Mar 05, 2024

Proces kalupljenja sinterovanog NdFeB

Ostavi poruku

U poređenju sa tradicionalnim procesom metalurgije praha, oblikovanje NdFeB ima dvije glavne karakteristike orijentaciju magnetnog polja i zaštitu od oksidacije. Proces oblikovanja određuje geometriju, veličinu i orijentaciju magneta i ključna je karika u pripremi sinterovanog NdFeB. Prešanje se općenito dijeli u dvije kategorije: suho prešanje i mokro prešanje.

Molding process of sintered NdFeB


1. Mokro oblikovanje
Proces mokrog oblikovanja široko se koristi u funkcionalnoj keramici i drugim poljima. Hitachi je 2001. godine koristio mineralno ulje kao rastvarač i dodao surfaktant metil oleat za pripremu magneta visokih performansi sa Br=1.46 T (14.6 kG) i 1.20 MA/m (15.1 kOe). Učinak podmazivanja organskih reagensa može poboljšati fluidnost i orijentaciju praha, čime se priprema kompakt sa visokom ujednačenošću. Međutim, proces mokrog oblikovanja je složen i izuzetno neefikasan. Velika količina rastvarača koji se oslobađa tokom procesa sinterovanja oštetiće vakuum sistem, a preostali ugljenik će takođe uticati na performanse magneta, tako da se metoda mokrog oblikovanja postepeno napušta.

 

2. Suvo oblikovanje
Nakon godina prakse i poboljšanja od strane praktičara magnetnih materijala, suvo oblikovanje postalo je poželjna metoda za masovnu proizvodnju velikih razmjera. Magnetni prah je orijentisan magnetnim poljem u šupljini kalupa određenog oblika, a indenter je zatvoren da bi se dovršio pritisak. Međutim, kako se gustoća zelenog tijela povećava, orijentacija će neizbježno biti uništena. Suho prešanje se može podijeliti na paralelno prešanje i vertikalno prešanje prema odgovarajućem odnosu između smjera magnetskog polja i smjera presovanja. Metoda vertikalnog presovanja se više koristi jer manje oštećuje orijentaciju praha. U Kini se često koristi metoda presovanja u dva koraka, tj. zelena kompaktna gustina se pritisne na 3.8-4.1g/cm3, a zatim se koristi jednaka redukcija pritiska (oko 180MPa) za povećanje zelenog kompaktne gustine (oko 4,5g/cm3) bez uništavanja postojećeg nivoa orijentacije. Na ovaj način se mogu isprobati različite vrste kalupa kao što su automatski kalupi i kombinovani kalupi, sa visokom proizvodnom efikasnošću i stabilnim performansama. Međutim, metode vertikalnog presovanja, izostatičkog presovanja, naknadnog mlevenja i obrade rezanjem imaju sledeće nedostatke:
(1) Zbog ograničenja količine deformacije slijepog uzorka i oksidnog sloja, dopuštena obrada slijepog uzorka je velika, a stopa popuštanja niska;
(2) Metoda sekundarnog presovanja zahtijeva vakuumsko zatvaranje nakon zelenog tijela, koje ima dug procesni ciklus i nizak stepen automatizacije;
(3) Stepen orijentacije će i dalje biti oštećen tokom procesa zatvaranja kalupa i presovanja.

Glavni pravci za poboljšanje trenutno su: prvo, poništiti izostatičko prešanje i realizovati automatizovanu proizvodnju od oblikovanja do sinterovanja; drugo, koristiti kalupovanje bez pritiska i druge metode za dalje poboljšanje stepena orijentacije; osim toga, za pločice, prstenaste, tanke limove i razne složene oblike, proizvod je razvio proces livenja gotovo mreže i proces oblikovanja bez obrade za direktnu proizvodnju proizvoda koji su jednaki ili bliski obliku finalni proizvod.

 

a. Jednokratni proces oblikovanja
Povećanjem pritiska kalupne prese povećava se gustina zelenog tela na iznad 4,2g/cm3, čime se eliminiše izostatičko presovanje. Nakon što se preša potpuno automatskom presom za kalupljenje, robot se automatski slaže u kutiju za sinterovanje i transportuje kroz zatvoreni kanal zaštićen inertnim gasom. U peć za kontinuirano sinteriranje, u peć se ulazi kroz zasun, čime se ostvaruje automatizirana proizvodnja i smanjuju troškovi rada. Ceo proces se odvija u okruženju sa niskim sadržajem kiseonika, što doprinosi stabilnosti procesa i performansama.

Molding process of sintered NdFeB

Da bi se eliminisalo oštećenje stepena orijentacije tokom procesa oblikovanja, orijentacija se izvodi u labavom stanju ili stanju mikro-pritiska, a kalup se koristi za vakuumsko ili visokotlačno sinterovanje. Ova metoda ima visoke zahtjeve u pogledu materijala kalupa, magnetne permeabilnosti i hrapavosti unutrašnjeg zida šupljine. Međutim, budući da je razmak praha prevelik, teško ga je zgusnuti samo kapilarnim djelovanjem tokom procesa sinterovanja, a lako se skupiti i deformirati.

 

b. Izostatski pritisak impulsno magnetno polje kalupljenje gumenog filma
Gumeni kalup napunjen magnetnim prahom stavlja se u metalni kalup. Kroz orijentaciju impulsnog magnetnog polja, metalni indenter komprimira gumeni film i magnetni prah. Zbog ograničenja šupljine metalnog kalupa, gumeni kalup se širi prema unutrašnjoj šupljini i primjenjuje svoj izostatski pritisak na prah. Na uzorku, budući da nema relativnog pomjeranja između unutrašnje stijenke šupljine kalupa i praha, orijentacija se dobro održava. Međutim, zbog razlike u tvrdoći i Youngovom modulu između gumenog filma i čeličnog kalupa, kompakt je sklon neujednačenoj deformaciji.

 

c. Proces livenja skoro mreže (prešanje u jednom komadu)
Orijentacija magnetnog polja paralelne prese je ista kao i smjer presovanja, tako da je stupanj oštećenja orijentacije mnogo veći nego kod vertikalne prese. Štoviše, zbog ograničenja veličine orijentacijskog stupa, površina presovanja proizvoda je manja. Međutim, zbog prednosti uvlačenja i orijentacije, metoda paralelnog prešanja može u jednom potezu formirati i pritisnuti cilindrične, kružne, posebnog oblika i jednodijelne proizvode. Ima visoku tačnost presovanja i dobru konzistenciju magnetnih svojstava, što smanjuje dopuštenje obrade i poboljšava iskorišćenost materijala. Međutim, proces presovanja u jednom komadu ima veće zahtjeve za fluidnost praha, presu (preciznost servo kontrole, veličina magnetnog polja i uniformnost, automatska distribucija praha, itd.), kalup i proces sinterovanja.

Pošaljite upit