NdFeB-Magnete
Hersteller in China

Schrittweiser Herstellungsprozess von gesinterten NdFeB-Magneten

1. Rohstoffaufbereitung und Legierung

Es werden hochreine Elemente – Neodym (Nd: 25-35%), Eisen (Fe: 60-70%), Bor (B: 1-2%) und Zusatzstoffe wie Dysprosium (Dy) oder Terbium (Tb) für die Hitzebeständigkeit – bezogen.

• Diese werden in einem Vakuuminduktionsofen bei 1.400–1.500 °C geschmolzen, um einen Barren zu bilden und so eine Oxidation zu verhindern.
• Der Barren wird im Bandgussverfahren (schnell auf einem Rad abgekühlt) in dünne Bänder gegossen, die dann mit Wasserstoff dekrepitiert oder in einer Strahlmühle zu feinem Pulver (2–10 Mikrometer) gemahlen werden.

Die Pulverqualität ist von größter Bedeutung – jede Sauerstoffverunreinigung kann die Leistung beeinträchtigen.

2. Pulvermischung und Ausrichtungsvorbereitung

Zur Erzielung einer gleichmäßigen Konsistenz werden die Pulver gemischt, oft mit Schmiermitteln, um das Pressen zu erleichtern.

• Bei anisotropen Magneten (Standard für hohe Leistung) werden die Partikel in den nachfolgenden Schritten in einem Magnetfeld ausgerichtet.
• Die Mischung wird in inerter Atmosphäre gelagert, um Reaktionen mit Luft oder Feuchtigkeit zu vermeiden.

Dadurch wird ein gleichmäßiges Ausgangsmaterial für die Verdichtung gewährleistet.

3. Pressen und Verdichten

Das Pulver wird in einer hydraulischen Presse bei 500–1.000 MPa gepresst, wodurch ein „grüner“ Pressling entsteht.

• Während des Pressens wird ein starkes Magnetfeld (10.000–20.000 Oe) angelegt, um die Kristallkörner auszurichten und so eine Anisotropie zu erzeugen.
• Für eine gleichmäßige Dichte kann eine isostatische Pressung folgen, wodurch eine theoretische Dichte von 50–60% erreicht wird.

Dabei entstehen Formen wie Blöcke, Zylinder oder Bögen, wobei komplexe Geometrien eine Nachbearbeitung erfordern.

4. Sintern und Verdichten

Der Grünling wird 1–4 Stunden lang in einem Vakuumofen bei 1.000–1.100 °C gesintert, wobei die Partikel zu einem dichten Feststoff (7,4–7,6 g/cm³) verschmelzen.

• Flüssigphasensintern tritt auf, da niedrigschmelzende Phasen dabei helfen, Körner zu binden.
• Kontrollierte Kühlung verhindert Risse und der Prozess wird unter Argon oder Vakuum durchgeführt, um die Oxidation zu minimieren.

Dieser Schritt fixiert die magnetischen Eigenschaften, wobei die Korngrenzen für eine hohe Koerzitivfeldstärke verfeinert werden.

5. Wärmebehandlung und Bearbeitung

Nach dem Sintern werden die Magnete bei 500–900 °C geglüht, um die Mikrostruktur zu optimieren und Spannungen abzubauen.

• Bei der Bearbeitung werden Diamantwerkzeuge oder Drahterodieren verwendet, um präzise Formen zu erzielen, da gesintertes NdFeB sehr hart ist.
• Zum Schutz vor Korrosion werden Schutzbeschichtungen (z. B. Nickel, Zink, Epoxid oder Parylen) durch Galvanisieren oder Aufsprühen aufgetragen.

Bei anspruchsvollen Anwendungen können die Toleranzen bis auf ±0,01 mm eng sein.

6. Magnetisierung und Qualitätsprüfung

Der fertige Magnet wird in einem Impulsmagnetisierer mit Feldern bis zu 50.000 Oe magnetisiert.

• Zu den Tests gehören eine Hystereseschleifenanalyse für Br, Hc und BHmax sowie Prüfungen auf Dichte, Mikrostruktur und Defekte mithilfe von Röntgen- oder Ultraschallmethoden.
• Die Einhaltung von Standards wie RoHS stellt sicher, dass keine schädlichen Substanzen enthalten sind.

Zugelassene Magnete werden aus Sicherheitsgründen oft entmagnetisiert versendet.