בייצור של מגנטים ניאודימיום איכותיים והיי-טקיים, ישנם שלבי ייצור עיקריים רבים, בתוספת שלבי משנה רבים. כל צעד חשוב מאוד, וכל צעד הוא חלק חשוב במבצע מעודן ביותר.
1. כריית עפרות אדמה נדירות
ראשית, מכרות אדמה נדירים מתגלים ולאחר מכן כורים. מכיוון שמכרות עפר נדירים הם בעיקר כרייה בבור פתוח, נדרש ציוד בקנה מידה גדול כדי להסיר את העפרה לאחר הסרת כיסוי הקרקע.
2. עיבוד וזיקוק עפרות
לאחר מכן, עפרת האדמה הנדירה נכתשת וטוחנת. לאחר מכן מערבבים את העפרה עם מים וכימיקלים מיוחדים כדי להפריד את יסודות האדמה הנדירים מהמזנב. בהתאם למקור העפרה, תרכיזים יכולים להיות גם זיקוק אלקטרוני. מתכות אדמה נדירות ניתנות לזיקוק ולמיצוי על ידי אלקטרוכימיה, זיקוק, חילופי יונים או טכניקות אחרות. לאחר מכן ממיסים תרכיזים (עפרות מזוקקות). המשמעות היא שהוא מחומם לטמפרטורות גבוהות מאוד (~1500 מעלות) כך שניתן להפריד מתכות יקרות מחומרים חסרי תועלת בעפרה.
3. סגסוגת
במהלך תהליך הסגסוגת, כמויות קטנות של מתכות אחרות מתווספות לסגסוגת NdFeB כדי לחדד ולשנות את המיקרו-מבנה של המוצר הסופי, לשפר את התכונות המגנטיות שלו ולשפר את ההשפעה של תהליכים אחרים.
4. רצועת יצוק
הסגסוגת NdFeB מוכנה כעת להתכה וליציקת רצועות. הוא מחומם בכבשן ואקום, שבו זרם של מתכת מותכת נכפה בלחץ על תוף קירור, שם הוא מתקרר במהירות בערך 100,000 מעלות לשנייה. קצבי קירור גבוהים מייצרים חלקיקי מתכת קטנים מאוד, המסייעים לפשט ולשפר את העיבוד במורד הזרם. בנוסף, חלקיקים קטנים הם חלק חשוב בייצור מגנטים באיכות גבוהה.
5. פיצול מימן
למרות שגרגרי יציקת הקלטת קטנים מאוד, החומר מיציקת הקלטת יוצא ממכונת היציקה בצורת פתיתים, אותם יש לצמצם לאבקה כדי ליצור מגנטים. השלב הבא אחרי זה הוא פיצוח מימן - תהליך בו מכניסים מימן לפירוק מכוון של חומר המגנט. המתכת כעת שבירה וניתן בקלות לשבור אותה לחתיכות קטנות יותר, וזו הסיבה שהיא נקראת פיצוח מימן. בעת עיבוד רוב המתכות, המעבדים נמנעים מהחדרת מימן למתכת.
6. ג'ט מיל
טחנת סילון משתמשת בזרם מהיר של גז אינרטי כדי לטחון גושי מתכת NdFeB לאבקה. המתכת פוגעת באבקות מתכת אחרות בתוך הציקלון. ציקלון מסווג אוטומטית את גודל החלקיקים כשהם עוברים במערכת, כך נשמרת חלוקת גודל חלקיקים צרה ונוחה מאוד.
7. אוריינטציה גיבוש
האבקה נשמרת באווירת גז אינרטי ומטופלת בתיבת כפפות לפני הכניסה למכבש הדפוס האוטומטי. האבקה נכנסת לתבנית ונלחצת בין הלוחות בפעולת שדה מגנטי חזק, ויוצרת גוש חומר. השדה המגנטי מכוון את התבואה, שומר על התחומים המגנטיים בכיוון המתוכנן לאורך כל שלבי העיבוד הבאים.
8. לחיצה איזוסטטית
החומר בתפזורת נאחז בשקיות וטבול במכבש איזוסטטי קר (CIP) תחת לחץ עצום. זה מבטל את כל החללים שנותרו באבן, והאוויר שיוצא מהלחץ הזה קטן בהרבה מאשר כשהיא נכנסה פנימה.
9. סינטרה
The compacts are removed from the bag and sintered. Sintering involves placing a metal block in a furnace at a very high temperature, just below the melting point of the metal. At temperatures >1000 מעלות, יש תנועה גדולה של אטומים בודדים, המאפשרת לחלק הארי להיות בעל תכונות מגנטיות ומכאניות נאותות.
10. מזג
לאחר סינטר, ישנם לחצים עצורים במתכת עקב כל התנועה בזמן הסינטר, כך שבטמפרטורות נמוכות יותר, הבלוק עובר טיפול חום בשלבים להפחתת הלחץ.
11. חיתוך, עיבוד שבבי וטחינה
בשל כל השלבים הקודמים, למגנטים של NdFeB יש כבר הרבה ערך מוסף. חיתוך, עיבוד שבבי וטחינה מתבצעים על פי תוכנית בקרה קפדנית, שנועדה למזער פסולת.
12. טיפול פני השטח
לרוב מגנטי הנאודימיום יש כעת גימור סופי לפני שהם עוזבים את המפעל. הטיפול הבסיסי הוא ציפוי ניקל-נחושת-ניקל, המגן על המגנטים מפני קורוזיה ברוב סביבות השימוש האופייניות.
13. מבחן
חומרי מגנט נבדקים ומוערכים כמעט בכל שלב בתהליך, ותיעוד נשמר עבור כל נקודת נתונים. מול דרישות בדיקות אינטנסיביות כאלה, BJMT מחזיקה מלאי גדול של ציוד בדיקה פנימי כדי לשמור ולשפר את איכות המוצר, יעילות הייצור והעלות.
בדיקות קפדניות מבטיחות שרק מוצרים איכותיים מועברים ללקוחות
14. מגנטיזציה
אחד השלבים האחרונים הוא מגנטיזציה. החומר ממוקם בתוך סליל נמרץ היוצר שדה מגנטי חזק לפרק זמן קצר. לאחר ביטול האנרגיה של הסליל, השדה המגנטי במגנט נשאר.
