напрежение ще доведе до напукване на границата на зърното (междукристално счупване), кристално счупване (транскристално счупване) или пластично счупване. Тези декрепитации идват с пращене и затова са известни като водородна декрепитация. Процесът на декрепитация с водород на синтерован неодимов магнит също се нарича HD процес. Напукването на границите на зърното и фрактурите на кристалите, които се генерират в процеса на декрепитация с водород, правят праха от Nd-Fe-B курс много крехък и изключително полезен за последващ процес на струйно смилане. В допълнение към повишаването на ефективността на процеса на струйно смилане, процесът на декрепитация с водород също е благоприятен за регулиране на средния размер на праха на финия прах.
Струйно фрезоване
Струйното фрезоване се оказа най-практичното и ефикасно решение в праховия процес. Струйно смилане, използващо високоскоростна струя инертен газ за ускоряване на груб прах до свръхзвукова скорост и удар на прах един в друг. Основната цел на прахообразния процес е търсенето на подходящ среден размер на частиците и разпределение на размера на частиците. Разликата между горните характеристики показва различни характеристики в макроскопични мащаби, които пряко влияят върху пълненето на прах, ориентацията, уплътняването, изваждането от формата и микроструктурата, генерирана в процеса на синтероване, след което влияят чувствително върху магнитната производителност, механичните свойства, термоелектричеството и химическата стабилност на синтерования неодимов магнит. Идеалната микроструктура е фина и еднородна основна фаза, заобиколена от гладка и тънка допълнителна фаза. Освен това посоката на лесно намагнитване на основното фазово зърно трябва да бъде подредена по посока на ориентация възможно най-последователно. Празнини, големи зърна или мека магнитна фаза ще доведат до значително намаляване на присъщата коерцитивност. Остатъчната намагнитност и правоъгълността на кривата на размагнитване ще намалят едновременно, докато посоката на лесно намагнитване на зърното се отклонява от посоката на ориентация. По този начин сплавите трябва да бъдат пулверизирани до монокристални частици с диаметър от 3 до 5 микрона.
Уплътняване
Уплътняването с ориентация на магнитното поле се използва за използване на взаимодействието между магнитния прах и външното магнитно поле, за да подравни праха по посоката на лесно намагнитване и да го направи съвместим с крайната посока на намагнитване. Уплътняването с ориентация на магнитното поле е най-често срещаният начин за производство на анизотропен магнит. Nd-Fe-B сплавта е била натрошена в единични кристални частици в предишния процес на струйно смилане. Единичните кристални частици са с едноосна анизотропия и всяка от тях има само една лесна посока на намагнитване. Магнитният прах ще се трансформира в единичен домейн от мултидомейн под действието на външно магнитно поле, след като се напълни свободно в матрицата, след което регулира своята лесна посока на намагнитване по оста c, за да съответства на посоката на външното магнитно поле чрез въртене или преместване. C-ос на сплав на прах основно запази статуса си на подреждане по време на процеса на уплътняване. Уплътнените части трябва да преминат през обработка с размагнитване преди изваждане от формата. Най-важният показател за процеса на уплътняване е степента на ориентация. Степента на ориентация на синтерованите неодимови магнити се определя от различни фактори, включително сила на магнитното поле на ориентация, размер на частиците, видима плътност, метод на уплътняване, налягане на уплътняване и др.
Агломериране
Плътността на уплътнената част може да достигне повече от 95% от теоретичната плътност след обработен процес на синтероване под висок вакуум или чиста инертна атмосфера. Поради това кухините в синтерования неодимов магнит са затворени, което гарантира равномерност на плътността на магнитния поток и химическа стабилност. Тъй като постоянните магнитни свойства на синтерованите неодимови магнити са тясно свързани със собствената им микроструктура, термичната обработка след процеса на синтероване също е от решаващо значение за регулирането на магнитната производителност, особено присъщата коерцитивност. Богатата на Nd гранична фаза на зърното служи като течна фаза, която може да насърчи реакцията на синтероване и да възстанови повърхностните дефекти на зърното на основната фаза. Температурата на синтероване на неодимовия магнит обикновено варира от 1050 до 1180 градуса по Целзий. Прекомерната температура ще доведе до растеж на зърното и ще намали присъщата коерцитивност. За да се получи идеална присъща коерцитивност, правоъгълност на кривата на размагнитване и необратима загуба при висока температура, синтерованият неодимов магнит обикновено се нуждае от двустепенна термична обработка при 900 и 500 градуса по Целзий.
Машинна обработка
В допълнение към правилната форма с умерен размер, синтерованият неодимов магнит е трудно директно да постигне необходимата форма и точност на размерите наведнъж поради техническите ограничения в процеса на уплътняване с ориентация на магнитното поле, поради което машинната обработка е неизбежен процес за синтерования неодимов магнит . Като типичен металокерамичен материал, спеченият неодимов магнит е значително твърд и чуплив, тогава има само рязане, пробиване и шлайфане, които могат да бъдат приложими към неговия процес на обработка сред конвенционалната технология на обработка. За рязане с острие обикновено се използва острие с диамантено или CBN покритие. Телното рязане и лазерното рязане са много подходящи за машинната обработка на магнит със специална форма, но междувременно се обвиняват в ниска производствена ефективност и високи разходи за обработка. Процесът на пробиване на синтерован неодимов магнит се използва предимно с диамант и лазер. Необходимо е да изберете процес на трепаниране, когато вътрешният отвор на пръстеновидния магнит е по-голям от 4 mm. Като страничен продукт в процеса на трепаниране, трепанираната сърцевина може да се използва за производство на друг подходящ по-малък магнит и по този начин значително да подобри коефициента на използване на материала. Шлифовъчният диск за копиране се произвежда на базата на шлифовъчната повърхност.
Повърхностна обработка
Повърхностната защитна обработка е необходима процедура за неодимовия магнит, особено за синтерования неодимов магнит. Спеченият неодимов магнит притежава многофазна микроструктура и се състои от Nd2Fe14В основна фаза, богата на Nd фаза и богата на В фаза. Богатата на Nd фаза показва много силна тенденция на окисление и ще съставлява основната батерия с основна фаза във влажна среда. Малко количество заместващи елементи е в състояние да подобри химическата стабилност на магнитите, но идва за сметка на магнитните характеристики. Следователно защитата на синтерования неодимов магнит е насочена предимно към неговата повърхност. Повърхностната обработка на синтерован неодимов магнит може да бъде класифицирана като мокър процес и сух процес. Мокрият процес се отнася до магнити, които се обработват повърхностно защитно третиране в чиста вода или разтвор. Мокрият процес включва фосфатиране, галванопластика, електробезпокритие, електрофореза, нанасяне на покритие чрез напръскване и нанасяне чрез потапяне. Сухият процес се отнася до повърхностна защитна обработка на магнити чрез физичен или химичен процес без контакт с разтвор. Сухият процес обикновено включва физическо отлагане на пари (PVD) и химическо отлагане на пари (CVD).
Намагнитване
По-голямата част от постоянните магнити се магнетизират преди да служат за предназначените им приложения. Процесът на намагнитване се отнася до прилагане на магнитно поле по посоката на ориентация на постоянния магнит и постигнато техническо насищане с повишена сила на външното магнитно поле. Всеки тип постоянен магнитен материал се нуждае от различна сила на магнитното поле, за да изпълни техническото насищане в посоката на намагнитване. Остатъкът и присъщата коерцитивност ще бъдат по-малки от дължимите им стойности, освен ако силата на външното магнитно поле е по-ниска от техническото магнитно поле на насищане. Постоянният магнит може да бъде разделен на изотропен тип и анизотропен тип според това дали има лесна посока на намагнитване или не. Като анизотропен магнит с висока присъща коерцитивност, спеченият неодимов магнит трябва да бъде намагнетизиран чрез импулсно намагнитване. Кондензаторът ще бъде зареден след коригиране, след което електрическата енергия в кондензатора ще се разреди моментално към магнетизиращото приспособление. Магнетизиращото приспособление може да генерира импулсно магнитно поле по време на моментния силен ток през него. Следователно постоянният магнит в намотката ще бъде намагнетизиран. Има различни модели на намагнитване, които могат да бъдат постигнати върху синтерован неодимов магнит, стига да не са в конфликт с посоката на ориентация.
