Wiedza o magnesach – materiały z magnesami trwałymi NdFeB

Materiał magnesu trwałego NdFeB nazywany jest „Królem Magnetycznym”. Odkryto go w 1983 r., a w 1985 r. zapoczątkowano jego industrializację w Japonii, Chinach, Europie i Stanach Zjednoczonych. Od tego czasu minęło 35 lat. W ciągu ostatnich 35 lat światowy przemysł materiałów na magnesy trwałe NdFeB rozwinął się energicznie, właściwości magnetyczne są stale aktualizowane, różnorodność i gatunki materiałów stale rosną, innowacje w technologii przemysłowej szybko się zmieniają, a produkcja materiałów wzrosła szybko.

Magnesy trwałe NdFeB to tetragonalne kryształy utworzone z neodymu, żelaza i boru. Według różnych procesów produkcyjnych można je podzielić na trzy typy: NdFeB spiekany, NdFeB wiązany i NdFeB prasowany na gorąco. Ze względu na różne procesy produkcyjne różnią się one znacznie właściwościami magnetycznymi produktu, obróbką końcową i zastosowaniem.

Spiekany NdFeB

Spiekany NdFeB jest największym i najczęściej stosowanym produktem z rodziny NdFeB. Jest wytwarzany metodą metalurgii proszków. Zgodnie z siłą przymusu produktu dzieli się go na N, M, H, SH, UH, EH i TH. seria. Obecnie produkowany na skalę przemysłową spiekany NdFeB ma remanencję do 1,45 T i wewnętrzną siłę koercyjną do 2786 kA/m. Temperatura pracy wynosi od 80 stopni do 200 stopni, w zależności od siły przymusu. Spiekany NdFeB łatwo ulega utlenieniu i korozji, dlatego wymagana jest obróbka powierzchniowa. Zgodnie z różnymi wymaganiami środowiskowymi można zastosować fosforanowanie, galwanizację, powlekanie chemiczne, elektroforezę, osadzanie z fazy gazowej i inne metody obróbki powierzchni. Typowe powłoki, takie jak cynk, nikiel, nikiel, miedź, nikiel, żywica epoksydowa itp.

Połączony NdFeB

Spiekany NdFeB jest trudny do precyzyjnego przetworzenia do specjalnego kształtu, a podczas obróbki jest podatny na pękanie, uszkodzenia i trudny montaż. Aby rozwiązać te problemy, ludzie próbują zmiażdżyć magnes trwały, zmieszać go z klejem i wcisnąć w pole magnetyczne. , Bonded NdFeB wyszło w ten sposób. Ma zalety niskiego kosztu, wysokiej dokładności wymiarowej, dużego stopnia swobody kształtu, dobrej wytrzymałości mechanicznej, lekkiego ciężaru właściwego itp. I jest szeroko stosowany na rynku.

Obecnie istnieją cztery procesy formowania związanego NdFeB: kalandrowanie, formowanie wtryskowe, wytłaczanie i formowanie tłoczne, wśród których bardziej popularne są kalandrowanie i wtryskiwanie. Związane magnesy NdFeB stanowią na ogół tylko 80 procent gęstości teoretycznej ze względu na dodatek dużej ilości spoiwa, więc ich właściwości magnetyczne są słabsze niż w przypadku spiekanych magnesów NdFeB. Wiązany NdFeB jest magnesem izotropowym o tym samym magnetyzmie we wszystkich kierunkach, dlatego wygodnie jest wytwarzać magnesy integralne wielobiegunowe lub nawet o nieskończonych biegunach. (związany NdFeB można również przekształcić w magnesy anizotropowe).

Tłoczony na gorąco NdFeB

Tłoczony na gorąco NdFeB może osiągnąć właściwości magnetyczne podobne do spiekanego NdFeB bez dodawania ciężkich pierwiastków ziem rzadkich. Ma zalety dużej gęstości, wysokiej orientacji, dobrej odporności na korozję i dużej siły koercyjnej, ale jego właściwości mechaniczne nie są dobre. , a ze względu na monopol patentowy i wysokie koszty przetwarzania, tylko kilka firm na rynku osiągnęło masową produkcję produktów NdFeB tłoczonych na gorąco.

Ze względu na ograniczenia technologii formowania, prasowany na gorąco NdFeB można obecnie przerobić jedynie na pierścienie, a zakres zastosowań jest ograniczony w pewnym stopniu. Obecnie stosuje się go głównie w samochodowych silnikach EPS i innych dziedzinach. Magnesy NdFeB prasowane na gorąco mają wysokie właściwości magnetyczne, a maksymalny produkt energii magnetycznej w kierunku promieniowym pierścienia magnetycznego może osiągnąć 240-360kJ/m3. Pierścień magnetyczny jest zorientowany w kierunku promieniowym, a promieniowe właściwości magnetyczne są jednolite, co może sprawić, że silnik będzie pracował cicho, a moment obrotowy będzie płynny. Jednocześnie ma również wysoką odporność na ciepło, a temperatura użytkowania może osiągnąć 180 stopni -200 stopni.

Ze względu na ogromną różnicę we właściwościach magnetycznych i formowaniu, przecięcie NdFeB związanego i spiekanego NdFeB nie jest duże. Połączony NdFeB jest stosowany głównie w silnikach wrzecionowych dysków twardych i mikrosilnikach małej mocy. , natomiast spiekany NdFeB jest częściej stosowany w takich dziedzinach, jak silniki napędowe o większej mocy. Ze względu na ograniczenia kształtu, NdFeB tłoczony na gorąco stosowany jest wyłącznie w EPS motoryzacyjnym.