Les progrès de la métallurgie des poudres augmentent la résistance des aimants

Vous êtes-vous déjà demandé comment ces puissants aimants capables de ramasser des clous ou de conduire des moteurs se transforment de matières premières sans importance en objets aux propriétés presque magiques?Nous allons explorer le processus de fabrication des aimants et révéler comment la métallurgie des poudres joue un rôle crucial dans leur création.

Bien qu'il existe plusieurs méthodes de fabrication d'aimants, la plus courante et largement utilisée est le procédé de métallurgie des poudres.Il s'agit de broyer les matières sélectionnées en poudre extrêmement fine.Les aimants produits de cette façon sont communément appelés "aimants sintrés".

Des aimants à ferrite (un matériau céramique) aux aimants à terres rares comme le cobalt de samarium (SmCo) et le néodyme de fer bor (NdFeB), tous reposent sur des techniques de métallurgie des poudres.à l'exception des aimants ferrite, tous les aimants de terres rares sont des alliages métalliques.

Examinons le processus de fabrication étape par étape des aimants de terres rares (cobalte de samarium et bore de fer néodymium):

Le procédé débute par la mise dans un four de fusion par induction des matières premières requises sous protection sous vide ou gaz inerte, ce qui empêche l'oxydation à haute température,assurer la pureté et les performances des alliages.

L'alliage fondu est rapidement refroidi et solidifié par l'une des méthodes suivantes:

• Pour la coulée en lingots:Déposer directement dans des moules pour former des lingots métalliques
• Pour les pièces d'acier:Versage sur une roue réfrigérée en rotation rapide pour produire des flocons minces
• Coulée à la bande:Utilisation d'une machine de coulée de bandes pour la production continue de bandes métalliques minces

Ces " morceaux " métalliques solidifiés sont décomposés et broyés en poudre superfine d'un diamètre compris entre 3 et 7 microns.nécessitant une manipulation stricte sans oxygène.

Le pressage à la poudre est une étape critique dans la fabrication d'aimants, visant à aligner l'orientation magnétique de toutes les particules de poudre de manière aussi uniforme que possible.

• Précipitation axiale/transversale:La poudre est versée dans une cavité du moule et compactée sous la pression d'un poinçon.
• Pressing isostatique:La poudre est chargée dans un récipient souple, scellé, soumis à un champ magnétique d'alignement,puis placé dans une presse isostatique où la pression liquide (habituellement de l'huile hydraulique ou de l'eau) est appliquée uniformément de tous les côtés.

Les blancs magnétiques pressés sont chargés dans des "bateaux" et placés dans des fours de frittage sous vide pour le frittage à haute température.ou les atmosphères de gaz inertes sont contrôlées avec précision selon le type et le grade de l'aimant.

Après le frittage, les aimants sont refroidis à température ambiante et soumis à un recuit à basse température pour améliorer la stabilité magnétique.

Notez que pendant le frittage, les aimants subissent un rétrécissement linéaire de 15 à 20%.

Les aimants sintrés nécessitent plusieurs processus de finition avant d'être prêts pour une application pratique.

Le procédé de finition le plus courant comprend:

• Le broyage des surfaces pour les rendre plates et parallèles
• Détection de l'émission de CO2
• Couper des blocs d'aimants plus gros en plus petites tailles

Pour les formes uniques comme les arcs ou les pains, les meules en diamant peuvent créer directement les dimensions finales.l'usinage par décharge électrique (EDM) est généralement utilisé.

Pour la production à grande échelle (généralement plus de 5 000 unités), les moules sur mesure pour le pressage s'avèrent plus économiques.l'usinage à partir de matériaux en blocs est préférable.

Les aimants usinés ont souvent des bords tranchants susceptibles de se fissurer. La solution la plus courante consiste à les faire vibrer dans des milieux abrasifs pour enlever les bords tranchants, ce qui crée généralement un écart de 0,005 à 0,015 pouce (0,127 à 0)..38 mm) de rayon.

Les aimants NdFeB sont particulièrement sensibles à la rouille et aux réactions chimiques, nécessitant des revêtements de protection.ou diverses combinaisonsDes revêtements de conversion tels que le zinc ou le phosphate de fer peuvent également être utilisés comme couches de base.

Après la fabrication, les aimants sont "chargés" pour développer leurs champs magnétiques externes.Les grands ensembles peuvent être magnétisés comme des unités complètes pour éviter de manipuler des aimants puissants dans leur état chargé.

Certaines applications nécessitent un traitement de stabilité ou un étalonnage.L'étalonnage réduit la gamme de performances d'un lot d'aimantsCes processus nécessitent un contrôle minutieux dans les fours à haute température ou avec des champs magnétiques à impulsion inverse inférieurs à la puissance de rupture maximale.