Bagaimana Magnet Neodymium Iron Boron (NdFeB) Diproduksi?

Dalam industri modern, magnet NdFeB dikenal sebagai "Raja Magnet" karena sifat magnetnya yang luar biasa. Dari motor getaran pada ponsel pintar dan motor penggerak kendaraan listrik hingga turbin angin, magnet kuat ini ada di mana-mana.

I. Persiapan Bahan Baku: Seni Formulasi yang Tepat

Langkah pertama dalam pembuatan magnet NdFeB adalah pemilihan dan proporsi bahan baku. Komponen utamanya antara lain logam tanah jarang neodymium (Nd), besi (Fe), dan boron (B). Untuk meningkatkan ketahanan dan koersivitas magnet terhadap suhu tinggi, produsen biasanya menambahkan sejumlah kecil elemen tambahan seperti disprosium (Dy), terbium (Tb), dan tembaga (Cu).

Pengelompokan yang Hati-hati: Bahan baku logam dengan kemurnian tinggi ditimbang secara tepat sesuai dengan persyaratan tingkat bahan magnetik (misalnya, N35, N52, 50SH, dll.).

II. Peleburan Vakum dan Solidifikasi Cepat

Karena neodymium sangat mudah teroksidasi pada suhu tinggi, proses peleburan harus dilakukan di bawah vakum atau perlindungan gas inert dengan kemurnian tinggi.

Mencair: Bahan baku yang telah disiapkan ditempatkan dalam tungku induksi vakum dan dipanaskan hingga meleleh.

Solidifikasi Cepat (SC): Ini adalah langkah penting dalam produksi modern. Paduan cair disemprotkan ke roller tembaga berpendingin air yang berputar berkecepatan tinggi, dengan cepat mendingin dan mengeras menjadi strip paduan ultra-tipis. Teknologi ini menghasilkan butiran yang lebih halus dan seragam, sehingga menjadi landasan bagi pembuatan magnet berperforma tinggi selanjutnya.

AKU AKU AKU. Penghancuran Hidrogen dan Penggilingan Jet

Untuk mendapatkan anisotropi magnetik yang baik, lembaran paduan perlu dihancurkan menjadi bubuk berukuran mikron.

Penghancuran Hidrogen (HD): Memanfaatkan sifat penyerapan dan pemuaian hidrogen dari logam tanah jarang, retakan mikro tercipta di dalam strip paduan, menyebabkannya hancur.

Penggilingan Jet: Menggunakan aliran udara supersonik, bubuk tersebut bertabrakan satu sama lain, memurnikannya menjadi bubuk halus dengan ukuran partikel rata-rata sekitar 3-5 mikrometer. Selama proses ini, kandungan oksigen harus dikontrol dengan ketat.

IV. Orientasi dan Pembentukan Medan Magnet

Ini adalah langkah penting dalam menentukan arah medan magnet magnet NdFeB .

Menekan: Serbuk halus ditempatkan dalam cetakan dan ditekan di bawah medan magnet luar yang kuat. Sumbu panjang partikel bubuk magnet sejajar rapi di bawah pengaruh medan magnet (yaitu orientasi).

Penekanan Isostatik: Setelah pengepresan awal, blanko hijau biasanya mengalami pengepresan isostatik dingin untuk memastikan kepadatan seragam dan mencegah deformasi selama sintering.

V. Sintering Vakum dan Perlakuan Panas

Sintering adalah langkah paling penting dalam meningkatkan kepadatan dan sifat magnetik magnet NdFeB.

Sintering: Blanko hijau dipanaskan dalam lingkungan vakum pada suhu tinggi (kira-kira 1000 °C - 1100 °C). Selama proses ini, terjadi reaksi fisikokimia antar partikel, menyebabkan penyusutan volume dan peningkatan kepadatan, membentuk balok logam padat.

Temperatur: Perlakuan panas dua tahap menyesuaikan distribusi fase batas butir, mengoptimalkan koersivitas dan produk energi bahan magnetik.

VI. Pemesinan dan Pelapisan Permukaan

Magnet sinter biasanya berbentuk persegi atau silinder kosong dengan permukaan kasar yang mudah terkorosi.

Permesinan: Blok material berukuran besar dikerjakan hingga mencapai dimensi presisi yang dibutuhkan oleh pelanggan menggunakan mesin pemotong kawat, gerinda, atau pengiris.

Perawatan Permukaan: Magnet neodymium iron boron (NdFeB) sangat rentan terhadap oksidasi, oleh karena itu perawatan anti korosi sangat penting. Metode pelapisan yang umum mencakup pelapisan seng, pelapisan nikel-tembaga-nikel, dan pelapisan resin epoksi untuk memperpanjang masa pakainya di lingkungan yang kompleks.

VII. Magnetisasi dan Pengujian

Langkah terakhir adalah memberi magnet "jiwanya".

Magnetisasi: Magnet yang telah selesai ditempatkan dalam medan magnet berdenyut yang sangat kuat, menyebabkan momen magnet internalnya sejajar sepenuhnya sepanjang arah orientasi, menghasilkan remanensi yang sangat kuat.

Pengujian Kualitas: Melalui pengukuran kurva demagnetisasi, uji suhu tinggi dan rendah, serta uji semprotan garam magnet NdFeB dipastikan memenuhi spesifikasi kinerja.

Pembuatan magnet NdFeB adalah proses kompleks yang mencakup ilmu material, teknologi vakum, dan pemesinan presisi. Melalui proses yang sangat ketat, material magnet permanen tanah jarang ini mengeluarkan energinya yang menakjubkan, mendorong kemajuan teknologi modern yang berkelanjutan.