Hoe worden neodymium magneten gemaakt?
Kort antwoord: neodymium magneten worden gemaakt via poedermetallurgie. Een legering van neodymium, ijzer en boor wordt gesmolten, tot poeder van 3 – 5 micrometer gemalen, in een sterk magneetveld geperst zodat alle korrels dezelfde kant op wijzen, en gesinterd bij ca. 1.050 – 1.100 °C. Daarna wordt de magneet op maat geslepen, gecoat en pas als allerlaatste stap gemagnetiseerd.
Het productieproces in 9 stappen
- Legering smelten: neodymium (vaak met praseodymium), ijzer, boor en kleine toevoegingen worden onder vacuüm of argon gesmolten en snel afgekoeld tot dunne schilfers (strip casting).
- Waterstofbehandeling: de schilfers nemen waterstof op en vallen uiteen in grof poeder (hydrogen decrepitation).
- Fijnmalen: een straalmolen maalt het poeder tot korrels van 3 – 5 µm, onder stikstof, omdat het poeder anders oxideert of ontbrandt.
- Persen in een magneetveld: het poeder wordt in een mal geperst terwijl een veld van ca. 2 Tesla alle korrels in één richting draait. Die richting is later de magnetisatierichting (axiaal, diametraal of door de dikte).
- Sinteren: in een vacuümoven bij 1.050 – 1.100 °C groeien de korrels aan elkaar tot een dicht blok. Het krimpt daarbij ongeveer 15 – 20%.
- Warmtebehandeling: een tweede verhitting bij ca. 500 – 600 °C optimaliseert de coerciviteit.
- Bewerken: het harde, brosse blok wordt met diamantgereedschap of draadvonken op maat gezaagd en geslepen, tot op enkele honderdsten van een millimeter. Gaten en verzinkgaten worden in deze fase gemaakt.
- Coaten: meestal galvanisch nikkel-koper-nikkel (NiCuNi, 10 – 20 µm), of epoxy, zink, goud of een kunststof ommanteling. Zie waarom hebben neodymium magneten een coating?
- Magnetiseren: een korte stroompuls door een spoel geeft een veld van vaak meer dan 3 Tesla. Pas dan is het een magneet. Daarna volgen controles op maat, coating, flux en houdkracht.
Waarom wordt er pas aan het eind gemagnetiseerd?
Een gemagnetiseerde magneet trekt slijpsel en gereedschap aan en is lastig te hanteren en te coaten. Bovendien zou de hitte van het sinteren het magnetisme weer wegnemen (boven het Curiepunt). Daarom worden magneten ongemagnetiseerd bewerkt en gecoat.
Gesinterd of gebonden?
| Gesinterd NdFeB | Gebonden NdFeB | |
|---|---|---|
| Productie | persen en sinteren | poeder in kunststof, spuitgieten of persen |
| BHmax | 33 – 53 MGOe | ca. 5 – 12 MGOe |
| Vormen | schijven, blokken, ringen, bogen | complexe vormen, dunne ringen |
| Gebruik | vrijwel alle sterke magneten | kleine motoren, sensoren |
Onze neodymium schijf-, blok-, staaf- en potmagneten zijn gesinterd NdFeB.
Axiaal of diametraal gemagnetiseerd?
De magnetisatierichting wordt al bij het persen vastgelegd. Een axiaal gemagnetiseerde schijf heeft de polen op de platte kanten, een diametraal gemagnetiseerde schijf of staaf op de ronde zijkanten. Meer daarover in axiaal of diametraal gemagnetiseerd: wat is het verschil?
Veelgestelde vragen
Waarom zijn neodymium magneten zo breekbaar?
Gesinterd NdFeB is een keramiekachtig, bros materiaal. Het is hard (ca. 600 Vickers), maar kan slecht tegen stoten en buigen. Daarom splinteren magneten als ze tegen elkaar klappen.
Kan ik zelf een neodymium magneet boren of zagen?
Liever niet: het materiaal breekt makkelijk, het stof is brandbaar en door de hitte kan de magneet zijn kracht verliezen. Kies een magneet met een gat of verzinkgat.
Waar worden neodymium magneten gemaakt?
Ongeveer 90% komt uit China. Daarnaast zijn er fabrieken in Japan, Vietnam en, sinds kort, in Europa en de Verenigde Staten.
Lees ook
- Wat is neodymium en waar komt het vandaan?
- Wat zijn zeldzame aardmetalen?
- Neodymium, ferriet of samarium-kobalt?
Hulp nodig bij het kiezen? Gebruik de Magneetadviseur of neem contact met ons op.
