¿Alguna vez se preguntó cómo esos poderosos imanes que pueden recoger clavos o conducir motores se transforman de materias primas sin importancia en objetos con propiedades casi mágicas?Exploraremos el proceso de fabricación de los imanes y revelaremos cómo la metalurgia de polvo juega un papel crucial en su creación.
Producción de imanes: La metalurgia en polvo toma el centro del escenario
Si bien hay varios métodos para fabricar imanes, el más común y ampliamente utilizado es el proceso de metalurgia en polvo.Esto implica el trituración de materiales seleccionados en polvo extremadamente finoLos imanes producidos de esta manera se llaman comúnmente "imanes sinterizados".
Desde los imanes de ferrita (un material cerámico) hasta los imanes de tierras raras como el cobalto de samario (SmCo) y el boro de hierro de neodimio (NdFeB), todos dependen de técnicas de metalurgia en polvo.con excepción de los imanes de ferrita, todos los imanes de tierras raras son aleaciones metálicas.
El nacimiento de los imanes de tierras raras: de derretirse a convertirse en polvo hasta su forma final
Examinemos el proceso de fabricación paso a paso de los imanes de tierras raras (cobalto de samario y boro de hierro de neodimio):
1. Fusión al vacío
El proceso comienza colocando las materias primas requeridas en un horno de fusión por inducción bajo protección de vacío o gas inerte.garantizar la pureza y el rendimiento de la aleación.
2. Solidificación rápida
La aleación fundida se enfría y solidifica rápidamente mediante uno de varios métodos:
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Las demás máquinas y aparatos para la fabricación de papelConfeccionado con un contenido de aluminio superior a 80%, pero no superior a 85%
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De las partidas siguientes:Vertido en una rueda fría que gira rápidamente para producir copos finos
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El moldeado de las tiras:El uso de una máquina de fundición de tiras para la producción continua de tiras de metal delgadas
3. Trituración y molienda
Estos "fragmentos" de metal solidificado se descomponen y se trituran en polvo súper fino con diámetros de entre 3 y 7 micras.que requieren un manejo estricto sin oxígeno.
4Alineación magnética y prensado
El prensado en polvo es un paso crítico en la fabricación de imanes, con el objetivo de alinear la orientación magnética de todas las partículas de polvo de la manera más uniforme posible.
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Presión axial/transversal:El polvo se vierte en una cavidad del molde y se compacta bajo presión de un punzón.
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Presión isostática:El polvo se carga en un recipiente flexible, sellado, sometido a un campo magnético de alineación,y luego se colocan en una prensa isostática donde se aplica una presión líquida (generalmente aceite hidráulico o agua) de manera uniforme desde todas las direcciones.
5Sinterización y densificación
Las piezas en blanco de los imanes prensados se cargan en "barcos" y se colocan en hornos de sinterización al vacío para sinterización a alta temperatura.o las atmósferas de gas inerte se controlan con precisión de acuerdo con el tipo y el grado del imán.
6Tratamiento para el envejecimiento
Después de la sinterización, los imanes se enfrían a temperatura ambiente y se anulan a baja temperatura para mejorar la estabilidad magnética.
Tenga en cuenta que durante la sinterización, los imanes experimentan una contracción lineal de 15-20%.
Procesamiento de precisión: perfeccionamiento del imán
Los imanes sinterizados requieren varios procesos de acabado antes de que estén listos para aplicaciones prácticas.
1. Moler
El proceso de acabado más común incluye:
- Aplanamiento y paralelismo de las superficies
- Grillado de diámetro externo/interno para obtener una precisión dimensional
- Cortar bloques de imanes más grandes en tamaños más pequeños
2. Formación especializada
Para formas únicas como arcos o panes de pan, las ruedas de molienda de diamantes formadas pueden crear las dimensiones finales directamente.se utiliza generalmente el mecanizado de descarga eléctrica (EDM).
3Consideraciones de producción en masa
Para la producción a gran escala (normalmente más de 5.000 unidades), los moldes personalizados para el prensado resultan más económicos.Se prefiere el mecanizado a partir de materiales de bloques.
4Tratamiento del borde
Los imanes mecanizados a menudo tienen bordes afilados propensos a las astillas..Se trata de un sistema de medición de las emisiones de gases.
5. Revestimiento de la superficie
Los imanes NdFeB son particularmente susceptibles a la oxidación y a las reacciones químicas, por lo que requieren recubrimientos protectores.o varias combinacionesTambién pueden utilizarse como capas de base recubrimientos de conversión como zinc o fosfato de hierro.
Magnetismo: La vida del imán
Después de su fabricación, los imanes son "cargados" para desarrollar sus campos magnéticos externos.Los conjuntos grandes pueden ser magnetizados como unidades completas para evitar manejar imanes poderosos en su estado cargado.
Estabilidad magnética y calibración: los toques finales
Algunas aplicaciones requieren tratamiento de estabilidad o calibración.Calibración reduce el rango de rendimiento a través de un lote de imanesEstos procesos requieren un control cuidadoso en hornos de alta temperatura o con campos magnéticos de pulso inverso por debajo de la potencia de ruptura máxima.
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