Công nghệ sản xuất và chế biến của nam châm Neodymium Iron Boron (NDFEB)

Các nam châm Neodymium Iron Boron (NDFEB), được biết đến với tính chất từ ​​tính đặc biệt, được sử dụng rộng rãi trong các ngành công nghiệp khác nhau, bao gồm điện tử, ô tô, năng lượng tái tạo và các thiết bị y tế. Việc sản xuất và xử lý nam châm NDFEB liên quan đến một số bước tinh vi để đảm bảo hiệu suất và độ bền cao. Dưới đây là tổng quan về các giai đoạn chính trong quy trình sản xuất.

1. Chuẩn bị nguyên liệu thô

Việc sản xuất Nam châm NDFEB bắt đầu bằng việc chuẩn bị nguyên liệu thô. Các thành phần chính bao gồm neodymium (ND), sắt (Fe) và boron (B), cùng với một lượng nhỏ các yếu tố khác như dysprosium (DY) và praseodymium (PR) để tăng cường tính chất từ ​​tính và độ ổn định nhiệt độ. Những vật liệu này được cân cẩn thận và trộn theo tỷ lệ chính xác để tạo thành hợp kim.

2. Hợp kim tan chảy và đúc

Các nguyên liệu thô hỗn hợp sau đó được tan chảy trong lò cảm ứng chân không để tạo thành một hợp kim đồng nhất. Quá trình nóng chảy được tiến hành trong một bầu không khí trơ, thường là argon, để ngăn chặn quá trình oxy hóa. Khi hợp kim được tan chảy hoàn toàn, nó được đổ vào khuôn hoặc được làm mát nhanh chóng bằng cách sử dụng một kỹ thuật gọi là đúc dải. Dải đúc tạo ra các mảnh mỏng của hợp kim, sau đó được nghiền thành bột mịn.

3. Sản xuất bột

Các mảnh hợp kim phải chịu sự suy giảm hydro, một quá trình trong đó vật liệu hấp thụ hydro, khiến nó bị vỡ thành các hạt nhỏ hơn. Tiếp theo là phay phản lực, trong đó các hạt được tiếp tục thành một loại bột mịn với kích thước hạt khoảng 3-5 micromet. Tính đồng nhất của bột và kích thước hạt rất quan trọng để đạt được hiệu suất từ ​​cao.

4. Nhấn

Bột mịn sau đó được ấn vào hình dạng mong muốn bằng một trong hai phương pháp: nhấn chết hoặc ép đẳng hướng . Trong việc ép chết, bột được nén trong khuôn dưới từ trường đơn phương, điều chỉnh các hạt để tăng cường hướng từ. Mặt khác, việc nhấn đẳng cấp áp dụng áp suất đồng đều từ mọi hướng, dẫn đến mật độ đồng đều hơn. Việc lựa chọn phương pháp nhấn phụ thuộc vào ứng dụng dự định của nam châm và các thuộc tính cần thiết.

5. Thiêu kết

Sau khi nhấn, các compact màu xanh lá cây được thiêu kết trong khí quyển chân không hoặc trơ ở nhiệt độ trong khoảng từ 1.000 ° C đến 1.100 ° C. Thiêu kết hợp nhất các hạt bột với nhau, tạo ra một nam châm dày đặc và rắn. Bước này rất quan trọng để đạt được sức mạnh cơ học và tính chất từ ​​tính cuối cùng của nam châm.

6. Điều trị nhiệt

Sau khi thiêu kết, các nam châm trải qua điều trị nhiệt để tối ưu hóa hiệu suất từ ​​tính của chúng. Điều này liên quan đến việc ủ ở nhiệt độ cụ thể để giảm căng thẳng bên trong và cải thiện khả năng cưỡng chế (khả năng chống khử từ). Quá trình xử lý nhiệt được kiểm soát cẩn thận để đảm bảo chất lượng nhất quán.

7. Gia công và hoàn thiện

Nam châm NDFEB thiêu kết là giòn và yêu cầu gia công chính xác để đạt được kích thước và dung sai cuối cùng. Các kỹ thuật gia công phổ biến bao gồm mài, cắt và khoan. Sau khi gia công, nam châm thường được phủ để bảo vệ chống ăn mòn, vì nam châm NDFEB dễ bị oxy hóa. Lớp phủ chung bao gồm niken, kẽm, epoxy hoặc vàng.

8. Từ hóa

Bước cuối cùng trong quá trình sản xuất là từ hóa. Các nam châm được tiếp xúc với một từ trường bên ngoài mạnh, thường được tạo ra bởi một điện từ hoặc nam châm điện, để căn chỉnh các miền từ tính và đạt được cường độ từ tính mong muốn. Quá trình từ hóa có thể được điều chỉnh để tạo ra các mẫu từ trường cụ thể, chẳng hạn như cấu hình xuyên tâm hoặc đa cực.

9. Kiểm soát chất lượng

Trong suốt quá trình sản xuất, các biện pháp kiểm soát chất lượng nghiêm ngặt được thực hiện để đảm bảo nam châm đáp ứng các thông số kỹ thuật cần thiết. Điều này bao gồm thử nghiệm các tính chất từ ​​tính (ví dụ: Remanence, cưỡng chế và sản phẩm năng lượng), độ chính xác kích thước và chất lượng bề mặt. Các kỹ thuật tiên tiến như huỳnh quang tia X (XRF) và kính hiển vi điện tử quét (SEM) cũng có thể được sử dụng để phân tích vật liệu.

Phần kết luận

Việc sản xuất và xử lý nam châm NDFEB liên quan đến sự kết hợp của các kỹ thuật luyện kim tiên tiến và kỹ thuật chính xác. Mỗi bước, từ việc chuẩn bị nguyên liệu thô đến từ hóa cuối cùng, đóng một vai trò quan trọng trong việc xác định hiệu suất và sự phù hợp của nam châm cho các ứng dụng cụ thể. Khi nhu cầu về nam châm hiệu suất cao tiếp tục phát triển, nghiên cứu và đổi mới liên tục trong sản xuất NDFEB dự kiến ​​sẽ tăng cường hơn nữa tài sản của họ và mở rộng các ứng dụng của chúng.