Sintret neodymmagnet fremstilles ved at råvarene smeltes under vakuum eller inert atmosfære i en induksjonssmelteovn, deretter behandles i strimmelstøperen og avkjøles for å danne Nd-Fe-B-legeringsstrimmel. Legeringsstrimler pulveriseres til et fint pulver med flere mikron i diameter. Det fine pulveret blir deretter komprimert i et orienteringsmagnetisk felt og sintret til tette legemer. Kroppene blir deretter maskinert til de spesifikke formene, overflatebehandlet og magnetisert.
Veiing
Veiing av kvalifisert råmateriale er direkte relatert til nøyaktigheten av magnetsammensetningen. Renhet eller råmateriale og stabilitet av kjemisk sammensetning er grunnlaget for produktkvalitet. Sintret neodymmagnet velger normalt sjeldne jordartsmetaller som Praseodymium-Neodymium Pr-Nd mischmetal, Lanthanum-Cerium La-Ce mischmetal og Dysprosium Iron Dy-Fe-legering som materiale av kostnadsgrunner. Elementer med høyt smeltepunkt bor, molybden eller niob tilsettes på ferrolegeringsmåte. Rustlag, inkludering, oksid og smuss på råstoffoverflaten må fjernes med mikroblåsemaskin. I tillegg bør råmaterialet være i passende størrelse for å oppfylle effektiviteten i etterfølgende smelteprosess. Neodym har lavt damptrykk og aktive kjemiske egenskaper, da eksisterer sjeldne jordmetaller en viss grad av fordampningstap og oksidasjonstap under smelteprosessen, derfor bør veieprosessen av sintret neodymmagnet vurdere å legge til ekstra sjeldent jordmetall for å sikre nøyaktigheten av magnetsammensetningen.
Smelting og stripestøping
Smelting og båndstøping er avgjørende for sammensetning, krystallinsk tilstand og fordeling av fase, og påvirker dermed påfølgende prosess og magnetisk ytelse. Råmateriale varmes opp til smeltet tilstand via middels og lavfrekvent induksjonssmelting under vakuum eller inert atmosfære. Støping kan behandles når legeringssmelten oppnådde homogenisering, eksos og slaggdannelse. En god støpt ingot-mikrostruktur bør ha godt utvokst og søyleformet krystall av fin størrelse, deretter bør Nd-rik fase fordele seg langs korngrensen. I tillegg bør støpt ingot-mikrostruktur være fri for -Fe-fase. Re-Fe fasediagram indikerer at ternær legering av sjeldne jordarter er uunngåelig å produsere -Fe fase under langsom avkjøling. Romtemperatur myke magnetiske egenskaper av -Fe fase vil alvorlig skade magnetisk ytelse av magnet, og må derfor hemmes av rask avkjøling. For å tilfredsstille ønsket hurtigkjølingseffekt for å hemme produksjonen av -Fe-fasen, utviklet Showa Denko KK Strip Casting Technology og ble snart rutinemessig teknologi innen industrien. Ensartet fordeling av Nd-rik fase og den hemmende effekten på -Fe-fasen kan effektivt redusere det totale innholdet av sjeldne jordarter som er gunstige for produksjon av høyytelsesmagnet og kostnadsreduksjon.
Hydrogen dekrepitering
Hydrogeneringsoppførsel av sjeldne jordmetaller, legeringer eller intermetalliske forbindelser og fysisk-kjemiske egenskaper til hydrid har alltid vært det viktige problemet ved anvendelse av sjeldne jordarter. Nd-Fe-B legeringsblokk viser også meget sterk hydrogeneringstendens. Hydrogenatomer går inn i interstitielt sted mellom intermetallisk forbindelses hovedfase og Nd-rik korngrensefase og dannet interstitiell forbindelse. Deretter økte den interatomiske avstanden og gittervolumet utvidet. Den resulterende indre spenningen vil gi korngrensesprekker (intergranulært brudd), krystallbrudd (transkrystallinsk brudd) eller duktilt brudd. Disse dekrepiteringene kommer med knitring og er derfor kjent som hydrogendekrepitering. Hydrogendekrepiteringsprosessen av sintret neodymmagnet er også referert til som HD-prosess. Korngrensesprekker og krystallbrudd som ble generert i hydrogendekrepiteringsprosessen, gjorde Nd-Fe-B-kurspulver veldig skjørt og svært fordelaktig for etterfølgende jet-freseprosess. I tillegg til å øke effektiviteten av jet-freseprosessen, er hydrogendekrepiteringsprosessen også gunstig for å justere den gjennomsnittlige pulverstørrelsen på fint pulver.
Jet Milling
Jetfresing har vist seg å være den mest praktiske og effektive løsningen i pulverprosessen. Jetfresing som bruker en høyhastighetsstråle av inert gass for å akselerere grovt pulver til supersonisk hastighet og slå pulver inn i hverandre. Det grunnleggende formålet med pulverprosessen er å søke passende gjennomsnittlig partikkelstørrelse og partikkelstørrelsesfordeling. Forskjellen mellom funksjonene ovenfor viser forskjellige egenskaper i makroskopiske skalaer som direkte påvirker pulverfylling, orientering, komprimering, avforming og mikrostruktur generert i sintringsprosessen, og deretter følsomt påvirker magnetisk ytelse, mekaniske egenskaper, termoelektrisitet og kjemisk stabilitet til sintret neodymmagnet. Den ideelle mikrostrukturen er fint og jevnt hovedfasekorn omgitt av jevn og tynn tilleggsfase. Dessuten bør den enkle magnetiseringsretningen til hovedfasekornet anordnes langs orienteringsretningen så konsistent som mulig. Tomrom, store korn eller myk magnetisk fase vil føre til en betydelig reduksjon i iboende tvangsevne. Remanens og firkantethet til avmagnetiseringskurven vil samtidig avta mens lett magnetiseringsretning av korn avviker fra orienteringsretningen. Derved bør legeringer pulveriseres til enkrystallpartikkelen som varierer fra 3 til 5 mikron i diameter.
Komprimering
Magnetisk feltorienteringskomprimering er referert til å utnytte samspillet mellom magnetisk pulver og det eksterne magnetfeltet for å justere pulver langs den enkle magnetiseringsretningen og gjøre det i samsvar med den endelige magnetiseringsretningen. Magnetisk feltorienteringskomprimering er den vanligste måten å produsere anisotropiske magneter på. Nd-Fe-B-legering har blitt knust inn i enkeltkrystallpartikkelen i tidligere jet-freseprosess. Enkeltkrystallpartikkel er enakset anisotropi og hver av dem har bare en enkel magnetiseringsretning. Magnetisk pulver vil forvandle seg til enkeltdomenet fra multi-domene under påvirkning av eksternt magnetfelt etter løst fylt i formen, og deretter justere sin enkle magnetiseringsretning c-aksen for å være konsistent med ekstern magnetfeltretning via rotering eller bevegelse. C-aksen av legeringspulver beholdt i utgangspunktet sin arrangementsstatus under komprimeringsprosessen. Komprimerte deler bør foretas avmagnetiseringsbehandling før avforming. Den viktigste indeksen for komprimeringsprosessen er orienteringsgrad. Orienteringsgraden til sintrede neodymmagneter bestemmes av forskjellige faktorer, inkludert orienteringsmagnetisk feltstyrke, partikkelstørrelse, tilsynelatende tetthet, komprimeringsmetode, komprimeringstrykk, etc.
Sintring
Tettheten til den komprimerte delen kan oppnå mer enn 95% av teoretisk tetthet etter bearbeidet sintringsprosess under høyvakuum eller ren inert atmosfære. Derfor er hulrom i den sintrede neodymmagneten lukket, noe som sørget for ensartethet av magnetisk flukstetthet og kjemisk stabilitet. Siden permanente magnetiske egenskaper til sintrede neodymmagneter er nært knyttet til dens egen mikrostruktur, er varmebehandling etter sintringsprosess også avgjørende for justering av magnetisk ytelse, spesielt iboende koercitivitet. Nd-rik korngrensefase fungerer som væskefasen som er i stand til å fremme sintringsreaksjonen og gjenopprette overflatedefekter på hovedfasekornet. Sintringstemperaturen til neodymmagneten varierer vanligvis fra 1050 til 1180 grader Celsius. For høy temperatur vil føre til kornvekst og redusere iboende tvangsevne. For å oppnå ideell iboende koersivitet, kvadratisk avmagnetiseringskurve og irreversibelt tap ved høy temperatur, trenger sintret neodymmagnet vanligvis å behandle to-trinns tempereringsvarmebehandling ved 900 og 500 grader Celsius.
Maskinering
I tillegg til vanlig form med moderat størrelse, er sintret neodymmagnet vanskelig å direkte oppnå nødvendig form og dimensjonsnøyaktighet på en gang på grunn av de tekniske begrensningene i komprimeringsprosessen for magnetfeltorientering, og dermed er maskinering en uunngåelig prosess for den sintrede neodymmagneten . Som et typisk cermetmateriale, er sintret neodymmagnet betydelig hard og sprø, da er det bare kutting, boring og sliping som kan brukes til sin maskineringsprosess blant konvensjonell maskineringsteknologi. Bladskjæring bruker vanligvis diamantbelagt eller CBN-belagt blad. Trådskjæring og laserskjæring er godt egnet for maskinering av spesialformet magnet, men beskyldes for lav produksjonseffektivitet og høye prosesseringskostnader i mellomtiden. Boreprosess av sintret neodymmagnet er først og fremst tatt i bruk diamant og laser. Det er nødvendig å velge trepanningsprosess når det indre hullet i ringmagneten er større enn 4 mm. Som biprodukt i trepaneringsprosessen kan trepannert kjerne brukes til å produsere andre passende mindre magneter og dermed forbedre materialutnyttelsesforholdet betydelig. Slipeskive for kopisliping produseres på grunnlag av slipeoverflaten.
Overflatebehandling
Overflatebeskyttende behandling er en nødvendig prosedyre for neodymmagneten, spesielt sintret neodymmagnet. Sintret neodymmagnet har flerfasemikrostruktur og består av Nd2Fe14B hovedfase, Nd-rik fase og B-rik fase. Nd-rik fase viser meget sterk oksidasjonstendens og vil utgjøre primærbatteriet med hovedfase under fuktig miljø. En liten mengde substitusjonselementer er i stand til å forbedre den kjemiske stabiliteten til magneter, men kommer på bekostning av magnetisk ytelse. Derfor er beskyttelse av sintret neodymmagnet først og fremst rettet mot overflaten. Overflatebehandling av sintret neodymmagnet kan klassifiseres i våt prosess og tørr prosess. Våt prosess refererer til magneter er behandlet overflatebeskyttende behandling i rent vann eller løsning. Våtprosess inkluderer fosfat, galvanisering, elektrofri plettering, elektroforese, spraybelegg og dipbelegg. Tørr prosess refererer til magneter er behandlet overflatebeskyttende behandling gjennom fysisk eller kjemisk prosess uten kontakt med løsning. Tørr prosess inneholder vanligvis fysisk dampavsetning (PVD) og kjemisk dampavsetning (CVD).
Magnetisering
De fleste permanente magneter magnetiseres før de brukes til de tiltenkte bruksområdene. Magnetiseringsprosess refererer til å påføre et magnetfelt langs orienteringsretningen til den permanente magneten og oppnå teknisk metning med den økte eksterne magnetiske feltstyrken. Hver type permanent magnetisk materiale trenger distinkt magnetisk feltstyrke for å oppfylle teknisk metning i magnetiseringsretning. Remanens og iboende koersivitet vil være mindre enn dets verdier med mindre ekstern magnetfeltstyrke er lavere enn teknisk metningsmagnetisk felt. Permanent magnet kan deles inn i isotrop type og anisotrop type i henhold til om den har en enkel magnetiseringsretning eller ikke. Som en anisotropisk magnet med høy iboende koersivitet, må sintret neodymmagnet magnetiseres via impulsmagnetisering. Kondensatoren vil bli ladet etter retting, deretter den elektriske energien i kondensatoren øyeblikkelig utlading til magnetiseringsarmaturen. Magnetiseringsarmatur kan generere det pulserte magnetfeltet under den øyeblikkelige sterke strømmen gjennom den. Derfor vil permanent magnet i spolen bli magnetisert. Det er forskjellige magnetiseringsmønstre som kan oppnås på sintret neodymmagnet så lenge den ikke er i konflikt med orienteringsretningen.
