Los imanes de enlace aparecieron en los años setenta. En aquella época, el SmCo había alcanzado la comercialización. La situación del mercado de los imanes permanentes de NdFeB sinterizados era muy buena, pero resultaba difícil procesarlos con precisión para darles formas especiales, y eran propensos a agrietarse, dañarse, Hay problemas como la caída de bordes y esquinas, y no es fácil de montar, lo que limita su aplicación. Para resolver este problema, el imán permanente se tritura y se mezcla con plástico, y se prensa en un campo magnético. Éste es probablemente el método de fabricación más primitivo de los imanes de enlace. Los imanes de Nd-Fe-B enlazados se han utilizado ampliamente debido a sus ventajas de bajo coste, gran precisión dimensional, amplio grado de libertad de forma, buena resistencia mecánica y peso ligero.
1. Proceso de producción:
El NdFeB adherido está hecho de polvo de imán permanente mezclado con materiales adhesivos como caucho o plástico ligero, y se moldea directamente en piezas de imán permanente de diversas formas según los requisitos del usuario.
La preparación del polvo magnético es un proceso clave para procesar los imanes permanentes de NdFeB, y el rendimiento 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 el método de trituración mecánica, el método de enfriamiento de la frita, el método HDDR, el método de pulverización de gas y el método de aleación mecánica. En la actualidad, el proceso dominante adopta el método HDDR, que prepara polvo de imán permanente de tierras raras de alto rendimiento mediante el proceso de hidrogenación-descomposición-hidrogenación-recombinación: en primer lugar, la aleación se rompe en polvo grueso, se introduce en un horno de vacío y se cristaliza a una temperatura determinada. La aleación absorbe hidrógeno y experimenta una reacción de desproporción, y a continuación extrae el hidrógeno para recombinarlo en un polvo de imán permanente de tierras raras con granos de cristal extremadamente pequeños. Este método permite obtener granos finos con un tamaño medio de partícula de 0,3 μm, obteniendo así polvo magnético con una elevada fuerza coercitiva.
Actualmente existen 4 procesos para el moldeo por compresión de NdFeB aglomerado: calandrado, moldeo por inyección, extrusión y moldeo por compresión, entre los cuales el calandrado y la inyección son los más habituales.
1. El calandrado consiste en mezclar uniformemente el polvo magnético y el aglutinante de acuerdo con una determinada relación de volumen, enrollarlo hasta obtener el grosor requerido y, a continuación, curarlo para fabricar el producto acabado. Generalmente, se utilizan resina de vinilo y caucho de nitrilo como aglutinante. La superficie del producto necesita la protección Do plating.
2. El moldeo por inyección consiste en mezclar el polvo magnético con el aglutinante (resina termoplástica), calentarlo y amasarlo, granularlo, secarlo y, a continuación, enviarlo a la cámara de calentamiento para que se caliente a través de una varilla guía en espiral, inyectarlo en la cavidad del molde a una velocidad determinada para el moldeo y enfriarlo Tras ello, se obtiene el producto acabado. Debido al alto contenido de resina, se puede formar una película protectora en la superficie del imán. Por lo general, no es necesario un tratamiento anticorrosión de la superficie, a menos que se exija una gran capacidad anticorrosión de la superficie.
3. El moldeo por extrusión es básicamente lo mismo que el moldeo por inyección, la única diferencia es que los gránulos calentados se extruyen en el molde a través de una cavidad para el moldeo continuo.
4. El moldeo por compresión consiste en mezclar el polvo magnético y el aglutinante de acuerdo con la proporción, granular y añadir una cierta cantidad de agente de acoplamiento, presionar y formar en el molde, y solidificar a 120°~150° para obtener finalmente el producto acabado.
Rendimiento del producto
Al añadir aglutinante, el rendimiento magnético es inferior al del imán de NdFeB sinterizado: el imán de NdFeB aglutinado consiste en utilizar aglutinante para aglutinar el polvo magnético en un imán grande, y su densidad suele ser sólo 80% de la teórica. El imán de NdFeB sinterizado se calienta a alta temperatura mediante un proceso complicado, por lo que en términos de magnetismo, los imanes de NdFeB aglomerados son más débiles que los imanes de NdFeB sinterizados.
El producto tiene alta precisión y gran libertad de forma: el NdFeB sinterizado se produce por sinterización de polvo. Por lo general, después de la sinterización sólo se pueden producir piezas en bruto y, a continuación, mediante procesamiento mecánico (como corte de alambre, corte en rodajas, esmerilado, etc.) se pueden obtener imanes de diversas formas. En comparación con los imanes permanentes de NdFeB sinterizados, el proceso de producción de los imanes permanentes de NdFeB adheridos es más sencillo, sin procesamiento secundario, y sus productos tienen una gran precisión dimensional y no se deforman; al mismo tiempo, la forma tiene un gran grado de libertad, y se pueden fabricar diversas formas según las necesidades de uso reales Los productos, como tiras largas, láminas, tubos, anillos u otras formas complejas, son fáciles de producir en masa de forma automática y tienen una gran resistencia mecánica.
Imanes isótropos, fáciles de magnetizar en cualquier dirección: Los imanes de NdFeB aglomerados son imanes isótropos, con las mismas propiedades magnéticas en todas las direcciones, por lo que es conveniente fabricar imanes globales multipolares o incluso infinitamente polares, lo que suele ser difícil de conseguir para los imanes sinterizados.
Aplicación del producto
El rendimiento magnético de los imanes de NdFeB aglomerados no es tan bueno como el de los imanes de NdFeB sinterizados, pero es fácil fabricar imanes anulares magnetizados de varias etapas, con una excelente consistencia y uniformidad de rendimiento, y es fácil de integrar con otras piezas metálicas o de plástico , muy superior a las propiedades magnéticas de la ferrita aglomerada, se utiliza ampliamente en diversos tipos de sistemas de micromotores y 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 accionamiento para impresoras, motores para escáneres, motores de alimentación síncrona (STP) para fotocopiadoras, rodillos magnéticos para impresoras láser, etc.
Motores de automoción y productos de sensores magnéticos: incluidos imanes para sensores de dirección asistida EPS, motores de limpiaparabrisas, motores de elevalunas, motores de ajuste de asientos, etc.
Otros tipos de motores industriales y domésticos: incluyen principalmente diversos servomotores, motores de herramientas eléctricas, motores de refrigeración de aire acondicionado, etc.
Debido a la gran diferencia en las propiedades magnéticas y el moldeo, la intersección entre el NdFeB adherido y el NdFeB sinterizado no es grande. El NdFeB adherido se utiliza principalmente en motores de disco duro y micromotores de pequeña potencia, mientras que el NdFeB sinterizado se emplea más en motores de alta potencia y otros campos.
NdFeB prensado en caliente
El NdFeB prensado en caliente puede alcanzar propiedades magnéticas similares a las del NdFeB sinterizado sin añadir elementos pesados de tierras raras. Tiene las ventajas de su alta densidad, alta orientación, buena resistencia a la corrosión y alta fuerza coercitiva, pero sus propiedades mecánicas no son tan buenas como las del NdFeB sinterizado. Afortunadamente, debido al monopolio de patentes y los altos costos de procesamiento, solo GM, la japonesa Daido y la europea Delta tienen tecnología de producción en el mercado, y solo la japonesa Daido puede realizar la producción en masa de productos de NdFeB prensados en caliente. En febrero de 2018, Yinhe Magnet construyó la primera línea de producción de NdFeB prensado en caliente en China, con una capacidad de producción de 300 toneladas por año, y se espera que la producción en masa se realice pronto.
El material magnético permanente de NdFeB prensado en caliente se prepara mediante prensado en caliente o tecnología termo-reológica. En primer lugar, de acuerdo con una determinada proporción de ingredientes, se utiliza el método de enfriamiento rápido de NdFeB para preparar la cinta de enfriamiento rápido de NdFeB y, a continuación, se tritura hasta convertirla en polvo con un determinado tamaño de partícula. A continuación, en un entorno de gas inerte o vacío, se compacta a una temperatura determinada y se prensa en una pieza en bruto. En este momento, el producto es una pieza en bruto de imán isótropo; en un entorno de gas inerte o vacío, se sustituye o cambia el molde, se aumenta la temperatura y se vuelve a procesar La pieza en bruto de imán isótropo se somete a reología térmica para generar anisotropía, y se obtiene una pieza en bruto de imán anisótropo. Por último, el imán isótropo en bruto o el imán anisótropo en bruto se mecaniza y se magnetiza (magnetizado) para obtener el material magnético permanente de NdFeB isótropo o anisótropo final prensado en caliente.
Debido a las limitaciones de la tecnología de moldeo, actualmente el NdFeB prensado en caliente sólo puede fabricarse en forma de anillos, y su campo de aplicación está limitado hasta cierto punto. En la actualidad, se utiliza principalmente en motores EPS de automoción y otros campos. El imán de NdFeB prensado en caliente tiene un alto rendimiento magnético, el anillo magnético está orientado radialmente, y el rendimiento magnético radial es uniforme, lo que puede hacer que el motor funcione silenciosamente y la salida de par sea suave.
La sustitución de la sinterización por el prensado en caliente se concentra principalmente en el campo de los NdFeB de alto rendimiento con bajo disprosio y alta coercitividad. Se trata de la parte más rentable de las empresas de NdFeB sinterizado. Las empresas de NdFeB sinterizado tienen que correr contra el tiempo y llevar a cabo actualizaciones tecnológicas. Incluidos los nuevos procesos representados por el disprosio y el PLP.
La sinterización, la unión y el prensado en caliente del NdFeB tienen sus propias ventajas
NdFeB sinterizado
Ventajas: rendimiento magnético extremadamente elevado, es el material magnético con mayor rendimiento magnético en la actualidad, y el producto de energía magnética máxima llega a 55MGOe (N54).
Desventajas: Para adaptarse al entorno de trabajo de alta temperatura, algunos grados de NdFeB sinterizado añadirán disprosio y terbio de tierras raras medias y pesadas para mejorar la fuerza coercitiva intrínseca y la temperatura de trabajo del imán, pero esto conllevará un mayor coste unitario del producto; preparación El proceso es complicado (primero se sinteriza en una pieza en bruto y luego se mecaniza), la pérdida en el proceso de transformación es alta y el rendimiento se ve afectado.
NdFeB enlazado
Ventajas: El producto tiene alta precisión dimensional y forma flexible; no contiene tierras raras medias y pesadas, y el coste unitario es bajo; se forma directamente, y la pérdida durante el procesamiento es baja.
Desventajas: bajas propiedades magnéticas, la energía máxima del producto actual es de unos 12MGOe; fuerza coercitiva intrínseca y baja temperatura de trabajo.
NdFeB prensado en caliente
Ventajas: En el caso de no utilizar básicamente tierras raras medias y pesadas, puede alcanzar propiedades magnéticas extremadamente altas. En la actualidad, el producto máximo de energía magnética del producto puede alcanzar 43MGOe; la pérdida en el proceso de transformación es baja.
Desventajas: En la actualidad, sólo puede fabricarse en forma de anillo, lo que limita enormemente el campo de aplicación del NdFeB prensado en caliente; debido a las elevadas barreras técnicas del NdFeB prensado en caliente, actualmente sólo la japonesa Daido Electronics ha logrado su producción en masa en el mundo, y su monopolio hace que su precio sea elevado .
En la actualidad hay pocos cruces entre los tres en la aplicación
La mayoría de los materiales magnéticos prensados en caliente sólo pueden fabricarse en forma de anillo, lo que limita su campo de aplicación. En la actualidad, se utiliza principalmente en el campo de los motores EPS de automoción; incluso teniendo en cuenta el rápido crecimiento del NdFeB prensado en caliente en el mercado EPS de automoción y la demanda de NdFeB sinterizado en comparación con el NdFeB sinterizado, el mercado de NdFeB prensado en caliente es extremadamente pequeño, por lo que el impacto en la tasa de crecimiento de la demanda de NdFeB sinterizado es relativamente pequeño.
Debido a la gran diferencia en las propiedades magnéticas y el moldeo, la intersección de NdFeB aglomerado y sinterizado no es grande. El NdFeB aglomerado se utiliza principalmente en motores de disco duro y micromotores de pequeña potencia. El NdFeB boro de hierro sinterizado se utiliza más en campos como los motores de accionamiento de mayor potencia.
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