Mar 05, 2024

Proces kalupljenja sinterovanog NdFeB

Ostavite poruku

U usporedbi s tradicionalnim postupkom metalurgije praha, oblikovanje NdFeB ima dvije glavne karakteristike, orijentaciju magnetskog polja i zaštitu od oksidacije. Proces kalupljenja određuje geometriju, veličinu i orijentaciju magneta i ključna je karika u pripremi sinteriranog NdFeB. Prešanje se općenito dijeli u dvije kategorije: suho prešanje i mokro prešanje.

Molding process of sintered NdFeB


1. Mokro kalupljenje
Mokri postupak kalupljenja naširoko se koristi u funkcionalnoj keramici i drugim područjima. Godine 2001. Hitachi je upotrijebio mineralno ulje kao otapalo i dodao surfaktant metil oleat za pripremu magneta visokih performansi s 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 kompaktna masa visoke ujednačenosti. Međutim, mokri proces kalupljenja je složen i krajnje neučinkovit. Velika količina otapala koja se oslobađa tijekom procesa sinteriranja oštetit će vakuumski sustav, a zaostali ugljik također će utjecati na performanse magneta, tako da se metoda mokrog kalupljenja postupno napušta.

 

2. Suho kalupljenje
Nakon godina prakse i poboljšanja stručnjaka za magnetske materijale, suho kalupljenje postalo je preferirana metoda za masovnu proizvodnju velikih razmjera. Magnetski prah je orijentiran magnetskim poljem u šupljini kalupa određenog oblika, a utiskivač je zatvoren kako bi se dovršio pritisak. Međutim, kako se gustoća zelenog tijela povećava, orijentacija će neizbježno biti uništena. Suho prešanje može se podijeliti na paralelno prešanje i okomito prešanje prema odgovarajućem odnosu između smjera magnetskog polja i smjera prešanja. Vertikalna metoda prešanja ima veću primjenu jer manje oštećuje orijentaciju praha. U Kini se često koristi metoda prešanja u dva koraka, to jest, gustoća zelenog kompakta se preša na 3.8-4.1g/cm3, a zatim se koristi jednako smanjenje tlaka (oko 180 MPa) za povećanje zelenog kompaktne gustoće (oko 4,5g/cm3) bez uništavanja postojeće orijentacijske razine. Na taj način se mogu isprobati različite vrste kalupa kao što su automatski kalupi i kombinirani kalupi, s visokom učinkovitošću proizvodnje i stabilnim performansama. Međutim, metode vertikalnog prešanja, izostatičkog prešanja, naknadnog mljevenja i obrade rezanja imaju sljedeće nedostatke:
(1) Zbog ograničenja količine deformacije uzorka i oksidnog sloja, dopuštenje za obradu uzorka je veliko, a stopa prinosa niska;
(2) Metoda sekundarnog prešanja zahtijeva vakuumsko brtvljenje nakon sirovog tijela, što ima dug procesni ciklus i nizak stupanj automatizacije;
(3) Stupanj orijentacije će i dalje biti oštećen tijekom procesa zatvaranja kalupa i prešanja.

Trenutačni glavni pravci poboljšanja su: prvo, ukinuti izostatičko prešanje i ostvariti automatiziranu proizvodnju od kalupljenja do sinteriranja; drugo, koristiti kalupljenje bez pritiska i druge metode za daljnje poboljšanje stupnja orijentacije; osim toga, za pločice, prstenaste, tanke limove i razne složene oblike, proizvod je razvio gotovo neto proces kalupljenja i proces kalupljenja bez obrade za izravnu proizvodnju proizvoda koji su jednaki ili bliski obliku konačni proizvod.

 

a. Jednokratni postupak kalupljenja
Povećanjem pritiska preše za kalupljenje, gustoća sirovog tijela se povećava na iznad 4,2 g/cm3, čime se eliminira izostatičko prešanje. Nakon što ga preša potpuno automatska preša za kalupljenje, robot ga automatski slaže u kutiju za sinteriranje i transportira kroz zatvoreni kanal zaštićen inertnim plinom. U peć za kontinuirano sinteriranje ulazi se kroz zasun, čime se ostvaruje automatizirana proizvodnja i smanjuju troškovi rada. Cijeli proces se provodi u okruženju s niskim sadržajem kisika, što pogoduje stabilnosti procesa i performansama.

Molding process of sintered NdFeB

Kako bi se uklonilo oštećenje stupnja orijentacije tijekom procesa kalupljenja, orijentacija se provodi u rastresitom stanju ili stanju mikrotlaka, a kalup se koristi za vakuumsko ili visokotlačno sinteriranje. Ova metoda ima visoke zahtjeve za materijal kalupa, magnetsku propusnost i hrapavost stijenke unutarnje šupljine. Međutim, budući da je razmak praha prevelik, teško ga je zgusnuti isključivo kapilarnim djelovanjem tijekom procesa sinteriranja, a lako se skuplja i deformira.

 

b. Izostatičko tlačno pulsno oblikovanje gumenog filma magnetskim poljem
Gumeni kalup ispunjen magnetskim prahom stavlja se u metalni kalup. Putem orijentacije pulsnog magnetskog polja, metalni utiskivač komprimira gumeni film i magnetski prah. Zbog ograničenja šupljine metalnog kalupa, gumeni kalup se širi prema unutarnjoj šupljini i primjenjuje svoj izostatski pritisak na prah. Na uzorku, budući da nema relativnog kretanja između unutarnje stijenke šupljine kalupa i praha, orijentacija je dobro održana. Međutim, zbog razlike u tvrdoći i Youngovom modulu između gumenog filma i čeličnog kalupa, tijesto je sklono nejednolikoj deformaciji.

 

c. Near-net proces kalupljenja (prešanje jednog komada)
Orijentacija magnetskog polja paralelne preše je ista kao i smjer prešanja, tako da je stupanj oštećenja orijentacije puno veći nego kod okomite preše. Štoviše, zbog ograničenja veličine orijentacijskog stupa, područje prešanja proizvoda je manje. Međutim, zbog prednosti dodavanja i orijentacije, metoda paralelnog prešanja može oblikovati i prešati cilindrične, kružne, posebno oblikovane i jednodijelne proizvode u jednom potezu. Ima visoku točnost prešanja i dobru dosljednost magnetskih svojstava, što smanjuje dodatak za obradu i poboljšava iskoristivost materijala. Međutim, postupak prešanja u jednom komadu ima veće zahtjeve za fluidnost praha, prešu (točnost servo kontrole, veličinu i jednolikost magnetskog polja, automatsku distribuciju praha itd.), kalup i proces sinteriranja.

Pošaljite upit