Les aimants permanents en NdFeB frittés sont fabriqués par métallurgie des poudres. Généralement, plus d'une douzaine de processus interviennent, de la préparation du matériau à la livraison du produit fini, et plusieurs tests et analyses sont également inclus à chaque étape.
L'ensemble du processus de production est un projet systématique et étroitement lié. Généralement, la production d'ébauches magnétiques est appelée « processus de production initial », tandis que la transformation des ébauches en produits finis est appelée « processus de post-traitement ». Les fabricants de matériaux magnétiques se divisent principalement en deux catégories : ceux qui combinent production initiale et post-traitement, et ceux qui se concentrent sur le post-traitement.
1. Préparation
On dit souvent que « le remède est bon, le remède est bon ». Cette phrase est parfaitement adaptée à la production d'aimants NdFeB frittés. De bonnes matières premières sont essentielles à la production de matériaux magnétiques de haute qualité. Les fabricants choisissent généralement des terres rares comme le praséodyme et le néodyme en fonction des exigences de performance des aimants et des normes nationales correspondantes. La matière première est découpée et traitée en surface avant la fusion.
2. Fusion
La fusion est le premier procédé de frittage des aimants permanents NdFeB intégré au processus de production. Les matières premières sont chauffées et fondues dans le four de fusion, puis refroidies pour former des bandes d'alliage. Ce procédé nécessite une température du four d'environ 1 300 degrés et dure plus de quatre heures.
3. Broyage à l'hydrogène et 4. Broyeur à jet
Les deux étapes du broyage à l'hydrogène et du broyage par jet d'air sont collectivement appelées pulvérisation. Il s'agit du broyage de la bande d'alliage fondue pour produire de la poudre magnétique. Pour obtenir des aimants bien orientés, il est nécessaire que la granulométrie de la poudre soit fine (3-4 μm), concentrée et sphérique.
5. Pressage
La poudre magnétique broyée est chargée dans un moule, un champ magnétique externe est appliqué pour l'orientation, puis la poudre est pressée après orientation. L'orientation par champ magnétique de la poudre est l'une des technologies clés pour la production de NdFeB fritté haute performance. Trois méthodes de moulage sont actuellement couramment utilisées dans l'industrie : le moulage par injection, le moulage avec pressage isostatique à froid et le pressage isostatique sur moule en caoutchouc. À teneur en néodyme égale, le pressage isostatique sur moule en caoutchouc permet d'obtenir une énergie magnétique supérieure.
6. Traitement thermique
After pressing, the relative density of the magnet compact is relatively large. In order to make the magnet have high permanent magnet performance, the compact needs to be heated to a temperature below the melting point of the basic phase of the powder, and heat treated for a period of time. This process is also called sintering. After high temperature quenching, it is necessary to perform tempering treatment at a certain temperature to optimize the microstructure and obtain the best magnetic properties. (Tempering refers to cooling the sintered magnetic powder blank to a certain temperature and heating it up again)
7. Usinage
En raison des caractéristiques et des limites techniques du procédé de formage par orientation du champ magnétique, il est difficile pour les aimants frittés d'atteindre directement la forme et la précision dimensionnelle nécessaires aux applications pratiques. Le NdFeB fritté est un matériau dur et cassant, et l'usinage général ne peut se faire que par découpe, perçage, meulage et laminage.
Les entreprises japonaises, européennes et américaines privilégient majoritairement le procédé de formage quasi final pour des raisons de coûts des matières premières et de main-d'œuvre, complété par un usinage de suivi. Les entreprises chinoises produisent une large gamme de produits frittés en NdFeB, principalement grâce à un processus complet de production d'aimants bruts et de post-traitement, et tirent pleinement parti des avantages technologiques du traitement de la céramique et du cristal, portant le niveau de traitement mécanique des aimants permanents en terres rares à un niveau extrême. Face à l'augmentation des coûts des matières premières et de la main-d'œuvre, le formage quasi final et les technologies de formage automatique connaissent un développement rapide en Chine.
8. Diffusion aux joints de grains
Les terres rares dysprosium et terbium peuvent améliorer considérablement la coercivité et la stabilité thermique du matériau. Pour les matériaux NdFeB frittés exigeant une coercivité et une température de fonctionnement élevées, on ajoute souvent du dysprosium et du terbium. Cependant, leur prix élevé entraînera une forte augmentation du coût de production des aimants. Actuellement, la technologie de diffusion intergranulaire est généralement utilisée dans l'industrie pour réduire la quantité de terres rares lourdes ajoutées.
9. Traitement de surface
Le NdFeB fritté est un matériau en poudre doté d'une très forte activité chimique. Il présente de minuscules pores et vides, facilement corrodables et oxydables à l'air. Avec le temps, les propriétés magnétiques s'atténuent, voire disparaissent. Par conséquent, une inspection de surface rigoureuse doit être effectuée avant utilisation. Traitement anticorrosion. Actuellement, le traitement anticorrosion du NdFeB fait généralement appel à la galvanoplastie, au placage chimique, à l'électrophorèse, à la phosphatation et à d'autres méthodes, parmi lesquelles la galvanoplastie est largement utilisée comme méthode de traitement de surface des métaux.
10. Magnétisation
La magnétisation est une étape clé pour l'obtention du magnétisme des aimants permanents en NdFeB frittés. Un magnétiseur est un outil permettant de magnétiser des matériaux ou des dispositifs magnétiques, grâce auquel un champ magnétique est appliqué aux aimants en NdFeB magnétisés. Si le champ magnétique magnétisé ne peut atteindre le champ magnétique de saturation technique, la rémanence Br et le champ coercitif Hcj de l'aimant permanent ne peuvent atteindre leurs valeurs normales. Outre la magnétisation unipolaire classique, le NdFeB fritté peut également réaliser une magnétisation multipolaire selon les besoins, c'est-à-dire que plusieurs pôles N et S peuvent apparaître sur un plan après magnétisation.
11. Contrôle qualité, emballage et livraison
Contrôle de la qualité
Le contrôle qualité lors de la production d'aimants permanents NdFeB frittés et l'inspection du produit final doivent inclure les éléments listés dans le tableau ci-dessous, mais il n'est pas obligatoire de les inspecter tous. L'acheteur peut négocier l'inspection requise avec le fabricant en fonction des besoins réels.
L'emballage et la livraison constituent la dernière étape avant que l'aimant ne quitte l'usine. Le fabricant de l'aimant peut l'emballer selon les exigences de l'acheteur. Si l'acheteur a des exigences particulières en matière d'emballage, il peut en informer le fournisseur à l'avance. Les aimants permanents NdFeB frittés possèdent de fortes propriétés magnétiques ; le transport national se fait donc généralement par voie terrestre. Les aimants exportés peuvent être expédiés par avion après un emballage spécial d'isolation magnétique, puis inspectés et évalués par des organismes professionnels.
