Comment fabrique-t-on les aimants en néodyme ?
Réponse courte : les aimants en néodyme sont fabriqués par métallurgie des poudres. Un alliage de néodyme, fer et bore est fondu, broyé en poudre de 3 – 5 micromètres, pressé sous un fort champ magnétique pour orienter tous les grains dans le même sens, puis fritté à env. 1 050 – 1 100 °C. L'aimant est ensuite rectifié aux cotes, revêtu et aimanté seulement en toute dernière étape.
Le processus de fabrication en 9 étapes
- Fusion de l'alliage : néodyme (souvent avec du praséodyme), fer, bore et petits additifs sont fondus sous vide ou argon puis refroidis rapidement en fines paillettes (strip casting).
- Traitement à l'hydrogène : les paillettes absorbent l'hydrogène et se désagrègent en poudre grossière (décrépitation).
- Broyage fin : un broyeur à jet réduit la poudre en grains de 3 – 5 µm, sous azote, car sinon elle s'oxyderait ou s'enflammerait.
- Pressage sous champ magnétique : la poudre est pressée dans un moule pendant qu'un champ d'env. 2 teslas oriente tous les grains dans une direction. Cette direction deviendra la direction d'aimantation (axiale, diamétrale ou dans l'épaisseur).
- Frittage : dans un four sous vide à 1 050 – 1 100 °C, les grains fusionnent en un bloc dense. Il se rétracte d'environ 15 – 20 %.
- Traitement thermique : un second chauffage à env. 500 – 600 °C optimise la coercivité.
- Usinage : le bloc dur et cassant est découpé et rectifié aux cotes avec des outils diamantés ou par électroérosion à fil, au centième de millimètre près. Les trous et fraisages sont réalisés à ce stade.
- Revêtement : généralement nickel-cuivre-nickel galvanique (NiCuNi, 10 – 20 µm), ou époxy, zinc, or ou gaine plastique. Voir pourquoi les aimants en néodyme ont-ils un revêtement ?
- Aimantation : une brève impulsion de courant dans une bobine produit un champ souvent supérieur à 3 teslas. Ce n'est qu'alors que c'est un aimant. Suivent des contrôles des cotes, du revêtement, du flux et de la force d'adhérence.
Pourquoi aimanter seulement à la fin ?
Un aimant aimanté attire les poussières de rectification et les outils, et il est difficile à manipuler et à revêtir. De plus, la chaleur du frittage supprimerait le magnétisme (au-delà du point de Curie). C'est pourquoi les aimants sont usinés et revêtus non aimantés.
Fritté ou lié ?
| NdFeB fritté | NdFeB lié | |
|---|---|---|
| Fabrication | pressage et frittage | poudre dans du plastique, injection ou pressage |
| BHmax | 33 – 53 MGOe | env. 5 – 12 MGOe |
| Formes | disques, blocs, anneaux, segments | formes complexes, anneaux fins |
| Utilisation | quasiment tous les aimants puissants | petits moteurs, capteurs |
Nos aimants disques, blocs, barreaux et en pot en néodyme sont en NdFeB fritté.
Aimantation axiale ou diamétrale ?
La direction d'aimantation est fixée dès le pressage. Un disque à aimantation axiale a ses pôles sur les faces planes, un disque ou barreau à aimantation diamétrale sur les côtés arrondis. Plus d'infos dans aimantation axiale ou diamétrale : quelle différence ?
Questions fréquentes
Pourquoi les aimants en néodyme sont-ils si fragiles ?
Le NdFeB fritté est un matériau cassant, proche de la céramique. Il est dur (env. 600 Vickers), mais supporte mal les chocs et la flexion. C'est pourquoi les aimants éclatent lorsqu'ils se percutent.
Puis-je percer ou scier moi-même un aimant en néodyme ?
Mieux vaut pas : le matériau casse facilement, la poussière est inflammable et la chaleur peut faire perdre sa force à l'aimant. Choisissez un aimant avec un trou ou un trou fraisé.
Où sont fabriqués les aimants en néodyme ?
Environ 90 % viennent de Chine. Il existe aussi des usines au Japon, au Vietnam et, depuis peu, en Europe et aux États-Unis.
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