Todos sabemos que las principales materias primas para los imanes permanentes de NdFeB sinterizado son el neodimio, el hierro y el boro. Sin embargo, se añaden muchos otros elementos a las materias primas, cada uno con una función diferente en el imán. Los fabricantes suelen diseñar formulaciones de productos según las necesidades del usuario, lo que mantiene la formulación de la materia prima en secreto.
La docena de elementos que componen los imanes de NdFeB sinterizados son como los diversos condimentos que añadimos a un plato. Es la combinación científica y sistemática de estos elementos, con diferentes propiedades y funciones intrínsecas, lo que crea los diversos grados y propiedades de los imanes de NdFeB. Comprender la importancia de cada elemento es crucial para comprender mejor el rendimiento y los costes de fabricación de los diferentes grados. A continuación, presentamos brevemente el valor de estos elementos.
Para una mayor comprensión, podemos dividir los elementos constituyentes de los imanes de NdFeB en tres categorías:
◇ En primer lugar, los elementos principales RE (Ce, Gd, Nd, Dy, etc.), Fe y B, que son los principales responsables de formar los granos de la fase principal RE2Fe14B.
◇ En segundo lugar, los elementos menores como Al, Co, Ga y Zr son los principales responsables de optimizar el recubrimiento de los límites de grano sobre los granos de la fase principal.
◇ En tercer lugar, los elementos de impureza, como el carbono y el oxígeno, se introducen inevitablemente en las materias primas y la producción.
A continuación se muestra un diagrama esquemático de los tipos de elementos NdFeB.
En el proceso de producción, para garantizar que las diferentes formulaciones alcancen un rendimiento óptimo, normalmente es necesario inspeccionar y procesar las materias primas antes de su uso para cumplir con ciertos requisitos básicos. Sin embargo, debido a los diferentes procesos de producción que emplean los fabricantes de materias primas, suelen producirse desviaciones. Por ejemplo, la proporción de Pr a Nd puede variar de 20:80 a 25:75, el GdFe puede ser inferior a 75% y el contenido de B en BFe puede fluctuar significativamente entre diferentes lotes. Por lo tanto, es fundamental considerar el contenido real indicado en el informe de inspección de calidad de cada lote antes de utilizar las materias primas.
Cada elemento de un imán de NdFeB tiene sus propias propiedades únicas, como:
◇ La introducción de elementos La y Ce reduce la remanencia (Br) y la coercitividad (Hcj) del imán, pero son muy económicos, lo que reduce los costos;
◇ El reemplazo de Nd puro por PrNd para formar REFeB tiene una magnetización de saturación muy alta y se puede usar para preparar imanes con remanencia ultra alta;
◇ La introducción de elementos Tb puede aumentar significativamente el Hcj del imán, pero es extremadamente costoso;
◇ Los elementos Gd son relativamente económicos y el REFeB formado a partir de ellos tiene la temperatura de Curie más alta, lo que permite la preparación de imanes resistentes a altas temperaturas, pero reduce significativamente el Br.
Para entender cómo combinar elementos para fabricar imanes con el rendimiento requerido al menor costo, necesitamos comprender las propiedades de cada elemento en NdFeB.
El costo del material representa el 80%-90% o más del costo total, representado principalmente por las categorías "alta" y "baja". El "-" indica cantidades añadidas muy pequeñas o precios bajos, con un impacto mínimo en el costo total. La adición de La y Ce se debe principalmente a la reducción de costos; en los últimos años, gracias a los continuos avances tecnológicos, los imanes de Ce se han utilizado cada vez más en imanes de mayor calidad.
Al obtener una comprensión profunda de las características de estos elementos y aclarar el impacto de su adición en los procesos de sinterización, la densidad de sinterización, los procesos de envejecimiento y el rendimiento del producto, podemos guiar la producción de productos de NdFeB con alta rentabilidad.
