La pieza bruta compactada orientada al campo magnético se sinteriza al vacío o en atmósfera inerte pura para alcanzar una alta densidad cercana a 95% de la densidad teórica. El orificio del imán es una estructura cerrada que garantiza la uniformidad de la densidad del flujo magnético. La estabilidad química del metal, y debido a las propiedades del imán, las propiedades de los imanes permanentes están estrechamente relacionadas con sus microestructuras metálicas. El proceso de tratamiento térmico posterior a la sinterización es fundamental para ajustar las propiedades magnéticas. Sin embargo, la temperatura de tratamiento es baja. Algunas características importantes de la microestructura no se pueden ajustar mediante tratamiento térmico, sino que deben ajustarse mediante dicho tratamiento. Es fundamental controlar cuidadosamente el proceso de sinterización.
Para evitar al máximo la disminución de la coercitividad causada por el crecimiento de los granos de la fase principal, los imanes de Nd-Fe-B deben sinterizarse a una temperatura inferior a 1100 °C; la temperatura de sinterización habitual es de 1050 a 1080 °C, y se puede obtener una porosidad cercana a cero. Para obtener una alta coercitividad, generalmente se requiere un tratamiento térmico de dos etapas a alrededor de 900 ℃ y alrededor de 500 ℃, y se requiere un enfriamiento rápido para fijar la microscopía correspondiente después de la sinterización y el tratamiento térmico. estructura. La mejor combinación de temperatura y tiempo de tratamiento térmico está estrechamente relacionada con los elementos añadidos y su composición en el imán de Nd-Fe-B, pero una gran cantidad de experimentos muestran que la temperatura del tratamiento térmico de la primera etapa (900 ℃) tiene un amplio rango de universalidad, porque la temperatura es rica. La fase de Nd está en estado líquido. Como fase límite de grano, puede reparar la superficie de los granos de la fase principal. Si el tiempo no es excesivo, no provocará un crecimiento excesivo de los granos de la fase principal ni un enriquecimiento de la fase rica en Nd. Este efecto no está relacionado con la composición. El tratamiento térmico de segunda etapa es fundamental para ajustar la composición de la fase y la microestructura del imán. En esta zona de temperatura se producirá una reacción eutéctica, lo que modificará la cantidad total, la composición y la distribución de la fase líquida, lo que la hace sensible. Esto afecta la coercitividad intrínseca del imán, la perpendicularidad de la curva de desmagnetización y la pérdida irreversible del imán a alta temperatura.
Mecanizado
Debido a las características y limitaciones técnicas del proceso de conformado por orientación del campo magnético, es difícil que los imanes sinterizados alcancen directamente la precisión de forma y dimensiones necesarias para su aplicación práctica, por lo que el procesamiento mecánico de las piezas sinterizadas es inevitable. Las principales razones son:
1. Muchos imanes terminados son de tamaño pequeño y de forma compleja, y solo se pueden procesar con una forma determinada del imán en blanco;
2. Incluso en el caso de los imanes en blanco casi formados finalmente, debido a la baja densidad del polvo y la poca fluidez, la uniformidad del llenado del molde hembra es deficiente y es difícil evitar fluctuaciones en la forma o el tamaño del imán en blanco sinterizado;
3. Debido a la diferencia obvia en la contracción de sinterización entre la dirección paralela y perpendicular a la orientación del imán en blanco de Nd-Fe-B, y la diferencia en la contracción de sinterización entre el borde y el centro del imán en blanco, es difícil cumplir con los requisitos de precisión dimensional del imán terminado.
Las empresas japonesas, europeas y estadounidenses optan principalmente por el proceso de conformado casi final debido a la consideración de los costos de la materia prima y la mano de obra, complementado con el posterior procesamiento mecánico. Las empresas chinas producen una amplia gama de imanes permanentes de tierras raras, utilizando principalmente un proceso de producción integral que combina imanes en bruto con posprocesamiento y aprovecha al máximo la cerámica. Las ventajas tecnológicas del procesamiento de cristales han llevado el nivel de mecanizado de los imanes permanentes de tierras raras a un nivel superior. Con el aumento de los costos de la materia prima y la presión de los costos de mano de obra, la tecnología de conformado casi final y el conformado automático se están desarrollando rápidamente en nuestro país.
El imán permanente de tierras raras preparado mediante pulvimetalurgia es un producto cermet típico. Es duro y frágil. Para materiales duros y frágiles, las únicas herramientas utilizadas para el mecanizado son el corte, el taladrado, el rectificado y el abarrilado. Se puede subdividir según las características básicas de la superficie mecanizada:
El corte con cuchillas generalmente utiliza cuchillas galvanizadas con diamante o polvo de nitruro de boro cúbico. Se seleccionan diferentes espesores de cuchilla y posiciones de filo según la profundidad de incisión y los requisitos de tolerancia geométrica. El filo de la cuchilla interior se apoya en la cuchilla y el anillo exterior. El proceso de corte puede garantizar una buena planitud, por lo que el espesor de la cuchilla puede ser de 0,1 mm, pero la profundidad del corte y el tamaño del imán de corte están limitados por la diferencia entre el diámetro interior y el diámetro interior y exterior de la cuchilla. El filo de la cuchilla circular exterior flota sobre el borde exterior, y la capacidad de soporte de la cuchilla es inferior a la de la cuchilla circular interior. Por lo tanto, se requiere una cuchilla ligeramente más gruesa para garantizar el mismo nivel de tolerancia, generalmente en el rango de 0,2 a 0,5 mm, y la pérdida de material resultante también es mayor. Para productos con lotes grandes y especificaciones de tamaño único, la eficiencia del corte con una sierra de hilo es muy alta.
La electroerosión y el corte por láser pertenecen al procesamiento térmico directo, que permite cortar formas complejas. Sin embargo, la eficiencia de corte es relativamente baja y el costo de procesamiento es elevado. Además, investigaciones han demostrado que la superficie procesada del imán de NdFeB sinterizado tiene un espesor aproximado de 15 μm. La capa rica en Nd reduce la estabilidad química del material.
La perforación de imanes requiere brocas de diamante o láseres. Se ha desarrollado la tecnología de perforación hueca para optimizar el uso del material. El cilindro macizo excavado en el centro del producto, con un mayor diámetro interior, también puede utilizarse para fabricar otros productos de menor tamaño mediante perforación ultrasónica. El método de perforación puede mitigar los daños por fragilidad, lo cual resulta beneficioso para el procesamiento de imanes de alto rendimiento o térmicamente estables con alta fragilidad.
Las muelas abrasivas se dividen en dos tipos: de base metálica o de resina. El rectificado de perfiles se basa en el contorno de la superficie de rectificado para crear la base de la muela, que posteriormente se recubre con diamante o polvo de BN y se modifica para cumplir con los requisitos del producto final.
El mecanizado produce defectos en la superficie del imán, lo que afecta gravemente su rendimiento y resistencia a la corrosión, especialmente en productos pequeños y delgados. Por lo tanto, es necesario repararlos eliminando o reparando la capa superficial defectuosa.