Par rapport au procédé traditionnel de métallurgie des poudres, le moulage de NdFeB présente deux caractéristiques majeures, l'orientation du champ magnétique et la protection contre l'oxydation. Le processus de moulage détermine la géométrie, la taille et l'orientation de l'aimant et constitue un maillon clé dans la préparation du NdFeB fritté. Le moulage est généralement divisé en deux catégories : le pressage à sec et le pressage humide.
1. Moulage humide
Le procédé de moulage humide est largement utilisé dans les céramiques fonctionnelles et dans d’autres domaines. En 2001, Hitachi a utilisé de l'huile minérale comme solvant et ajouté du tensioactif oléate de méthyle pour préparer un aimant haute performance avec Br=1,46 T (14,6 kG) et 1,20 MA/m (15,1 kOe). L'effet lubrifiant des réactifs organiques peut améliorer la fluidité et l'orientation de la poudre, préparant ainsi un compact d'une grande uniformité. Cependant, le processus de moulage humide est complexe et extrêmement inefficace. La grande quantité de solvant libérée pendant le processus de frittage endommagera le système de vide et le carbone résiduel affectera également les performances de l'aimant, de sorte que la méthode de moulage humide est progressivement abandonnée.
2. Moulage à sec
Après des années de pratique et d’amélioration par les praticiens des matériaux magnétiques, le moulage à sec est devenu la méthode privilégiée pour la production de masse à grande échelle. La poudre magnétique est orientée par un champ magnétique dans une cavité de moule d'une certaine forme, et le pénétrateur est fermé pour compléter la pression. Cependant, à mesure que la densité du corps vert augmente, l’orientation sera inévitablement détruite. Le moulage à sec peut être divisé en pressage parallèle et pressage vertical selon la relation correspondante entre la direction du champ magnétique et la direction du pressage. La méthode de pressage vertical est plus largement utilisée car elle endommage moins l’orientation de la poudre. En Chine, une méthode de pressage en deux étapes est souvent utilisée, c'est-à-dire que la densité du compact vert est pressée à 3.8-4,1 g/cm3, puis une réduction de pression égale (environ 180 MPa) est utilisée pour augmenter la densité verte. densité compacte (environ 4,5 g/cm3) sans détruire le niveau d'orientation existant. De cette manière, différents types de moules tels que les moules automatiques et les moules combinés peuvent être essayés, avec une efficacité de production élevée et des performances stables. Cependant, les méthodes de pressage vertical, de pressage isostatique, de post-broyage et de tranchage présentent les inconvénients suivants :
(1) En raison de la limitation du degré de déformation de l'ébauche et de la couche d'oxyde, la tolérance de traitement de l'ébauche est importante et le taux d'élasticité est faible ;
(2) La méthode de pressage secondaire nécessite une mise sous vide après le corps vert, qui a un long cycle de processus et un faible degré d'automatisation ;
(3) Le degré d'orientation sera toujours endommagé pendant le processus de fermeture et de pressage du moule.
Les principales orientations d'amélioration à l'heure actuelle sont les suivantes : premièrement, annuler le pressage isostatique et réaliser une production automatisée du moulage au frittage ; deuxièmement, utiliser le moulage sans pression et d’autres méthodes pour améliorer encore le degré d’orientation ; De plus, pour les feuilles minces en forme de tuile, en forme d'anneau et diverses formes complexes, le produit a développé un processus de moulage proche du net et un processus de moulage sans traitement pour produire directement des produits égaux ou proches de la forme de le produit final.
un. Processus de moulage unique
En augmentant la pression de la presse de moulage, la densité du corps cru est augmentée jusqu'à plus de 4,2 g/cm3, éliminant ainsi le pressage isostatique. Après avoir été pressé par la presse de moulage entièrement automatique, il est automatiquement empilé dans la boîte de frittage par un robot et transporté à travers un canal étanche protégé par un gaz inerte. Le four de frittage continu est accédé par la vanne à vanne, ce qui réalise une production automatisée et réduit les coûts de main-d'œuvre. L'ensemble du processus est réalisé dans un environnement pauvre en oxygène, ce qui favorise la stabilité du processus et ses performances.
Pour éliminer les dommages au degré d'orientation pendant le processus de moulage, l'orientation est effectuée dans un état lâche ou dans un état de micro-pression, et le moule est utilisé pour un frittage sous vide ou à haute pression. Cette méthode impose des exigences élevées en matière de matériau du moule, de perméabilité magnétique et de rugosité des parois de la cavité interne. Cependant, comme l'espace entre la poudre est trop grand, il est difficile de le densifier uniquement par action capillaire pendant le processus de frittage, et il est facile de le rétrécir et de le déformer.
b. Moulage par champ magnétique d'impulsion de pression isostatique d'un film en caoutchouc
Le moule en caoutchouc rempli de poudre magnétique est placé dans le moule métallique. Grâce à l'orientation du champ magnétique d'impulsion, le pénétrateur métallique comprime le film de caoutchouc et la poudre magnétique. En raison de la restriction de la cavité du moule métallique, le moule en caoutchouc se dilate vers la cavité interne et applique sa pression isostatique à la poudre. Sur l'échantillon, puisqu'il n'y a pas de mouvement relatif entre la paroi interne de la cavité du moule et la poudre, l'orientation est bien maintenue. Cependant, en raison de la différence de dureté et de module d'Young entre le film de caoutchouc et le moule en acier, le compact est sujet à une déformation non uniforme.
c. Processus de moulage quasi net (pressage d'une seule pièce)
L'orientation du champ magnétique de la presse parallèle est la même que la direction de pressage, de sorte que le degré d'endommagement de l'orientation est beaucoup plus élevé que celui de la presse verticale. De plus, du fait de la limitation de la taille du pôle d'orientation, la zone de pressage du produit est plus petite. Cependant, en raison des avantages d'alimentation et d'orientation, la méthode de pressage parallèle peut former et presser des produits cylindriques, circulaires, de forme spéciale et monobloc en une seule fois. Il présente une précision de pressage élevée et une bonne cohérence des propriétés magnétiques, ce qui réduit la tolérance de traitement et améliore l'utilisation du matériau. Cependant, le processus de pressage d'une seule pièce a des exigences plus élevées en matière de fluidité de la poudre, de presse (précision du servocommande, taille et uniformité du champ magnétique, distribution automatique de la poudre, etc.), de moule et de processus de frittage.