Bij de vervaardiging van hoogwaardige, hightech neodymiummagneten zijn er veel grote productiestappen, plus veel substappen. Elke stap is erg belangrijk en elke stap is een belangrijk onderdeel van een zeer verfijnde operatie.
1. Winning van zeldzaam aarderts
Eerst worden zeldzame aardmijnen ontdekt en vervolgens gedolven. Aangezien zeldzame aardmijnen meestal dagbouw zijn, is grootschalige apparatuur vereist om het erts te verwijderen nadat de bodembedekking is verwijderd.
2. Ertsverwerking en -raffinage
Vervolgens wordt het zeldzame aarderts geplet en gemalen. Het erts wordt vervolgens gemengd met water en speciale chemicaliën om de zeldzame aardelementen van de residuen te scheiden. Afhankelijk van de bron van het erts, kunnen concentraten ook elektroraffinage zijn. Zeldzame aardmetalen kunnen worden geraffineerd en geëxtraheerd door elektrochemie, destillatie, ionenuitwisseling of andere technieken. Concentraten (geraffineerd erts) worden vervolgens gesmolten. Dit betekent dat het wordt verhit tot zeer hoge temperaturen (~1500 graden) zodat waardevolle metalen kunnen worden gescheiden van nutteloze materialen in het erts.
3. Legeren:
Tijdens het legeringsproces worden kleine hoeveelheden andere metalen aan de NdFeB-legering toegevoegd om de microstructuur van het eindproduct te verfijnen en te wijzigen, de magnetische eigenschappen te verbeteren en het effect van andere processen te versterken.
4. Gegoten strook
De legering NdFeB is nu klaar voor smelten en stripgieten. Het wordt verwarmd in een vacuümoven, waar een stroom gesmolten metaal onder druk op een koeltrommel wordt geperst, waar het snel afkoelt met ongeveer 100,000 graden per seconde. Hoge koelsnelheden produceren zeer kleine metaaldeeltjes, wat de downstream-verwerking helpt vereenvoudigen en verbeteren. Daarnaast zijn kleine deeltjes een belangrijk onderdeel bij het maken van hoogwaardige magneten.
5. Waterstoffragmentatie
Hoewel de korrels van tapegieten erg klein zijn, komt het materiaal van tapecasting in vlokvorm uit de gietmachine, die tot poeder moet worden gereduceerd om magneten te maken. De volgende stap hierna is het kraken van waterstof - een proces waarbij waterstof wordt ingebracht om het magneetmateriaal doelbewust af te breken. Het metaal is nu broos en kan gemakkelijk in kleinere stukjes worden gebroken, daarom wordt het waterstofkraken genoemd. Bij het bewerken van de meeste metalen vermijden verwerkers het inbrengen van waterstof in het metaal.
6. Straalmolen
Een straalmolen gebruikt een hogesnelheidsstroom van inert gas om NdFeB-metaalblokken tot poeder te malen. Het metaal raakt andere metaalpoeders in de cycloon. Cycloon classificeert automatisch de deeltjesgrootte terwijl ze door het systeem gaan, zodat een smalle en zeer gunstige deeltjesgrootteverdeling behouden blijft.
7. Vormingsoriëntatie
Het poeder wordt bewaard in een atmosfeer van inert gas en behandeld in een handschoenenkastje voordat het de automatische drukpers ingaat. Het poeder komt de mal binnen en wordt onder invloed van een sterk magnetisch veld tussen de platen geperst, waardoor een blok materiaal wordt gevormd. Het magnetische veld oriënteert de korrel en houdt de magnetische domeinen in de ontworpen oriëntatie tijdens alle volgende verwerkingsstappen.
8. Isostatische persing
Het bulkmateriaal wordt in zakken gedaan en onder enorme druk in een Cold Isostatic Press (CIP) gedompeld. Dit elimineert eventuele resterende holtes in de steen en de lucht die uit deze druk komt is veel kleiner dan toen deze erin ging.
9. Sinteren
The compacts are removed from the bag and sintered. Sintering involves placing a metal block in a furnace at a very high temperature, just below the melting point of the metal. At temperatures >1000 graden is er een grote beweging van individuele atomen, waardoor de bulk voldoende magnetische en mechanische eigenschappen heeft.
10. Temperament
Na het sinteren zijn er opgehoopte spanningen in het metaal door alle beweging tijdens het sinteren, dus bij lagere temperaturen wordt het blok stapsgewijs met warmte behandeld om de spanning te verminderen.
11. Snijden, bewerken en slijpen
Door alle voorgaande stappen hebben NdFeB magneten al veel toegevoegde waarde. Snijden, machinaal bewerken en slijpen worden uitgevoerd volgens een strikt controleplan, ontworpen om verspilling tot een minimum te beperken.
12. Oppervlaktebehandeling
De meeste neodymiummagneten hebben nu een definitieve afwerking voordat ze de fabriek verlaten. De basisbehandeling is nikkel-koper-nikkel-plating, die de magneten beschermt tegen corrosie in de meeste typische gebruiksomgevingen.
13. Testen
Magneetmaterialen worden bij bijna elke processtap getest en geëvalueerd en voor elk datapunt worden records bijgehouden. Geconfronteerd met dergelijke intensieve testeisen, houdt BJMT intern een grote voorraad testapparatuur bij om de productkwaliteit, productie-efficiëntie en kosten te behouden en te verbeteren.
Strenge tests zorgen ervoor dat alleen hoogwaardige producten aan klanten worden geleverd
14. Magnetisatie
Een van de laatste stappen is magnetisatie. Het materiaal wordt in een bekrachtigde spoel geplaatst die gedurende korte tijd een sterk magnetisch veld genereert. Nadat de spoel is uitgeschakeld, blijft het magnetische veld in de magneet bestaan.
