Postęp w metalurgii proszkowej zwiększa wytrzymałość magnesów

Zastanawialiście się kiedyś, jak te potężne magnesy, które mogą podnieść gwoździe lub napędzać silniki, przekształcają się z niezwykłych surowców w przedmioty o niemal magicznych właściwościach?Będziemy badać proces wytwarzania magnesów i ujawnić jak proszkowa metalurgia odgrywa kluczową rolę w ich tworzeniu.

Chociaż istnieje kilka metod wytwarzania magnesów, najbardziej powszechnie stosowanym i powszechnie stosowanym jest proces metalurgii proszkowej.Polega to na tłoczeniu wybranych materiałów na bardzo cienkie proszkiMagnesy wytwarzane w ten sposób są powszechnie nazywane "magnesami zsinterowanymi".

Od magnesów ferrytowych (materiał ceramiczny) po magnesy ziem rzadkich, takie jak kobalt samarium (SmCo) i neodymium bor żelaza (NdFeB), wszystkie opierają się na technikach metalurgii proszkowej.z wyłączeniem magnetów ferrytowych, wszystkie magnesy ziem rzadkich to stopy metalowe.

Przyjrzyjmy się stopniowemu procesowi wytwarzania magnesów ziem rzadkich (kobalt samarium i bor neodymowy):

Proces ten rozpoczyna się od umieszczenia wymaganych surowców w piecu indukcyjnego pod ochroną próżni lub gazu obojętnego, co zapobiega utlenianiu w wysokich temperaturach,zapewnienie czystości stopu i jego właściwości.

Zestaw stopiony jest szybko chłodzony i utwardzany jedną z kilku metod:

• Odlewy do barków:Wlewanie bezpośrednio do form do formowania sztab metalowych
• Wyroby z tworzyw sztucznychWlewanie na szybko obracające się koło schłodzone w celu wytworzenia cienkich płatków
• Odlewanie na taśmie:Wykorzystanie maszyny do odlewania taśm do ciągłej produkcji cienkich taśm metalowych

Te utwardzone kawałki metalu są rozkładane i mielone na superfiły proszek o średnicy od 3 do 7 mikronów.wymagające ścisłej obsługi bez tlenu.

Prasowanie proszku jest krytycznym krokiem w produkcji magnesów, którego celem jest wyrównanie orientacji magnetycznej wszystkich cząstek proszku tak jednolicie, jak to możliwe.

• Prasowanie osiowe/przekrojowe:Przed naciśnięciem stosuje się pole magnetyczne, które ukierunkowuje cząstki proszku w określonym kierunku.
• Prasowanie izostatyczne:Proszek jest ładowany do elastycznego pojemnika, zamkniętego, poddawanego pole magnetycznemu,a następnie umieszczane w prasie izostatycznej, w której ciśnienie płynu (zwykle oleju hydraulicznego lub wody) jest stosowane równomiernie ze wszystkich stron.

Przetłoczone magnesy są ładowane w "łódki" i umieszczane w piecach do spiekania próżniowego do spiekania wysokiej temperatury.lub atmosfery gazu obojętnego są precyzyjnie kontrolowane zgodnie z typem i klasą magnesów.

Po spiekaniu magnesy są chłodzone do temperatury pokojowej i poddawane są odżeglaniu w niskiej temperaturze w celu zwiększenia stabilności magnetycznej.

Należy zauważyć, że podczas spiekania magnesy ulegają liniowemu kurczeniu o 15-20%.

Sinkrowane magnesy wymagają kilku procesów wykończenia, zanim będą gotowe do zastosowania.

Najczęściej stosowany proces wykończenia obejmuje:

• Szlifowanie powierzchni w celu osiągnięcia płaskości i równoległości
• Szlifowanie średnicy zewnętrznej/wewnętrznej w celu dokładności wymiarów
• Pocinanie większych bloków magnesowych na mniejsze

W przypadku niepowtarzalnych kształtów, takich jak łuki lub chlebki, ukształtowane koła szlifujące diamenty mogą tworzyć ostateczne wymiary bezpośrednio.Wykorzystuje się zazwyczaj urządzenia do obróbki wyładowania elektrycznego (EDM).

W przypadku produkcji na dużą skalę (zazwyczaj ponad 5000 sztuk), niestandardowe formy do prasowania okazują się bardziej ekonomiczne.preferowana jest obróbka z materiałów blokowych.

Najczęstszym rozwiązaniem jest wibracja w mediach ścierających w celu usunięcia ostrych krawędzi, zwykle tworząc 0,005 do 0,015 cala (0,127 do 0)..38 mm) promień.

Magnesy NdFeB są szczególnie podatne na rdzew i reakcje chemiczne, wymagając powłok ochronnych.lub różnych kombinacjiJako warstwy bazowe mogą być również stosowane powłoki konwersyjne, takie jak cynk lub fosforan żelaza.

Po wyprodukowaniu magnesy są poddawane ładowaniu, aby rozwinąć swoje zewnętrzne pola magnetyczne.Duże zespoły mogą być magnesowane jako kompletne jednostki, aby uniknąć obsługi silnych magnesów w stanie ładowania.

Niektóre zastosowania wymagają obróbki stabilności lub kalibracji.Kalibracja zawęża zakres wydajności w partii magnesówProcesy te wymagają starannego kontrolowania w piecach o wysokiej temperaturze lub z odwrotnym impulsem pola magnetycznego poniżej pełnej mocy rozpadu.