Preguntas frecuentes comunes sobre imanes

Los imanes permanentes de NdFeB sinterizados, como uno de los materiales fundamentales para impulsar la tecnología moderna y el progreso social, encuentran amplias aplicaciones en diversos campos, como discos duros de computadoras, imágenes por resonancia magnética, vehículos eléctricos, generación de energía eólica, motores magnéticos permanentes industriales, electrónica de consumo (CD, DVD, teléfonos móviles, sistemas de audio, copiadoras, escáneres, cámaras, refrigeradores, televisores, aires acondicionados, etc.), así como en maquinaria magnética, tecnología de levitación magnética, transmisión magnética y otras industrias.

Desde que la industrialización de los imanes permanentes de tierras raras comenzó simultáneamente en Japón, China, Europa y América en 1985, la industria mundial de materiales magnéticos permanentes ha experimentado un crecimiento sólido en los últimos 30 años. Las propiedades magnéticas han roto continuamente récords, y la variedad y los grados de los materiales han aumentado. Junto con la expansión del mercado, el número de fabricantes también ha aumentado, lo que deja a muchos clientes confundidos sobre cómo determinar la calidad de los productos.

El método de evaluación más completo implica tres aspectos: rendimiento del imán, dimensiones del imán y recubrimiento del imán.

En primer lugar, la garantía del rendimiento del imán radica en el control del proceso de producción de la materia prima.

1. Seleccione las materias primas según los requisitos de fabricación de imanes de NdFeB sinterizados de alta calidad, calidad media o baja, siguiendo las especificaciones de composición establecidas por las normas nacionales.
2. La avanzada tecnología de fabricación determina directamente el rendimiento y la calidad de los imanes. Actualmente, las tecnologías más avanzadas incluyen la técnica de colada en cinta (SC), la descomposición por hidrógeno (HD) y la molienda por chorro (JM). Los hornos de fusión por inducción al vacío de pequeña capacidad (10 kg, 25 kg, 50 kg) han sido reemplazados por hornos de fusión por inducción al vacío de gran capacidad (100 kg, 200 kg, 600 kg, 800 kg). La tecnología de colada rápida (StripCasting, SC) ha reemplazado gradualmente a los lingotes grandes (con una dirección de enfriamiento de espesor superior a 20-40 mm), mientras que la tecnología HD y la tecnología JM han sustituido a las trituradoras de mandíbulas, molinos de discos y molinos de bolas (para la producción de polvo en húmedo). Estos avances aseguran la uniformidad del polvo y facilitan la sinterización en fase líquida y la refinación del grano.
3. En cuanto a la orientación del campo magnético, China es el único país que adopta un proceso de prensado de dos etapas, en el que se utiliza un prensado de molde vertical de baja presión para lograr la orientación inicial, seguido de un prensado cuasi-isostático. Esta es una de las características más importantes de la industria china de NdFeB sinterizado.
4. Además, el monitoreo de la calidad del proceso de producción es crucial. Se pueden implementar medidas de control a través de métodos como medir el grosor de la cinta SC y evaluar la distribución del tamaño de partícula de los polvos JM. Los productos de alta calidad dependen de un control preciso del proceso. Sin embargo, los clientes pueden preguntarse cómo evaluar el rendimiento de los productos adquiridos. El Instituto Nacional de Metrología de China ha desarrollado diversos instrumentos de medición de parámetros magnéticos para materiales magnéticos permanentes. El magnetómetro de campo pulsante (PFM, por sus siglas en inglés) es un instrumento de prueba diseñado específicamente para medir la coercitividad de imanes permanentes de alta coercitividad, adaptado a las necesidades de la industria de vehículos eléctricos y motores magnéticos permanentes de gran escala.

Los clientes pueden seleccionar el grado apropiado de NdFeB en función de los parámetros magnéticos del imán, como la remanencia (Br), la coercitividad (Hcb), la coercitividad intrínseca (Hcj) y el producto máximo de energía ((BH)max). Estos cuatro parámetros también sirven como indicadores para determinar si el producto cumple con los estándares especificados por el cliente.

En segundo lugar, la garantía de las dimensiones del imán depende de las capacidades de fabricación de la fábrica.

Las formas reales de los imanes de neodimio utilizados en aplicaciones prácticas son muy variadas, incluyendo discos, cilindros, cilindros con agujeros internos, cuadrados, bloques, prismas rectangulares, baldosas, sectores, trapecios, polígonos y diversas formas irregulares. Cada forma de imán tiene diferentes dimensiones, y es difícil lograr la conformación en una sola etapa durante el proceso de producción. El proceso general de producción implica primero producir bloques grandes (blancos de gran tamaño), que luego se someten a tratamientos de sinterización y recocido. Luego, se someten a procesamiento mecánico (incluyendo corte y perforación) y rectificado, así como a tratamientos de revestimiento superficial (galvanoplastia). Posteriormente, se inspeccionan el rendimiento magnético, la calidad superficial y la precisión dimensional de los imanes. Finalmente, se magnetizan, se empaquetan y se envían.

1. El procesamiento mecánico se puede dividir en tres categorías:

(1) Procesamiento de corte: Cortar imanes cilíndricos o prismáticos en forma de discos o cuadrados.

(2) Procesamiento de formas: Dar forma a imanes circulares o cuadrados en sectores, baldosas o imanes con ranuras u otras formas complejas.

(3) Procesamiento de perforación: Transformar imanes cilíndricos o prismáticos en imanes cilíndricos o prismáticos con agujeros. Los métodos de procesamiento incluyen rectificado, corte por descarga eléctrica y procesamiento láser.

2. La superficie de los elementos de imán de neodimio sinterizados generalmente requiere suavidad y un cierto nivel de precisión. Las superficies de los imanes en bruto entregados deben someterse a rectificado superficial. Los métodos de rectificado comunes para aleaciones de imán de neodimio cuadradas incluyen rectificado plano, rectificado de doble cara, rectificado de círculo interno y rectificado de círculo externo. Para los imanes cilíndricos, se utilizan comúnmente el rectificado sin núcleo y el rectificado de doble cara. Para los imanes en forma de baldosa, sectoriales y VCM, se utilizan máquinas de rectificado de múltiples estaciones.

La calificación de un imán no solo depende de cumplir con los requisitos de rendimiento, sino también del control de las tolerancias dimensionales, lo cual afecta directamente su aplicación. La garantía de las dimensiones depende directamente de las capacidades de fabricación de la fábrica. Con las continuas actualizaciones en el equipo de procesamiento impulsadas por las demandas económicas y del mercado, el uso de equipos más eficientes y la tendencia hacia la automatización industrial no solo cumplen con la creciente demanda de precisión del producto por parte de los clientes, sino que también ahorran mano de obra y costos, lo que los hace más competitivos en el mercado.

Una vez más, la calidad del recubrimiento del imán determina directamente la vida útil del producto.

Los resultados experimentales muestran que un imán de neodimio sinterizado de 1 cm3 que se deja en el aire a 150°C durante 51 días se corroerá completamente debido a la oxidación. Es más susceptible a la corrosión en soluciones ácidas débiles. Para garantizar la durabilidad de los imanes de neodimio y lograr una vida útil de 20 a 30 años, es necesario someterlos a un tratamiento de resistencia a la corrosión en la superficie para protegerlos contra los medios corrosivos. En la actualidad, la industria de fabricación de imanes de neodimio sinterizado utiliza comúnmente métodos como la galvanoplastia con metales, la galvanoplastia + galvanoplastia química con metales, el recubrimiento electroforético y el tratamiento de fosfatación. Estos métodos implican la aplicación de una capa aislante adicional en la superficie del imán para separarlo de los medios corrosivos y evitar daños.

1. El galvanizado, la galvanoplastia con níquel + cobre + níquel y la galvanoplastia con níquel + cobre + galvanoplastia química con níquel son los principales procesos utilizados. Otros requisitos de recubrimiento metálico generalmente se aplican después del niquelado.
2. También se utiliza la fosfatación en ciertas circunstancias especiales: (1) cuando el método de tratamiento de superficie posterior para los productos de imanes de neodimio sinterizado no está claro debido a un almacenamiento o una rotación prolongados, la fosfatación es una opción simple y factible; (2) cuando el imán necesita ser adherido con adhesivo epoxi o recubierto con pintura, la fuerza de unión de compuestos orgánicos de epoxi como el pegamento y la pintura requiere buenas propiedades de mojado en el sustrato. La fosfatación puede mejorar la capacidad de mojado de la superficie del imán.
3. El recubrimiento electroforético se ha convertido en una técnica ampliamente utilizada para el tratamiento de superficies de protección contra la corrosión. No solo presenta una excelente adherencia a la superficie porosa del imán, sino que también muestra resistencia a la corrosión frente a la niebla salina, los ácidos, las bases y otras sustancias corrosivas. Sin embargo, su resistencia a la humedad y al calor es inferior en comparación con los recubrimientos en aerosol.

Los clientes pueden elegir el recubrimiento en función de los requisitos de su producto. A medida que se amplía el campo de aplicaciones de los motores, los clientes tienen mayores demandas en cuanto a la resistencia a la corrosión de los imanes de neodimio. La prueba HAST (también conocida como prueba PCT) se diseñó específicamente para evaluar la resistencia a la corrosión de los imanes de neodimio sinterizado en entornos húmedos y de alta temperatura.

¿Cómo pueden los clientes determinar si el recubrimiento cumple con los requisitos? El objetivo de la prueba de niebla salina es evaluar rápidamente la resistencia a la corrosión de los imanes de neodimio sinterizado que han sido sometidos a un tratamiento de recubrimiento resistente a la corrosión. Al final de la prueba, se extraen las muestras de la cámara de prueba, se secan y se inspeccionan visualmente con el ojo desnudo o una lupa para detectar cambios en la presencia, el tamaño y el color de las manchas en la superficie de la muestra.

En resumen, los clientes solo pueden juzgar la conformidad del producto comprendiendo el proceso de producción y teniendo en cuenta los factores que influyen en los requisitos del producto. En términos simples, implica comprender el rendimiento, controlar las tolerancias dimensionales, inspeccionar el recubrimiento y evaluar la apariencia.

En cuanto al rendimiento, se puede evaluar mediante pruebas de parámetros como Br (magnetización remanente), Hcb (fuerza coercitiva), Hcj (fuerza coercitiva intrínseca), (BH)max (producto de energía máximo) y curva de desmagnetización. Las tolerancias dimensionales se pueden medir con un calibrador para garantizar la precisión. La calidad del recubrimiento se puede evaluar mediante inspección visual del color y brillo del recubrimiento, así como mediante métodos de prueba de adherencia y niebla salina. En cuanto a la apariencia general, se realiza una inspección visual con el ojo desnudo o una lupa (para productos con una linealidad inferior a 0,2 mm) para garantizar una superficie de imán lisa sin partículas ni objetos extraños visibles, sin manchas ni daños en los bordes y las esquinas, lo cual indica una apariencia aceptable.