Imanes enlazados Son compuestos compuestos de polvos magnéticos, aglutinantes y aditivos apropiados. Las propiedades magnéticas de los imanes unidos se determinan principalmente por el valor promedio del rendimiento de cada polvo magnético, con una interacción insignificante. Si bien algunos estudios han intentado utilizar metales o aleaciones de bajo punto de fusión como adhesivos, los adhesivos utilizados en los imanes unidos producidos en masa son todos materiales poliméricos.
La diferencia entre los imanes enlazados y los imanes sinterizados
A diferencia de los imanes sinterizados, las partículas de polvo individuales de los imanes ligados deben tener una coercitividad suficientemente alta. Si la composición de la fase y la microestructura necesarias para una alta coercitividad se dañan gravemente durante el proceso de pulverización, no es posible repararla. En el caso de los imanes ligados, la coercitividad se reduce considerablemente debido al daño de la fase límite de grano y a la oxidación de las partículas.
Otra diferencia importante entre los imanes unidos y los sinterizados es que sus propiedades magnéticas se reducen considerablemente. Sabemos que el producto máximo de energía magnética de un imán es proporcional al cuadrado de su remanencia, y la remanencia está relacionada con la densidad de flujo magnético de saturación, la orientación y el volumen del polvo magnético en el imán. La tasa de llenado es proporcional. El adhesivo y los aditivos ocupan un volumen considerable (cerca de 20%) en el imán unido, y muchos imanes unidos no están orientados. Incluso para los imanes orientados, el grado de orientación es difícil de lograr. El imán sinterizado está al mismo nivel, por lo que el rendimiento del imán unido con el mismo volumen es muy inferior al del imán sinterizado.
Ventajas de los imanes enlazados
Los imanes de enlace ocupan un lugar destacado en el campo de los imanes permanentes de tierras raras, gracias a sus ventajas: un rendimiento consistente, tamaño preciso, forma compleja, alto aprovechamiento del material y fácil integración con piezas de metal o plástico. La variedad más importante es el imán de enlace isótropo, fabricado con polvo magnético de NdFeB de temple rápido.
El proceso de preparación y las ventajas y desventajas de los imanes enlazados
Según las diferentes características de procesamiento de los materiales poliméricos, el conformado de imanes unidos se puede dividir en cuatro tipos: compresión, inyección, extrusión y calandrado. La siguiente figura muestra un diagrama esquemático del flujo del proceso de conformado en cuatro etapas.
Polvo de imán permanente de tierras raras de temple rápido isotrópico
El método de preparación del polvo magnético de NdFeB aglomerado es completamente diferente al del NdFeB sinterizado, ya que el lingote de aleación o el cuerpo sinterizado de NdFeB sinterizado carece de coercitividad práctica tras ser triturado al tamaño de partícula necesario para imanes aglomerados. El método de preparación para la producción en masa es inerte. En un entorno gaseoso, la aleación fundida se condensa en una estructura microcristalina o incluso amorfa a una velocidad de enfriamiento de 105~106℃/s, y luego se somete a un tratamiento térmico de cristalización para hacer crecer los granos de cristal a decenas o cientos de nanómetros, que es menos que el tamaño crítico del dominio único Nd2Fe14B. Se obtiene una alta coercitividad intrínseca en los granos submicrónicos.
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Generalmente, es difícil triturar el polvo magnético en partículas monocristalinas tan pequeñas, y la tecnología de crecimiento direccional de granos submicrónicos mediante temple rápido aún no está madura. Por lo tanto, el método de temple rápido por hilado en fusión está hecho de polvo policristalino, y el eje de magnetización fácil de cada grano de cristal no es Fuerte tendencia a la alineación, el polvo magnético es isótropo. Una velocidad de enfriamiento tan alta se logra vertiendo o rociando el líquido de aleación fundida caliente sobre una rueda de cobre giratoria enfriada por agua con una velocidad lineal de 16~30 m/s. La aleación líquida se lanza en dirección tangencial bajo la aceleración de la rueda de cobre giratoria. Se condensa en una cinta delgada con un espesor de ~100 μm, y la velocidad de enfriamiento determina sensiblemente el tamaño de grano de la cinta de aleación, afectando así sensiblemente la forma de la curva de desmagnetización del polvo magnético y la coercitividad intrínseca.
Dado que la velocidad de enfriamiento depende de muchos factores, como la temperatura del líquido de aleación, el caudal, la velocidad y temperatura de la rueda de cobre y la atmósfera de argón, es difícil controlarla y optimizarla simultáneamente. Si se utiliza la estructura metalográfica nanocristalina templada óptima como objetivo de producción en masa, es muy fácil que la distribución del tamaño de grano sea demasiado amplia, y la correspondiente distribución de la fuerza coercitiva intrínseca del grano también lo sea, lo que resulta en una curva de desmagnetización deficiente. Por lo tanto, en la producción real, el polvo magnético suele condensarse rápidamente a un estado parcialmente amorfo a una velocidad de la rueda considerablemente superior a la velocidad lineal óptima, y luego se cristaliza a 630 °C para ajustar el estado cristalino a un tamaño de grano promedio de 40 nm. Para lograr características de imán permanente estables y de alta calidad, la American Magquesque Corporation, líder en el mercado de Nd-Fe-B de temple rápido isotrópico, adopta esta técnica de producción.
Polvo de imán permanente de tierras raras de temple rápido anisotrópico preparado mediante el proceso HDDR
El proceso HDDR es un método técnico muy eficaz para la producción de polvo magnético de NdFeB anisotrópico. Este proceso consta de cuatro etapas: Hidrogenación-Desproporción-Desorción-Recombinación (HDDR). La esencia del proceso HDDR reside en que el compuesto intermetálico de tierras raras absorbe hidrógeno y se descompone desproporcionadamente. Posteriormente, en el proceso de deshidrogenación forzada, el producto de la desproporción se integra en la fase compuesta original con granos finos, lo que permite el refinamiento de los granos del material y la obtención de una estructura cristalina de borde en la dirección del eje C de la fase principal, obteniendo así un polvo magnético con excelentes propiedades magnéticas y anisotropía magnética.
Aichi Steel utiliza un proceso HDR dinámico (d-HDDR) que controla razonablemente los cambios de temperatura y presión de hidrógeno a lo largo del tiempo para lograr más fácilmente la textura anisotrópica del polvo magnético y alcanzar el estado de producción industrializada y estable, reduciendo así el polvo magnético NdFeB anisotrópico HDR se introdujo en el mercado.