Imán permanente N52
Los productos magnéticos permanentes de NdFeB pueden dividirse en imanes permanentes de NdFeB sinterizados, de NdFeB aglomerados y de NdFeB N52 prensados en caliente, según los distintos procesos de producción. Debido a los diferentes procesos de producción, tienen grandes diferencias en las propiedades magnéticas del producto, el post-procesamiento y las aplicaciones. En la primera etapa, hemos hecho una introducción sistemática a los Imanes Permanentes NdFeB N52 sinterizados. A continuación, presentaremos el NdFeB aglomerado y prensado en caliente, así como la comparación del rendimiento y la aplicación de los tres tipos diferentes de productos de NdFeB.
Imanes permanentes Bonded NdFeB N52
Los imanes de enlace aparecieron alrededor de la década de 1970, cuando el SmCo ya se había comercializado y el mercado de imanes permanentes NdFeB sinterizados N52 permanentes era muy bueno. Sin embargo, era difícil procesarlos con precisión para darles formas especiales, y eran propensos a agrietarse, romperse, perder bordes y esquinas durante el procesamiento. Además, no eran fáciles de montar, lo que limitaba su aplicación.
Para resolver este problema, los imanes permanentes N52 se trituraron y mezclaron con plásticos, y luego se prensaron para darles forma en un campo magnético. Éste es probablemente el método más primitivo de fabricación de imanes de enlace. Los imanes de enlace Nd-Fe-B se utilizan ampliamente debido a su bajo coste, alta precisión dimensional, gran libertad de forma, buena resistencia mecánica y peso ligero.
1. Proceso de producción:
El NdFeB aglomerado es una mezcla de polvo de imán permanente y caucho o plástico duro y ligero y otros materiales aglomerantes, y se forma directamente en piezas de imán permanente de diversas formas según los requisitos del usuario.
La preparación del polvo magnético es un proceso clave en el procesamiento de los imanes permanentes NdFeB N52, y la calidad del polvo magnético afecta directamente a las propiedades magnéticas de los imanes permanentes. Los métodos de preparación del polvo magnético de Nd-Fe-B incluyen la trituración mecánica, el enfriamiento rápido por fusión, el HDDR, la pulverización de gas y la aleación mecánica.
El proceso dominante actual utiliza el método HDDR, que es un proceso de hidrogenación-descomposición-hidrogenación-recombinación para preparar polvo de imán permanente de tierras raras de alto rendimiento: en primer lugar, la aleación se tritura en polvo grueso, se carga en un horno de vacío y se cristaliza a una temperatura determinada.
La aleación absorbe hidrógeno y sufre una reacción de desproporción, y después se extrae el hidrógeno para volver a combinarlo en polvo de imán permanente de tierras raras con granos extremadamente pequeños. Este método permite obtener granos finos con un tamaño medio de partícula de 0,3μm Imanes Permanentes N52, obteniendo así polvo magnético con alta coercitividad.
Actualmente existen cuatro procesos para el moldeo por compresión de NdFeB aglomerado: calandrado, moldeo por inyección, moldeo por extrusión y moldeo por compresión, entre los cuales el calandrado y el moldeo por inyección son los más habituales.
El calandrado consiste en mezclar uniformemente polvo magnético y aglutinante en una determinada proporción de volumen, enrollarlos en el grosor requerido y luego curarlos para fabricar productos acabados. Generalmente, se utilizan resina de etileno y caucho nitrílico como adhesivos, y es necesario proteger la superficie del producto mediante un revestimiento.
El moldeo por inyección consiste en mezclar polvo magnético con aglutinante (resina termoplástica), calentar y mezclar, granular, secar y, a continuación, enviarlos a la cámara de calentamiento para que se calienten a través de una varilla guía en espiral, inyectarlos en la cavidad del molde a una velocidad determinada y obtener el producto acabado después de enfriarse. Debido al alto contenido de resina, se puede formar una película protectora en la superficie del imán. Por lo general, no se requiere un tratamiento anticorrosión de la superficie, a menos que existan elevados requisitos en cuanto a la capacidad anticorrosión de la superficie de los imanes permanentes N52.
El moldeo por extrusión es básicamente igual que el moldeo por inyección. La única diferencia es que los gránulos calentados se introducen en el molde a través de un orificio para un moldeo continuo.
El moldeo por compresión consiste en mezclar polvo magnético y aglutinante en proporción, granular y añadir una cierta cantidad de agente de acoplamiento, moldear a presión en el molde y curar a 120°~150° para obtener finalmente el producto acabado Imanes permanentes N52.
2. Rendimiento del producto
Al añadir adhesivo, las propiedades magnéticas son inferiores a las del NdFeB sinterizado: los imanes de NdFeB adherido se fabrican uniendo polvo magnético en grandes imanes con adhesivos, y su densidad suele ser sólo 80% de la densidad teórica. Los imanes permanentes N52 sinterizados se fabrican calentándolos a altas temperaturas mediante procesos complejos, por lo que, en términos de propiedades magnéticas, el NdFeB aglomerado es más débil que el NdFeB sinterizado.
Además, la norma nacional para materiales magnéticos permanentes de NdFeB enlazados es GB/T 18880-2012, que también puede consultar. Si necesita una versión electrónica, puede dejar un mensaje al Emperador del Magnetismo en el fondo de la cuenta oficial.
Alta precisión del producto y gran libertad de forma: Los imanes permanentes N52 sinterizados se fabrican mediante sinterización de polvo. Generalmente, después de la sinterización sólo se pueden producir piezas en bruto, y luego se pueden convertir en imanes de diversas formas después del procesamiento mecánico (como el corte de alambre, corte, molienda, etc.).
En comparación con el NdFeB sinterizado, el proceso de producción de los imanes permanentes de NdFeB aglomerado es más sencillo y no requiere ningún tratamiento secundario. La precisión del tamaño del producto es alta y no se deforma; al mismo tiempo, el grado de libertad en la forma es grande, y se pueden fabricar diversas formas de productos de acuerdo con las necesidades reales de uso, como tiras largas, láminas, tubos, anillos u otras formas complejas, lo que es conveniente para la producción automatizada en masa y tiene una alta resistencia mecánica.
Los imanes isótropos son fáciles de imantar en cualquier dirección: Los imanes permanentes de NdFeB N52 enlazados son un imán isótropo con las mismas propiedades magnéticas en todas las direcciones, por lo que es conveniente hacer imanes integrales multipolares o incluso de innumerables polos, lo que suele ser difícil de conseguir para los imanes sinterizados.
3. Aplicación del producto
Las propiedades magnéticas de los imanes de NdFeB aglomerado son inferiores a las de los de NdFeB sinterizado, pero debido a su conveniencia en la fabricación de imanes permanentes de N52 de anillo magnetizado multinivel, su excelente consistencia y uniformidad de rendimiento y su fácil integración con otras piezas metálicas o de plástico, tiene propiedades magnéticas muy superiores a las de las ferritas aglomeradas y se utiliza ampliamente en diversos micromotores y sistemas de sensores. Los usos específicos del NdFeB aglomerado pueden dividirse en:
Productos digitales: imanes para unidades de disco duro (HDD), actualmente el mayor campo de aplicación del NdFeB aglomerado.
Productos OA de oficina: motores de transmisión para impresoras, motores para escáneres, motores de avance síncrono (STP) para fotocopiadoras, rodillos magnéticos para impresoras láser, etc.
Motores de automoción y productos de sensores magnéticos: incluidos imanes de sensores de dirección asistida EPS, motores de limpiaparabrisas, motores de ventanillas, motores de ajustadores de asientos, etc.
Otros tipos de motores industriales y domésticos: incluye principalmente varios tipos de servomotores, motores para herramientas eléctricas, motores de refrigeración de aire acondicionado, etc.
Debido a las enormes diferencias en las propiedades magnéticas y el moldeo, la intersección de NdFeB adherido y NdFeB sinterizado no es grande.
El NdFeB adherido se utiliza principalmente en motores de husillo de unidades ópticas de disco duro y micromotores de pequeña potencia, mientras que el NdFeB sinterizado se emplea más en motores de accionamiento de alta potencia y otros campos.
El magnetismo de los materiales NdFeB sinterizados procede principalmente de su estructura cristalina fácilmente magnetizable. Puede obtener un magnetismo extremadamente alto bajo la acción de un fuerte campo magnético externo, y su magnetismo no desaparecerá después de que desaparezca el campo magnético externo. Por lo tanto, la "magnetización" es un paso clave para que los materiales de NdFeB sinterizados obtengan magnetismo. En el proceso de producción y preparación de los materiales de NdFeB sinterizados, la magnetización es el último paso antes de la entrega del producto acabado, pero la orientación del campo magnético de la pieza en bruto de NdFeB se ha determinado cuando el polvo magnético se prensa en una pieza en bruto, es decir, la futura dirección de magnetización.
Orientación del campo magnético
Los materiales magnéticos se dividen en dos categorías: imanes isótropos e imanes anisótropos. Los imanes isótropos tienen las mismas propiedades magnéticas en cualquier dirección y pueden atraerse entre sí a voluntad; los imanes anisótropos tienen diferentes propiedades magnéticas en diferentes direcciones, y la dirección que puede obtener las mejores propiedades magnéticas se denomina dirección de orientación de los imanes permanentes N52. Para un imán de NdFeB sinterizado cuadrado, sólo la dirección de orientación tiene la mayor intensidad de campo magnético, y la intensidad de campo magnético en las otras dos direcciones es mucho menor.
Si el material magnético tiene un proceso de orientación durante el proceso de producción, se trata de un imán anisótropo. El NdFeB sinterizado suele formarse y prensarse mediante la orientación del campo magnético, por lo que es anisótropo. Por lo tanto, es necesario determinar la dirección de orientación antes de la producción, es decir, la futura dirección de magnetización. La orientación del campo magnético del polvo es una de las tecnologías clave para fabricar NdFeB de alto rendimiento. (El NdFeB adherido puede ser isótropo o anisótropo)
Dirección y método de magnetización
La magnetización es el proceso de aplicar un campo magnético al imán permanente de NdFeB sinterizado a lo largo de la dirección de orientación del campo magnético, aumentando gradualmente la intensidad del campo magnético hasta alcanzar el estado de saturación técnica.
El NdFeB sinterizado suele tener varias formas, como cuadrada, cilíndrica, anular y en forma de baldosa. A continuación, hablemos de sus respectivas direcciones de magnetización.
Además de la magnetización unipolar ordinaria antes mencionada, el NdFeB sinterizado también puede magnetizarse multipolarmente según las necesidades reales, es decir, pueden presentarse múltiples polos N y S en un plano después de la magnetización de los imanes permanentes N52. Debido al uso de especificaciones especialmente diseñadas y accesorios de magnetización de la cabeza del polo, se incurrirá en costes adicionales de accesorios de magnetización.
El magnetizador es una herramienta para imantar y magnetizar materiales magnéticos o imanes de dispositivos magnéticos. Aplica un campo magnético a los productos de NdFeB que deben magnetizarse Imanes permanentes N52. Si el campo magnético magnetizado no alcanza el campo magnético de saturación técnica, la remanencia Br y la fuerza coercitiva intrínseca Hcj del imán permanente no alcanzarán los valores esperados.
Magnetizador, imagen de Internet
Entonces, ¿cómo determinar la energía del magnetizador? En primer lugar, según el tamaño del imán del producto magnetizado y la dirección de magnetización, determine el tamaño del utillaje de magnetización y, a continuación, calcule el tamaño del campo magnético en el centro del utillaje. El tamaño del campo magnético del utillaje debe ser de 3 a 5 veces la fuerza coercitiva del imán. A continuación, calcule la corriente de magnetización de los imanes permanentes N52, determine la capacidad del condensador de almacenamiento de energía del magnetizador en función de la corriente y la tensión del magnetizador y, por último, determine la energía del magnetizador.
El principio básico de la magnetización consiste en colocar el objeto magnético que se desea magnetizar en el campo magnético formado por la bobina con paso de corriente continua. Existen dos métodos principales: Magnetización por corriente continua y magnetización por impulsos. Más adelante hablaremos de los detalles técnicos.
