Магниты NdFeB
Производитель в Китае

Пошаговый процесс изготовления спеченных магнитов NdFeB

1. Подготовка сырья и легирование

Используются высокочистые элементы — неодим (Nd: 25-35%), железо (Fe: 60-70%), бор (B: 1-2%), а также добавки, такие как диспрозий (Dy) или тербий (Tb) для термостойкости.

• Их плавят в вакуумной индукционной печи при температуре 1400–1500 °C, образуя слиток, что предотвращает окисление.
• Слиток отливается методом полосового литья (быстро охлаждается на круге) в тонкие ленты, которые затем подвергаются водородной декрипитации или струйной обработке в мелкий порошок (2–10 микрон).

Качество пороха имеет первостепенное значение — любое загрязнение кислородом может ухудшить характеристики.

2. Подготовка к смешиванию и выравниванию порошка

Порошки смешивают для достижения однородности, часто добавляя смазочные вещества для облегчения прессования.

• В случае анизотропных магнитов (стандартных для высокой производительности) частицы выравниваются в магнитном поле на последующих этапах.
• Смесь хранится в инертной атмосфере, чтобы избежать реакций с воздухом или влагой.

Это обеспечивает однородность исходного материала для уплотнения.

3. Прессование и уплотнение

Порошок прессуется под давлением 500–1000 МПа в гидравлическом прессе, образуя «сырую» прессовку.

• Во время прессования применяется сильное магнитное поле (10 000–20 000 Э) для выравнивания кристаллических зерен, что создает анизотропию.
• Для равномерной плотности можно использовать изостатическое прессование, достигающее теоретической плотности 50-60%.

Здесь формируются такие формы, как блоки, цилиндры или дуги, хотя сложные геометрии требуют последующей обработки.

4. Спекание и уплотнение

Полученную сырую заготовку спекают в вакуумной печи при температуре 1000–1100 °C в течение 1–4 часов, в результате чего частицы сплавляются в плотное твердое вещество (7,4–7,6 г/см³).

• Спекание в жидкой фазе происходит, поскольку легкоплавкие фазы помогают связать зерна.
• Контролируемое охлаждение предотвращает появление трещин, а процесс осуществляется в среде аргона или вакуума, чтобы свести к минимуму окисление.

На этом этапе фиксируются магнитные свойства, а границы зерен измельчаются для достижения высокой коэрцитивной силы.

5. Термическая обработка и механическая обработка

После спекания магниты подвергаются отжигу при температуре 500–900 °C для оптимизации микроструктуры и снятия напряжений.

• При механической обработке используются алмазные инструменты или электроэрозионная резка проволокой для получения точных форм, поскольку спеченный NdFeB очень твердый.
• Защитные покрытия (например, никель, цинк, эпоксидная смола или парилен) наносятся гальваническим способом или распылением для борьбы с коррозией.

Для требовательных приложений допуски могут составлять до ±0,01 мм.

6. Намагничивание и контроль качества

Готовый магнит намагничивается в импульсном намагничивателье с полями до 50 000 Э.

• Испытания включают анализ петли гистерезиса для Br, Hc и BHmax, а также проверку плотности, микроструктуры и дефектов с использованием рентгеновских или ультразвуковых методов.
• Соответствие таким стандартам, как RoHS, гарантирует отсутствие вредных веществ.

В целях безопасности одобренные магниты часто отправляются в размагниченном виде.