Neodym-Magnete sind technische Wunderwerke, und das Verfahren zu ihrer Herstellung ist anspruchsvoll und heikel. Die Hauptbestandteile eines Neodym-Magneten sind Neodym selbst, Eisen und Bor, die chemische Verbindung, die als NdFeb bekannt ist.
Die genauen Bestandteile hängen von der Qualität oder Stärke des herzustellenden Magneten ab.
Der Produktionsprozess für Magnete unterschiedlicher Stärke umfasst jedoch die gleichen, unterschiedlichen Schritte, die zur Herstellung eines Neodym-Magneten erforderlich sind.
Schritt 1 – Mischung
Zunächst werden alle Elemente, aus denen die gewählte Magnetsorte besteht, in einen Vakuum-Induktionsofen gegeben, erhitzt und geschmolzen, um das Legierungsmaterial zu bilden.
Diese Mischung wird dann abgekühlt, um Barren zu bilden, bevor sie in einer Strahlmühle zu winzigen Körnern gemahlen wird. Jedes Korn ist in der Regel nur drei Mikrometer groß und damit kleiner als ein rotes Blutkörperchen.
Schritt 2 – Gepresst
Das superfeine Pulver wird dann in eine Form gepresst, und gleichzeitig wird die Form mit magnetischer Energie beaufschlagt.
Der Magnetismus kommt von einer Drahtspule, die wie ein Magnet wirkt, wenn elektrischer Strom durch sie fließt.
Wenn die Mischung gepresst wird, wird die Richtung des Magnetismus festgelegt! Wenn die Partikelstruktur des Magneten mit der Richtung des Magnetismus übereinstimmt, spricht man von einem anisotropen Magneten.
Schritt 3 – Gesintert
Dies ist nicht das Ende des Prozesses. Stattdessen wird das magnetisierte Material an diesem Punkt entmagnetisiert und später im Prozess erneut magnetisiert.
In diesem Stadium wäre das Material viel zu weich und bröckelig, um nützlich zu sein.
Im nächsten Schritt wird das Material erhitzt, und zwar fast bis zum Schmelzpunkt in einem Prozess, der als Sintern bezeichnet wird und bei dem die pulverförmigen Magnetpartikel miteinander verschmelzen.
Dieser Prozess findet in einer sauerstofffreien, inerten Umgebung statt.
Schritt 4 – Abkühlung und Bearbeitung
Fast am Ziel angekommen, wird das erhitzte Material mit einer Technik, die als Abschrecken bekannt ist, schnell abgekühlt.
Durch diese schnelle Abkühlung werden Bereiche mit schlechtem Magnetismus minimiert und die Leistung maximiert.
Dies ist die Phase, in der die Rohmagnete in die gewünschte Form gebracht werden. Da sie jedoch so hart sind, werden diamantbeschichtete Schneidwerkzeuge benötigt!
Schritt 5 – Eine Beschichtung für alle Anwendungen
Der letzte Schritt, bevor das Material neu magnetisiert wird, ist von entscheidender Bedeutung. Da Neodym-Magnete so hart sind, dass sie leicht brechen und absplittern können, müssen sie beschichtet, gereinigt, getrocknet und plattiert werden.
Es gibt viele verschiedene Arten von Beschichtungen für Neodym-Magnete. Die gängigste ist eine Nickel-Kupfer-Nickel-Mischung, aber sie können auch mit anderen Metallen und sogar mit Gummi oder PTFE beschichtet werden.
Schritt 6 – Magnetisierung
Nach der Beschichtung wird das fertige Material ummagnetisiert, indem es in eine Spule gelegt wird, die, wenn sie von elektrischem Strom durchflossen wird, ein Magnetfeld erzeugt, das dreimal so stark ist wie die erforderliche Stärke des Magneten.
Dieser Vorgang ist so stark, dass der Magnet, wenn er nicht festgehalten wird, wie ein Geschoss aus der Spule geschleudert werden kann.