Sintret neodymmagnet fremstilles ved, at råmaterialerne smeltes under vakuum eller inert atmosfære i en induktionssmelteovn, derefter behandles i båndstøbemaskinen og afkøles til dannelse af Nd-Fe-B-legeringsbånd. Legeringsstrimler pulveriseres til et fint pulver med flere mikrometer i diameter. Det fine pulver komprimeres efterfølgende i et orienteringsmagnetfelt og sintres til tætte legemer. Kroppene bearbejdes derefter til de specifikke former, overfladebehandles og magnetiseres.
Vejning
Vejning af kvalificeret råmateriale er direkte relateret til nøjagtigheden af magnetsammensætning. Renhed eller råmateriale og stabilitet af kemisk sammensætning er grundlaget for produktkvalitet. Sintret neodymmagnet vælger normalt sjældne jordarters legeringer som Praseodymium-Neodymium Pr-Nd mischmetal, Lanthanum-Cerium La-Ce mischmetal og Dysprosium Jern Dy-Fe legering som materiale af omkostningsgrunde. Grundstof med højt smeltepunkt Bor, Molybdæn eller Niobium tilsættes på ferrolegeringsmåde. Rustlag, inklusion, oxid og snavs på råmaterialets overflade skal fjernes med mikroblæsningsmaskine. Derudover bør råmaterialet være i passende størrelse for at opfylde effektiviteten i den efterfølgende smelteproces. Neodym har lavt damptryk og aktive kemiske egenskaber, så findes sjældent jordmetal en vis grad af fordampningstab og oxidationstab under smelteprocessen, derfor bør vejeprocessen af sintret neodymmagnet overveje at tilføje yderligere sjældent jordmetal for at sikre nøjagtigheden af magnetsammensætningen.
Smeltning og båndstøbning
Smeltning og båndstøbning er afgørende for sammensætning, krystallinsk tilstand og fordeling af fase, hvilket påvirker den efterfølgende proces og magnetiske ydeevne. Råmateriale opvarmes til smeltet tilstand via middel- og lavfrekvent induktionssmeltning under vakuum eller inert atmosfære. Støbning kan behandles, når legeringssmelten realiserede homogenisering, udstødning og slaggedannelse. En god støbt barremikrostruktur bør have velvoksen og finstørrelse søjleformet krystal, derefter bør Nd-rig fase fordele sig langs korngrænsen. Desuden bør støbt ingot-mikrostruktur være fri for -Fe-fase. Re-Fe fasediagram viser, at sjældne jordarters ternære legeringer er uundgåelige til at producere -Fe fase under langsom afkøling. Bløde magnetiske egenskaber ved stuetemperatur af -Fe-fasen vil alvorligt skade magnetens magnetiske ydeevne og skal derfor hæmmes af hurtig afkøling. For at tilfredsstille den ønskede hurtige afkølingseffekt for at hæmme produktionen af -Fe fase, udviklede Showa Denko KK Strip Casting Technology og blev hurtigt rutineteknologi inden for industrien. Ensartet fordeling af Nd-rig fase og den hæmmende effekt på -Fe fase kan effektivt reducere det samlede indhold af sjældne jordarter, som er gunstige til fremstilling af højtydende magnet og omkostningsreduktion.
Brintnedbrydning
Hydrogeneringsadfærd af sjældne jordarters metal, legeringer eller intermetalliske forbindelser og fysisk-kemiske egenskaber af hydrid har altid været det vigtige spørgsmål ved anvendelse af sjældne jordarter. Nd-Fe-B legeringsbarre udviser også meget stærk hydrogeneringstendens. Hydrogenatomer kommer ind i det interstitielle sted mellem den intermetalliske forbindelses hovedfase og den Nd-rige korngrænsefase og dannede interstitiel forbindelse. Derefter steg den interatomiske afstand og gittervolumenet udvidet. Den resulterende indre spænding vil producere korngrænserevner (intergranulær fraktur), krystalbrud (transkrystallinsk fraktur) eller duktilt brud. Disse affald kommer med krakelering og er derfor kendt som brintaffald. Brintdekrepiteringsproces af sintret neodymmagnet omtales også som HD-proces. Korngrænserevner og krystalbrud, der blev genereret i en brintdecrepitationsproces, gjorde Nd-Fe-B-banepulver meget skrøbeligt og yderst fordelagtigt for efterfølgende jetformalingsproces. Ud over at forbedre effektiviteten af jetformalingsprocessen, er hydrogendecrepitationsprocessen også gunstig for at justere den gennemsnitlige pulverstørrelse af fint pulver.
Jet fræsning
Jetfræsning har vist sig at være den mest praktiske og effektive løsning i pulverprocessen. Jetfræsning ved hjælp af en højhastighedsstråle af inert gas til at accelerere groft pulver til supersonisk hastighed og støde pulver ind i hinanden. Det grundlæggende formål med pulverprocessen er at søge passende gennemsnitlig partikelstørrelse og partikelstørrelsesfordeling. Forskellen mellem ovenstående funktioner udviser forskellige karakteristika i makroskopiske skalaer, som direkte påvirker pulverfyldning, orientering, komprimering, afformning og mikrostruktur genereret i sintringsprocessen, og derefter følsomt påvirker magnetisk ydeevne, mekaniske egenskaber, termoelektricitet og kemisk stabilitet af sintret neodymmagnet. Den ideelle mikrostruktur er fint og ensartet hovedfasekorn omgivet af glat og tynd yderligere fase. Desuden bør let magnetiseringsretning af hovedfasekorn arrangeres langs orienteringsretningen så konsistent som muligt. Hulrum, store korn eller blød magnetisk fase vil føre til en betydelig reduktion af den iboende tvangsevne. Remanens og firkantethed af afmagnetiseringskurven vil samtidig falde, mens let magnetiseringsretning af korn afviger fra orienteringsretningen. Derved bør legeringer pulveriseres til enkeltkrystalpartiklerne i området fra 3 til 5 mikrometer i diameter.
Komprimering
Magnetisk feltorienteringskomprimering henvises til at udnytte interaktionen mellem magnetisk pulver og det eksterne magnetfelt til at justere pulver langs den lette magnetiseringsretning og gøre det i overensstemmelse med den endelige magnetiseringsretning. Magnetisk feltorienteringskomprimering er den mest almindelige vej til fremstilling af anisotropiske magneter. Nd-Fe-B-legering er blevet knust ind i enkeltkrystalpartiklerne i tidligere jetformalingsproces. Enkeltkrystalpartikler er enakset anisotropi, og hver af dem har kun en let magnetiseringsretning. Magnetisk pulver vil omdannes til det enkelte domæne fra multi-domæne under påvirkning af eksternt magnetfelt efter løst udfyldt i form, og derefter justere dets lette magnetiseringsretning c-akse for at være i overensstemmelse med eksternt magnetfelts retning via rotation eller bevægelse. C-aksen af legeringspulver beholdt stort set sin arrangementsstatus under komprimeringsprocessen. Komprimerede dele skal udføres afmagnetiseringsbehandling før afformningen. Det vigtigste indeks for komprimeringsprocessen er orienteringsgrad. Orienteringsgraden af sintrede neodymmagneter bestemmes af forskellige faktorer, herunder orienteringsmagnetisk feltstyrke, partikelstørrelse, tilsyneladende tæthed, komprimeringsmetode, komprimeringstryk osv.
Sintring
Densiteten af den komprimerede del kan opnå mere end 95% af den teoretiske tæthed efter bearbejdet sintringsproces under højvakuum eller ren inert atmosfære. Derfor er hulrum i den sintrede neodymmagnet lukket, hvilket sikrede ensartethed af magnetisk fluxtæthed og kemisk stabilitet. Da permanente magnetiske egenskaber af sintrede neodymmagneter er tæt forbundet med dens egen mikrostruktur, er varmebehandling efter sintringsproces også afgørende for justeringen af magnetisk ydeevne, især iboende koercitivitet. Nd-rig korngrænsefase fungerer som den flydende fase, der er i stand til at fremme sintringsreaktionen og genoprette overfladedefekter på hovedfasekornet. Sintringstemperaturen for neodymmagneter varierer normalt fra 1050 til 1180 grader Celsius. For høj temperatur vil føre til kornvækst og mindske den iboende tvangsevne. For at opnå ideel iboende koercivitet, kvadratisk afmagnetiseringskurve og højtemperatur irreversibelt tab, skal sintrede neodymmagnet normalt behandle to-trins tempereringsvarmebehandling ved 900 og 500 grader Celsius.
Bearbejdning
Ud over almindelig form med moderat størrelse er sintret neodymmagnet svært at opnå direkte påkrævet form og dimensionsnøjagtighed på én gang på grund af de tekniske begrænsninger i komprimeringsprocessen for magnetfeltorientering, og derved er bearbejdning en uundgåelig proces for den sintrede neodymmagnet . Som et typisk cermetmateriale er sintret neodymmagnet betydelig hård og skør, så er der kun skæring, boring og slibning, der kan anvendes til dens bearbejdningsproces blandt konventionel bearbejdningsteknologi. Klingeskæring bruger typisk diamantbelagt eller CBN-belagt klinge. Trådskæring og laserskæring er velegnet til bearbejdning af specialformede magneter, men beskyldes for lav produktionseffektivitet og høje forarbejdningsomkostninger i mellemtiden. Boreproces af sintret neodymmagnet er primært vedtaget diamant og laser. Det er nødvendigt at vælge trepanning proces, når det indre hul i ringmagneten er større end 4 mm. Som biprodukt i trepaneringsprocessen kan trepaneret kerne bruges til fremstilling af andre egnede mindre magneter og dermed væsentligt forbedre materialeudnyttelsesforholdet. Slibeskive til kopislibning fremstilles på basis af slibefladen.
Overfladebehandling
Overfladebeskyttende behandling er en nødvendig procedure for neodymmagneten, især sintret neodymmagnet. Sintret neodymmagnet har flerfaset mikrostruktur og består af Nd2Fe14B-hovedfase, Nd-rig fase og B-rig fase. Nd-rige fase udviser meget stærk oxidationstendens og vil udgøre det primære batteri med hovedfase under fugtigt miljø. En lille mængde substituerende elementer er i stand til at forbedre magneternes kemiske stabilitet, men kommer på bekostning af magnetisk ydeevne. Derfor er beskyttelsen af sintret neodymmagnet primært rettet mod dens overflade. Overfladebehandling af sintret neodymmagnet kan klassificeres i våd proces og tør proces. Våd proces refererer til magneter er behandlet overfladebeskyttende behandling i rent vand eller opløsning. Vådproces omfatter fosfat, galvanisering, elektrofri plettering, elektroforese, sprøjtebelægning og dyppebelægning. Tør proces refererer til magneter er behandlet overfladebeskyttende behandling gennem fysisk eller kemisk proces uden kontakt med opløsning. Tørprocessen indeholder generelt fysisk dampaflejring (PVD) og kemisk dampaflejring (CVD).
Magnetisering
De fleste permanente magneter magnetiseres inden servering til deres tilsigtede anvendelser. Magnetiseringsprocessen refererer til påføring af et magnetfelt langs den permanente magnets orienteringsretning og opnået teknisk mætning med den øgede eksterne magnetiske feltstyrke. Hver type permanent magnetisk materiale har brug for særskilt magnetisk feltstyrke for at opfylde teknisk mætning i magnetiseringsretningen. Remanens og iboende koercivitet vil være mindre end dens forfaldne værdier, medmindre den eksterne magnetiske feltstyrke er lavere end den tekniske mætning af magnetfeltet. Permanent magnet kan opdeles i isotrop type og anisotrop type alt efter, om den har en let magnetiseringsretning eller ej. Som en anisotropisk magnet med høj iboende koercivitet skal sintret neodymmagnet magnetiseres via impulsmagnetisering. Kondensatoren vil blive opladet efter ensretning, derefter den elektriske energi i kondensatoren øjeblikkelig afladning til magnetiseringsarmaturen. Magnetiseringsarmatur kan generere det pulserende magnetfelt under den øjeblikkelige stærke strøm gennem det. Derfor vil permanent magnet i spole blive magnetiseret. Der er forskellige magnetiseringsmønstre, der kan opnås på sintrede neodymmagneter, så længe de ikke er i konflikt med dens orienteringsretning.
