Les aimants collés sont apparus dans les années 1970. À cette époque, le SmCo avait atteint le stade de la commercialisation. La situation du marché des aimants permanents en NdFeB fritté était très bonne, mais il était difficile de les transformer avec précision en formes spéciales, et ils étaient susceptibles de se fissurer, de s'endommager, de tomber sur les bords et les coins, et ils n'étaient pas faciles à assembler, ce qui limitait leur application. Pour résoudre ce problème, l'aimant permanent est broyé et mélangé à du plastique, puis pressé dans un champ magnétique. Il s'agit probablement de la méthode de fabrication la plus primitive des aimants collés. Les aimants Nd-Fe-B collés ont été largement utilisés en raison de leur faible coût, de leur grande précision dimensionnelle, de leur grande liberté de forme, de leur bonne résistance mécanique et de leur légèreté.
1. Processus de production :
Le NdFeB collé est constitué de poudre d'aimant permanent mélangée à des matériaux adhésifs tels que le caoutchouc ou le plastique léger, et est directement moulé en pièces d'aimant permanent de différentes formes en fonction des besoins de l'utilisateur.
La préparation de la poudre magnétique est un processus clé pour le traitement des aimants permanents NdFeB, et la performance de la poudre magnétique affecte directement les propriétés magnétiques des aimants permanents. Les méthodes de préparation de la poudre magnétique de Nd-Fe-B comprennent la méthode de broyage mécanique, la méthode de trempe de la fritte, la méthode HDDR, la méthode de pulvérisation de gaz et la méthode d'alliage mécanique. À l'heure actuelle, le processus principal adopte la méthode HDDR, qui prépare la poudre d'aimant permanent de terres rares à haute performance par le processus d'hydrogénation-décomposition-déshydrogénation-recombinaison : tout d'abord, l'alliage est réduit en poudre grossière, placé dans un four sous vide et cristallisé à une certaine température. L'alliage absorbe l'hydrogène et subit une réaction de disproportion, puis extrait l'hydrogène pour le recombiner en une poudre d'aimant permanent de terre rare avec des grains de cristal extrêmement petits. Cette méthode permet d'obtenir des grains fins d'une taille moyenne de 0,3 μm, et donc une poudre magnétique dotée d'une force coercitive élevée.
Il existe actuellement quatre procédés de moulage par compression du NdFeB lié : le calandrage, le moulage par injection, l'extrusion et le moulage par compression, parmi lesquels le calandrage et l'injection sont les plus courants.
1. Le calandrage consiste à mélanger uniformément la poudre magnétique et le liant selon un certain rapport de volume, à l'enrouler pour obtenir l'épaisseur voulue, puis à le durcir pour obtenir le produit fini. En général, la résine vinylique et le caoutchouc nitrile sont utilisés comme liant. La surface du produit doit être protégée par un placage Do.
2. Le moulage par injection consiste à mélanger la poudre magnétique avec le liant (résine thermoplastique), à la chauffer et à la pétrir, à la granuler, à la sécher, puis à l'envoyer dans la chambre de chauffe pour la chauffer à travers une tige de guidage en spirale, à l'injecter dans la cavité du moule à une certaine vitesse pour le moulage, et à la refroidir Après cela, on obtient le produit fini. En raison de la teneur élevée en résine, un film protecteur peut être formé sur la surface de l'aimant. En général, il n'est pas nécessaire de procéder à un traitement anticorrosion de la surface, à moins que la capacité anticorrosion de la surface ne soit très importante.
3. Le moulage par extrusion est fondamentalement le même que le moulage par injection, la seule différence étant que les granulés chauffés sont extrudés dans le moule à travers une cavité pour un moulage continu.
4. Le moulage par compression consiste à mélanger la poudre magnétique et le liant en respectant les proportions, à granuler et à ajouter une certaine quantité d'agent de couplage, à presser et à former dans le moule, et à solidifier à 120°~150° pour obtenir finalement le produit fini.
Performance du produit
En ajoutant un liant, la performance magnétique est inférieure à celle de l'aimant NdFeB fritté : l'aimant NdFeB collé utilise un liant pour lier la poudre magnétique en un grand aimant, et sa densité n'est généralement que de 80% par rapport à la densité théorique. L'aimant NdFeB fritté est chauffé à haute température par le biais d'un processus complexe, de sorte qu'en termes de magnétisme, les aimants NdFeB collés sont plus faibles que les aimants NdFeB frittés.
Le produit a une grande précision et une grande liberté de forme : le NdFeB fritté est produit par frittage de poudre. En général, seules des ébauches peuvent être produites après le frittage, puis un traitement mécanique (comme le découpage du fil, le tranchage, le broyage, etc.) permet d'obtenir des aimants de formes diverses. Par rapport aux aimants permanents en NdFeB fritté, le processus de production des aimants permanents en NdFeB lié est plus simple, sans traitement secondaire, et ses produits ont une grande précision dimensionnelle et ne se déforment pas ; en même temps, la forme a un grand degré de liberté, et diverses formes peuvent être fabriquées en fonction des besoins d'utilisation réels. Les produits, tels que les longues bandes, les feuilles, les tubes, les anneaux ou d'autres formes complexes, sont faciles à produire automatiquement en masse et ont une grande résistance mécanique.
Aimants isotropes, faciles à magnétiser dans toutes les directions : Les aimants NdFeB liés sont des aimants isotropes, avec les mêmes propriétés magnétiques dans toutes les directions. Il est donc facile de fabriquer des aimants multipolaires ou même infinis, ce qui est généralement difficile à réaliser pour les aimants frittés.
Application du produit
Les performances magnétiques des aimants NdFeB collés ne sont pas aussi bonnes que celles des aimants NdFeB frittés, mais il est facile de fabriquer des aimants annulaires magnétisés à plusieurs étages, avec une excellente cohérence et uniformité des performances, et il est facile de les intégrer à d'autres pièces métalliques ou plastiques, bien plus que les propriétés magnétiques de la ferrite collée, et ils sont largement utilisés dans divers types de micromoteurs et de systèmes de capteurs. Les utilisations spécifiques du NdFeB collé peuvent être divisées comme suit :
Produits numériques : aimants pour disques durs (HDD) - il s'agit actuellement du plus grand domaine d'application pour le NdFeB lié.
Produits Office OA : moteurs d'entraînement pour imprimantes, moteurs pour scanners, moteurs d'alimentation synchrone (STP) pour copieurs, rouleaux magnétiques pour imprimantes laser, etc.
Moteurs automobiles et produits de capteurs magnétiques : y compris les aimants de capteurs de direction assistée EPS, les moteurs d'essuie-glace, les moteurs de lève-vitre, les moteurs de réglage de siège, etc.
Autres types de moteurs industriels et domestiques : principalement divers servomoteurs, moteurs d'outils électriques, moteurs de climatisation et de réfrigération, etc.
En raison de l'énorme différence de propriétés magnétiques et de moulage, l'intersection entre le NdFeB collé et le NdFeB fritté n'est pas très importante. Le NdFeB lié est principalement utilisé dans les moteurs de broches de disques durs et les micro-moteurs de petite puissance, tandis que le NdFeB fritté est davantage utilisé dans les moteurs d'entraînement de grande puissance et dans d'autres domaines.
NdFeB pressé à chaud
Le NdFeB pressé à chaud peut atteindre des propriétés magnétiques similaires à celles du NdFeB fritté sans ajout de terres rares lourdes. Il présente les avantages d'une densité élevée, d'une orientation élevée, d'une bonne résistance à la corrosion et d'une force coercitive élevée, mais ses propriétés mécaniques ne sont pas aussi bonnes que celles du NdFeB fritté. Heureusement, en raison du monopole des brevets et des coûts de traitement élevés, seuls GM, Daido (Japon) et Delta (Europe) disposent d'une technologie de production sur le marché, et seul Daido (Japon) peut réaliser une production de masse de produits NdFeB pressés à chaud. En février 2018, Yinhe Magnet a construit la première ligne de production de NdFeB pressé à chaud en Chine, avec une capacité de production de 300 tonnes par an, et la production de masse est attendue prochainement.
L'aimant permanent NdFeB pressé à chaud est préparé par pressage à chaud ou par technologie thermo-rhéologique. Tout d'abord, en fonction d'une certaine proportion d'ingrédients, la méthode de trempe rapide du NdFeB est utilisée pour préparer la bande de trempe rapide du NdFeB, puis elle est broyée en poudre avec une certaine taille de particules. Ensuite, dans un environnement de gaz inerte ou de vide, elle est comprimée à une certaine température et pressée dans une ébauche. À ce stade, le produit est une ébauche d'aimant isotrope ; dans un environnement de gaz inerte ou de vide, remplacer ou changer le moule, augmenter la température et retraiter L'ébauche d'aimant isotrope est soumise à une rhéologie thermique pour générer une anisotropie, et une ébauche d'aimant anisotrope est obtenue. Enfin, l'ébauche d'aimant isotrope ou l'ébauche d'aimant anisotrope est usinée et magnétisée (magnétisée) pour obtenir le matériau magnétique isotrope ou anisotrope final de l'aimant permanent en NdFeB pressé à chaud.
En raison des limites de la technologie de moulage, le NdFeB pressé à chaud ne peut actuellement être transformé qu'en anneaux, et son champ d'application est limité dans une certaine mesure. À l'heure actuelle, il est principalement utilisé dans les moteurs automobiles à EPS et dans d'autres domaines. L'aimant NdFeB pressé à chaud a des performances magnétiques élevées, l'anneau magnétique est orienté radialement et les performances magnétiques radiales sont uniformes, ce qui permet au moteur de fonctionner silencieusement et à la sortie du couple d'être régulière.
Le remplacement du frittage par le pressage à chaud se concentre principalement dans le domaine du NdFeB à haute performance, à faible teneur en dysprosium et à haute coercivité. Il s'agit de la partie la plus rentable des entreprises de NdFeB fritté. Les entreprises de NdFeB fritté doivent faire la course contre la montre et procéder à des mises à niveau technologiques. Y compris les nouveaux procédés représentés par le dysprosium et le PLP.
Le frittage, le collage et le pressage à chaud du NdFeB ont leurs propres avantages.
NdFeB fritté
Avantages : performance magnétique extrêmement élevée, il s'agit du matériau magnétique ayant la plus grande performance magnétique à l'heure actuelle, et l'énergie magnétique maximale produite peut atteindre 55MGOe (N54).
Inconvénients : Afin de s'adapter à l'environnement de travail à haute température, certaines qualités de NdFeB fritté ajouteront du dysprosium et du terbium de terres rares moyennes et lourdes pour améliorer la force coercitive intrinsèque et la température de travail de l'aimant, mais cela entraînera un coût unitaire plus élevé du produit ; préparation Le processus est compliqué (fritté dans une ébauche d'abord et ensuite usiné), la perte dans le processus de traitement est élevée, et le rendement est affecté.
NdFeB lié
Avantages : Le produit a une grande précision dimensionnelle et une forme flexible ; il ne contient pas de terres rares moyennes et lourdes, et le coût unitaire est faible ; il est directement formé, et la perte pendant le traitement est faible.
Inconvénients : faibles propriétés magnétiques, l'énergie maximale du produit actuel est d'environ 12MGOe ; force coercitive intrinsèque et faible température de fonctionnement.
NdFeB pressé à chaud
Avantages : Si l'on n'utilise pas de terres rares moyennes et lourdes, il est possible d'obtenir des propriétés magnétiques extrêmement élevées. Actuellement, l'énergie magnétique maximale du produit peut atteindre 43 MGOe ; la perte au cours du processus de traitement est faible.
Inconvénients : Actuellement, il ne peut être fabriqué qu'en forme d'anneau, ce qui limite considérablement le champ d'application du NdFeB pressé à chaud ; en raison des obstacles techniques élevés du NdFeB pressé à chaud, seule l'entreprise japonaise Daido Electronics est actuellement parvenue à une production de masse dans le monde, et son monopole fait que son prix est élevé.
Il y a actuellement peu de recoupements entre les trois types d'application
La plupart des matériaux magnétiques pressés à chaud ne peuvent prendre que la forme d'un anneau, ce qui limite leur champ d'application. Actuellement, il est principalement utilisé dans le domaine des moteurs automobiles à PSE ; même si l'on considère la croissance rapide du NdFeB pressé à chaud sur le marché du PSE automobile et la demande de NdFeB fritté par rapport au NdFeB fritté, le marché du NdFeB pressé à chaud est extrêmement restreint, de sorte que l'impact sur le taux de croissance de la demande de NdFeB fritté est relativement faible.
En raison de l'énorme différence entre les propriétés magnétiques et le moulage, l'intersection entre le NdFeB lié et le NdFeB fritté n'est pas très importante. Le NdFeB collé est principalement utilisé dans les domaines des moteurs de broches de disques durs et des micro-moteurs de petite puissance. Le NdFeB fritté au bore ferreux est davantage utilisé dans des domaines tels que les moteurs d'entraînement de plus grande puissance.
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