Σε σύγκριση με την παραδοσιακή διαδικασία μεταλλουργίας σκόνης, η χύτευση του NdFeB έχει δύο κύρια χαρακτηριστικά προσανατολισμό μαγνητικού πεδίου και προστασία από την οξείδωση. Η διαδικασία χύτευσης καθορίζει τη γεωμετρία, το μέγεθος και τον προσανατολισμό του μαγνήτη και είναι ένας βασικός κρίκος στην παρασκευή του πυροσυσσωματωμένου NdFeB. Η χύτευση χωρίζεται γενικά σε δύο κατηγορίες: ξηρή και υγρή πίεση.
1. Υγρό καλούπωμα
Η διαδικασία υγρής χύτευσης χρησιμοποιείται ευρέως σε λειτουργικά κεραμικά και άλλα πεδία. Το 2001, η Hitachi χρησιμοποίησε ορυκτέλαιο ως διαλύτη και πρόσθεσε την επιφανειοδραστική ουσία ελαϊκό μεθυλεστέρα για να παρασκευάσει έναν μαγνήτη υψηλής απόδοσης με Br=1.46 T (14,6 kG) και 1,20 MA/m (15,1 kOe). Το αποτέλεσμα λίπανσης των οργανικών αντιδραστηρίων μπορεί να βελτιώσει τη ρευστότητα και τον προσανατολισμό της σκόνης, παρασκευάζοντας έτσι ένα συμπαγές με υψηλή ομοιομορφία. Ωστόσο, η διαδικασία υγρής χύτευσης είναι πολύπλοκη και εξαιρετικά αναποτελεσματική. Η μεγάλη ποσότητα διαλύτη που απελευθερώνεται κατά τη διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης θα βλάψει το σύστημα κενού και ο υπολειπόμενος άνθρακας θα επηρεάσει επίσης την απόδοση του μαγνήτη, επομένως η μέθοδος υγρής χύτευσης σταδιακά εγκαταλείπεται.
2. Ξηρή χύτευση
Μετά από χρόνια πρακτικής και βελτίωσης από τους επαγγελματίες του μαγνητικού υλικού, η ξηρή χύτευση έχει γίνει η προτιμώμενη μέθοδος για μαζική παραγωγή μεγάλης κλίμακας. Η μαγνητική σκόνη προσανατολίζεται από ένα μαγνητικό πεδίο σε μια κοιλότητα καλουπιού συγκεκριμένου σχήματος και η εσοχή κλείνει για να ολοκληρωθεί η πίεση. Ωστόσο, καθώς αυξάνεται η πυκνότητα του πράσινου σώματος, ο προσανατολισμός αναπόφευκτα θα καταστραφεί. Η ξηρή χύτευση μπορεί να χωριστεί σε παράλληλη και κατακόρυφη πίεση σύμφωνα με την αντίστοιχη σχέση μεταξύ της κατεύθυνσης του μαγνητικού πεδίου και της κατεύθυνσης συμπίεσης. Η μέθοδος κάθετης συμπίεσης χρησιμοποιείται ευρύτερα επειδή προκαλεί λιγότερη ζημιά στον προσανατολισμό της σκόνης. Στην Κίνα, χρησιμοποιείται συχνά μια μέθοδος συμπίεσης δύο σταδίων, δηλαδή η συμπαγής πράσινη πυκνότητα πιέζεται στο 3.8-4.1 g/cm3 και στη συνέχεια χρησιμοποιείται ίση μείωση πίεσης (περίπου 180 MPa) για την αύξηση του πράσινου συμπαγής πυκνότητα (περίπου 4,5 g/cm3) χωρίς να καταστρέφεται το υπάρχον επίπεδο προσανατολισμού. Με αυτόν τον τρόπο μπορούν να δοκιμαστούν διάφοροι τύποι καλουπιών όπως αυτόματα καλούπια και συνδυασμένα καλούπια, με υψηλή απόδοση παραγωγής και σταθερή απόδοση. Ωστόσο, οι μέθοδοι της κατακόρυφης συμπίεσης, της ισοστατικής συμπίεσης, της μετα-άλεσης και της επεξεργασίας σε φέτες έχουν τα ακόλουθα μειονεκτήματα:
(1) Λόγω του περιορισμού της ποσότητας παραμόρφωσης του τυφλού και του στρώματος οξειδίου, το επίδομα επεξεργασίας του τυφλού είναι μεγάλο και ο ρυθμός απόδοσης είναι χαμηλός.
(2) Η δευτερεύουσα μέθοδος συμπίεσης απαιτεί σφράγιση υπό κενό μετά το πράσινο σώμα, το οποίο έχει μακρύ κύκλο διαδικασίας και χαμηλό βαθμό αυτοματισμού.
(3) Ο βαθμός προσανατολισμού θα εξακολουθεί να είναι κατεστραμμένος κατά τη διαδικασία κλεισίματος και συμπίεσης του καλουπιού.
Οι κύριες κατευθύνσεις για βελτίωση επί του παρόντος είναι: πρώτον, να ακυρωθεί η ισοστατική συμπίεση και να πραγματοποιηθεί η αυτοματοποιημένη παραγωγή από τη χύτευση έως τη σύντηξη. Δεύτερον, να χρησιμοποιήσει χύτευση χωρίς πίεση και άλλες μεθόδους για περαιτέρω βελτίωση του βαθμού προσανατολισμού. Επιπλέον, για σε σχήμα πλακιδίου, δακτυλίου, λεπτά φύλλα και διάφορα περίπλοκα σχήματα, το προϊόν έχει αναπτύξει μια διαδικασία χύτευσης σχεδόν στο δίχτυ και μια διαδικασία χύτευσης χωρίς επεξεργασία για την άμεση παραγωγή προϊόντων που είναι ίσα ή κοντά στο σχήμα του το τελικό προϊόν.
ένα. Διαδικασία χύτευσης εφάπαξ
Αυξάνοντας την πίεση της πρέσας χύτευσης, η πυκνότητα του πράσινου σώματος αυξάνεται σε πάνω από 4,2 g/cm3, εξαλείφοντας έτσι την ισοστατική πίεση. Αφού πιεστεί από την πλήρως αυτόματη πρέσα χύτευσης, στοιβάζεται αυτόματα στο κουτί πυροσυσσωμάτωσης από ένα ρομπότ και μεταφέρεται μέσω ενός σφραγισμένου καναλιού που προστατεύεται από αδρανές αέριο. Στον κλίβανο συνεχούς πυροσυσσωμάτωσης, ο κλίβανος εισέρχεται μέσω της βαλβίδας πύλης, η οποία πραγματοποιεί αυτοματοποιημένη παραγωγή και μειώνει το κόστος εργασίας. Η όλη διαδικασία πραγματοποιείται σε περιβάλλον χαμηλής περιεκτικότητας σε οξυγόνο, το οποίο ευνοεί τη σταθερότητα της διαδικασίας και την απόδοση.
Για να εξαλειφθεί η ζημιά στον βαθμό προσανατολισμού κατά τη διαδικασία χύτευσης, ο προσανατολισμός πραγματοποιείται σε χαλαρή κατάσταση ή σε κατάσταση μικροπίεσης και το καλούπι χρησιμοποιείται για πυροσυσσωμάτωση κενού ή υψηλής πίεσης. Αυτή η μέθοδος έχει υψηλές απαιτήσεις σε υλικό καλουπιού, μαγνητική διαπερατότητα και τραχύτητα τοιχώματος εσωτερικής κοιλότητας. Ωστόσο, επειδή το διάκενο της σκόνης είναι πολύ μεγάλο, είναι δύσκολο να συμπυκνωθεί αποκλειστικά με τριχοειδή δράση κατά τη διάρκεια της διαδικασίας πυροσυσσωμάτωσης και είναι εύκολο να συρρικνωθεί και να παραμορφωθεί.
σι. Χύτευση ισοστατικής πίεσης με μαγνητικό πεδίο με παλμό από καουτσούκ
Το λαστιχένιο καλούπι γεμάτο με μαγνητική σκόνη τοποθετείται στο μεταλλικό καλούπι. Μέσω του παλμικού προσανατολισμού του μαγνητικού πεδίου, η μεταλλική εσοχή συμπιέζει το ελαστικό φιλμ και τη μαγνητική σκόνη. Λόγω του περιορισμού της κοιλότητας του μεταλλικού καλουπιού, το ελαστικό καλούπι διαστέλλεται προς την εσωτερική κοιλότητα και ασκεί την ισοστατική του πίεση στη σκόνη. Στο δείγμα, δεδομένου ότι δεν υπάρχει σχετική κίνηση μεταξύ του εσωτερικού τοιχώματος της κοιλότητας του καλουπιού και της σκόνης, ο προσανατολισμός διατηρείται καλά. Ωστόσο, λόγω της διαφοράς στη σκληρότητα και του συντελεστή Young μεταξύ του ελαστικού φιλμ και του καλουπιού από χάλυβα, το συμπαγές υλικό είναι επιρρεπές σε ανομοιόμορφη παραμόρφωση.
ντο. Διαδικασία χύτευσης κοντά στο δίχτυ (πρεσάρισμα ενός τεμαχίου)
Ο προσανατολισμός του μαγνητικού πεδίου της παράλληλης πρέσας είναι ο ίδιος με την κατεύθυνση πίεσης, επομένως ο βαθμός βλάβης στον προσανατολισμό είναι πολύ υψηλότερος από αυτόν της κατακόρυφης πρέσας. Επιπλέον, λόγω του περιορισμού του μεγέθους του πόλου προσανατολισμού, η περιοχή συμπίεσης του προϊόντος είναι μικρότερη. Ωστόσο, λόγω των πλεονεκτημάτων της τροφοδοσίας και του προσανατολισμού, η μέθοδος παράλληλης συμπίεσης μπορεί να σχηματίσει και να πιέσει κυλινδρικά, κυκλικά, ειδικού σχήματος και μονοκόμματων προϊόντων με μία κίνηση. Έχει υψηλή ακρίβεια συμπίεσης και καλή συνοχή μαγνητικών ιδιοτήτων, γεγονός που μειώνει το όριο επεξεργασίας και βελτιώνει τη χρήση του υλικού. Ωστόσο, η διαδικασία συμπίεσης ενός τεμαχίου έχει υψηλότερες απαιτήσεις σε ρευστότητα σκόνης, πρέσα (ακρίβεια ελέγχου σερβομηχανισμού, μέγεθος μαγνητικού πεδίου και ομοιομορφία, αυτόματη κατανομή σκόνης κ.λπ.), καλούπι και διαδικασία πυροσυσσωμάτωσης.