Processus de préparation des blocs d'aimants en néodyme
Les aimants en bloc au néodyme sont des aimants permanents puissants fabriqués à partir d'un alliage de néodyme, de fer et de bore. Ils sont également connus sous le nom d'aimants rectangulaires en néodyme ou d'aimants en barre en néodyme en raison de leur forme rectangulaire. Ces aimants sont incroyablement puissants pour leur taille et sont couramment utilisés dans diverses applications nécessitant un champ magnétique puissant.
Préparation des matières premières (fusion d'alliages et moulage)
Fraisage
Formation de l'orientation
Frittage, traitement thermique et usinage
Aujourd'hui, nous commencerons par la préparation des matières premières et des alliages. Les aimants frittés en bloc au néodyme utilisent généralement des métaux purs ou des alliages intermédiaires comme matières premières. Ils utilisent le principe de chauffage par induction électromagnétique d'un champ magnétique alternatif pour générer des courants de Foucault dans les matières premières. Les matières premières sont fondues par induction à moyenne et basse fréquence dans un environnement sous vide ou sous gaz inerte, de sorte que les matières premières sont chauffées et fondues.
La matière fondue est agitée pour l'homogénéiser. Les points de fusion des métaux des terres rares se situent entre 800 et 1500°C, ceux du Fe et du Co sont respectivement de 1536°C et 1495°C, et celui du B pur atteint 2077°C. Les points de fusion de certains métaux à point de fusion élevé utilisés comme additifs, tels que Ti, Cr, Mo ou Nb, se situent entre 1600 et 3400℃. Compte tenu de la suppression de la volatilisation des éléments de terre rare aimants bloc néodyme, la température de fusion est généralement contrôlée à 1000~1600°C.
Éléments à point de fusion élevé Les aimants en bloc au néodyme sont fondus par l'alliage de la fonte de métaux de terres rares, ou des alliages d'éléments à point de fusion élevé (généralement des alliages de fer) sont directement utilisés comme matières premières, tels que l'alliage B-Fe (point de fusion ~1500℃), Nb-Fe (point de fusion ~1600℃), etc. Afin d'assurer un environnement à faible teneur en oxygène pour la fusion et le moulage, il est nécessaire d'évacuer les corps des fours de fusion et de moulage et de dégonfler complètement les composants et les matières premières dans le four. Le niveau de vide atteint généralement 10-2~10-3.
Le taux d'augmentation de la pression (dégagement de gaz interne et fuite d'air externe) doit également être contrôlé à un faible niveau. Par exemple, pour un four de fusion d'une capacité de 1 tonne, le taux d'augmentation de la pression doit être inférieur à 5×10-4~1×10-3 L/s. . La fusion sous vide permet de dégonfler complètement le liquide en fusion, d'éliminer les impuretés à faible point d'ébullition et les éléments gazeux nocifs, et d'améliorer la pureté de l'alliage.
Toutefois, la pression de vapeur des métaux des terres rares étant très faible (moins de 1 Pa), la perte par volatilisation est très importante, de sorte qu'elle est généralement utilisée au cours du processus de fusion. Le corps du four est rempli de gaz inerte afin d'augmenter la pression de l'air ambiant et de supprimer la volatilisation des terres rares. Il est plus pratique d'utiliser du gaz argon de haute pureté, qui est généralement rempli à un niveau de 50 kPa. Une fois que l'alliage fondu est homogénéisé, ventilé et que la scorification est entièrement terminée, la coulée peut commencer.
Le moulage d'alliages est un processus très critique, car la composition, l'état de cristallisation et la répartition spatiale des phases sont déterminants pour les performances de l'aimant au néodyme n52 fritté.
Le lingot d'alliage a connu de lourds "boulets de canon", des "livres" de 20 mm d'épaisseur et des "crêpes" de 5 mm. Les initiés de l'industrie ont déployé divers efforts pour éviter la ségrégation des composants et la génération de phases d'impureté, et pour répartir raisonnablement la distribution des phases riches en néodyme.
1. La fonte
Les matières premières des terres rares se présentent généralement sous la forme de métaux purs, et les alliages de terres rares sont souvent sélectionnés pour des raisons de coût, comme le praséodyme et le néodyme, le lanthane et le cérium, les aimants en bloc mixtes de néodyme, les terres rares et les ferroalliages de dysprosium, etc. Les aimants Nd-Fe-B présentent les caractéristiques des phases multimétalliques.
La phase riche en Nd est une condition nécessaire pour une coercivité élevée, et la phase riche en B doit également coexister. Par conséquent, les terres rares et le B dans la formule originale doivent généralement être plus élevés que les composants positifs de R2Fe14B, mais parfois, afin d'ajuster la composition de la phase de limite de grain (en particulier lorsque Cu, Al et Ga sont ajoutés), la teneur en B est légèrement inférieure au composant positif des aimants en bloc au néodyme.
En raison de la réaction entre les métaux des terres rares et les matériaux du creuset et de la volatilisation pendant la fusion et le frittage, une certaine perte de métaux des terres rares doit être prise en compte lors de la formulation. Afin de réduire la teneur en impuretés de l'alliage, la pureté des matières premières doit être strictement contrôlée, et la couche d'oxyde et les attaches à la surface doivent être entièrement éliminées.
La source de chaleur de la fusion par induction à moyenne et basse fréquence est le courant de Foucault induit formé dans la matière première par le champ magnétique alternatif. L'effet de peau du courant de Foucault fait que le courant se concentre sur la surface des blocs magnétiques en néodyme de la matière première. Si la taille du bloc de matière première est trop grande, le courant de Foucault ne peut pas pénétrer au centre du bloc et ne peut que se concentrer sur la surface. Le noyau peut être fondu par conduction thermique, ce qui est très peu réaliste dans la production réelle.
Par conséquent, la taille de la matière première doit être ajustée en fonction de la sélection de la fréquence et contrôlée à 3 à 6 fois la profondeur de la peau. La figure ci-dessous illustre la relation entre la fréquence d'alimentation, la profondeur de la peau et la taille de la matière première. On constate que plus la fréquence est élevée, plus l'effet de peau est important et plus la taille de la matière première doit être réduite.
Le choix de la fréquence de fusion dépend d'une autre fonction importante de la fusion par induction : le brassage électromagnétique, qui utilise l'interaction de la force entre le métal en fusion et le champ magnétique alternatif pour favoriser la fusion des solides non fondus et l'homogénéisation du métal en fusion.
La force électromagnétique L'amplitude est inversement proportionnelle à la racine carrée de la fréquence du courant. Une fréquence trop élevée affaiblira l'effet d'agitation électromagnétique de l'alimentation électrique alternative. La bande de fréquence utilisée dans la production actuelle est d'environ 1000~2500Hz, et la taille des matières premières doit être contrôlée en dessous de 100mm.
L'empilage des matières premières dans le creuset doit tenir compte de la distribution spatiale du champ magnétique induit et de la température pendant le processus de fusion. En général, la bobine d'induction est enroulée autour de l'extérieur du creuset.
Le champ magnétique est le plus fort à l'intérieur du creuset et s'affaiblit progressivement vers le centre, mais les côtés, le fond et le sommet du creuset L'ouverture est le principal moyen pour la chaleur de s'échapper des blocs magnétiques en néodyme, de sorte que la température du côté inférieur du creuset se situe au milieu, la température de la couche supérieure et du milieu du fond est plus basse, et la température de la partie centrale est la plus élevée.
Par conséquent, lors du chargement, il est conseillé de placer les petits morceaux de matériaux à bas point de fusion de manière dense au fond du creuset ; les matériaux à haut point de fusion et les gros morceaux de matériaux doivent être placés dans les parties médiane et inférieure ; les gros morceaux de matériaux à bas point de fusion doivent être placés dans la partie supérieure et être lâches afin d'éviter les ponts.
De nos jours, la technologie de la fusion-coulée en continu est largement utilisée. Les matières premières sont ajoutées en continu au creuset qui est encore à haute température par l'intermédiaire d'une chambre de chargement n52 aimant néodyme . Afin de contrôler la volatilisation des terres rares, le fer pur est généralement ajouté en premier pour le faire fondre, puis les métaux ou alliages à point de fusion élevé sont ajoutés séquentiellement, et enfin les terres rares sont ajoutées.
2. La fonte
Les alliages binaires ou ternaires de terres rares génèrent inévitablement des phases α-Co ou α-Fe dans des conditions de refroidissement lent (proche de l'équilibre). Leurs propriétés magnétiques douces à température ambiante endommageront sérieusement les propriétés des aimants permanents des blocs de néodyme, et doivent être rapidement refroidis pour inhiber leur formation.
Afin d'obtenir l'effet de refroidissement rapide requis, la technologie traditionnelle de coulée en lingotière s'est efforcée de réduire l'épaisseur du lingot d'alliage. Les avantages de la coulée en lingotière sont le faible coût de l'équipement, la simplicité de l'opération et la possibilité de répondre aux exigences générales de la production d'aimants.
L'inconvénient est que la taille des grains est irrégulière et que des phases α-Co ou α-Fe précipitent souvent les aimants en bloc au néodyme. Le traitement thermique à long terme des lingots d'alliage à des températures inférieures au point de fusion de l'alliage peut contribuer à éliminer la phase α-Co ou α-Fe, mais il entraîne l'accumulation de phases riches en Nd, ce qui n'est pas propice à la distribution optimale des phases de joints de grains dans les aimants frittés.
Afin de réduire encore l'épaisseur du lingot d'alliage, une structure "disque-grattoir" similaire à l'étalement d'une crêpe a été mise au point, permettant à l'alliage d'atteindre une épaisseur d'environ 1 cm. Cependant, l'augmentation de la surface de l'alliage a entraîné de nombreux problèmes pour la collecte des fours de fusion de grande capacité.
Une autre voie de développement technologique efficace va dans la direction opposée, en partant de la vitesse de refroidissement extrêmement élevée pour préparer les alliages Nd-Fe-B à trempe rapide, et en essayant de réduire la vitesse de refroidissement pour préparer des alliages cristallins à refroidissement rapide, qui sont appelés bandes.
Il déverse l'alliage en fusion à travers une auge de déviation sur une roue métallique refroidie à l'eau en rotation rapide pour obtenir une épaisseur de 0,2~0,6 mm, une composition de phase et une texture idéales. Paillettes d'alliage. Dans les aimants à bloc de néodyme à structure d'alliage coulé en bandes, la distribution uniforme de la phase riche en Nd et la suppression de l'α-Fe réduisent la teneur totale en terres rares, ce qui est bénéfique pour obtenir des aimants à haute performance et réduire les coûts des aimants ; l'inconvénient est qu'en raison de la réduction de la fraction volumique de la phase riche en Nd, par rapport aux aimants produits par coulée en lingotière, la fragilité des aimants augmente et le post-traitement devient plus difficile.
Fusion et moulage d'alliages. L'alliage coulé doit être transformé en poudre par un processus de pulvérisation avant de pouvoir entrer dans le processus de traitement suivant. L'obtention d'une forme de poudre appropriée, d'aimants en bloc au néodyme, d'une taille de particule moyenne et d'une distribution de taille de particule sont les objectifs de base de la préparation de la poudre.
Les différences caractéristiques susmentionnées de la poudre se manifestent macroscopiquement par des changements dans la densité apparente, la densité de piquage, l'angle de repos, la fluidité, le taux de compression, le frottement interne et le coefficient de frottement externe de la poudre, qui sont directement liés au remplissage de la poudre, à l'orientation du champ magnétique, au pressage et au démoulage des ébauches, ainsi qu'à la microstructure de l'aimant générée par les processus de frittage et de traitement thermique, affectant ainsi de manière sensible les propriétés magnétiques permanentes, les propriétés mécaniques, les propriétés thermoélectriques et la stabilité chimique de l'aimant au néodyme de type 52.
La microstructure idéale des aimants frittés est celle de grains de phase principale fins et uniformes entourés d'éléments supplémentaires minces et lisses, les directions d'aimantation facile des grains de phase principale de l'aimant au néodyme n52 étant disposées de manière aussi cohérente que possible le long de la direction d'orientation.
Les cavités, les gros grains et les phases magnétiques douces de grande taille réduiront sérieusement la force coercitive intrinsèque de l'aimant, tandis que les grains dont la direction d'aimantation s'écarte de la direction d'orientation réduiront simultanément la quadrature des courbes d'aimantation et de désaimantation résiduelles de l'aimant. À cette fin, les lingots d'alliage ou les flocons à refroidissement rapide doivent être transformés en particules monocristallines d'une taille moyenne de 3 à 5 μm, d'une taille maximale inférieure à 20 μm et d'une forme proche de la sphère.
En même temps, la proportion de grains excessivement fins doit être contrôlée pour éviter la tendance à l'oxydation grave de la poudre. Le cas échéant, un traitement de surface de la poudre peut être utilisé pour renforcer la capacité anti-oxydation de la poudre et améliorer le remplissage et la compressibilité.
1. Méthode conventionnelle de broyage mécanique
Les composés intermétalliques du groupe de transition des aimants en néodyme ont une dureté et une fragilité élevées. Les lingots d'alliage peuvent être facilement cassés en petits morceaux à l'aide d'un concasseur à mâchoires ou d'une machine similaire, puis broyés mécaniquement étape par étape jusqu'à une granulométrie moyenne de 3~5 μm. Cependant, l'usure de l'équipement entraîne des impuretés qui affectent inévitablement la qualité de la poudre. En raison de la forte tendance à l'oxydation des métaux des terres rares et de leurs composés intermétalliques, le broyage grossier (niveau ~10mm) et le broyage moyen (niveau ~100μm) sont généralement effectués sous une atmosphère protectrice telle que l'azote ou l'argon, tandis que le broyage fin (taille moyenne des particules 3~5μm) Choisissez le broyeur à billes à protection liquide ou le broyeur à flux d'azote ou de gaz inerte.
La méthode du double alliage ou de l'alliage multiple de NdFeB fritté est également largement utilisée. Habituellement, un alliage proche du composant positif Nd2Fe14B et un alliage riche en Nd à refroidissement rapide sont mélangés et broyés dans des aimants en bloc au néodyme, et la poudre riche en Nd de petit volume est uniformément répartie dans le corps principal de la poudre d'alliage.
2. Décrépitation de l'hydrogène (HD)
La recherche sur le comportement d'absorption de l'hydrogène des métaux, alliages et composés intermétalliques des terres rares et sur les propriétés physiques et chimiques des hydrures a toujours été une question majeure dans l'application des terres rares. L'exemple le plus direct est celui des batteries à hydrogène. Les lingots d'alliage de matériaux magnétiques permanents à base de terres rares ont également une forte tendance à absorber l'hydrogène.
Les atomes d'hydrogène pénètrent dans les sites interstitiels de la phase principale du composé intermétallique et de la phase du joint de grain riche en terres rares pour former des composés atomiques interstitiels, ce qui augmente l'espacement atomique et accroît le volume du réseau. Dans un alliage très fragile, les contraintes internes qui en résultent provoquent une fissuration des joints de grains (fracture intergranulaire), une fracture des grains (fracture transgranulaire) ou une fracture ductile de l'alliage dans un bloc d'aimants en néodyme. Comme cette fissuration peut être accompagnée d'un bruit de craquement, on l'appelle "écrasement de l'hydrogène" ou "éclatement de l'hydrogène".
3. Méthode de broyage par jet d'ammoniac
Dans les laboratoires ou les processus de production à grande échelle, on utilise généralement des broyeurs à jet à lit fluidisé utilisant de l'azote à haute pression (0,6MPa) et de grande pureté (99,995%) comme source d'énergie. La taille médiane des particules D50 mesurée par le granulomètre laser est d'environ 5 μm. Blocs d'aimants en néodyme . Si l'on considère que la pression du gaz est proportionnelle à l'énergie cinétique moyenne des molécules de gaz, à pression égale, un gaz de faible poids moléculaire a une vitesse de vol plus importante Neodymium block magnets , et une augmentation du débit de gaz est propice à l'augmentation de la fréquence des collisions naturelles des particules de poudre. Les molécules d'hydrogène et d'hélium sont les meilleurs candidats, mais en raison de la nature explosive de l'hydrogène, l'hélium est le meilleur choix. Le débit de l'hélium est 2,9 fois supérieur à celui de l'azote, et la poudre grossière de Nd-Fe-B peut être réduite en poudre en peu de temps. Broyer jusqu'à D50=2μm ou moins.
Le formage de l'orientation du champ magnétique utilise l'interaction entre la poudre magnétique et le champ magnétique externe pour arranger les directions d'aimantation facile des particules de poudre de manière à ce qu'elles soient cohérentes avec la direction d'aimantation finale des blocs de néodyme. Il s'agit de la méthode la plus couramment utilisée pour obtenir des aimants anisotropes. Le processus de préparation de la poudre décompose l'alliage Nd-Fe-B en particules monocristallines, qui sont anisotropes uniaxialement.
Chaque particule n'a qu'un seul axe magnétique facile, l'axe c de la cellule unitaire de la phase principale. La poudre est introduite en vrac dans le moule. La densité de remplissage est d'environ 25%-30% de la densité réelle des aimants en bloc au néodyme. Sous l'action d'un champ magnétique externe supérieur à 0,8A/m, ces particules de poudre passent de multidomaines à un seul domaine et sont tournées ou déplacées. La direction de l'aimantation facile est ajustée à la direction du champ magnétique externe.
Dans la production industrielle, les méthodes actuelles de formage à la presse sont divisées en deux catégories : le formage en une fois et le formage en deux fois.
Le formage unique peut être réalisé à l'aide d'une presse à sens unique (pression généralement comprise entre 50 et 100MPa, densité du compact vert de 55%-60%) ou d'une presse isostatique à froid (pression généralement comprise entre 200MPa, densité du compact vert de 60%).
Le formage en deux étapes peut utiliser une presse à sens unique (la pression est généralement de 20-30MPa, la densité du compact vert est de 45% de densité solide) plus une presse isostatique à froid (la pression est généralement de 200MPa, la densité du compact vert est de 60% de densité solide).
Au cours du processus de formation de l'orientation, la poudre d'alliage conserve essentiellement l'arrangement de l'orientation de l'axe c. Une fois le pressage terminé, l'ébauche est démagnétisée (pour éliminer les dommages causés à l'orientation des particules adjacentes par l'interaction dipolaire magnétique entre les particules de poudre magnétique), puis démoulée en blocs d'aimants au néodyme. Il est possible d'obtenir une ébauche présentant une bonne orientation dans le sens de l'aimantation facile.
Des pressions aussi élevées que 100 MPa forceront la poudre magnétique à obéir aux conditions d'équilibre de la force mécanique et de la force magnétique, ce qui entraînera inévitablement le mouvement ou la rotation des particules de poudre magnétique, ce qui peut faire dévier l'axe c de la direction du champ magnétique externe et réduire l'orientation des aimants en bloc au néodyme。.
Par conséquent, le processus de formation du champ magnétique consiste à équilibrer raisonnablement la relation entre l'intensité du champ magnétique et la pression de formage, en partant du principe que la densité de l'ébauche doit permettre d'obtenir l'orientation la plus élevée possible.
Le degré d'orientation de la poudre est également affecté par le frottement interne de la poudre. L'impact est particulièrement important lorsque la densité apparente est élevée. Dans la production actuelle, des lubrifiants organiques sont utilisés pour réduire le frottement interne, mais ils doivent être éliminés avant que la réaction de frittage ne se produise (généralement autour de 200°C). Le lubrifiant est complètement libéré pour éviter que l'oxydation ou la carbonisation du lubrifiant ne réduise les performances des aimants en bloc au néodyme.
Il existe généralement trois types de processus de formage dans la production réelle :
Pressage dans le sens transversal, TDP
Pressage dans le sens axial, ADP
Pressage isostatique Pressage isostatique, IP (le pressage isostatique utilise généralement un milieu liquide, et le pressage isostatique utilisant le caoutchouc comme milieu est appelé moulage du caoutchouc Pressage isostatique du caoutchouc, RIP)
Le plus courant d'entre eux est le pressage vertical, ce qui signifie que la direction du champ magnétique H est perpendiculaire à la direction de pressage P ; le pressage parallèle signifie que la direction du champ magnétique est parallèle à la pression de formage ; et le pressage isostatique applique une pression uniforme à la poudre magnétique dans toutes les directions à travers un milieu tel qu'un liquide ou un moule en caoutchouc Blocs d'aimants en néodyme.
Lorsque les paramètres du processus, tels que le remplissage de la poudre magnétique, l'intensité du champ magnétique et la pression de formage, sont identiques, les performances des aimants en bloc au néodyme obtenus par pressage isostatique sont les plus élevées, suivies par le pressage vertical, et le pressage parallèle est le moins performant.
Si le degré d'orientation est mesuré par le rapport entre la rémanence et l'aimantation à saturation, RIP peut atteindre 94%~96%, TDP 90%~93%, et ADP seulement 86%~88%, entre les trois (BH) max peuvent différer de 16~40kJ/m3 (2~5MGOe). Cette différence reflète typiquement la relation compétitive entre la pression mécanique, l'interaction du dipôle magnétique et les forces de friction internes et externes.
Le pressage isostatique à froid est également souvent utilisé pour la pressurisation secondaire des ébauches pressées unidirectionnelles. Lorsque le champ magnétique d'orientation est limité, une pression plus faible est d'abord utilisée pour obtenir le degré d'orientation approprié, puis le pressage isostatique est utilisé pour augmenter encore la densité du compact. Ne pas détruire les niveaux d'orientation existants.
Frittage et traitement thermique
Les ébauches pressées par orientation du champ magnétique sont frittées sous vide poussé ou sous atmosphère inerte pure pour atteindre une densité élevée proche de 95% de la densité théorique. Les trous de l'aimant ont une structure fermée, ce qui garantit l'uniformité de la densité du flux magnétique et la stabilité chimique du métal. Les caractéristiques des aimants permanents sont étroitement liées à leur microstructure métallographique.
Le processus de traitement thermique après le frittage est crucial pour l'ajustement du magnétisme. Cependant, après tout, la température de traitement est relativement basse. Certaines caractéristiques microstructurales importantes ne peuvent pas être complètement ajustées par le traitement thermique, mais doivent être ajustées par le processus de frittage, qui est soigneusement contrôlé.
Afin d'éviter la diminution de la coercivité causée par la croissance des grains de la phase principale, les aimants à bloc de néodyme Nd-Fe-B doivent être frittés à une température inférieure à 1100°C. La température de frittage habituelle est de 1050~1080°C, ce qui permet d'obtenir une porosité proche de zéro. La densité réelle et la taille des grains sont de l'ordre de 5~15μm ; pour obtenir une coercivité élevée, un traitement thermique en deux étapes à environ 900°C et 500°C est généralement nécessaire, et une trempe est requise après le frittage et le traitement thermique pour fixer la microstructure correspondante. structure.
La combinaison optimale de la température et de la durée du traitement thermique est étroitement liée aux éléments ajoutés et à leur composition dans l'aimant en bloc Nd-Fe-B au néodyme, mais un grand nombre d'expériences montrent que la température du premier niveau de traitement thermique (900°C) est largement applicable en raison de la richesse du contenu à cette température. La phase Nd est à l'état liquide. En tant que phase de limite de grain, elle peut réparer la surface des grains de la phase principale. Tant que la durée n'est pas trop longue, elle n'entraînera pas une croissance excessive des grains de la phase principale ni un enrichissement de la phase riche en Nd.
Cet effet n'a rien à voir avec la composition. La deuxième étape du traitement thermique est cruciale pour l'ajustement de la composition des phases et de la microstructure de l'aimant. Dans cette plage de température, des réactions eutectiques se produisent et la quantité totale, la composition et la distribution de la phase liquide changent. Il affecte la force coercitive intrinsèque de l'aimant, l'équerrage de la courbe de démagnétisation et la perte irréversible à haute température de l'aimant.
Usinage
En raison des caractéristiques et des limites techniques du processus de formation de l'orientation du champ magnétique, il est difficile pour les aimants en bloc en néodyme fritté d'atteindre directement la forme et la précision dimensionnelle pour les applications pratiques de l'aimant en néodyme n52 en une seule fois, de sorte que le traitement mécanique des ébauches frittées est inévitable. Les principales raisons sont les suivantes :
1. De nombreux aimants finis sont de petite taille et de forme complexe, et ne peuvent être traités qu'à partir d'aimants vierges d'une certaine forme ;
2. Même pour les ébauches d'aimants presque entièrement formées, en raison de la faible densité apparente et de la mauvaise fluidité de la poudre, l'uniformité du remplissage du moule femelle est médiocre et il est difficile d'éviter les fluctuations de forme ou de taille de l'ébauche d'aimant fritté ;
3. En raison de la différence évidente de retrait de frittage de l'aimant bloc en néodyme en parallèle et perpendiculairement à la direction d'orientation, ainsi que de la différence de retrait de frittage à la limite et au centre de l'aimant bloc, il est finalement difficile de répondre aux exigences de précision dimensionnelle de l'aimant fini.
Compte tenu des coûts des matières premières et de la main-d'œuvre, les entreprises japonaises, européennes et américaines choisissent principalement la technologie de formage proche du filet pour les aimants en bloc au néodyme, complétée par un traitement mécanique ultérieur ;
Les entreprises chinoises produisent une large gamme d'aimants permanents en terres rares, en utilisant principalement un processus de production complet qui combine les aimants bruts et le post-traitement, et qui s'appuie entièrement sur les céramiques. Avec l'augmentation du coût des matières premières et la pression exercée par le coût de la main-d'œuvre, les technologies de formage en quasi-réseau et de formage automatique se développent rapidement dans notre pays.
Les aimants permanents en terres rares préparés par métallurgie des poudres sont un produit cermet typique qui est dur et cassant. Pour les matériaux durs et cassants, les opérations de tournage, de fraisage, de rabotage et de meulage utilisées pour l'usinage général comprennent uniquement le découpage, le perçage et l'alésage. Meulage et ébarbage. Il peut être subdivisé en fonction des caractéristiques de base de la surface de traitement :
La découpe des lames utilise généralement des lames diamantées ou des lames électrodéposées à base de poudre de nitrure de bore cubique. Différentes épaisseurs de lames et positions du bord de la lame sont sélectionnées en fonction de la profondeur d'incision et des exigences de tolérance géométrique. Le bord de la fraise circulaire intérieure est soutenu par la lame et le cercle extérieur. Une bonne planéité peut être assurée pendant le processus de coupe, de sorte que l'épaisseur de la lame peut atteindre 0,1 mm, mais la profondeur de la coupe et la taille de l'aimant coupé sont limitées par la différence entre le diamètre intérieur de la lame et les diamètres intérieur et extérieur.
L'arête de coupe de la fraise externe flotte sur le bord extérieur et la capacité de support de la lame est inférieure à celle de la fraise interne. Par conséquent, pour garantir le même niveau de tolérance, il faut une lame légèrement plus épaisse, généralement de l'ordre de 0,2 à 0,5 mm, et la perte de matériau qui en résulte est également plus importante. Pour les produits en grande quantité et de taille unique, il est très efficace d'utiliser des scies à fil pour le tranchage.
La découpe par décharge électrique et la découpe au laser sont des procédés thermiques directs qui peuvent être utilisés pour la découpe de formes complexes. Toutefois, l'efficacité de la découpe est relativement faible et le coût de traitement est élevé. En outre, certaines études ont révélé que la surface traitée des aimants NdFeB frittés présente une épaisseur d'environ 10% en raison du processus de chauffage. La couche riche en Nd de 15μm réduit la stabilité chimique du matériau.
Le forage magnétique s'appuie sur des forets diamantés ou des lasers. Afin d'améliorer l'utilisation des matériaux, la technologie du forage creux a été développée. Le cylindre solide creusé au centre des produits de grand diamètre intérieur peut également être utilisé pour fabriquer d'autres produits de petite taille. Perçage avec action ultrasonique Le modèle de trou peut atténuer les dommages fragiles, ce qui est bénéfique pour le traitement des aimants à haute performance ou à haute stabilité thermique présentant une fragilité élevée.
Il existe deux types de meules : les meules à base de métal et les meules à base de résine. La rectification de profil consiste à fabriquer une base de meule en fonction du profil de la surface à rectifier. Cette base est ensuite recouverte de poudre de diamant ou de BN et modifiée pour répondre aux exigences du produit final.
Le traitement mécanique produit des défauts à la surface des aimants en bloc au néodyme, ce qui affecte sérieusement les performances et la résistance à la corrosion de l'aimant. Ce problème est d'autant plus grave pour les produits de petite taille et de faible épaisseur ; il convient donc de les réparer en éliminant ou en réparant la couche défectueuse de la surface.
