WO2023140753A1 - Method for manufacturing segmented permanent magnets from low-grade magnetically hard sintered raw material - Google Patents

Method for manufacturing segmented permanent magnets from low-grade magnetically hard sintered raw material Download PDF

Info

Publication number
WO2023140753A1
WO2023140753A1 PCT/RU2023/000011 RU2023000011W WO2023140753A1 WO 2023140753 A1 WO2023140753 A1 WO 2023140753A1 RU 2023000011 W RU2023000011 W RU 2023000011W WO 2023140753 A1 WO2023140753 A1 WO 2023140753A1
Authority
WO
WIPO (PCT)
Prior art keywords
magnetic
spm
parts
cutting
raw materials
Prior art date
Application number
PCT/RU2023/000011
Other languages
French (fr)
Russian (ru)
Inventor
Александр Метталинович ТИШИН
Original Assignee
Общество С Ограниченной Ответственностью "Ампермагнит"
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Priority claimed from RU2022101188A external-priority patent/RU2783857C1/en
Application filed by Общество С Ограниченной Ответственностью "Ампермагнит" filed Critical Общество С Ограниченной Ответственностью "Ампермагнит"
Publication of WO2023140753A1 publication Critical patent/WO2023140753A1/en

Links

Classifications

    • BPERFORMING OPERATIONS; TRANSPORTING
    • B09DISPOSAL OF SOLID WASTE; RECLAMATION OF CONTAMINATED SOIL
    • B09BDISPOSAL OF SOLID WASTE
    • B09B3/00Destroying solid waste or transforming solid waste into something useful or harmless
    • HELECTRICITY
    • H01ELECTRIC ELEMENTS
    • H01FMAGNETS; INDUCTANCES; TRANSFORMERS; SELECTION OF MATERIALS FOR THEIR MAGNETIC PROPERTIES
    • H01F41/00Apparatus or processes specially adapted for manufacturing or assembling magnets, inductances or transformers; Apparatus or processes specially adapted for manufacturing materials characterised by their magnetic properties

Definitions

  • the invention relates to the processing of secondary raw materials and can be used in the manufacture of permanent magnets with specified parameters.
  • rare-earth magnets REM
  • REM rare-earth magnets
  • These also include magnetically suitable, but having a different size, as well as previously used magnetic elements.
  • Rare earth resources are non-renewable resources. In order to save resources, reduce industrial waste and protect the environment, these raw materials and waste must be reused, and this can even bring significant social and economic benefits.
  • the technology involves selecting and cleaning a plurality of permanent magnets, phosphating, rinsing with alcohol to remove grease and rust after phosphating, plasma cleaning process, applying a layer of insulating adhesive with a thickness of 1 ⁇ m to 100 ⁇ m on the surface of each of the NdFeB permanent magnets, applying a predetermined clamping pressure in the range of 0.1 MPa to 10 MPa, curing, processing to a predetermined size, applying a protective layer of epoxy and phenolic resin with a thickness of 8 microns to 50 microns.
  • the magnetic characteristics of both composite elements and composite magnets obtained from them are not considered.
  • the high consumer qualities of such a regenerated magnet are primarily determined by the quality of the raw materials - the initial parameters of the microstructure of the hard magnetic material, weight loss (relative to the initial one), or corrosion, which can lead to an irreversible change in magnetic properties.
  • This part requires a detailed study of representative samples of the raw materials used, which requires large time and human resources and unique scientific equipment (for example, an analytical high-resolution electron microscope with an objective aberration corrector and EDX and EELS attachments), not intended for serial factory research.
  • the prototype is limited to the rectangular shape of regenerated magnets with the same magnetic properties (of the same brand).
  • one of the ways to increase the magnitude and concentration of the magnetic induction created by a system of permanent magnets is, for example, the use of Halbach cylinders (see, for example, RU 2466491 C2, LLC "Perspective magnetic technologies and consultations", 10.11.2012).
  • Halbach cylinders see, for example, RU 2466491 C2, LLC "Perspective magnetic technologies and consultations", 10.11.2012.
  • the wide use of such systems is limited by the fact that the magnetization vector of the cylinder material should ideally rotate smoothly in the cylinder of the magnetic system being created. In practice, such systems are segmented and consist of parts in which the magnetization vector rotates abruptly when moving from one part to another.
  • the present invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency, completeness of processing and expanding the range of secondary raw materials - substandard elements of permanent magnets: defective in magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating.
  • Such raw materials include those suitable in terms of magnetic characteristics and microstructure, but having an inappropriate size, as well as previously used permanent magnets and systems based on them. This is of particular importance for mass production (with a volume of 100-500 tons per year) of the same large (weighing 0.1-1.0 kg or more) permanent magnet with the same geometry and magnetic properties. Rejection due to chips or defects in the coating can occur at the final stages of production (grinding and coating) of a practically finished sintered magnet blank or decommissioned devices (for example, wind turbines) using 0.6-10 tons of such permanent magnets. The above sharply reduces the efficiency of production (for example, the yield of finished products).
  • the patented method of processing hard magnetic sintered raw materials for the manufacture of segmented permanent magnets consists in marking and then cutting into parts of a substandard magnet, and then gluing these parts in a certain order into a new powerful magnet.
  • SPM and systems based on them correspond to the required characteristics
  • secondary sorting of raw material samples is carried out into subgroups according to magnetic, chemical, microstructural parameters and HAST test for the selected first technology, including demagnetization if necessary, cleaning the surface of samples, cutting samples into parts of a given configuration, gluing parts into a multilayer package, cutting and grinding the surface the resulting multilayer package to fit the size and applying a protective coating to the surface of the obtained SPM.
  • the secondary sorting of the raw material samples is carried out into subgroups according to magnetic, chemical, microstructural: parameters and the HAST test for the selected second technology, including demagnetization, if necessary, cleaning the surface of the samples, cutting the samples into parts of a given configuration, selecting the layout and orientation of single parts with different magnetic characteristics in the formed multilayer package from the condition of obtaining the required integral magnetic characteristics, gluing the parts into a multilayer package, cutting and polishing ovulation of the surface of the resulting multilayer package to size and applying a protective coating to the surface of the obtained SPM.
  • the method can be characterized by the fact that the neodymium-iron-boron and samarium-cobalt raw materials include magnetic elements defective in terms of magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating, as well as suitable magnetic characteristics, but having a different size, as well as previously used permanent magnets.
  • the method can also be characterized by the fact that the raw material for subsequent metallurgical processing, including hydrometallurgy methods, includes waste from cutting and grinding parts and a glued multilayer package, as well as broken permanent magnets.
  • coercive force in induction Hcb and magnetization Hcj residual induction Br
  • maximum energy product (BH)max maximum energy product
  • operating temperature range Curie temperature Tc
  • Curie temperature Tc Curie temperature Tc
  • the method can also be characterized by the fact that single parts with different residual induction characteristics are made from raw materials different grades, while the number of grades of raw materials included in one SPM is from 1 to 5.
  • the method can also be characterized by the fact that after cutting the samples, the parts are subjected to the procedure of local surface diffusion of dysprosium and/or terbium.
  • the method can also be characterized by the fact that cutting samples into parts of a given configuration, as well as the surface of a multilayer package to size, is carried out by an electric spark or hydroabrasive method and / or a diamond disk, followed by mechanical and / or chemical elimination of the products of the specified machining.
  • the method can also be characterized by the fact that cutting is carried out sequentially in two or more stages from the condition of minimizing chips in the sawing zone and the required direction of magnetization, while at the first stage cutting of samples connected to each other is carried out, and at the second stage - cutting of the obtained parts of a given size for gluing them into a multilayer package, and at the third stage - cutting to form the required direction of the magnetic texture axis for magnetization of the SPM.
  • the method can also be characterized by the fact that the specified configuration of parts is selected from the list, including, but not exhaustive: a plate, a parallelepiped, a trapezoid plate, a cylinder, a part of a hollow cylinder, including for Halbach cylinders.
  • the method can also be characterized by the fact that parts are glued into a multilayer package with heat-resistant glue, while the glue is applied to both glued surfaces twice with intermediate drying, followed by joining the parts into a package and keeping the package under load until the glue cures, and also by the fact that a protective coating with a hardness of H6 on the surface of the SPM multilayer package is made of an epoxy compound with a thickness of 10 to 35 microns.
  • EFFECT increased efficiency, completeness of processing of secondary magnetic raw materials and expansion of the range of semi-finished products, including defective ones in terms of magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating of elements of various magnetic systems, as well as previously used permanent magnets for the manufacture of effective segmented permanent magnets and magnetic systems with specified magnetic and geometric characteristics.
  • the patented processing method makes it possible to cut parts from rare-earth metals of any shape, including: plates, trapezoidal elements and other shapes, for example, for Halbach cylinders, and thus ensure a significant reduction in the cost of manufacturing the final product. Integratively, this will lead to a significant reduction in weight and size characteristics (due to the concentration of the magnetic field in the working gap), as well as an increase in efficiency (reduction of losses due to Foucault currents) of products based on permanent magnets.
  • the thickness of the parts to be cut out (for example, plates)
  • a magnetic circuit for example, a rotor
  • a typical microstructure for sintered Nd-Fe-B magnets Nd2Fel4B grains about 5 ⁇ m in size are surrounded by thin layers of oxide and metal phases. enriched with Nd with a thickness of 0.5-3 nm in a volume of less than 10%.
  • the processing method is determined by the remaining magnetic characteristics of the raw material and the requirement for the final product.
  • Fig.1 flowchart of the method; figure 2 - orientation cutting of samples of raw materials on the details; fig.Z - multilayer package when gluing parts of raw materials of the same brand; figure 4 - multilayer package when gluing parts of raw materials of two different grades; figure 5 - multilayer package when gluing parts of raw materials of three different grades; Fig.6 - characteristics of the magnet NdFeB brand N4211 at 20C; fig. 7 - the same as in Fig.6, for brand N5 OM; fig. 8 - characteristics of SPM from alternating plates of grades N42H and N50M at 20C.
  • the process of processing substandard magnetic raw materials begins with numerical simulation of the magnetic parameters and dimensions of the SPM, which will be used, for example, to manufacture the final product.
  • Table 1 shows the requirements for the SIM based on the results of numerical simulation and the results of testing the parameters of magnets from different manufacturers.
  • the surface of the samples is cleaned, the samples are cut into parts of a given configuration, and the parts are glued into a multilayer package.
  • FIG. 2 shows the orientation cutting of samples 1 of raw materials into parts 2, the direction of the axis 3 of the magnetic texture.
  • Cutting specimens on a predetermined part configurations are carried out by an electrospark or hydroabrasive method or a diamond disk.
  • On fig.3 shows the structure of a multilayer package obtained by gluing compound 4 parts 20 raw materials of the same brand.
  • Pos. 5 shows the surfaces of the package that are subjected to subsequent processing to size.
  • FIG. 4 shows the structure of a multilayer package obtained by gluing parts 20 and 21 of two different brands.
  • FIG. 5 shows the structure of a multilayer package obtained by gluing parts 20,21,22 of raw materials of three different grades.
  • the surface of the obtained multilayer package is cut and polished to a predetermined size and a protective coating is applied to the surface of the obtained SIM.
  • a protective coating is applied to the surface of the obtained SIM.
  • manufactured SPMs must have the magnetic characteristics presented in the top line of Table 1 "Requirements for the parameters of the SPM based on the results of numerical simulation", and also meet the following geometric requirements:
  • the rotor with an axial length of 150 mm will consist of five identical SPMs of 30 mm each;
  • the thickness and dimensions of the plates glued before the first cutting 21.33 ⁇ 0.10 x 5.00 + 0.00 / -0.05 x 86.50 ⁇ 0.10 (cut from the original raw material).
  • the thickness and size of the plates for gluing is selected taking into account the maximum utilization of the geometric dimensions of the available raw materials.
  • Samples of raw materials were sorted into groups according to geometric characteristics and appearance, taking into account the required parameters of SPM. Separately allocated waste magnetic raw materials for subsequent metallurgical processing.
  • group 1 about 100,000 pieces of used permanent magnets
  • group 2 about 24,000 pieces of permanent magnets rejected at the input control due to the presence of chips that exceed the allowable dimensions.
  • Group 1 source of raw materials - decommissioned wind turbine rotor poles which initially had a five-layer protective coating: Ni/Cu/Ni, Sn and epoxy compound.
  • the magnets are visually inspected. The appearance, the presence of chips, the safety of the coating, traces of corrosion as a result of storage, etc. are determined and fixed. It has been established that the raw material has a different degree of preservation and damage to the coating that occurred during the extraction of permanent magnets from the rotors of wind turbines.
  • subgroup 1.1 Primary sorting of permanent magnets of group 1 into the following subgroups is carried out: subgroup 1.1 - heavily damaged permanent magnets (broken); subgroup 1.2 - with significant chips, defects and traces of corrosion, however, allowing cutting samples into parts of a given configuration, outside the areas of chips and traces of corrosion; subgroup 1.3 - intact magnets with undisturbed geometric dimensions, appearance and preserved coating of at least one protective layer of Ni, Cu, Ni or Sn (without traces of corrosion).
  • Subgroup 1.1 is sent for processing by hydrometallurgy.
  • Subgroup 1.2 is sent for additional sorting, taking into account the feasibility of processing using the proposed method.
  • 40% of raw materials of subgroup 1.2 were transferred to subgroup 1.1.
  • the remaining 60% were transferred to subgroup 1.3.
  • a random sample of magnets is made from groups 1.3 and 2 to study magnetic and geometric parameters, microstructure and other parameters. A random sample is made in the amount of not more than 0.1% of the lot.
  • the initial information on the magnets used in the manufacture of the wind turbine is taken into account, as well as the results of previous tests.
  • microstructure chemical and phase compositions
  • selective studies can be carried out using the following equipment: scanning electron microscope (Carl Zeiss CrossBeam 1540EsB), multifunctional scanning probe microscope (FemtoScan), transmission electron microscope (JEOL JEM-2010), diffractometers DRON-4-07, RIGAKU Ultima IV, high-resolution electron microscope Titan 80- 300 and other means and methods.
  • the microstructure (crystallite size, phase composition, as well as the structure, magnetic and electronic properties of neodymium-enriched interlayers at grain boundaries, etc.) determines the formation of a high-coercivity state.
  • Determination of the elemental composition of the surface layers can be carried out using the EPMA-SEM Camebax analyzer (CAMECA, Gennevilliers, France). Additional control of the chemical composition - on the X-ray fluorescence spectrometer PRIMUS II.
  • test specimens may have traces of corrosion, material residues from electric spark cutting, therefore, before testing, preparation is carried out as follows:
  • the numerical simulation also takes into account the detected deviation in the value of the temperature coefficient for the coercive force, the value of which at the operating temperature directly affects the energy that the magnet gives to the external space. It has been established that the simultaneous action of these magnetic characteristics gives an integral effect and has a significant decrease in the induction in the air gap to 4-7% of the value for manufacturers W, I and T at an operating temperature of 200C.
  • subgroup 1.3 and 2 was divided into two new subgroups A and B.
  • Subgroup A consists of raw materials 1.3 (raw materials produced Y-K-Z) + 2
  • subgroup B consists of raw materials 1.3 (raw materials produced-W-I-T). Accordingly, individual technologies for further processing were selected for each subgroup.
  • the patented method makes it possible to manufacture an SPM that ensures operability under conditions of repeated overheating up to temperatures near the ZEP.
  • single parts glued into a multilayer SPM package are made of NdFeB and SmCo grades, while a higher-temperature Sm2Col7 magnet can keep less temperature-resistant NdFeB from demagnetization in a wider temperature range.
  • Hcb 769 kA/m
  • Hcj l 518 kA/m
  • NdFeB and SmCo magnetic raw materials are given below using the example of NdFeB and SmCo magnetic raw materials, however, the described technology can also be applied to magnetic raw materials, as well as to other magnetic illiquid products of both powder and classical metallurgy, for example, UNDK brand magnets. In the latter case, depending on the magnitude of the demagnetization fields in the magnetic system, it is possible to perform, for example, inserts from UNDK into a sintered NdFeB magnet.
  • Example 1 Raw materials of subgroup A were selected based on the results of research using the methods described above. The samples passed the HAST tests and meet the requirements for raw materials with the required magnetic properties. It was decided to rework this subgroup under the First Technology according to the following program:
  • a second layer of glue is applied with a spray gun, which is again dried for another 1 hour.
  • the plates are connected and placed in a clamp with a bonding force of the order of 2.5 kgf/cm 2 .
  • the press with glued elements is placed in a heating cabinet heated to a temperature of (180 ⁇ 5) C and maintained at this temperature for 2 hours.
  • DELO® MONOPOX NT2999 or VK-26M adhesive manufactured by FSUE VIAM was used;
  • the multilayer package is cut perpendicular to the size of 86.5 mm to achieve the final geometric size of 2.60x21.33x30.00 mm, which eliminates chipping of the edges of the magnets in the places of gluing.
  • grinding and polishing to size is carried out with a control measurement with a micrometer;
  • the surface of the resulting magnet, having the final size, is subjected to phosphating, and then a protective coating of epoxy resin with a thickness of 10 to 35 microns is applied by spraying, providing a hardness of H6; the quality and thickness of the applied coating is controlled by X-ray fluorescence analyzer BA-100 (Bowman Analytics Inc);
  • the magnetic dipole moment of finished SPMs is an integral characteristic of simultaneously volumetric (mass) and magnetic properties of SPMs.
  • the coating passed the SST test for 480 hours and the PCT test for 96 hours, the maximum working temperature of the coating was 200C; - carry out a comparison of the obtained magnetic characteristics with the parameters obtained as a result of numerical simulation and, with a positive result - the compliance of the SPM with the required characteristics - testing an experimental batch of permanent magnets as part of a mock-up and a prototype of the final product (electric generator) according to an agreed methodology and program.
  • Example 2 Raw materials of subgroup "B” were selected based on the results of the study of characteristics according to the methods described above.
  • the technology in contrast to that described in example 1, is supplemented by the operation of local surface diffusion of dysprosium.
  • the plates were subjected to local surface diffusion by applying a metal powder containing dysprosium, followed by heating.
  • a metal powder containing dysprosium Such a procedure is described in the prior art (RU 2423204 C2).
  • the exact weight percentage of dysprosium in diffusion was selected so that the temperature coefficient Br of each manufacturer's W, I, and T permanent magnets provided the required performance characteristics of the final product.
  • raw materials from these manufacturers had overestimated aBr values from -0.13 to -0.131%/°C.
  • subsequent operations for the manufacture of SPM were carried out according to the method described in example 1.
  • Example 3 Raw material - about 1000 substandard NdFeB coated NdFeB magnets. REMs were rejected at the input control as having chips that exceeded the allowable dimensions formed during grinding. All REMs have magnetic properties close to the required ones, produced by one manufacturer from one raw material in one year with identical chemical composition.
  • N50M vacuum-packed REMs with a protective phosphate coating 1 ⁇ m thick were selected. They have a working temperature up to 100C, i.e. have a sufficient margin for operating temperature, ensuring the operability of the rotor of the electric generator in case of overheating.
  • the electric generator is re-simulated with the parameters obtained as a result of measurements. It is shown that the gluing of alternating plates 0.5 mm thick from grades N42H and N50M in the SPM of final dimensions provides the required electrical parameters of the generator, including less than 1% voltage ripple.
  • the implemented technology in contrast to example 1, is supplemented with operations for selecting the layout and orientation of single parts with different magnetic characteristics from two materials N42H and N50M in a formed multilayer package from the condition of obtaining the required integral magnetic characteristics.
  • the sequence of technological operations of cutting and subsequent preparation of the surface of the obtained parts before gluing into the final SIM is preserved.
  • the SPM consists of plates 0.5 mm thick and has geometric dimensions of 25.0 x 15.0 x 50.0 mm.
  • the topology of the multilayer package is shown in Fig. 4, and the results of the magnetic studies are shown in FIG. 6,7,8.
  • Fig. 6 shows the characteristics of NdFeB magnets N42H, Fig. 7 NdFeB magnets N50M, Figs. 7 - the characteristic of the SPM, formed by the characteristics of the SPM from alternating parts 20,21 of grades N42H and N50M, obtained at a temperature of 20C.
  • cylinders are cut from the multilayer package that forms the PSD for the study of magnetic characteristics and the HAST test. The measurement results are presented in Table 3.
  • EXAMPLE 4 Raw material - about 1000 substandard coated NdFeB grade N42H magnets. REMs were rejected at the input control as having chips that exceeded the allowable dimensions formed during grinding. All REMs have magnetic properties close to rowed ones and are produced by the same manufacturer.
  • the task is to manufacture an SPM that allows multiple overheating up to temperatures of about 300C. Simulation of an electric generator with the parameters obtained as a result of measurements is carried out. It is shown that gluing alternating plates 0.5 mm thick from NdFeB and SmCo grades into a SPM of final dimensions provides the required electrical parameters of the generator. To check the calculations, cylinders are cut from the multilayer package that forms the PSD for the study of magnetic characteristics and the HAST test.
  • the implemented technology in contrast to example 3, is supplemented with operations for selecting the layout and orientation of single parts with different magnetic characteristics from two materials of the NdFeB and SmCo brands in a formed multilayer package from the condition of obtaining the required integral magnetic characteristics. The sequence of technological operations of cutting and subsequent surface preparation of the obtained parts before gluing into the final SPM is preserved.
  • SPM consists of plates with a thickness of 0.5 mm and has geometric dimensions 25.0 x 15.0 x 50.0 mm. Technological operations for the preparation of raw materials are similar to the operations of example 3. The simulation of the electric generator is carried out with the parameters obtained as a result of measurements. It is shown that gluing alternating plates 0.5 mm thick from NdFeB and SmCo grades in final sizes of SPM provides the required electrical parameters of the generator, including multiple overheating up to temperatures of about 300C. To check the calculations, cylinders are cut from the multilayer package that forms the PSD for the study of magnetic characteristics and the HAST test.
  • the implemented technology in contrast to example 3, is supplemented with operations for selecting the layout and orientation of single parts with different magnetic characteristics from two materials NdFeB and SmCo in a formed multilayer package from the condition of obtaining the required integral magnetic characteristics.
  • the sequence of technological operations of cutting and subsequent surface preparation of the obtained parts before gluing into the final SPM is preserved. Measurements have shown that the SPM of the final dimensions, which is a package of glued alternating plates 0.5 mm thick from NdFeB and SmCo grades, can be operated up to temperatures of about 300C.
  • the presented data confirm the achievement of the technical result - increasing the efficiency, completeness of processing of secondary magnetically hard sintered raw materials and expanding the range of semi-finished products, including: defective magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating of elements of various magnetic systems, as well as previously used magnets, for the manufacture of effective segmented permanent magnets and magnetic systems with specified magnetic and geometric characteristics.

Abstract

A method for treating low-grade magnetically hard sintered raw material for the manufacture of segmented permanent magnets (SPMs) includes carrying out primary sorting of specimens of raw material into groups according to geometric characteristics and external appearance, taking into account desired SPM parameters; obtaining sample measurements of magnetic, chemical and microstructural parameters and performing a HAST test to determine the possibility in principle of manufacturing an SPM; and manufacturing a pilot batch of SPMs, which includes cutting the specimens into parts having a set configuration, gluing the parts into a multi-layer stack, cutting and grinding the surface of the obtained multi-layer stack to a set size, and applying a protective coating to the surface of the obtained SPM. If the SPM does not meet the desired characteristics, the specimens of raw material are subjected to secondary sorting into sub-groups according to magnetic, chemical and microstructural parameters and, during manufacture, the arrangement and orientation of individual parts with different magnetic characteristics within the multi-layer stack under formation are additionally selected with a view to obtaining the desired overall magnetic characteristics. The result is the efficient treatment of recyclable material and a broadening of the range of semi-finished products.

Description

СПОСОБ ИЗГОТОВЛЕНИЯ СЕГМЕНТИРОВАННЫХ ПОСТОЯННЫХ МАГНИТОВ ИЗ НЕКОНДИЦИОННОГО МАГНИТОТВЕРДОГО СПЕЧЕННОГО СЫРЬЯ METHOD FOR MANUFACTURING SEGMENTED PERMANENT MAGNETS FROM OFF-CONDITIONAL MAGNETIC HARD SINTERED RAW
Область техники Technical field
Изобретение относится к переработке вторичного сырья и может быть использовано при изготовлении постоянных магнитов с заданными параметрами. The invention relates to the processing of secondary raw materials and can be used in the manufacture of permanent magnets with specified parameters.
Предшествующий уровень техники Prior Art
Известно, что в процессе изготовления, транспортирования и установки в изделия редкоземельных магнитов (РЗМ), изготовленных методом порошковой металлургии, образуется большое число бракованных по магнитным параметрам, размерам, сколам, внешнему виду и защитному покрытию различных магнитных элементов. К ним относятся также пригодные по магнитным характеристикам, но имеющие другой типоразмер, а также уже ранее использованные магнитные элементы. Редкоземельные ресурсы - не возобновляемые ресурсы. Чтобы сэкономить ресурсы, сократить количество промышленных отходов и защитить окружающую среду, необходимо повторно использовать названное сырьё и отходы, и это может даже принести значительные социальные и экономические выгоды. It is known that in the process of manufacturing, transporting and installing rare-earth magnets (REM) manufactured by powder metallurgy, a large number of defective magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating of various magnetic elements are formed. These also include magnetically suitable, but having a different size, as well as previously used magnetic elements. Rare earth resources are non-renewable resources. In order to save resources, reduce industrial waste and protect the environment, these raw materials and waste must be reused, and this can even bring significant social and economic benefits.
Описаны способы рециклинга РЗМ посредством различных химикометаллургических методов передела (см. обзор Yongxiang Yang, et al., REE Recovery from End-of-Life NdFeB Permanent Magnet Scrap: A Critical Review, 2016, J. Sustain. Metall (DOI 10.1007/s40831-016-0090-4). Так, в изобретении (RU 2097330 Cl, Карманников, 27.1 1.1997) описано выделение соединений редкоземельных элементов из отходов производства и применения постоянных магнитов. Включает термообработку отходов при 80-700°С и растворение их в азотной кислоте. Из полученного раствора, содержащего 0, 4-3,0 М азотной кислоты, экстрагируют сумму РЗЭ в органическую фазу. Эту органическую фазу используют в качестве исходного раствора для выделения из нее неодима путем экстракции других РЗЭ с помощью ТБФ. Полученный раствор нитрата неодима содержит менее 0,05 мас.% других РЗЭ. Извлечение неодима из отходов составляет не менее 95%. В изобретении JP 2020084331 (A), INST JOZEF STEFAN, 04.06.2020, описан более экологически безопасный и экономичный метод переработки лома магнитов NdFeB по истечении срока их службы посредством анодирования. Описаны и другие химические методы повторного использования спеченных гальванизированных отходов из неодима, железа и бора (см., например, CN 108188146 (A), JINGCI MAT SCIENCE СО LTD, 22.06.2018). Попутно рассматриваются технологические приемы отсоединения использованных РЗМ от элементов оборудования путем нагрева в органических растворителях (JP 2012064889 (A), KOBE STEEL LTD, 29.03.2012), однако сами магниты не модифицируются и используются «как есть». Methods for REM recycling by means of various chemical-metallurgical processing methods are described (see the review by Yongxiang Yang, et al., REE Recovery from End-of-Life NdFeB Permanent Magnet Scrap: A Critical Review, 2016, J. Sustain. Metall (DOI 10.1007/s40831-016-0090-4). So, in the invention (RU 209733 0 Cl, Karmannikov, 27.1 1.1997) describes the isolation of compounds of rare earth elements from production waste and the use of permanent magnets. It includes heat treatment of waste at 80-700 ° C and their dissolution in nitric acid. From the resulting solution containing 0.4-3.0 M nitric acid, the amount of REE is extracted into the organic phase. This organic phase is used as the initial solution for the isolation of neodymium from it by extraction of other REE E with TBP The resulting solution of neodymium nitrate contains less than 0.05 wt.% other REE. Extraction of neodymium from waste is at least 95%. In the invention JP 2020084331 (A), INST JOZEF STEFAN, 06/04/2020, a more environmentally friendly and economical method for recycling scrap NdFeB magnets at the end of their service life by anodizing is described. Other chemical methods for the reuse of sintered galvanized neodymium, iron and boron wastes have also been described (see, for example, CN 108188146 (A), JINGCI MAT SCIENCE CO LTD, 06/22/2018). Along the way, technological methods are considered for detaching used REM from equipment elements by heating in organic solvents (JP 2012064889 (A), KOBE STEEL LTD, 03/29/2012), however, the magnets themselves are not modified and are used "as is".
Вместе с тем, такие методы энергоемки, вредны для экологии, а кроме того, способствуют полной утрате магнитных свойств, а в передел попадают магниты с доброкачественными характеристиками. Особо следует отметить, что металлургический передел полностью уничтожает микроструктуру и запасенную магнитную энергию, на создание которой уже ранее затрачены энергоресурсы на термообработку и намагничивание. At the same time, such methods are energy-intensive, harmful to the environment, and in addition, they contribute to the complete loss of magnetic properties, and magnets with benign characteristics fall into the redistribution. It should be especially noted that the metallurgical processing completely destroys the microstructure and stored magnetic energy, the creation of which has already consumed energy resources for heat treatment and magnetization.
Известна технология изготовления композитного многослойного магнита NdFeB (см., например, US 9782953 (В2), YANTAI SHOUGANG MAGNETIC MAT INC., 10.10.2017; CN 201745223 U, YANTAI ZHENGHAI MAGNETIC MATERIAL CO Ltd., 16.02.2011). Технология предусматривает отбор и очистку множества постоянных магнитов, этапы фосфатирования, промывки с использованием спирта для удаления жира и ржавчины после фосфатирования, процесс плазменной очистки, нанесение слоя изоляционного клея толщиной от 1 мкм до 100 мкм на поверхность каждого из постоянных магнитов NdFeB, приложения заданного зажимного давления в диапазоне от 0,1 МПа до 10 МПа, отверждение, обработку до заданного размера, нанесение защитного слоя из эпоксидной и фенольной смолы толщиной от 8 мкм до 50 мкм. Однако не рассматриваются магнитные характеристики как составных элементов, так и полученных из них композитных магнитов. В тоже время подбор магнитных параметров, формы и размеров каждого из слоев композитного магнита, а также использование не только NdFeB, но и одновременно SmCo РЗМ дает возможность обеспечить заданное распределение магнитного поля в требуемом объеме и повышенные температурные характер истики . Known manufacturing technology of a composite multilayer NdFeB magnet (see, for example, US 9782953 (B2), YANTAI SHOUGANG MAGNETIC MAT INC., 10/10/2017; CN 201745223 U, YANTAI ZHENGHAI MAGNETIC MATERIAL CO Ltd., 02/16/2011). The technology involves selecting and cleaning a plurality of permanent magnets, phosphating, rinsing with alcohol to remove grease and rust after phosphating, plasma cleaning process, applying a layer of insulating adhesive with a thickness of 1 µm to 100 µm on the surface of each of the NdFeB permanent magnets, applying a predetermined clamping pressure in the range of 0.1 MPa to 10 MPa, curing, processing to a predetermined size, applying a protective layer of epoxy and phenolic resin with a thickness of 8 microns to 50 microns. However, the magnetic characteristics of both composite elements and composite magnets obtained from them are not considered. At the same time, the selection of magnetic parameters, the shape and size of each of the layers of the composite magnet, as well as the use of not only NdFeB, but also SmCo REM at the same time, makes it possible to provide a given distribution magnetic field in the required volume and increased temperature nature of the truth.
Известны способы переработки некондиционных постоянных магнитов неодим-железо-бор (NdFeB) в элементы с заданными магнитными и геометрическими характеристиками, но без металлургического передела. В том случае, если магнитные характеристики имеют низкие эксплуатационные параметры, магниты подвергают локальной поверхностной диффузии диспрозия и/или тербия с последующим нагревом. Анализ таких процедур описан в частности, в обзоре уровня техники в патенте RU 2423204 С2, ИНТЕРМЕТАЛЛИКС КО. ЛТД. (JP), 10.07.2011. Known methods of processing substandard permanent magnets neodymium-iron-boron (NdFeB) into elements with specified magnetic and geometric characteristics, but without metallurgical processing. In the event that the magnetic characteristics have low operational parameters, the magnets are subjected to local surface diffusion of dysprosium and/or terbium, followed by heating. The analysis of such procedures is described in particular in the review of the prior art in patent RU 2423204 C2, INTERMETALLIX CO. LTD. (JP), 07/10/2011.
Наиболее близким к патентуемому является способ, описанный в изобретении JP 2002141239 (A), H1ROSE YOICH1, 17.05.2002 - прототип. Способ регенерации магнитов состоит в разметке и последующей резке некондиционного магнита на части, а затем склеивания этих частей в определенном порядке в новый мощный магнит. При этом отмечается, что по сравнению с металлургическим методом энергия, необходимая для разрезания магнита, мала, и можно использовать рутинную технологию, причем потери материала состоят только в припуске на резку. Соответственно, данная технология позволяет получить новый мощный РЗМ с высоким выходом без потребления большого количества энергии. Closest to patentable is the method described in the invention JP 2002141239 (A), H1ROSE YOICH1, 05/17/2002 - prototype. The method of regenerating magnets consists in marking and then cutting the substandard magnet into parts, and then gluing these parts in a certain order into a new powerful magnet. At the same time, it is noted that, compared with the metallurgical method, the energy required to cut the magnet is small, and routine technology can be used, and the material loss consists only in the cutting allowance. Accordingly, this technology makes it possible to obtain a new powerful REM with a high yield without consuming a large amount of energy.
Однако высокие потребительские качества такого регенерированного магнита, прежде всего, определяются качеством сырья - исходными параметрами микроструктуры магнитотвердого материала, потери массы (относительно начальной), или коррозии, которые могут привести к необратимому изменению магнитных свойств. В этой части требуется детальное исследование представительных выборок используемого сырья, что требует больших временных и человеческих ресурсов и уникального научного оборудования (например, аналитический высокоразрешающий электронный микроскоп с корректором аберраций объектива и приставками EDX и EELS), непредназначенного для серийных заводских исследований. Это связано с тем, что магнитные свойства определяются целым рядом параметров микроструктуры, причем свойствами не только самих зерен, но и целым рядом магнитных, электронных, структурных и химических свойств их границ (фаз обогащённых неодимом) и т.д.. При этом взаимосвязь комплекса данных свойств с основными магнитными характеристиками, и в первую очередь с величиной коэрцитивной силы, требует дальнейшего детального изучения (T.G. Woodcock, У. Zhang, G. Hrkac, G. Ciuta, N.M. Dempsey, T. Schrefl, O. Gutfleisch and D. Givord. Understanding the microstructure and coercivity of high performance NdFeB-based magnets - Scripta Materialia 67 (2012), 536-541). Поэтому выявление реально годных магнитов является крайне затруднительным. However, the high consumer qualities of such a regenerated magnet are primarily determined by the quality of the raw materials - the initial parameters of the microstructure of the hard magnetic material, weight loss (relative to the initial one), or corrosion, which can lead to an irreversible change in magnetic properties. This part requires a detailed study of representative samples of the raw materials used, which requires large time and human resources and unique scientific equipment (for example, an analytical high-resolution electron microscope with an objective aberration corrector and EDX and EELS attachments), not intended for serial factory research. This is due to the fact that the magnetic properties are determined by a number of microstructure parameters, and not only by the properties of the grains themselves, but also by a number of magnetic, electronic, structural and chemical properties of their boundaries (phases enriched with neodymium), etc. characteristics, and primarily with the magnitude of the coercive force, requires further detailed study (TG Woodcock, W. Zhang, G. Hrkac, G. Ciuta, NM Dempsey, T. Schrefl, O. Gutfleisch and D. Givord. Understanding the microstructure and coercivity of high performance NdFeB-based magnets - Scripta Materialia 67 (2012), 536-541). Therefore, the identification of really suitable magnets is extremely difficult.
Кроме того, прототип ограничен прямоугольной формой регенерированных магнитов с одними и теми же магнитными свойствами (одной марки). В то же время известно, что одним из способов увеличения величины и концентрации магнитной индукции, создаваемой системой постоянных магнитов (снижения величины поля вне магнитной системы) является, например, использование цилиндров Хальбаха (см., например, RU 2466491 С2, ООО "Перспективные магнитные технологии и консультации", 10.11.2012). Однако широкое использование подобных систем ограничено тем, что вектор намагниченности материала цилиндра должен в идеале плавно вращаться в цилиндре создаваемой магнитной системы. На практике такие системы сегментированы и состоят из частей, в которых вектор намагниченности вращается скачкообразно при переходе от одной части к другой. Но даже изготовление таких систем, как правило, производится вырезанием в нужном направлении (направлении намагниченности) каждой такой части из одинаково намагниченных параллелепипедов, что приводит к большому количеству обрезков и существенно увеличивает затраты на изготовление постоянных магнитов (от 30 до 100 и более %) для конечного потребителя. In addition, the prototype is limited to the rectangular shape of regenerated magnets with the same magnetic properties (of the same brand). At the same time, it is known that one of the ways to increase the magnitude and concentration of the magnetic induction created by a system of permanent magnets (reduce the magnitude of the field outside the magnetic system) is, for example, the use of Halbach cylinders (see, for example, RU 2466491 C2, LLC "Perspective magnetic technologies and consultations", 10.11.2012). However, the wide use of such systems is limited by the fact that the magnetization vector of the cylinder material should ideally rotate smoothly in the cylinder of the magnetic system being created. In practice, such systems are segmented and consist of parts in which the magnetization vector rotates abruptly when moving from one part to another. But even the manufacture of such systems, as a rule, is carried out by cutting in the right direction (the direction of magnetization) of each such part from identically magnetized parallelepipeds, which leads to a large number of trimmings and significantly increases the cost of manufacturing permanent magnets (from 30 to 100% or more) for the end user.
Раскрытие изобретения Disclosure of invention
Настоящее изобретение направлено на решение проблемы повышения эффективности, полноты переработки и расширения ассортимента вторичного сырья - некондиционных элементов постоянных магнитов: бракованных по магнитным параметрам, размерам, сколам, внешнему виду и защитному покрытию. К такому сырью относятся пригодные по магнитным характеристикам и микроструктуре, но имеющие несоответствующий типоразмер, а также уже ранее использованные постоянные магниты и системы на их основе. Особое значение это имеет для массовых производств (объемом 100-500 тонн в год) одного и того же крупного (весом 0,1 -1,0 кг и более) постоянного магнита с одной и той же геометрией и магнитными свойствами. Отбраковка из-за сколов или дефектов покрытия может происходить на заключительных стадиях производства (шлифовка и покрытие) практически готовой спеченной заготовки магнита или выведенных из эксплуатации устройств (например, ветрогенераторов), использующих в своем составе 0,6-10 тонн таких постоянных магнитов. Указанное выше резко снижает эффективность производства (например, выход готовой продукции). The present invention is aimed at solving the problem of increasing the efficiency, completeness of processing and expanding the range of secondary raw materials - substandard elements of permanent magnets: defective in magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating. Such raw materials include those suitable in terms of magnetic characteristics and microstructure, but having an inappropriate size, as well as previously used permanent magnets and systems based on them. This is of particular importance for mass production (with a volume of 100-500 tons per year) of the same large (weighing 0.1-1.0 kg or more) permanent magnet with the same geometry and magnetic properties. Rejection due to chips or defects in the coating can occur at the final stages of production (grinding and coating) of a practically finished sintered magnet blank or decommissioned devices (for example, wind turbines) using 0.6-10 tons of such permanent magnets. The above sharply reduces the efficiency of production (for example, the yield of finished products).
Патентуемый способ переработки магнитотвердого спеченного сырья для изготовления сегментированных постоянных магнитов (СПМ) состоит в разметке и последующей резке на части некондиционного магнита, а затем склеивания этих частей в определенном порядке в новый мощный магнит. The patented method of processing hard magnetic sintered raw materials for the manufacture of segmented permanent magnets (SPM) consists in marking and then cutting into parts of a substandard magnet, and then gluing these parts in a certain order into a new powerful magnet.
Первичная сортировка образцов сырья на группы по геометрическим характеристикам, условиям хранения и внешнему виду проводится с учетом требуемых параметров СПМ и выделением сырья для последующего металлургического передела. Проводится размагничивание при необходимости, выборочное измерение магнитных, химических и микроструктурных параметров, проведение HAST теста и сравнение с начальным чертежом (при наличии) по каждой из отсортированных групп сырья с определением принципиальной возможности изготовления СПМ. Primary sorting of samples of raw materials into groups according to geometric characteristics, storage conditions and appearance is carried out taking into account the required parameters of the SPM and the allocation of raw materials for subsequent metallurgical processing. Demagnetization is carried out if necessary, selective measurement of magnetic, chemical and microstructural parameters, a HAST test and comparison with the initial drawing (if any) for each of the sorted groups of raw materials with the determination of the fundamental possibility of manufacturing SPM.
Выбор первой (базовой) технологии и изготовление опытной партии СПМ из каждой пригодной для переработки отсортированной группы, включающей размагничивание при необходимости, очистку поверхности образцов, резку образцов на детали заданной конфигурации, склеивание деталей в многослойный пакет, резку и шлифовку поверхности полученного многослойного пакета под заданный размер и нанесение защитного покрытия на поверхность полученного СПМ. Проводится измерение интегральных магнитных характеристик полученного СПМ, а также систем на их основе и сравнение с требуемыми характеристиками. Selection of the first (basic) technology and production of an experimental batch of SPM from each sorted group suitable for processing, including demagnetization if necessary, cleaning the surface of samples, cutting samples into parts of a given configuration, gluing parts into a multilayer package, cutting and grinding the surface of the obtained multilayer package to a given size and applying a protective coating to the surface of the obtained SPM. The integrated magnetic characteristics of the obtained SPM, as well as systems based on them, are measured and compared with the required characteristics.
При соответствии СПМ и систем на их основе требуемым характеристикам проводят вторичную сортировку образцов сырья на подгруппы по магнитным, химическим, микроструктурным параметрам и HAST тесту для выбранной первой технологии, включающей размагничивание при необходимости, очистку поверхности образцов, резку образцов на детали заданной конфигурации, склеивание деталей в многослойный пакет, резку и шлифовку поверхности полученного многослойного пакета под размер и нанесение защитного покрытия на поверхность полученных СПМ. If SPM and systems based on them correspond to the required characteristics, secondary sorting of raw material samples is carried out into subgroups according to magnetic, chemical, microstructural parameters and HAST test for the selected first technology, including demagnetization if necessary, cleaning the surface of samples, cutting samples into parts of a given configuration, gluing parts into a multilayer package, cutting and grinding the surface the resulting multilayer package to fit the size and applying a protective coating to the surface of the obtained SPM.
При несоответствии СИМ требуемым характеристикам проводят вторичную сортировку образцов сырья на подгруппы по магнитным, химическим, микроструктурным: параметрам и HAST теста для выбранной второй технологии, включающей размагничивание при необходимости, очистку поверхности образцов, резку образцов на детали заданной конфигурации, подбор схемы размещения и ориентации единичных деталей с различающимися магнитными характеристиками в формируемом многослойном пакете из условия получения требуемых интегральных магнитных характеристик, склеивание деталей в многослойный пакет, резку и шлифовку поверхности полученного многослойного пакета под размер и нанесение защитного покрытия на поверхность полученных СПМ. If the SIM does not meet the required characteristics, the secondary sorting of the raw material samples is carried out into subgroups according to magnetic, chemical, microstructural: parameters and the HAST test for the selected second technology, including demagnetization, if necessary, cleaning the surface of the samples, cutting the samples into parts of a given configuration, selecting the layout and orientation of single parts with different magnetic characteristics in the formed multilayer package from the condition of obtaining the required integral magnetic characteristics, gluing the parts into a multilayer package, cutting and polishing ovulation of the surface of the resulting multilayer package to size and applying a protective coating to the surface of the obtained SPM.
Способ может характеризоваться тем, что сырьё неодим-железо-бор и самарий-кобальт включает бракованные по магнитным параметрам, размерам, сколам, внешнему виду и защитному покрытию магнитные элементы, а также пригодные по магнитным характеристикам, но имеющие другой типоразмер, а также уже ранее использованные постоянные магниты. The method can be characterized by the fact that the neodymium-iron-boron and samarium-cobalt raw materials include magnetic elements defective in terms of magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating, as well as suitable magnetic characteristics, but having a different size, as well as previously used permanent magnets.
Способ может характеризоваться и тем, что сырьё для последующего металлургического передела, в том числе методами гидрометаллургии, включает отходы от резки и шлифовки деталей и склеенного многослойного пакета, а также бой постоянных магнитов. The method can also be characterized by the fact that the raw material for subsequent metallurgical processing, including hydrometallurgy methods, includes waste from cutting and grinding parts and a glued multilayer package, as well as broken permanent magnets.
Способ может характеризоваться, кроме того, тем, что магнитные параметры включают, но не исчерпываются параметрами кривой размагничивания при температурах Т=+20 и +150С: коэрцитивной силы по индукции НсЬ и намагниченности Hcj, остаточной индукции Вг, максимального энергетического произведения (ВН)макс, областью рабочих температур, температурой Кюри Тс, а также температурными коэффициентами а обратимых изменений величин аВг, aHcb, aHcj, а также направление оси магнитной текстуры, потокосцепление, магнитный дипольный момент, характер распределения индукции магнитного поля, создаваемой в имитаторе магнитной системы конечного изделия. The method can be characterized, in addition, by the fact that the magnetic parameters include, but are not limited to, the parameters of the demagnetization curve at temperatures T=+20 and +150C: coercive force in induction Hcb and magnetization Hcj, residual induction Br, maximum energy product (BH)max, operating temperature range, Curie temperature Tc, as well as temperature coefficients a of reversible changes in the values aBr, aHcb, aH cj, as well as the direction of the axis of the magnetic texture, flux linkage, magnetic dipole moment, the nature of the distribution of the magnetic field induction created in the simulator of the magnetic system of the final product.
Способ может характеризоваться также тем, что единичные детали с различающимися характеристиками остаточной индукции выполняют из сырья различных марок, при этом количество марок сырья, входящих в один СПМ, составляет от 1 до 5. The method can also be characterized by the fact that single parts with different residual induction characteristics are made from raw materials different grades, while the number of grades of raw materials included in one SPM is from 1 to 5.
Способ может характеризоваться и тем, что после резки образцов детали подвергают процедуре локальной поверхностной диффузии диспрозия и/или тербия. The method can also be characterized by the fact that after cutting the samples, the parts are subjected to the procedure of local surface diffusion of dysprosium and/or terbium.
Способ может характеризоваться, также и тем, что резку образцов на детали заданной конфигурации, а также поверхности многослойного пакета под размер осу!цествляют электроискровым или гидроабразивным методом и/иди алмазным диском с последующим механическим и/или химическим устранением продуктов указанной механической обработки. The method can also be characterized by the fact that cutting samples into parts of a given configuration, as well as the surface of a multilayer package to size, is carried out by an electric spark or hydroabrasive method and / or a diamond disk, followed by mechanical and / or chemical elimination of the products of the specified machining.
Способ может характеризоваться и тем, что резку осуществляют последовательно в две и более стадий из условия минимизации сколов в зоне распила и требуемого направления намагниченности, при этом на первой стадии проводят резку соединенных друг с другом образцов, а на второй стадии - резку полученных деталей заданного размера для их склеивания в многослойный пакет, а на третьей стадии -резку для формирования требуемого направления оси магнитной текстуры для намагничивания СПМ. The method can also be characterized by the fact that cutting is carried out sequentially in two or more stages from the condition of minimizing chips in the sawing zone and the required direction of magnetization, while at the first stage cutting of samples connected to each other is carried out, and at the second stage - cutting of the obtained parts of a given size for gluing them into a multilayer package, and at the third stage - cutting to form the required direction of the magnetic texture axis for magnetization of the SPM.
Способ может характеризоваться и тем, что заданная конфигурация деталей выбрана из перечня, включающего, но не исчерпывающего: пластина, параллелепипед, трапециевидная пластина, цилиндр, часть полого цилиндра, в том числе для цилиндров Хальбаха. The method can also be characterized by the fact that the specified configuration of parts is selected from the list, including, but not exhaustive: a plate, a parallelepiped, a trapezoid plate, a cylinder, a part of a hollow cylinder, including for Halbach cylinders.
Способ может характеризоваться и тем, что склеивание деталей в многослойный пакет осуществляют термостойким клеем, при этом клей наносят на обе склеиваемые поверхности дважды с промежуточной сушкой с последующим соединением деталей в пакет и выдержкой пакета под нагрузкой до отверждения клея, а также тем, что защитное покрытие твердостью Н6 на поверхности многослойного пакета СПМ выполняют из эпоксидного компаунда толщиной от 10 до 35 мкм. The method can also be characterized by the fact that parts are glued into a multilayer package with heat-resistant glue, while the glue is applied to both glued surfaces twice with intermediate drying, followed by joining the parts into a package and keeping the package under load until the glue cures, and also by the fact that a protective coating with a hardness of H6 on the surface of the SPM multilayer package is made of an epoxy compound with a thickness of 10 to 35 microns.
Технический результат - повышение эффективности, полноты переработки вторичного магнитного сырья и расширение ассортимента полуфабрикатов, в том числе бракованных по магнитным параметрам, размерам, сколам, внешнему виду и защитному покрытию элементов различных магнитных систем, а также ранее использованных постоянных магнитов для изготовления эффективных сегментированных постоянных магнитов и магнитных систем с заданными магнитными и геометрическими характеристиками. EFFECT: increased efficiency, completeness of processing of secondary magnetic raw materials and expansion of the range of semi-finished products, including defective ones in terms of magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating of elements of various magnetic systems, as well as previously used permanent magnets for the manufacture of effective segmented permanent magnets and magnetic systems with specified magnetic and geometric characteristics.
Патентуемый способ переработки позволяет осуществить вырезку деталей из РЗМ любой формы, в том числе: пластин, элементов трапециевидной формы и других форм, например, для Хальбах-цилиндров и таким образом обеспечить существенное снижение затрат на изготовление конечного изделия. Интегрально это приведет к существенному снижению массогабаритных характеристик (за счет концентрации магнитного поля в рабочем зазоре), а также повышения КПД (снижения потерь на токи Фуко) изделий на основе постоянных магнитов. При выборе толщины вырезаемых деталей (например, пластин) учитывалось, что неоднородности распределения магнитной индукции, возникающие в магнитной системе за счет склеивания деталей из разного сырья в многослойный пакет СПМ, будут сглаживаться магнитопроводом (например, ротора) и не должны приводить к увеличению величины пульсации крутящего момента в электроприводах, дополнительным пульсациям напряжения и грамоникам в электрогенераторах и другим дополнительным эффектам, влияющим на нормальную работу электромашин. The patented processing method makes it possible to cut parts from rare-earth metals of any shape, including: plates, trapezoidal elements and other shapes, for example, for Halbach cylinders, and thus ensure a significant reduction in the cost of manufacturing the final product. Integratively, this will lead to a significant reduction in weight and size characteristics (due to the concentration of the magnetic field in the working gap), as well as an increase in efficiency (reduction of losses due to Foucault currents) of products based on permanent magnets. When choosing the thickness of the parts to be cut out (for example, plates), it was taken into account that the inhomogeneities in the distribution of magnetic induction that occur in the magnetic system due to gluing parts from different raw materials into a multilayer SPM package will be smoothed out by a magnetic circuit (for example, a rotor) and should not lead to an increase in the magnitude of the torque ripple in electric drives, additional voltage ripples and gramonics in electric generators and other additional effects affecting the normal operation of electric machines.
Кроме того, как правило, при повторном использовании СПМ возникают вопросы относительно того не подвергался ли СПМ в процессе эксплуатации механическим (вибро), электромагнитным, температурным и другим воздействиям окружающей среды. Результатом таких воздействий может являться нарушение микроструктуры магнитотвердого материала, потери массы (относительно начальной) или коррозии, которые могут привести к необратимому изменению магнитных свойств и невозможности повторной переработки заявленным способом. Если наличие потери массы и следов коррозии возможно определить общеизвестными способами, то для определения тонких изменений микроструктуры, как отмечалось выше, требуются тщательные, длительные и трудоемкие исследования на большом объеме образцов с применением уникального оборудования. In addition, as a rule, when reusing the SPM, questions arise as to whether the SPM was subjected to mechanical (vibration), electromagnetic, temperature, and other environmental influences during operation. The result of such impacts may be a violation of the microstructure of the hard magnetic material, weight loss (relative to the initial one) or corrosion, which can lead to an irreversible change in the magnetic properties and the impossibility of reprocessing by the claimed method. If the presence of weight loss and traces of corrosion can be determined by well-known methods, then, as noted above, to determine subtle changes in the microstructure, careful, long-term and labor-intensive studies are required on a large volume of samples using unique equipment.
Вместе с этим, поскольку микроструктура непосредственно связана с величиной коэрцитивной силы РЗМ и ее температурной зависимостью, предлагается следующий упрощенный способ определения пригодности указанного магнитного сырья для последующей переработки: At the same time, since the microstructure is directly related to the magnitude of the REM coercive force and its temperature dependence, the following simplified method for determining the suitability of the specified magnetic raw material for further processing is proposed:
- внешний осмотр сырья (условия хранения и/или эксплуатации, отсутствие видимых следов коррозии и/или нарушения покрытия); - external inspection of raw materials (conditions of storage and/or operation, absence of visible traces of corrosion and/or damage to the coating);
-отбор неповрежденных магнитов с ненарушенными геометрическими размерами, внешним видом и сохраненным покрытием хотя бы одного защитного слоя; - selection of undamaged magnets with undisturbed geometric dimensions, appearance and preserved coating of at least one protective layer;
-контрольные исследования микроструктуры, химического и фазового состава сырья на одном-трех образцах сырья в зависимости от размера партии. Сравнение с образцами-свидетелями или данными выходного контроля производителя (при наличии). Типичная для спеченных магнитов Nd-Fe-B микроструктура: зерна Nd2Fel4B размером около 5 мкм окружены тонкими прослойками оксидной и металлической фаз. обогащенных Nd толщиной 0.5-3 нм в объеме менее 10%. -control studies of the microstructure, chemical and phase composition of raw materials on one or three samples of raw materials, depending on the batch size. Comparison with witness samples or manufacturer's output control data (if available). A typical microstructure for sintered Nd-Fe-B magnets: Nd2Fel4B grains about 5 µm in size are surrounded by thin layers of oxide and metal phases. enriched with Nd with a thickness of 0.5-3 nm in a volume of less than 10%.
При обнаружении отклонений от требуемых параметров рекомендуется усиленная выборка образцов в двойном размере и повторные исследования; If deviations from the required parameters are found, an increased double sampling of samples and repeated studies are recommended;
- случайная выборка для HAST тестов в объеме не более 0.1% от партии. При обнаружении отклонений от требуемых параметров рекомендуется усиленная выборка образцов в двойном размере и повторные исследования. - random sample for HAST tests in the amount of not more than 0.1% of the batch. If deviations from the required parameters are found, an increased double sampling of samples and repeated studies are recommended.
- случайная выборка для измерений коэрцитивной силы и ее зависимости от температуры в объеме не более 0.1% от партии. При обнаружении отклонений от требуемых параметров рекомендуется усиленная выборка образцов в двойном размере и повторные исследования. - random sampling for measurements of the coercive force and its dependence on temperature in a volume of not more than 0.1% of the batch. If deviations from the required parameters are found, an increased double sampling of samples and repeated studies are recommended.
При условии прохождения данных тестов считать сырье годным для переработки. Метод переработки определяется остальными магнитными характеристиками сырья и требованием к конечному изделию. Subject to passing these tests, consider the raw material suitable for processing. The processing method is determined by the remaining magnetic characteristics of the raw material and the requirement for the final product.
Краткое описание фигур чертежей фиг.1 - блок-схема способа; фиг.2 - ориентационная резка образцов сырья на детали; фиг.З - многослойный пакет при склеивании деталей сырья одной марки; фиг.4 - многослойный пакет при склеивании деталей сырья двух разных марок; фиг.5 - многослойный пакет при склеивании деталей сырья трех разных марок; фиг.6 - характеристики магнита NdFeB марки N4211 при 20С; фиг. 7 - то же, что на фиг.6, для марки N5 ОМ; фиг. 8 - характеристики СПМ из чередующихся пластин марок N42H и N50M при 20С. Brief description of the figures of the drawings Fig.1 - flowchart of the method; figure 2 - orientation cutting of samples of raw materials on the details; fig.Z - multilayer package when gluing parts of raw materials of the same brand; figure 4 - multilayer package when gluing parts of raw materials of two different grades; figure 5 - multilayer package when gluing parts of raw materials of three different grades; Fig.6 - characteristics of the magnet NdFeB brand N4211 at 20C; fig. 7 - the same as in Fig.6, for brand N5 OM; fig. 8 - characteristics of SPM from alternating plates of grades N42H and N50M at 20C.
Варианты осуществления изобретения Embodiments of the invention
Процесс переработки некондиционного магнитного сырья начинают с численного моделирования магнитных параметров и размеров СПМ, которые будут использованы, например, для изготовления конечного изделия. The process of processing substandard magnetic raw materials begins with numerical simulation of the magnetic parameters and dimensions of the SPM, which will be used, for example, to manufacture the final product.
Далее, проводится первичная сортировка образцов сырья на группы по геометрическим характеристикам и внешнему виду с учетом требуемых параметров СПМ. Проводится выборочное измерение магнитных, химических и микроструктурных параметров и проведение HAST теста по каждой из отсортированных групп сырья с определением принципиальной возможности изготовления СПМ. Further, primary sorting of samples of raw materials into groups according to geometric characteristics and appearance is carried out, taking into account the required parameters of SPM. A selective measurement of magnetic, chemical and microstructural parameters is carried out and a HAST test is carried out for each of the sorted groups of raw materials with the determination of the fundamental possibility of manufacturing SPM.
В Таблице 1 приведены требования к СИМ по результатам численного моделирования и результаты опробования параметров магнитов разных производителей. Магнитные параметры включают, но не исчерпываются параметрами кривой размагничивания при температурах Т=+20 и +150С: коэрцитивной силы по индукции НсЬ и намагниченности Hcj, остаточной индукции Вг, максимального энергетического произведения (ВН)макс, областью рабочих температур, температурой Кюри Тс, а также температурными коэффициентами а обратимых изменений величин aBr, aHcb, aHcj (ГОСТ Р 52956-2008 «МАТЕРИАЛЫ МАГНИТОТВЕРДЫЕ СПЕЧЕННЫЕ НА ОСНОВЕ СПЛАВА НЕОДИМ-ЖЕЛЕЗО-БОР»). Часть таких параметров приведена в Таблице 1. Table 1 shows the requirements for the SIM based on the results of numerical simulation and the results of testing the parameters of magnets from different manufacturers. The magnetic parameters include, but are not limited to, the parameters of the demagnetization curve at temperatures T=+20 and +150C: coercive force by induction Hcb and magnetization Hcj, residual induction Br, maximum energy product (BH)max, operating temperature range, Curie temperature Tc, as well as temperature coefficients a of reversible changes in the values aBr, aHcb, aHcj (GOST R 52956-2 008 "HARD MAGNETIC SINTERED MATERIALS BASED ON NEODIMIUM-IRON-BORON ALLOY"). Some of these parameters are shown in Table 1.
Выборочное измерение магнитных, химических, микроструктурных параметров и HAST теста проводят в объеме не более 0,1 % от количества образцов отсортированных групп сырья, а при обнаружении отклонений от требуемых параметров проводят выборку образцов в объеме 0,2% и повторные исследования. Представлены средние измеренные результаты по выборкам. Таблица 1Selective measurement of magnetic, chemical, microstructural parameters and HAST test is carried out in a volume of not more than 0.1% of the number of samples of sorted groups of raw materials, and if deviations from the required parameters are detected, samples are taken in a volume of 0.2% and repeated studies. Average measured results by samples are presented. Table 1
Требования к СПМ по результатам численного моделирования и результаты опробования параметров магнитов разных производителей
Figure imgf000013_0001
Далее производится изготовление опытной партии СПМ из каждой отсортированной группы по первой технологии.
Requirements for SPM based on the results of numerical simulation and the results of testing the parameters of magnets from different manufacturers
Figure imgf000013_0001
Next, an experimental batch of SPM is manufactured from each sorted group according to the first technology.
Проводится очистка поверхности образцов, резка образцов на детали заданной конфигурации, склеивание деталей в многослойный пакет. The surface of the samples is cleaned, the samples are cut into parts of a given configuration, and the parts are glued into a multilayer package.
На фиг. 2 показана ориентационная резка образцов 1 сырья на детали 2, направление оси 3 магнитной текстуры. Резку образцов на детали заданной конфигурации осуществляют электроискровым или гидроабразивным методом или алмазным диском. На фиг.З показана структура многослойного пакета, полученного при склеивании компаундом 4 деталей 20 сырья одной марки. Поз. 5 обозначены поверхности пакета, подвергаемые последующей обработке под размер. In FIG. 2 shows the orientation cutting of samples 1 of raw materials into parts 2, the direction of the axis 3 of the magnetic texture. Cutting specimens on a predetermined part configurations are carried out by an electrospark or hydroabrasive method or a diamond disk. On fig.3 shows the structure of a multilayer package obtained by gluing compound 4 parts 20 raw materials of the same brand. Pos. 5 shows the surfaces of the package that are subjected to subsequent processing to size.
На фиг. 4 показана структура многослойного пакета, полученного при склеивании деталей 20 и 21 двух разных марок. In FIG. 4 shows the structure of a multilayer package obtained by gluing parts 20 and 21 of two different brands.
На фиг. 5 показана структура многослойного пакета, полученного при склеивании деталей 20,21,22 сырья трех разных марок. In FIG. 5 shows the structure of a multilayer package obtained by gluing parts 20,21,22 of raw materials of three different grades.
Затем осуществляется резка и шлифовка поверхности полученного многослойного пакета под заданный размер и нанесение защитного покрытия на поверхность полученного СИМ. Подробное описание технологии приводится ниже. Then the surface of the obtained multilayer package is cut and polished to a predetermined size and a protective coating is applied to the surface of the obtained SIM. A detailed description of the technology is given below.
1. В соответствии с результатами численного моделирования цифрового электромагнитного двойника конечного изделия, изготавливаемые СПМ должны иметь магнитные характеристики, представленные в верхней строке Таблицы 1 «Требования к параметрам СПМ по результатам численного моделирования», а также удовлетворять следующим геометрическим требованиям: 1. In accordance with the results of numerical simulation of the digital electromagnetic twin of the final product, manufactured SPMs must have the magnetic characteristics presented in the top line of Table 1 "Requirements for the parameters of the SPM based on the results of numerical simulation", and also meet the following geometric requirements:
1.1. финишными геометрическими размерами после склеивания, повторной резки и окончательной шлифовки 2,60 х 21,33х 30,00 мм (допуск по всем размерам без учета толщины покрытия ±0,1мм), т . ротор при осевой длине 150 мм будет состоять из пяти одинаковых СПМ по 30 мм каждый; 1.1. finishing geometric dimensions after gluing, re-cutting and final grinding 2.60 x 21.33 x 30.00 mm (tolerance for all dimensions without taking into account the coating thickness ± 0.1 mm), t . the rotor with an axial length of 150 mm will consist of five identical SPMs of 30 mm each;
1.2. толщиной и ориентацией пластин, входящих в состав финального СПМ после повторной резки 2,60±0,10 х 21,33 ±0, 10 х 5,00+0,007-0,05 мм; 1.2. thickness and orientation of the plates included in the final SPM after re-cutting 2.60 ± 0.10 x 21.33 ± 0.10 x 5.00 + 0.007-0.05 mm;
1.3. Толщиной и размерами пластин, склеиваемых перед первой резкой: 21,33 ±0,10 х 5,00 +0,00/-0,05 х 86,50 ±0,10 (вырезаемых из исходного сырья). При этом толщина и размер пластин для склеивания выбирается с учетом максимачьной утилизации геометрических размеров имеющегося сырья. 1.3. The thickness and dimensions of the plates glued before the first cutting: 21.33 ± 0.10 x 5.00 + 0.00 / -0.05 x 86.50 ± 0.10 (cut from the original raw material). In this case, the thickness and size of the plates for gluing is selected taking into account the maximum utilization of the geometric dimensions of the available raw materials.
Образцы сырья подвергались сортировке на группы по геометрическим характеристикам и внешнему виду с учетом требуемых параметров СПМ. Отдельно выделены отходы магнитного сырья для последующего металлургического передела. Samples of raw materials were sorted into groups according to geometric characteristics and appearance, taking into account the required parameters of SPM. Separately allocated waste magnetic raw materials for subsequent metallurgical processing.
В результате сортировки выделены две группы сырья: группа 1 - около 100 000 штук бывших в употреблении постоянных магнитов; группа 2 - около 24000 штук постоянных магнитов, забракованных на входном контроле из-за наличия сколов, превышающих допустимые размеры. As a result of sorting, two groups of raw materials were identified: group 1 - about 100,000 pieces of used permanent magnets; group 2 - about 24,000 pieces of permanent magnets rejected at the input control due to the presence of chips that exceed the allowable dimensions.
Все магниты имеют магнитные характеристики близкие к требуемым, произведены различными производителями из различного сырья в различные годы, с несколько различающимся химическим составом. All magnets have magnetic characteristics close to the required ones, produced by different manufacturers from different raw materials in different years, with slightly different chemical composition.
Источник сырья группы 1 - снятые с эксплуатации полюса роторов ветрогенераторов, которые изначально имели пятислойное защитное покрытие: Ni/Cu/Ni, Sn и эпоксидный компаунд. Производится визуальный контроль магнитов. Определяется и фиксируется внешний вид, наличие сколов, сохранность покрытия, следов коррозии в результате хранения и т.п. Установлено, что сырьё имеет различную степень сохранности и повреждений покрытия, возникших при экстракций постоянных магнитов из роторов ветрогенераторов. Указанное позволяет предположить, что сырье подвергалось тепловому воздействию при экстракции из роторов, что могло привести к отслоениям и нарушению покрытия Ni/Cu/Ni, Sn, размагничиванию при нагреве выше температуры Кюри (более 312С), так и изменению микроструктуры сырья при нагреве в условиях эксплуатации. Часть сырья подвергалась механическому воздействию. Group 1 source of raw materials - decommissioned wind turbine rotor poles, which initially had a five-layer protective coating: Ni/Cu/Ni, Sn and epoxy compound. The magnets are visually inspected. The appearance, the presence of chips, the safety of the coating, traces of corrosion as a result of storage, etc. are determined and fixed. It has been established that the raw material has a different degree of preservation and damage to the coating that occurred during the extraction of permanent magnets from the rotors of wind turbines. The above suggests that the feedstock was subjected to heat during extraction from the rotors, which could lead to delamination and damage to the Ni/Cu/Ni, Sn coating, demagnetization when heated above the Curie temperature (more than 312C), and a change in the microstructure of the feedstock when heated under operating conditions. Part of the raw material was subjected to mechanical stress.
Осмотр сырья группы 2 установил, что все сырье имеет цельное не нарушенное покрытие (включая сколы), не имеет следов коррозии, механического или теплового воздействия и по внешнему виду пригодно для дальнейшей переработки заявляемым способом. Inspection of raw materials of group 2 established that all raw materials have a solid, unbroken coating (including chips), have no signs of corrosion, mechanical or thermal effects, and are suitable in appearance for further processing by the claimed method.
2. Производится первичная разбраковка постоянных магнитов группы 1 на следующие подгруппы: подгруппа 1.1 - сильно поврежденные постоянные магниты (бой); подгруппа 1.2 - со значительными сколами, дефектами и следами коррозии, однако позволяющими выполнить резку образцов на детали заданной конфигурации, вне областей сколов и следов коррозий; подгруппа 1 .3 - неповрежденные магниты с ненарушенными геометрическими размерами, внешним видом и сохраненным покрытием хотя бы одного защитного слоя из Ni, Си, Ni или Sn (без следов коррозии). 2. Primary sorting of permanent magnets of group 1 into the following subgroups is carried out: subgroup 1.1 - heavily damaged permanent magnets (broken); subgroup 1.2 - with significant chips, defects and traces of corrosion, however, allowing cutting samples into parts of a given configuration, outside the areas of chips and traces of corrosion; subgroup 1.3 - intact magnets with undisturbed geometric dimensions, appearance and preserved coating of at least one protective layer of Ni, Cu, Ni or Sn (without traces of corrosion).
Подгруппа 1.1 направляется на переработку методом гидрометаллургии. Подгруппа 1.2 направляется на дополнительную разбраковку с учетом целесообразности переработки с помощью заявляемого способа. После дополнительной разбраковки, 40% сырья подгруппы 1.2 переведено в подгруппу 1.1. Остальные 60% переведены в подгруппу 1.3. После чего из групп 1.3 и 2 производится случайная выборка магнитов для исследования магнитных и геометрических параметров, микроструктуры и других параметров. Случайная выборка производится в объеме не более 0,1% от партии. Учитывается исходная информация по магнитам, использованным при производстве ветрогенератора, а также результаты предыдущих тестирований. Subgroup 1.1 is sent for processing by hydrometallurgy. Subgroup 1.2 is sent for additional sorting, taking into account the feasibility of processing using the proposed method. After additional sorting, 40% of raw materials of subgroup 1.2 were transferred to subgroup 1.1. The remaining 60% were transferred to subgroup 1.3. After that, a random sample of magnets is made from groups 1.3 and 2 to study magnetic and geometric parameters, microstructure and other parameters. A random sample is made in the amount of not more than 0.1% of the lot. The initial information on the magnets used in the manufacture of the wind turbine is taken into account, as well as the results of previous tests.
3. Проводится исследование свойств постоянных магнитов в лабораториях, имеющих профильную аккредитацию и соответствующее поверенное оборудование, внесенное в государственный реестр. Список оборудования представлен в Таблице 2 . 3. A study of the properties of permanent magnets is carried out in laboratories that have specialized accreditation and the corresponding verified equipment entered in the state register. The list of equipment is presented in Table 2.
Таблица 2. Table 2.
Перечень оборудования для проведения основных измерений и испытаний магнитов
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000017_0001
List of equipment for basic measurements and testing of magnets
Figure imgf000016_0001
Figure imgf000017_0001
Для получения дополнительной информации о микроструктуре, химическом и фазовом составах могут проводиться выборочные исследования с использованием следующего оборудования: сканирующего электронного микроскопа (Carl Zeiss CrossBeam 1540EsB), многофункционального сканирующего зондового микроскопа (ФемтоСкан), просвечивающего электронного микроскопа (JEOL JEM-2010), дифрактометров ДРОН-4-07, RIGAKU Ultima IV, Высокоразрешающий электронный микроскопа Titan 80-300 и других средств и методов. Микроструктура (размер кристаллитов, фазовый состав, а также структура, магнитные и электронные свойства обогащенных неодимом прослоек на границах зерен и т.д.) определяет формирование высококоэрцитивного состояния. Определение элементного состава поверхностных слоев может проводиться с помощью EPMA-SEM Camebax analyzer (САМЕСА, Gennevilliers, France). Дополнительный контроль химического состава - на рентгенофлуоресцентном спектрометре PRIMUS II. To obtain additional information on the microstructure, chemical and phase compositions, selective studies can be carried out using the following equipment: scanning electron microscope (Carl Zeiss CrossBeam 1540EsB), multifunctional scanning probe microscope (FemtoScan), transmission electron microscope (JEOL JEM-2010), diffractometers DRON-4-07, RIGAKU Ultima IV, high-resolution electron microscope Titan 80- 300 and other means and methods. The microstructure (crystallite size, phase composition, as well as the structure, magnetic and electronic properties of neodymium-enriched interlayers at grain boundaries, etc.) determines the formation of a high-coercivity state. Determination of the elemental composition of the surface layers can be carried out using the EPMA-SEM Camebax analyzer (CAMECA, Gennevilliers, France). Additional control of the chemical composition - on the X-ray fluorescence spectrometer PRIMUS II.
Все партии сырья проходят HAST-тест по стандарту 1ЕС.60068-2-66:1994 на дисках 10x10мм, без покрытия, 240 часов при влажности 95%, температуре 132С и давлении 2,7 атм. Поверхность образцов для тестирования может иметь следы коррозии, остатки материала от электроискровой резки, поэтому перед проведением теста проводится подготовка следующим образом: All batches of raw materials pass the HAST-test according to the 1EC.60068-2-66:1994 standard on 10x10mm discs, uncoated, 240 hours at a humidity of 95%, a temperature of 132C and a pressure of 2.7 atm. The surface of test specimens may have traces of corrosion, material residues from electric spark cutting, therefore, before testing, preparation is carried out as follows:
1) вся поверхность шлифуется до снятия продуктов электроискровой резки; 1) the entire surface is polished until the products of electric spark cutting are removed;
2) проводится очистка в ультразвуковой ванне в среде этанола; 2) cleaning is carried out in an ultrasonic bath in an ethanol medium;
3) протирается фильтровальной бумагой; 3) wiped with filter paper;
4) диски сушатся феном. Два образца из выборок из подгрупп 1.3 не прошли HAST тест (потеря массы составила 55 и 38 мг/см2). Все образцы из группы 2 прошли тест. Повторная усиленная выборка подтвердила начальные результаты. Партии сырья, не прошедшие HAST тест, из подгруппы 1.3 признаны не пригодными для переработки по заявляемому способу и отправлены в группу 1.1. 4) the discs are dried with a hair dryer. Two samples from subgroups 1.3 did not pass the HAST test (mass loss was 55 and 38 mg/cm 2 ). All samples from Group 2 passed the test. The repeated enhanced sampling confirmed the initial results. The batches of raw materials that did not pass the HAST test from subgroup 1.3 were deemed unsuitable for processing according to the claimed method and sent to group 1.1.
На оставшихся партиях проводится анализ полученных результатов на предмет соответствия полученных свойств требуемым магнитным и другим параметрам, полученным по результатам численного моделирования. Устанавливается степень изменения микроструктуры, химического и фазового состава. Особое внимание уделяется измерениям коэрцитивной силы, которая непосредственно связана с состоянием микроструктуры образца. Определяется пригодность сырья для переработки по своему химическому и фазовому составу и требуемой микроструктуре. Полученные значения магнитных параметров представлены в Таблице 1. On the remaining batches, the analysis of the results obtained is carried out for the compliance of the obtained properties with the required magnetic and other parameters obtained from the results of numerical simulation. The degree of change in the microstructure, chemical and phase composition is established. Particular attention is paid to measurements of the coercive force, which is directly related to the state of the microstructure of the sample. The suitability of raw materials for processing is determined by their chemical and phase composition and the required microstructure. The obtained values of the magnetic parameters are presented in Table 1.
Вследствие большого разброса магнитных характеристик производится усиленная выборка магнитов в двойном размере. Проводятся повторные замеры магнитных характеристик, которые подтверждают, что РЗМ производителей W, 1 и Т имеют остаточную индукцию на нижнем пределе допустимых значений. Сырье производителей I и Т имеет величину Hcj в диапазоне 1324-1331 кА/м при температуре 20С, что меньше значения, требуемого для нормальной работы электрогенератора 1355 кА/м. Постоянные магниты данных производителей имеют существенно заниженные значения величины (ВН)тах в диапазоне от 312 до 318 кДж/м3 и завышенные значения аВг - в диапазоне от -0.130 до -0.1 1 %/°С. Due to the large spread of magnetic characteristics, an increased selection of magnets is made in double size. Repeated measurements of the magnetic characteristics are carried out, which confirm that REM manufacturers W, 1 and T have a residual induction at the lower limit of permissible values. Raw materials of manufacturers I and T have a value of Hcj in the range of 1324-1331 kA/m at a temperature of 20C, which is less than the value required for the normal operation of the electric generator 1355 kA/m. Permanent magnets of these manufacturers have significantly underestimated values of (VN)max in the range from 312 to 318 kJ/m 3 and overestimated values of аВг - in the range from -0.130 to -0.1 1%/°С.
Одной из возможных причин разброса магнитных характеристик может являться нарушение микроструктуры сырья вследствие эксплуатации при высоких температурах или комплексном воздействии факторов внешней среды. Партии сырья данных производителей отправляются на дополнительные исследования микроструктуры. Исследования микроструктуры не выявили существенных отклонений, поэтому сделан вывод о том, что заниженные значения коэрцитивной силы являются следствием производственного брака на стадии производства сырья. Сделан вывод о пригодности данного сырья для дальнейшей переработки заявляемым способом. В соответствии с ГОСТ Р 52956-2008 допускаются следующие значения температурных коэффициентов характеристик РЗМ марки NdFeB: по индукции Вг: АВг х 100/(Вг х АТ) от -0.12 до -0.8 %/К; коэрцитивной силе по намагниченности Hcj: AHcj х 100/(Hcj х АТ) от -0.59 до -0.45 %/К. Данные параметры крайне сильно влияют на рабочие характеристики электромагнитных устройств на основе РЗМ постоянных магнитов при высоких температурах. Для понимания характера влияния указанных выше параметров на работу конечного устройства рассматриваются не отдельные характеристики сырья, а их совокупность в целом и проводится дополнительное численное моделирование. То есть при численном моделировании учитывается, что если тот или иной постоянный магнит имеет по чертежу при 20С величину Вг=1,32Тл и температурный коэффициент по индукции - 0.11%/С, то при температуре обмоток, например 150С, величина составляет Вг(150)=1,131Тл. One of the possible reasons for the spread of magnetic characteristics may be a violation of the microstructure of raw materials due to operation at high temperatures or the complex effect of environmental factors. Batches of raw materials from these manufacturers are sent for additional microstructure studies. Studies of the microstructure did not reveal significant deviations; therefore, it was concluded that the underestimated values of the coercive force are the result of a manufacturing defect at the stage of production of raw materials. The conclusion is made about the suitability of this raw material for further processing by the claimed method. In accordance with GOST R 52956-2008, the following values of temperature coefficients of the characteristics of NdFeB REMs are allowed: by induction Bg: ABg x 100/(Br x AT) from -0.12 to -0.8%/K; magnetization coercive force Hcj: AHcj x 100/(Hcj x AT) from -0.59 to -0.45%/K. These parameters greatly affect the performance of electromagnetic devices based on REM permanent magnets at high temperatures. To understand the nature of the influence of the above parameters on the operation of the final device, not individual characteristics of the raw material are considered, but their totality as a whole, and additional numerical simulation is carried out. That is, numerical modeling takes into account that if a particular permanent magnet according to the drawing at 20C has a value of Bg = 1.32T and a temperature coefficient by induction of 0.11% / C, then at a winding temperature of, for example, 150C, the value is Bg (150) = 1.131T.
Но, если взять такую комбинацию параметров того же сырья, например, при 20С величину Вг— 1 ,28 Тл и температурный коэффициент по индукции, выходящий за рамки ГОСТ Р 52956-2008 - 0.14%/С, то при температуре обмоток 150С величина Br(l 50)= 1 ,049 Тл. То есть разница по Вг у данных двух магнитов при температуре Т=150С составит порядка 10%. But, if we take such a combination of parameters of the same raw material, for example, at 20C the value of Br is 1.28 T and the temperature coefficient for induction, which goes beyond the scope of GOST R 52956-2008 - 0.14% / C, then at a winding temperature of 150C the value Br (l 50) = 1.049 T. That is, the difference in Bg for these two magnets at a temperature of T = 150C will be about 10%.
При численном моделировании учитывается также обнаруженное отклонение в величине температурного коэффициента для коэрцитивной силы, величина которого при рабочей температуре напрямую влияет на энергию, которую отдает магнит во внешнее пространство. Установлено, что одновременное действие указанных магнитных характеристик дает интегральный эффект и оказывает существенное уменьшение индукции в воздушном зазоре до 4-7% величины для производителей W, I и Т при рабочей температуре 200С. The numerical simulation also takes into account the detected deviation in the value of the temperature coefficient for the coercive force, the value of which at the operating temperature directly affects the energy that the magnet gives to the external space. It has been established that the simultaneous action of these magnetic characteristics gives an integral effect and has a significant decrease in the induction in the air gap to 4-7% of the value for manufacturers W, I and T at an operating temperature of 200C.
Таким образом, по результатам моделирования подгруппа 1.3 и 2 была разделена на две новые подгруппы А и Б. Подгруппа А состоит из сырья 1.3 (сырье произв. Y-K-Z)+2 и подгруппа Б из сырья 1.3 (сырье произв-W-I-T). Соответственно, для каждой подгруппы были выбраны индивидуальные технологии дальнейшей переработки. Thus, according to the simulation results, subgroup 1.3 and 2 was divided into two new subgroups A and B. Subgroup A consists of raw materials 1.3 (raw materials produced Y-K-Z) + 2 and subgroup B consists of raw materials 1.3 (raw materials produced-W-I-T). Accordingly, individual technologies for further processing were selected for each subgroup.
Создание цифрового электромагнитного двойника конкретной электромашины позволяет определить точный характер влияния выявленных магнитных отклонений на рабочие характеристики конечного изделия и определить наиболее эффективные меры для утилизации максимального количества сырья, в том числе в случае необходимости принять меры к корректировке коэрцитивной силы и температурных коэффициентов. The creation of a digital electromagnetic twin of a specific electric machine allows you to determine the exact nature of the influence of the identified magnetic deviations on the performance characteristics of the final product and determine the most effective measures to utilize the maximum amount of raw materials, including, if necessary, to take measures to adjust the coercive force and temperature coefficients.
Патентуемый способ позволяет изготовить СПМ, который обеспечивает работоспособность в условиях многократного перегрева вплоть до температур около ЗООС. Для этой цели единичные детали, склеиваемые в многослойный пакет СПМ, выполняют из марок NdFeB и SmCo, при этом более высокотемпературный магнит Sm2Col7 может удерживать от размагничивания в более широком температурном интервале менее стойкий к температуре NdFeB. Так, магнит NdFeB марки N42AFI производителя «Yantai Shougang magnetic materials, Inc», имеет при T=20C следующие параметры: Вг=1,317Тл, НсЬ =1032 кА/м, Hcj=2900 кА/м, (ВН)тах=342 кДж/м3. При этом серийно выпускаемые магниты марки Sm2Col7 имеют при Т=20С более низкие параметры: Вг=1,106 Тл, НсЬ =833 кА/м, Hcj=2101 кА/м, (ВН)тах=233 кДж/м3. The patented method makes it possible to manufacture an SPM that ensures operability under conditions of repeated overheating up to temperatures near the ZEP. For this purpose, single parts glued into a multilayer SPM package are made of NdFeB and SmCo grades, while a higher-temperature Sm2Col7 magnet can keep less temperature-resistant NdFeB from demagnetization in a wider temperature range. So, the NdFeB magnet of the N42AFI brand, manufactured by Yantai Shougang magnetic materials, Inc, has the following parameters at T=20C: Br=1.317T, Hcb=1032 kA/m, Hcj=2900 kA/m, (BH)max=342 kJ/m 3 . At the same time, serially produced magnets of the Sm2Col7 brand have lower parameters at T=20C: Bg=1.106 T, Hcb=833 kA/m, Hcj=2101 kA/m, (BH)max=233 kJ/m 3 .
Соответственно, после склеивания двух пластин толщиной 0,5мм, изготовленных из указанных марок магнитов, СПМ будет иметь более низкое значение Вг около 1 ,21 Тл. Однако при более высоких температурах характеристики выравниваются: магнит NdFeB марки N42AH при Т=180С имеет следующие параметры: Вг=1 ,039Тл, НсЬ =790 кА/м, Hcj=1018 кА/м, (ВН)тах=206 кДж/м3 и может эксплуатироваться только до температуры 230С. Accordingly, after gluing two plates with a thickness of 0.5 mm, made from the indicated brands of magnets, the SPM will have a lower Br value of about 1.21 T. However, at higher temperatures, the characteristics are leveled off: NdFeB magnet N42AH at T=180C has the following parameters: Br=1.039T, Hcb=790 kA/m, Hcj=1018 kA/m, (BH)max=206 kJ/m 3 and can only be operated up to a temperature of 230C.
При этом серийно выпускаемые магниты марки SmCo (SmiCop) могут эксплуатироваться вплоть до температур 350С и имеют при Т=180С очень близкие параметры: Вг=1.035Тл, НсЬ =769 кА/м, Hcj=l 518 кА/м, ВНтах=201 кДж/м’. При этом следует учесть, что незначительный перегрев медного провода статора электромашины выше температуры службы изоляции (например, до 250С при классе изоляции 200С) не приводит к необратимому выходу электромашины из строя, а только логарифмически снижает срок службы изоляции). В то же время, даже однократный нагрев магнита N42AH выше температуры 230С может привести к необратимому частичному или полному размагничиванию СИМ. Поэтому для ответственных применений крайне важным является исключить возможное полное или частичное размагничивание СПМ в составе изделия при однократном нагреве выше 230С. Лучшие варианты осуществления изобретения At the same time, serially produced magnets of the brand SmCo (SmiCop) can be operated up to temperatures of 350C and have very similar parameters at T=180C: Bg=1.035T, Hcb=769 kA/m, Hcj=l 518 kA/m, BHmax=201 kJ/m'. At the same time, it should be taken into account that a slight overheating of the copper wire of the stator of the electric machine above the insulation service temperature (for example, up to 250C with an insulation class of 200C) does not lead to an irreversible failure of the electric machine, but only logarithmically reduces the insulation service life). At the same time, even a single heating of the N42AH magnet above a temperature of 230C can lead to irreversible partial or complete demagnetization of the SIM. Therefore, for responsible applications, it is extremely important to exclude the possible complete or partial demagnetization of the SPM in the composition of the product during a single heating above 230C. Best Modes for Carrying Out the Invention
Ниже приводится технология переработки на примере магнитного сырья марок NdFeB и SmCo, однако описанная технология также может быть применена к магнитному сырью, а также к другим магнитным неликвидам изделий как порошковой, так и классической металлургии, например, магнитам марки ЮНДК. В последнем случае, в зависимости от величины полей размагничивания в магнитной системе, можно выполнять, например вставки из ЮНДК в спеченный магнит из NdFeB . The processing technology is given below using the example of NdFeB and SmCo magnetic raw materials, however, the described technology can also be applied to magnetic raw materials, as well as to other magnetic illiquid products of both powder and classical metallurgy, for example, UNDK brand magnets. In the latter case, depending on the magnitude of the demagnetization fields in the magnetic system, it is possible to perform, for example, inserts from UNDK into a sintered NdFeB magnet.
Пример 1. Сырьё подгруппы А отобрано по результатам проведения исследований по методикам, описанным выше. Образцы прошли HAST-тесты и удовлетворяют требованиям к сырью с необходимыми магнитными свойствами. Принято решение осуществить переработку данной подгруппы по Первой технологии по следующей программе: Example 1. Raw materials of subgroup A were selected based on the results of research using the methods described above. The samples passed the HAST tests and meet the requirements for raw materials with the required magnetic properties. It was decided to rework this subgroup under the First Technology according to the following program:
- отбор опытной партии массой 5 кг; - selection of an experimental batch weighing 5 kg;
- проведение очистки остатков эпоксидного покрытия в органическом растворители (вследствие большой химической активности РЗЭ производится непосредственно перед началом процедуры переработки); - carrying out cleaning of epoxy coating residues in organic solvents (due to the high chemical activity of REE, it is carried out immediately before the start of the processing procedure);
- механическое удаление покрытия Ni/Cu/Ni/Sn путем шлифования; - mechanical removal of the Ni/Cu/Ni/Sn coating by grinding;
- удаление следов шлифования и перемещение сырья в инертную среду во избежание коррозии; - removal of grinding marks and transfer of raw materials to an inert environment to avoid corrosion;
- нанесение транспортного покрытия путем пассивации поверхности: промывка водой, затем обработка раствором азотной кислоты (30-40С), затем сушка в потоке воздуха 100-120С); - application of a transport coating by surface passivation: washing with water, then treatment with a solution of nitric acid (30-40C), then drying in an air stream of 100-120C);
- резка на электроэрозионном проволочно-вырезном станке струйного типа (модель ДК7740-МЕ12) пластин под размер 21,33 ±0,10 х 5,00 +0,00/-0,05 х 86,50 ±0.10 (соответствующий пункту 1.3); - cutting on an electroerosive wire-cutting machine of a jet type (model DK7740-ME12) of plates to a size of 21.33 ± 0.10 x 5.00 +0.00 / -0.05 x 86.50 ± 0.10 (corresponding to paragraph 1.3);
- обработка и очистка поверхности полученных пластин перед склейкой в следующей последовательности: шлифовка поверхности до снятия продуктов электроэрозионной резки и контрольный замер размеров микрометром; очистка в ультразвуковой ванне в среде этанола; протирка поверхности полученных деталей фильтровальной бумагой и просушка феном с проведением операций в бязевых перчатках; - склеивание полученных деталей в многослойный пакет посредством теплостойкого клея ВС- ЮТ (ГОСТ 22345-77) в следующей последовательности: клей разбавляют этиловым спиртом в соотношении 1 :3 и распылением наносят на обе склеиваемые поверхности. Выдерживают 1 час при комнатной температуре, затем помещают в термошкаф, нагретый до (180±5)С и выдерживают при этой температуре в течение часа. После этого распылителем наносится второй слой клея, который вновь сушат еще 1 час. После этого пластины соединяют и помещают в зажим с усилием склеивания порядка 2,5 кгс/см2. Пресс со склеенными элементами помещают в термошкаф, нагретый до т-ры (180±5)С и выдерживают при этой температуре в течение 2-х часов. Для повышения рабочих температур до 220С использовался клей DELO® MONOPOX НТ2999 или ВК-26М производства ФГУП «ВИАМ»; - processing and cleaning the surface of the obtained plates before gluing in the following sequence: grinding the surface before removing the products of electroerosive cutting and control measurement of dimensions with a micrometer; cleaning in an ultrasonic bath in ethanol; wiping the surface of the obtained parts with filter paper and drying with a hairdryer with carrying out operations in calico gloves; - gluing the obtained parts into a multilayer package using heat-resistant adhesive VS-YuT (GOST 22345-77) in the following sequence: the adhesive is diluted with ethyl alcohol in a ratio of 1:3 and sprayed on both surfaces to be glued. Incubated for 1 hour at room temperature, then placed in an oven heated to (180 ± 5) C and maintained at this temperature for an hour. After that, a second layer of glue is applied with a spray gun, which is again dried for another 1 hour. After that, the plates are connected and placed in a clamp with a bonding force of the order of 2.5 kgf/cm 2 . The press with glued elements is placed in a heating cabinet heated to a temperature of (180 ± 5) C and maintained at this temperature for 2 hours. To increase the operating temperatures up to 220C, DELO® MONOPOX NT2999 or VK-26M adhesive manufactured by FSUE VIAM was used;
- многослойный пакет подвергают резке перпендикулярно размеру 86,5 мм для достижения финального геометрического размера 2,60x21,33x30,00 мм, что исключает выкрашивание краев магнитов в местах склеивания. Далее проводят шлифовку и дошлифовку под размер с контрольным замером микрометром; - the multilayer package is cut perpendicular to the size of 86.5 mm to achieve the final geometric size of 2.60x21.33x30.00 mm, which eliminates chipping of the edges of the magnets in the places of gluing. Next, grinding and polishing to size is carried out with a control measurement with a micrometer;
- поверхность полученного магнита, имеющего финальный размер, подвергают фосфатированию, а затем методом распыления наносят защитное покрытие из эпоксидной смолы толщиной от 10 до 35 мкм, обеспечивающего твердость Н6; качество и толщина нанесенного покрытия контролируется рентгенофлуоресцентным анализатором BA-100 (Bowman Analytics Inc); - the surface of the resulting magnet, having the final size, is subjected to phosphating, and then a protective coating of epoxy resin with a thickness of 10 to 35 microns is applied by spraying, providing a hardness of H6; the quality and thickness of the applied coating is controlled by X-ray fluorescence analyzer BA-100 (Bowman Analytics Inc);
- проводят измерение основных магнитных характеристик, включая измерения магнитного дипольного момента, а также SST, РСТ и HAST - тестов. Магнитный дипольный момент готовых СПМ является интегральной характеристикой одновременно объемных (массы) и магнитных свойств СПМ. Сравнительное исследование дипольных моментов 10 штук СПМ с помощью Magnet-Physik /Flux meter EP5/coil:M210 (Germany) при комнатной температуре, а также повторные измерения после прогрева в течении 1 часа на металлическом листе 0,3 мм при температуре 200С подтвердили отклонение дипольных моментов СПМ в пределах 1,3%. Покрытие выдержало тест SST в течение 480 часов и тест РСТ в течении 96 часов, максимальная рабочая температура покрытия составила 200С; - проводят сопоставление полученных магнитных характеристик с параметрами, полученными в результате численного моделирования и при положительном результате - соответствии СПМ требуемым характеристикам - испытания опытной партии постоянных магнитов в составе макета и опытного образца конечного изделия (электрогенератора) по согласованной методике и программе. - carry out the measurement of the main magnetic characteristics, including measurements of the magnetic dipole moment, as well as SST, PCT and HAST - tests. The magnetic dipole moment of finished SPMs is an integral characteristic of simultaneously volumetric (mass) and magnetic properties of SPMs. A comparative study of the dipole moments of 10 pieces of SPM using Magnet-Physik /Flux meter EP5/coil:M210 (Germany) at room temperature, as well as repeated measurements after heating for 1 hour on a metal sheet of 0.3 mm at a temperature of 200C, confirmed the deviation of the SPM dipole moments within 1.3%. The coating passed the SST test for 480 hours and the PCT test for 96 hours, the maximum working temperature of the coating was 200C; - carry out a comparison of the obtained magnetic characteristics with the parameters obtained as a result of numerical simulation and, with a positive result - the compliance of the SPM with the required characteristics - testing an experimental batch of permanent magnets as part of a mock-up and a prototype of the final product (electric generator) according to an agreed methodology and program.
Испытания подтвердили возможность переработки сырья данной подгруппы А указанным выше «первым» способом. Принято решение осуществить переработку всего сырья подгруппы «А» по данному способу. Остатки сырья (обрезки, сколы и т.п.) отправлены на переработку гидрометаллургическими методами. Tests confirmed the possibility of processing raw materials of this subgroup A by the above "first" method. It was decided to process all raw materials of subgroup "A" according to this method. The rest of the raw materials (cuttings, chips, etc.) were sent for processing by hydrometallurgical methods.
Пример 2. Сырьё подгруппы «Б» отобрано по результатам проведения исследований характеристик по методикам, описанным выше. Example 2. Raw materials of subgroup "B" were selected based on the results of the study of characteristics according to the methods described above.
Как следует из таблицы 1 сырье данных производителей W-I-T имело заниженные значения коэрцитивной силы Hcj (1-Т) завышенные значения величин aBr (W-I-T), что по-видимому, связано с тем, что производители при изготовлении магнитов, с целью снижения себестоимости, не добавляли диспрозий. Это приводит к резкому росту, температурного коэффициента по индукции, резкому снижению величины Вт при рабочих температурах и возникновению бракованных партий продукции. As follows from Table 1, the raw materials of these manufacturers W-I-T had underestimated values of the coercive force Hcj (1-T) and overestimated values of aBr (W-I-T), which is apparently due to the fact that manufacturers did not add dysprosium in the manufacture of magnets in order to reduce the cost. This leads to a sharp increase in the temperature coefficient of induction, a sharp decrease in the value of W at operating temperatures and the emergence of defective batches of products.
Технология, в отличие от описанной в примере 1, дополнена операцией локальной поверхностной диффузии диспрозия. После операции резки пластин под размер на электроэрозионном проволочно-вырезном станке, с последующей очисткой поверхности полученных пластин от продуктов электроэрозионной резки, пластины подвергали локальной поверхностной диффузии путем нанесения металлического порошка, содержащего диспрозий с последующим нагревом. Такая процедура описана в уровне техники (RU 2423204 С2). Точный весовой процент диспрозия при диффузии подбирался таким образом, чтобы температурный коэффициент Вг постоянных магнитов каждого производителя W, I и Т обеспечивал требуемые рабочие характеристики конечного изделия. Как видно из таблицы 1 сырье данных производителей имело завышенные значения величин аВг от -0.13 до -0.131 %/°С. Проведенная операция диффузии диспрозия (1,5%) позволила увеличить величину коэрцитивной силы по намагниченности Hcj до 2800 кА/м при Т=20С и уменьшить величину аВг до -0.12 %/°С , что соответствует ГОСТ Р 52956-2008 . После проведения диффузии и повторного измерения магнитных свойств последующие операции по изготовлению СПМ проводились по методике, описанной в примере 1 . The technology, in contrast to that described in example 1, is supplemented by the operation of local surface diffusion of dysprosium. After the operation of cutting plates to size on an EDM wire-cutting machine, followed by cleaning the surface of the resulting plates from EDM cutting products, the plates were subjected to local surface diffusion by applying a metal powder containing dysprosium, followed by heating. Such a procedure is described in the prior art (RU 2423204 C2). The exact weight percentage of dysprosium in diffusion was selected so that the temperature coefficient Br of each manufacturer's W, I, and T permanent magnets provided the required performance characteristics of the final product. As can be seen from Table 1, raw materials from these manufacturers had overestimated aBr values from -0.13 to -0.131%/°C. Dysprosium diffusion operation performed (1.5%) made it possible to increase the magnitude of the coercive force in terms of magnetization Hcj to 2800 kA/m at Т=20С and to reduce the value of аВг to -0.12%/°С, which corresponds to GOST R 52956-2008. After conducting diffusion and re-measurement of the magnetic properties, subsequent operations for the manufacture of SPM were carried out according to the method described in example 1.
Пример 3. Сырье - около 1000 некондиционных магнитов NdFeB марки N42H с покрытием. РЗМ забракованы на входном контроле как имеющие сколы, превышающие допустимые размеры, образовавшиеся при шлифовке. Все РЗМ имеют близкие к требуемым магнитные свойства, произведены одним производителем из одного сырья в одном году с идентичным химсоставом. Example 3 Raw material - about 1000 substandard NdFeB coated NdFeB magnets. REMs were rejected at the input control as having chips that exceeded the allowable dimensions formed during grinding. All REMs have magnetic properties close to the required ones, produced by one manufacturer from one raw material in one year with identical chemical composition.
Внешним осмотром установлено, что сырье хранилось при нормальных условиях и следы коррозии отсутствуют. Производится случайная выборка РЗМ (ок. 0,1% от партии) для уточнения магнитных характеристик, микроструктуры и других параметров. Полученные данные для РЗМ марки N42H при температурах 20 и 120С представлены в Таблице 3 (см две верхние строчки). Установлено, что сырье имеет магнитные характеристики на нижней границе, при этом низкие значения величины Вг не обеспечат требуемое напряжение на выходе проектируемого устройства. An external examination established that the raw material was stored under normal conditions and there are no signs of corrosion. A random sample of rare-earth metals (approx. 0.1% of the batch) is made to clarify the magnetic characteristics, microstructure and other parameters. The obtained data for N42H REM at temperatures of 20 and 120C are presented in Table 3 (see the top two rows). It has been established that the raw material has magnetic characteristics at the lower boundary, while low values of Bg will not provide the required voltage at the output of the designed device.
Таблица 3. Table 3
Характеристики для РЗМ марки N42H при температурах 20 и 120С
Figure imgf000024_0001
Characteristics for REM brand N42H at temperatures of 20 and 120C
Figure imgf000024_0001
Проведено численное моделирование высокоэффективного электрогенератора мощностью 1 МВт с КПД равным 98,5%, в котором РЗМ будут эксплуатироваться при температуре, не превышающей 60С в пиковом режиме. Столь низкая рабочая температура РЗМ (малое тепловыделение за счет токов Фуко) может обеспечиваться за счет сегментирования РЗМ - склеивания электроизолированных пластин толщиной 0,5 мм в многослойный пакет и с размещением СПМ вдоль оси электрогенератора. Проводится дополнительное численное моделирование, в котором 50% пластин, выполненных из материала марки N42) 1. заменено на пластины, выполненные из материала марки N50M, имеющего более высокую величину Вг. На данном этапе численного моделирования используются табличные параметры марки N50M по данным сайта (htp://www.amtc.ru/upload/ndfeb.pdf). Показано, что в рассматриваемом случае требуемые рабочие характеристики электрогенератора могут быть достигнуты. Numerical modeling of a highly efficient electric generator with a power of 1 MW with an efficiency of 98.5%, in which REM will be operated at a temperature not exceeding 60C in peak mode, has been carried out. Such a low operating temperature of REM (low heat release due to Foucault currents) can be achieved by segmenting REM - gluing electrically insulated plates 0.5 mm thick into a multilayer package and placing the SPM along the axis of the electric generator. An additional numerical simulation is being carried out, in which 50% of the plates made of the N42) 1. material are replaced by plates made of the N50M material, which has a higher Br value. At this stage of numerical simulation, tabular parameters of the N50M brand are used according to the website (htp://www.amtc.ru/upload/ndfeb.pdf). It is shown that in the case under consideration the required performance characteristics of the electric generator can be achieved.
Для целей создания СПМ отобраны РЗМ марки N50M в вакуумной упаковке, имеющие защитное фосфатное покрытие толщиной 1 мкм. Они имеют рабочую температуру до 100С, т.е. обладают достаточным запасом по рабочей температуре, обеспечивающим работоспособность ротора электрогенератора в случае его перегрева. For the purpose of creating SPMs, N50M vacuum-packed REMs with a protective phosphate coating 1 µm thick were selected. They have a working temperature up to 100C, i.e. have a sufficient margin for operating temperature, ensuring the operability of the rotor of the electric generator in case of overheating.
При получении партии РЗМ марки N50M с завода-изготовителя производится их случайная выборка для исследования магнитных параметров, микроструктуры и других параметров. Случайная выборка производится в объеме не более 0,1% от партии. Результаты измерений магнитных характеристик при температурах 20 и 120С представлены в Таблице 3. Upon receipt of a batch of REM grade N50M from the manufacturer, a random sample is made to study the magnetic parameters, microstructure and other parameters. A random sample is made in the amount of not more than 0.1% of the batch. The results of measurements of magnetic characteristics at temperatures of 20 and 120C are presented in Table 3.
Производится повторное моделирование электрогенератора с параметрами, полученными в результате измерений. Показано, что склеивание чередующихся пластин толщиной 0,5 мм из марок N42H и N50M в СПМ финальных размеров обеспечивает требуемые электрические параметры генератора, в том числе по пульсациям напряжения менее 1%. Производится моделирование электромашины с параметрами: Вг=1 ,3408Тл, Hcj=1260kA/M при 20С, а также с полученными значениями температурных коэффициентов. The electric generator is re-simulated with the parameters obtained as a result of measurements. It is shown that the gluing of alternating plates 0.5 mm thick from grades N42H and N50M in the SPM of final dimensions provides the required electrical parameters of the generator, including less than 1% voltage ripple. An electric machine is simulated with the following parameters: Вг=1.3408Тl, Hcj=1260kA/M at 20С, as well as with the obtained values of temperature coefficients.
Для проверки расчетов из многослойного пакета, образующего СПМ, вырезаются цилиндры для исследования магнитных характеристик и теста HAST. Результаты измерений представлены в Таблице 3. To check the calculations, cylinders are cut from the multilayer package that forms the PSD for the study of magnetic characteristics and the HAST test. The measurement results are presented in Table 3.
Реализованная технология, в отличие от примера 1, дополнена операциями подбора схемы размещения и ориентации единичных деталей с различающимися магнитными характеристиками из двух материалов N42H и N50M в формируемом многослойном пакете из условия получения требуемых интегральных магнитных характеристик. Последовательность технологических операций резки и последующей подготовки поверхности полученных деталей перед склейкой в финальный СИМ, сохраняется. The implemented technology, in contrast to example 1, is supplemented with operations for selecting the layout and orientation of single parts with different magnetic characteristics from two materials N42H and N50M in a formed multilayer package from the condition of obtaining the required integral magnetic characteristics. The sequence of technological operations of cutting and subsequent preparation of the surface of the obtained parts before gluing into the final SIM is preserved.
Изготовлен опытный образец СПМ, подтверждающий данные моделирования. СПМ состоит из пластин толщиной 0,5 мм и имеет геометрические размеры 25,0 х 15,0 х 50,0 мм. Топология многослойного пакета представлена на фиг. 4, а результаты исследований магнитных характеристик - на фиг. 6,7,8. На фиг.6 показана характеристика магнитов NdFeB марки N42H, на фиг.7 - магнитов NdFeB марки N50M, на фиг. 7 - характеристика СПМ, сформированного характеристики СПМ из чередующихся деталей 20,21 марок N42H и N50M, полученная температуре при 20С. Для проверки расчетов из многослойного пакета, образующего СПМ, вырезаются цилиндры для исследования магнитных характеристик и теста HAST. Результаты измерений представлены в Таблице 3. A prototype SPM was made, confirming the simulation data. The SPM consists of plates 0.5 mm thick and has geometric dimensions of 25.0 x 15.0 x 50.0 mm. The topology of the multilayer package is shown in Fig. 4, and the results of the magnetic studies are shown in FIG. 6,7,8. Fig. 6 shows the characteristics of NdFeB magnets N42H, Fig. 7 NdFeB magnets N50M, Figs. 7 - the characteristic of the SPM, formed by the characteristics of the SPM from alternating parts 20,21 of grades N42H and N50M, obtained at a temperature of 20C. To check the calculations, cylinders are cut from the multilayer package that forms the PSD for the study of magnetic characteristics and the HAST test. The measurement results are presented in Table 3.
Пример 4. Сырье - около 1000 некондиционных магнитов NdFeB марки N42H с покрытием. РЗМ забракованы на входном контроле как имеющие сколы, превышающие допустимые размеры, образовавшиеся при шлифовке. Все РЗМ имеют близкие к гребуемым магнитные свойства, произведены одним про и вод ителем . EXAMPLE 4 Raw material - about 1000 substandard coated NdFeB grade N42H magnets. REMs were rejected at the input control as having chips that exceeded the allowable dimensions formed during grinding. All REMs have magnetic properties close to rowed ones and are produced by the same manufacturer.
Задача - изготовить СПМ, допускающий многократный перегрев вплоть до температур около 300С. Проводятся моделирование электрогенератора с параметрами, полученными в результате измерений. Показано, что склеивание чередующихся пластин толщиной 0,5 мм из марок NdFeB и SmCo в СПМ финальных размеров обеспечивает требуемые электрические параметры генератора. Для проверки расчетов из многослойного пакета, образующего СПМ, вырезаются цилиндры для исследования магнитных характеристик и теста HAST. Реализованная технология, в отличие от примера 3, дополнена операциями подбора схемы размещения и ориентации единичных деталей с различающимися магнитными характеристиками из двух материалов марок NdFeB и SmCo в формируемом многослойном пакете из условия получения требуемых интегральных магнитных характеристик. Последовательность технологических операций резки и последующей подготовки поверхности полученных деталей перед склейкой в финальный СПМ, сохраняется. The task is to manufacture an SPM that allows multiple overheating up to temperatures of about 300C. Simulation of an electric generator with the parameters obtained as a result of measurements is carried out. It is shown that gluing alternating plates 0.5 mm thick from NdFeB and SmCo grades into a SPM of final dimensions provides the required electrical parameters of the generator. To check the calculations, cylinders are cut from the multilayer package that forms the PSD for the study of magnetic characteristics and the HAST test. The implemented technology, in contrast to example 3, is supplemented with operations for selecting the layout and orientation of single parts with different magnetic characteristics from two materials of the NdFeB and SmCo brands in a formed multilayer package from the condition of obtaining the required integral magnetic characteristics. The sequence of technological operations of cutting and subsequent surface preparation of the obtained parts before gluing into the final SPM is preserved.
Изготовлен опытный образец СПМ, подтверждающий данные моделирования. СПМ состоит из пластин толщиной 0,5 мм и имеет геометрические размеры 25.0 x 15,0 x 50,0 мм. Технологические операции подготовки сырья аналогичны операциям примера 3. Производится моделирование электрогенератора с параметрами, полученными в результате измерений. Показано, что склеивание чередующихся пластин толщиной 0,5 мм из марок NdFeB и SmCo в СПМ финальных размеров обеспечивает требуемые электрические параметры генератора, включая многократный перегрев вплоть до температур около 300С. Для проверки расчетов из многослойного пакета, образующего СПМ, вырезаются цилиндры для исследования магнитных характеристик и теста HAST. Реализованная технология, в отличие от примера 3, дополнена операциями подбора схемы размещения и ориентации единичных деталей с различающимися магнитными характеристиками из двух материалов NdFeB и SmCo в формируемом многослойном пакете из условия получения требуемых интегральных магнитных характеристик. Последовательность технологических операций резки и последующей подготовки поверхности полученных деталей перед склейкой в финальный СПМ, сохраняется. Измерения показали, что СПМ финальных размеров, представляющий собой пакет из склеенных чередующихся пластин толщиной 0,5 мм из марок NdFeB и SmCo может эксплуатироваться до температур около 300С. A prototype SPM was made, confirming the simulation data. SPM consists of plates with a thickness of 0.5 mm and has geometric dimensions 25.0 x 15.0 x 50.0 mm. Technological operations for the preparation of raw materials are similar to the operations of example 3. The simulation of the electric generator is carried out with the parameters obtained as a result of measurements. It is shown that gluing alternating plates 0.5 mm thick from NdFeB and SmCo grades in final sizes of SPM provides the required electrical parameters of the generator, including multiple overheating up to temperatures of about 300C. To check the calculations, cylinders are cut from the multilayer package that forms the PSD for the study of magnetic characteristics and the HAST test. The implemented technology, in contrast to example 3, is supplemented with operations for selecting the layout and orientation of single parts with different magnetic characteristics from two materials NdFeB and SmCo in a formed multilayer package from the condition of obtaining the required integral magnetic characteristics. The sequence of technological operations of cutting and subsequent surface preparation of the obtained parts before gluing into the final SPM is preserved. Measurements have shown that the SPM of the final dimensions, which is a package of glued alternating plates 0.5 mm thick from NdFeB and SmCo grades, can be operated up to temperatures of about 300C.
Промышленная применимость Industrial Applicability
Представленные данные подтверждают достижение технического результата - повышения эффективности, полноты переработки вторичного магнитотвердого спеченного сырья и расширение ассортимента полуфабрикатов, в том числе: бракованных по магнитным параметрам, размерам, сколам, внешнему виду и защитному покрытию элементов различных магнитных систем, а также ранее использованных магнитов, для изготовления эффективных сегментированных постоянных магнитов и магнитных систем с заданными магнитными и геометрическими характеристиками. The presented data confirm the achievement of the technical result - increasing the efficiency, completeness of processing of secondary magnetically hard sintered raw materials and expanding the range of semi-finished products, including: defective magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating of elements of various magnetic systems, as well as previously used magnets, for the manufacture of effective segmented permanent magnets and magnetic systems with specified magnetic and geometric characteristics.

Claims

26 ФОРМУЛА ИЗОБРЕТЕНИЯ 26 CLAIMS
1. Способ переработки некондиционного магнитотвердого спеченного сырья для изготовления сегментированных постоянных магнитов (СИМ) включает следующие операции: первичная сортировка образцов сырья на группы по геометрическим ' - г характеристикам и внешнему виду с учетом требуемых параметров СИМ и выделением сырья для последующего металлургического передела; выборочное измерение магнитных, химических и микроструктурных параметров и проведение HAST теста по каждой из отсортированных групп сырья с определением принципиальной возможности изготовления СПМ; выбор первой технологии и изготовление опытной партии СПМ из каждой отсортированной группы, включающей очистку поверхности образцов, резку образцов на детали заданной конфигурации, склеивание деталей в многослойный пакет, резку и шлифовку поверхности полученного многослойного пакета под заданный размер и нанесение защитного покрытия на поверхность полученного СПМ; измерение интегральных магнитных характеристик полученного СПМ и сравнение с требуемыми характеристиками; при несоответствии СПМ требуемым характеристикам проводят вторичную сортировку образцов сырья на подгруппы по магнитным, химическим, микроструктурным параметрам и результатам HAST теста для выбранной второй технологии, включающей очистку поверхности образцов, резку образцов на детали заданной конфигурации, подбор схемы размещения и ориентации единичных деталей с различающимися магнитными характеристиками в формируемом многослойном пакете из условия получения требуемых интегральных магнитных характеристик, склеивание деталей в многослойный пакет, резку и шлифовку поверхности полученного многослойного пакета под размер и нанесение защитного покрытия на поверхность полученных СПМ. 1. The method of processing substandard magnetically hard sintered raw materials for the manufacture of segmented permanent magnets (SIM) includes the following operations: primary sorting of samples of raw materials into groups according to geometric ' - g characteristics and appearance, taking into account the required parameters of SIM and the allocation of raw materials for subsequent metallurgical processing; selective measurement of magnetic, chemical and microstructural parameters and carrying out a HAST test for each of the sorted groups of raw materials with the determination of the fundamental possibility of manufacturing SPM; selection of the first technology and production of an experimental batch of SPM from each sorted group, including cleaning the surface of samples, cutting samples into parts of a given configuration, gluing parts into a multilayer package, cutting and grinding the surface of the resulting multilayer package to a given size and applying a protective coating to the surface of the obtained SPM; measurement of the integral magnetic characteristics of the obtained SPM and comparison with the required characteristics; if the SPM does not meet the required characteristics, the secondary sorting of raw material samples is carried out into subgroups according to magnetic, chemical, microstructural parameters and the results of the HAST test for the selected second technology, including cleaning the surface of the samples, cutting the samples into parts of a given configuration, selecting the layout and orientation of single parts with different magnetic characteristics in the formed multilayer package from the condition of obtaining the required integral magnetic characteristics, gluing the parts into a multilayer package, cutting and polishing the surface of the resulting lot layer package to fit the size and applying a protective coating on the surface of the obtained SPM.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
2. Способ по п.1, в котором некондиционное магнитотвердое спеченное неодим-железо-бор и самарий-кобальт сырьё включает бракованные по магнитным параметрам, размерам, сколам, внешнему виду и защитному покрытию магнитные элементы, а также пригодные по магнитным характеристикам, но имеющие другой типоразмер и уже использованные ранее постоянные магниты. 2. The method according to claim 1, in which the substandard magnetically hard sintered neodymium-iron-boron and samarium-cobalt raw materials include magnetic elements that are rejected in terms of magnetic parameters, dimensions, chips, appearance and protective coating, as well as magnetic elements suitable for magnetic characteristics, but having a different size and previously used permanent magnets.
3. Способ по п.1, в котором сырьё для последующего металлургического передела, в том числе методами гидрометаллургии, включает отходы от резки и шлифовки деталей и склеенного многослойного пакета, а также бой постоянных магнитов. 3. The method according to claim 1, in which the raw material for subsequent metallurgical processing, including hydrometallurgy methods, includes waste from cutting and grinding parts and a glued multilayer package, as well as permanent magnet breakage.
4. Способ по п.1, в котором магнитные параметры включают, но не исчерпываются параметрами кривой размагничивания при температурах Т=+20 и +150С: коэрцитивной силы по индукции НсЬ и намагниченности Hcj, остаточной индукции Вг, максимального энергетического произведения (ВН)макс, областью рабочих температур, температурой Кюри Тс, а также температурными коэффициентами а обратимых изменений величин aBr, aHcb, aHcj, а также направление оси магнитной текстуры, потокосцепление, магнитный дипольный момент, характер распределения индукции магнитного поля, создаваемой в магнитной системе конечного изделия. 4. The method according to claim 1, in which the magnetic parameters include, but are not limited to, the parameters of the demagnetization curve at temperatures T = +20 and +150C: coercive force in induction Hcb and magnetization Hcj, residual induction Br, maximum energy product (BH)max, operating temperature range, Curie temperature Tc, as well as temperature coefficients a of reversible changes in the values aBr, aHcb, aHcj, as well as the direction of the axis of the magnetic texture, flux linkage, magnetic dipole moment, the nature of the distribution of the magnetic field induction created in the magnetic system of the final product.
5. Способ по п.1, в котором единичные детали с различающимися характеристиками остаточной индукции выполняют из сырья различных марок, при этом количество марок сырья, входящих в один СПМ, составляет от 1 до 5. 5. The method according to claim 1, in which single parts with different characteristics of residual induction are made from raw materials of different grades, while the number of grades of raw materials included in one SPM is from 1 to 5.
6. Способ по п.1, в котором после резки образцов детали подвергают процедуре локальной поверхностной диффузии диспрозия или тербия. 6. The method of claim 1, wherein after cutting the specimens, the parts are subjected to a local surface diffusion procedure of dysprosium or terbium.
7. Способ по п.1, в котором резку образцов на детали заданной конфигурации, а также многослойного пакета СПМ под размер осуществляют электроискровым или гидроабразивным методом и/или алмазным диском с последующим механическим и/или химическим устранением продуктов указанной механической обработки. 7. The method according to claim 1, in which the cutting of samples into parts of a given configuration, as well as a multilayer SPM package to size, is carried out by an electric spark or hydroabrasive method and / or a diamond disk, followed by mechanical and / or chemical elimination of the products of the specified machining.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
8. Способ по п.1 , в котором резку осуществляют последовательно из условия минимизации сколов в зоне распила и создания в СПМ требуемой для намагничивания текстуры, при этом сначала проводят резку соединенных друг с другом образцов, затем резку полученных деталей заданного размера для их склеивания в многослойный пакет, и на завершающей стадии - вырезку СПМ с требуемым направлением оси магнитной текстуры. 8. The method according to claim 1, in which cutting is carried out sequentially from the condition of minimizing chips in the sawing zone and creating the texture required for magnetization in the SPM, while first cutting the samples connected to each other, then cutting the obtained parts of a given size for gluing them into a multilayer package, and at the final stage - cutting the SPM with the required direction of the magnetic texture axis.
9. Способ по п.1, в котором заданная конфигурация деталей выбрана из перечня, включающего, но не исчерпывающего: пластина, параллелепипед, трапециевидная пластина, цилиндр, часть полого цилиндра, в том числе для цилиндров Хальбаха. 9. The method according to claim 1, in which the specified configuration of parts is selected from a list including, but not exhaustive: plate, parallelepiped, trapezoidal plate, cylinder, part of a hollow cylinder, including for Halbach cylinders.
10. Способ по п.1 , в котором склеивание деталей в многослойный пакет осуществляют термостойким клеем, при этом клей наносят на обе склеиваемые поверхности дважды с промежуточной сушкой с последующим соединением деталей в пакет и выдержкой пакета под нагрузкой до отверждения клея. 10. The method according to claim 1, in which the gluing of the parts into a multilayer package is carried out with heat-resistant glue, while the glue is applied to both surfaces to be glued twice with intermediate drying, followed by joining the parts into a package and keeping the package under load until the adhesive cures.
11. Способ по п.1, в котором защитное покрытие твердостью Н6 на поверхности многослойного пакета СПМ выполняют из эпоксидного компаунда толщиной от 10 до 35 мкм. 11. The method according to claim 1, in which a protective coating with a hardness of H6 on the surface of a multilayer package of SPM is made of an epoxy compound with a thickness of 10 to 35 microns.
ЗАМЕНЯЮЩИЙ ЛИСТ (ПРАВИЛО 26) SUBSTITUTE SHEET (RULE 26)
PCT/RU2023/000011 2022-01-19 2023-01-17 Method for manufacturing segmented permanent magnets from low-grade magnetically hard sintered raw material WO2023140753A1 (en)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2022101188 2022-01-19
RU2022101188A RU2783857C1 (en) 2022-01-19 Method for manufacturing segmented permanent magnets from off-conditional magnetic hard sintered raw

Publications (1)

Publication Number Publication Date
WO2023140753A1 true WO2023140753A1 (en) 2023-07-27

Family

ID=87348656

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
PCT/RU2023/000011 WO2023140753A1 (en) 2022-01-19 2023-01-17 Method for manufacturing segmented permanent magnets from low-grade magnetically hard sintered raw material

Country Status (1)

Country Link
WO (1) WO2023140753A1 (en)

Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1034836A1 (en) * 1982-03-12 1983-08-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский Институт Технологии Электрических Машин Малой Мощности Method of sintered mulilayered magnetic cores
JP2002141239A (en) * 2000-10-31 2002-05-17 Yoichi Hirose Method for manufacturing recycled magnet and recycled magnet, and electromagnetic adsorption part
US20050028890A1 (en) * 2001-12-28 2005-02-10 Kazuaki Sakaki Rare earth element sintered magnet and method for producing rare earth element sintered magnet
RU2423204C2 (en) * 2006-09-15 2011-07-10 Интерметалликс Ко., Лтд. METHOD OF PRODUCING SINTERED NdFeB MAGNET

Patent Citations (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
SU1034836A1 (en) * 1982-03-12 1983-08-15 Всесоюзный Научно-Исследовательский Проектно-Конструкторский Институт Технологии Электрических Машин Малой Мощности Method of sintered mulilayered magnetic cores
JP2002141239A (en) * 2000-10-31 2002-05-17 Yoichi Hirose Method for manufacturing recycled magnet and recycled magnet, and electromagnetic adsorption part
US20050028890A1 (en) * 2001-12-28 2005-02-10 Kazuaki Sakaki Rare earth element sintered magnet and method for producing rare earth element sintered magnet
RU2423204C2 (en) * 2006-09-15 2011-07-10 Интерметалликс Ко., Лтд. METHOD OF PRODUCING SINTERED NdFeB MAGNET

Non-Patent Citations (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Title
RASTYANNIKOVA E.V.: "Vtorichnoe ispol'zovanie resursov v metallurgicheskoy promyshlennosti v Rossii i Kitae [Recycling of resources in the metallurgical industry in Russia and China]", INNOVATION AND INVESTMENT, no. 7, 30 November 2018 (2018-11-30), pages 81 - 85, XP009548209 *

Similar Documents

Publication Publication Date Title
US6784588B2 (en) Low core loss amorphous metal magnetic components for electric motors
CN101552092B (en) Inductor, method for constructing amorphous metal magnetic component and production process
US7144468B2 (en) Method of constructing a unitary amorphous metal component for an electric machine
CN1237682C (en) Bulk amorphous metal magnetic components for electric motors
DK2254131T3 (en) PROCEDURE FOR MANUFACTURING AN ND-BASED SINTER MAGNET
US6803694B2 (en) Unitary amorphous metal component for an axial flux electric machine
CN101145424B (en) Permanent magnet rotating machine
CN104112580B (en) Preparation method of rare earth permanent magnet
CN104051101B (en) A kind of rare-earth permanent magnet and preparation method thereof
EP1277216B1 (en) Bulk stamped amorphous metal magnetic component
Kimiabeigi et al. Production and application of HPMS recycled bonded permanent magnets for a traction motor application
CN105634229B (en) Magneto
US6744342B2 (en) High performance bulk metal magnetic component
RU2783857C1 (en) Method for manufacturing segmented permanent magnets from off-conditional magnetic hard sintered raw
Kapustka et al. Process Management and Technological Challenges in the Aspect of Permanent Magnets Recovery-the Second Life of Neodymium Magnets
WO2023140753A1 (en) Method for manufacturing segmented permanent magnets from low-grade magnetically hard sintered raw material
Gao et al. Fatigue properties of an electrical steel and design of EV/HEV IPM motor rotors for durability and efficiency
CN113451036B (en) High-coercivity and high-resistivity neodymium-iron-boron permanent magnet and preparation method thereof
JP7251264B2 (en) Manufacturing method of RTB system permanent magnet
US20150015359A1 (en) Soft magnetic composite, method for preparing the same, and electronic components including the same as core material
JP2002367846A (en) Method for manufacturing radial or polar anisotropic sintered magnet
Benke et al. A green magnetic cooling device built using upcycled NdFeB magnets
KARAARSLAN et al. The Effects of Design Parameters on The UNICORE Type Transformer Inrush Current
US20210316365A1 (en) Method for producing a magnetic powder
Subramanian et al. Dual Phase Soft Magnetic Laminates for Low-cost, Non/Reduced-Rare-Earth Containing Electrical Machines

Legal Events

Date Code Title Description
121 Ep: the epo has been informed by wipo that ep was designated in this application

Ref document number: 23743574

Country of ref document: EP

Kind code of ref document: A1