Mar 05, 2024

תהליך דפוס של NdFeB מסונט

השאר הודעה

בהשוואה לתהליך המתכות המסורתי של אבקה, ליציקה של NdFeB יש שני מאפיינים עיקריים של כיוון שדה מגנטי והגנה מפני חמצון. תהליך היציקה קובע את הגיאומטריה, הגודל והכיוון של המגנט, ומהווה חוליה מרכזית בהכנת NdFeB מחוטא. דפוס מתחלק בדרך כלל לשתי קטגוריות: כבישה יבשה וכבישה רטובה.

Molding process of sintered NdFeB


1. דפוס רטוב
תהליך הדפוס הרטוב נמצא בשימוש נרחב בקרמיקה פונקציונלית ובתחומים אחרים. בשנת 2001, היטאצ'י השתמשה בשמן מינרלי כממס והוסיפה את חומר השטח הפעיל מתיל אולאט כדי להכין מגנט בעל ביצועים גבוהים עם Br=1.46 T (14.6 ק"ג) ו-1.20 MA/m (15.1 kOe). השפעת הסיכה של ריאגנטים אורגניים יכולה לשפר את הנזילות והכיוון של האבקה, ובכך להכין קומפקטי עם אחידות גבוהה. עם זאת, תהליך הדפוס הרטוב הוא מורכב ולא יעיל ביותר. כמות הממס הגדולה המשתחררת במהלך תהליך הסינטר תפגע במערכת הוואקום, ושאריות פחמן ישפיעו גם על ביצועי המגנט, כך ששיטת הדפוס הרטוב ננטשת בהדרגה.

 

2. דפוס יבש
לאחר שנים של תרגול ושיפור על ידי מתרגלי חומרים מגנטיים, יציקה יבשה הפכה לשיטה המועדפת לייצור המוני בקנה מידה גדול. האבקה המגנטית מכוונת על ידי שדה מגנטי בחלל תבנית בעל צורה מסוימת, והמכנס נסגר כדי להשלים את הלחץ. עם זאת, ככל שהצפיפות של הגוף הירוק עולה, האוריינטציה בהכרח תיהרס. ניתן לחלק יציקה יבשה לכבישה מקבילה ולחיצה אנכית בהתאם ליחס המתאים בין כיוון השדה המגנטי לכיוון הלחיצה. שיטת הלחיצה האנכית נמצאת בשימוש נרחב יותר מכיוון שהיא גורמת פחות נזק לכיוון האבקה. בסין משתמשים לעתים קרובות בשיטת לחיצה דו-שלבית, כלומר, הצפיפות הקומפקטית הירוקה נלחצת ל-3.8-4.1g/cm3, ולאחר מכן משתמשים בהפחתת לחץ שווה (בערך 180MPa) כדי להגדיל את הירוק צפיפות קומפקטית (כ-4.5g/cm3) מבלי להרוס את רמת הכיוון הקיימת. כך ניתן לנסות תבניות מסוגים שונים כמו תבניות אוטומטיות ותבניות משולבות, ביעילות ייצור גבוהה ובביצועים יציבים. עם זאת, לשיטות של לחיצה אנכית, כבישה איזוסטטית, לאחר השחזה ועיבוד חיתוך יש את החסרונות הבאים:
(1) בשל הגבלת כמות הדפורמציה של הריק ושכבת התחמוצת, קצבת העיבוד של הריק גדולה ושיעור התפוקה נמוך;
(2) שיטת הלחיצה המשנית מחייבת איטום ואקום לאחר הגוף הירוק, בעל מחזור תהליך ארוך ודרגת אוטומציה נמוכה;
(3) דרגת הכיוון עדיין תיפגע במהלך תהליך הסגירה והלחיצה של התבנית.

הכיוונים העיקריים לשיפור כיום הם: ראשית, לבטל לחיצה איזוסטטית ולממש ייצור אוטומטי מיציקה ועד סינטר; שנית, להשתמש ביציקה ללא לחץ ובשיטות אחרות כדי לשפר עוד יותר את מידת ההתמצאות; בנוסף, עבור יריעות דקות בצורת אריחים, טבעת, וצורות מורכבות שונות, המוצר פיתח תהליך יציקה כמעט נטו ותהליך יציקה ללא עיבוד לייצור ישירות מוצרים השווים או קרובים לצורה של המוצר הסופי.

 

א. תהליך דפוס חד פעמי
על ידי הגדלת הלחץ של מכבש הדפוס, צפיפות הגוף הירוק גדלה למעל 4.2g/cm3, ובכך מבטלת לחיצה איזוסטטית. לאחר הלחיצה על ידי מכבש הדפוס האוטומטי לחלוטין, הוא מוערם אוטומטית לתוך קופסת הסינטר על ידי רובוט ומועבר דרך תעלה אטומה המוגנת על ידי גז אינרטי. אל תנור הסינטר הרציף, הכבשן מוכנס דרך שסתום השער, המממש ייצור אוטומטי ומפחית את עלויות העבודה. התהליך כולו מתבצע בסביבה דלת חמצן, דבר התורם ליציבות התהליך ולביצועים.

Molding process of sintered NdFeB

כדי למנוע את הפגיעה בדרגת הכיוון בתהליך היציקה, הכיוון מתבצע במצב רופף או במצב מיקרו-לחץ, והתבנית משמשת לסינטרינג בוואקום או בלחץ גבוה. לשיטה זו דרישות גבוהות לגבי חומרי עובש, חדירות מגנטית וחספוס דופן חלל פנימי. עם זאת, מכיוון שמרווח האבקה גדול מדי, קשה לצפיפות רק על ידי פעולה נימית במהלך תהליך הסינטר, וקל להתכווץ ולעוות.

 

ב. דפוס שדה מגנטי של דופק לחץ איזוסטטי של סרט גומי
את תבנית הגומי המלאה באבקה מגנטית מניחים בתבנית המתכת. באמצעות כיוון השדה המגנטי הדופק, משטח המתכת דוחס את סרט הגומי והאבקה המגנטית. בשל ההגבלה של חלל תבנית המתכת, תבנית הגומי מתרחבת לכיוון החלל הפנימי ומפעילה את הלחץ האיזוסטטי שלה על האבקה. בדגימה, מכיוון שאין תנועה יחסית בין הדופן הפנימית של חלל העובש לבין האבקה, הכיוון נשמר היטב. עם זאת, בשל ההבדל בקשיות ומודול יאנג בין סרט הגומי לתבנית הפלדה, הקומפקט נוטה לעיוות לא אחיד.

 

ג. תהליך דפוס כמעט נטו (לחיצה של חלק אחד)
כיוון השדה המגנטי של המכבש המקביל זהה לכיוון הלחיצה, ולכן מידת הנזק לכיוון גבוהה בהרבה מזו של המכבש האנכי. יתרה מכך, בשל מגבלת גודל מוט הכיוון, שטח לחיצת המוצר קטן יותר. עם זאת, בשל יתרונות ההזנה וההתמצאות, שיטת הלחיצה המקבילה יכולה ליצור וללחוץ מוצרים גליליים, עגולים, בעלי צורה מיוחדת וחלק אחד במכה אחת. יש לו דיוק לחיצה גבוה ועקביות תכונות מגנטיות טובות, מה שמפחית את קצבת העיבוד ומשפר את ניצול החומרים. עם זאת, לתהליך הכבישה של חלק אחד יש דרישות גבוהות יותר לגבי נזילות אבקה, עיתונות (דיוק בקרת סרוו, גודל שדה מגנטי ואחידות, חלוקת אבקה אוטומטית וכו'), עובש ותהליך סינטר.

שלח החקירה