Hemos aprendido sobre la fundición y colada de aleaciones de imanes de NdFeB. Tras la colada, la aleación debe pulverizarse mediante un proceso de pulverización antes de su posterior procesamiento. Obtener una forma de polvo, un tamaño de partícula promedio y una distribución granulométrica adecuados es el objetivo fundamental de la preparación del polvo. Las diferencias características del polvo mencionadas anteriormente se manifiestan macroscópicamente en cambios en la densidad de polvo suelto, la densidad de compactación, el ángulo de reposo, la fluidez, la relación de compresión, la fricción interna y externa, etc., que están directamente relacionados con el llenado de polvo en el proceso de conformado. La orientación del campo magnético, el prensado y desmoldeo de la pieza bruta, así como la microestructura del imán generada por el proceso de sinterización y tratamiento térmico, afectan sensiblemente las propiedades magnéticas permanentes, mecánicas, termoeléctricas y la estabilidad química del imán.
La microestructura ideal de un imán sinterizado es que los granos cristalinos finos y uniformes de la fase principal estén rodeados de elementos adicionales lisos y delgados, y la dirección de fácil magnetización de los granos cristalinos de la fase principal esté dispuesta a lo largo de la dirección de orientación lo más uniformemente posible. Los huecos, los granos cristalinos grandes y las fases magnéticas blandas de mayor tamaño reducirán significativamente la coercitividad intrínseca del imán, mientras que los granos cristalinos cuya dirección de fácil magnetización se desvíe de la dirección de orientación reducirán simultáneamente la remanencia del imán y la perpendicularidad de la curva de desmagnetización. Por esta razón, es necesario fabricar lingotes de aleación o láminas de enfriamiento rápido en partículas monocristalinas con un tamaño de partícula promedio de 3 a 5 μm, un tamaño de partícula máximo inferior a 20 μm y una forma cercana a la esférica. Al mismo tiempo, debe controlarse la proporción de granos excesivamente finos para evitar la tendencia a la oxidación severa del polvo. Si es necesario, se puede utilizar el tratamiento de la superficie del polvo para mejorar la capacidad antioxidante del polvo y mejorar el llenado y la compresibilidad.
1. Método de trituración mecánica convencional
Los compuestos intermetálicos del grupo de transición de tierras raras presentan alta dureza y fragilidad. Los lingotes de aleación se pueden fragmentar fácilmente con una trituradora de mandíbulas o maquinaria similar, y luego se pulverizan mecánicamente paso a paso hasta obtener un tamaño de partícula promedio de 3 a 5 μm. Sin embargo, el desgaste del equipo provocará la aparición de impurezas que afectan inevitablemente la calidad del polvo. Debido a la alta tendencia a la oxidación de los metales de tierras raras y sus compuestos intermetálicos, la trituración gruesa (aproximadamente 10 mm) y la trituración media (aproximadamente 100 μm) se realizan generalmente en atmósfera protectora, como nitrógeno o argón. Para la molienda fina (tamaño de partícula promedio de 3 a 5 μm), se recomienda utilizar un molino de bolas con protección líquida o un molino de chorro de nitrógeno con gas inerte.
El método de dos o múltiples aleaciones para la sinterización de neodimio-hierro-boro también se utiliza ampliamente. Generalmente, se mezclan y muelen la aleación con el componente normal Nd₂Fe₄B y la aleación rica en Nd de enfriamiento rápido, y el polvo rico en Nd de pequeño volumen se distribuye uniformemente hasta quedar prácticamente dividido en la masa principal del polvo de aleación.
2. Decrepitación de hidrógeno (HD)
La investigación sobre el comportamiento de absorción de hidrógeno de los metales de tierras raras, aleaciones y compuestos intermetálicos y las propiedades físicas y químicas de los hidruros siempre ha sido un tema importante en la aplicación de las tierras raras. El ejemplo más directo son las baterías de hidrógeno. Los lingotes de aleación de materiales de imán permanente de tierras raras también tienen una fuerte tendencia a absorber hidrógeno. Los átomos de hidrógeno entran en los sitios intersticiales en la fase principal del compuesto intermetálico y la fase del límite de grano rica en tierras raras para formar compuestos de átomos intersticiales, que aumentan la distancia entre los átomos y expanden el volumen de la red cristalina. , La tensión interna resultante causa el agrietamiento del límite de grano de la aleación (fractura intergranular), fractura de grano (fractura transgranular) o fractura dúctil en la aleación frágil, porque este agrietamiento o el sonido crepitante que lo acompaña, por lo que se llama "Fragmentación de hidrógeno" o "Estallido de hidrógeno".
3. Método de molienda por chorro de amoníaco
En el laboratorio o en el proceso de producción a gran escala, generalmente se utiliza el molino de chorro de lecho fluidizado con nitrógeno de alta presión (0,6 MPa) y alta pureza (99,995%) como fuente de energía, y el tamaño de partícula medio D50 medido por el analizador de tamaño de partícula láser es de aproximadamente 5 μm. Considerando que la presión del gas es proporcional a la energía cinética promedio de las moléculas de gas, bajo la misma presión, el gas con un peso molecular pequeño tiene una mayor velocidad de vuelo, y el aumento del caudal de gas es beneficioso para aumentar la frecuencia de colisión natural de las partículas de polvo. Las moléculas de hidrógeno y helio pueden describirse como las mejores candidatas, pero debido a la naturaleza explosiva del hidrógeno, el helio es la mejor opción. El caudal del helio es 2,9 veces mayor que el del nitrógeno, lo que puede eliminar el polvo grueso de Nd-Fe-B en poco tiempo. Triturar a D50 = 2 μm o menos.
