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Jun 11, 2023

Meuler des aimants de terres rares pour leur donner forme

La demande augmente rapidement pour les aimants de terres rares, tels que le néodyme et le samarium-cobalt, qui sont essentiels à l'économie mondiale en raison de leur force magnétique, de leurs capacités de production d'énergie et de leur capacité à produire de l'énergie.

La demande augmente rapidement pour les aimants de terres rares, tels que le néodyme et le samarium-cobalt, qui sont essentiels à l'économie mondiale en raison de leur force magnétique, de leurs capacités de production d'énergie et de leur rapport énergie/poids élevé.

Le néodyme (Nd2Fe14B), l'aimant le plus puissant pour son poids, est largement utilisé dans les générateurs, les véhicules électriques, les éoliennes et l'électronique grand public, tandis que le samarium-cobalt (SmCo5) est utilisé dans des applications telles que les pompes, les moteurs, les machines et l'automatisation.

Alors que la Chine domine actuellement la chaîne d'approvisionnement mondiale des aimants aux terres rares, la concurrence pour les matières premières se joue sur la scène internationale. Mais il en va de même pour le développement de techniques de traitement, de meulage et de finition plus efficaces pour fabriquer des aimants aux terres rares. Pour répondre à ce besoin, des meuleuses de surface rotatives avancées et automatisées sont utilisées pour amener les aimants à la taille et à la finition finales requises avant la magnétisation permanente. Grâce à un meilleur contrôle, les fournisseurs d'aimants peuvent fournir des produits à valeur ajoutée plus précis selon des spécifications strictes avec moins de déchets, ce qui rend les fournisseurs nationaux plus compétitifs à l'échelle mondiale.

Rationalisation du traitement

La production d'aimants de terres rares comme le néodyme ou le samarium-cobalt nécessite de nombreuses étapes avant que le produit puisse être magnétisé et expédié. Une fois le minerai de terres rares découvert, extrait, traité et raffiné, certains éléments sont ajoutés pour créer un alliage.

Grâce à une série de processus, l’alliage est réduit en poudre qui est pressée dans un moule sous pression. Le bloc obtenu est fritté à haute température dans un four pour densifier le matériau, puis recuit dans un processus de traitement thermique pour soulager les contraintes.

Après ces étapes, le matériau magnétique fritté doit être usiné avec précision et meulé aux formes et tailles requises avec un minimum de déchets. Les aimants frittés peuvent être meulés de manière lisse et parallèle, selon un diamètre extérieur ou un diamètre spécifique, ou découpés en parties plus petites. Étant donné que le matériau est fragile et très dur (Rockwell C 57 à 61), le tranchage et le meulage nécessitent généralement une meule diamantée. Ces processus doivent être effectués avec soin et précision pour minimiser l’écaillage et la fissuration.

Cependant, les techniques de meulage traditionnelles peuvent être lentes et nécessiter une expertise considérable tout en manquant de contrôle et de fiabilité pour les processus nécessaires, selon Mike Anderson, chef de produit chez DCM Tech, basé à Winona, dans le Minnesota, concepteur et constructeur de meuleuses planes rotatives industrielles.

« Les meuleuses à table alternative [dans lesquelles la pièce à travailler va et vient sous la meule] peuvent être précises, mais le taux d'enlèvement de matière est lent et de nombreuses passes de meulage sont nécessaires », explique Anderson.

Les meuleuses planes rotatives vintage sont une autre option mais peuvent s’avérer problématiques entre les mains d’opérateurs moins expérimentés. Sans contrôle des vitesses de broche ni commandes manuelles, les équipements plus anciens nécessitent des opérateurs avertis capables de détecter physiquement le retour d’information de la machine. Une expertise et une expérience considérables sont nécessaires, ce qui peut constituer un défi à mesure que les opérateurs qualifiés prennent leur retraite.

Les fabricants d'aimants industriels découvrent une alternative plus rapide et plus fiable : les rectifieuses planes à table rotative modernes à broche verticale, dans lesquelles la table tourne avec la pièce fermement maintenue en place sous une broche verticale. Le meulage n'est pas effectué par le bord périphérique de la meule, mais par tout le diamètre de la surface abrasive, ce qui facilite les performances et l'uniformité du meulage.

« Avec les meuleuses planes à table rotative, la pièce entière passe à travers la meule, ce qui est plus efficace que les meuleuses à table alternative qui peuvent avoir des pièces plus larges que la meule », explique Anderson.

Aujourd'hui, les rectifieuses planes sont conçues avec des capteurs et des commandes beaucoup plus avancés qui maintiennent automatiquement des tolérances très serrées, enlevant la matière jusqu'à un dix millième de pouce de l'épaisseur finale. La technologie numérique permet une interface avec des commandes à écran tactile faciles à utiliser. Lorsqu'ils sont combinés à l'automatisation, les opérateurs de rectifieuses planes n'ont plus besoin d'être des personnes hautement qualifiées.