Comparado com o processo tradicional de metalurgia do pó, a moldagem de NdFeB tem duas características principais: orientação do campo magnético e proteção contra oxidação. O processo de moldagem determina a geometria, o tamanho e a orientação do ímã e é um elo fundamental na preparação do NdFeB sinterizado. A moldagem é geralmente dividida em duas categorias: prensagem a seco e prensagem a úmido.
1. Moldagem úmida
O processo de moldagem úmida é amplamente utilizado em cerâmica funcional e outras áreas. Em 2001, a Hitachi utilizou óleo mineral como solvente e adicionou o surfactante oleato de metila para preparar um ímã de alto desempenho com Br=1 0,46 T (14,6 kG) e 1,20 MA/m (15,1 kOe). O efeito lubrificante dos reagentes orgânicos pode melhorar a fluidez e orientação do pó, preparando assim um compacto com alta uniformidade. Contudo, o processo de moldagem úmida é complexo e extremamente ineficiente. A grande quantidade de solvente liberada durante o processo de sinterização danificará o sistema de vácuo, e o carbono residual também afetará o desempenho do ímã, de modo que o método de moldagem úmida é gradualmente abandonado.
2. Moldagem a Seco
Após anos de prática e aprimoramento por profissionais de materiais magnéticos, a moldagem a seco tornou-se o método preferido para produção em massa em larga escala. O pó magnético é orientado por um campo magnético em uma cavidade do molde de um determinado formato, e o penetrador é fechado para completar a pressão. No entanto, à medida que a densidade do corpo verde aumenta, a orientação será inevitavelmente destruída. A moldagem a seco pode ser dividida em prensagem paralela e prensagem vertical de acordo com a relação correspondente entre a direção do campo magnético e a direção de prensagem. O método de prensagem vertical é mais utilizado porque causa menos danos à orientação do pó. Na China, um método de prensagem em duas etapas é frequentemente usado, ou seja, a densidade compacta verde é prensada para 3,8-4,1g/cm3, e então uma redução de pressão igual (cerca de 180MPa) é usada para aumentar a densidade verde densidade compacta (cerca de 4,5g/cm3) sem destruir o nível de orientação existente. Desta forma, podem ser experimentados vários tipos de moldes, como moldes automáticos e moldes combinados, com alta eficiência de produção e desempenho estável. No entanto, os métodos de prensagem vertical, prensagem isostática, pós-moagem e processamento de corte apresentam as seguintes deficiências:
(1) Devido à limitação da quantidade de deformação da peça bruta e da camada de óxido, a margem de processamento da peça bruta é grande e a taxa de rendimento é baixa;
(2) O método de prensagem secundária requer vedação a vácuo após o corpo verde, que possui um longo ciclo de processo e baixo grau de automação;
(3) O grau de orientação ainda será danificado durante o processo de fechamento e prensagem do molde.
As principais direções de melhoria atualmente são: primeiro, cancelar a prensagem isostática e realizar a produção automatizada desde a moldagem até a sinterização; segundo, usar moldagem sem pressão e outros métodos para melhorar ainda mais o grau de orientação; além disso, para folhas finas em forma de ladrilho, em forma de anel e vários formatos complexos, o produto desenvolveu um processo de moldagem quase final e um processo de moldagem sem processamento para produzir diretamente produtos iguais ou próximos ao formato de o produto final.
a. Processo de moldagem único
Ao aumentar a pressão da prensa de moldagem, a densidade do corpo verde é aumentada para acima de 4,2g/cm3, eliminando assim a prensagem isostática. Após ser prensado pela prensa de moldagem totalmente automática, ele é automaticamente empilhado na caixa de sinterização por um robô e transportado através de um canal selado protegido por gás inerte. No forno de sinterização contínua, o forno é acessado através da válvula gaveta, que realiza a produção automatizada e reduz os custos de mão de obra. Todo o processo é realizado em um ambiente com baixo teor de oxigênio, o que favorece a estabilidade do processo e o desempenho.
Para eliminar os danos ao grau de orientação durante o processo de moldagem, a orientação é realizada em estado solto ou em estado de micropressão, e o molde é usado para sinterização a vácuo ou alta pressão. Este método possui altos requisitos de material do molde, permeabilidade magnética e rugosidade da parede da cavidade interna. No entanto, como a lacuna do pó é muito grande, é difícil densificar apenas por ação capilar durante o processo de sinterização e é fácil encolher e deformar.
b. Moldagem por campo magnético de pulso de pressão isostática de filme de borracha
O molde de borracha preenchido com pó magnético é colocado no molde de metal. Através da orientação do campo magnético do pulso, o penetrador de metal comprime o filme de borracha e o pó magnético. Devido à restrição da cavidade do molde metálico, o molde de borracha se expande em direção à cavidade interna e aplica sua pressão isostática ao pó. Na amostra, como não há movimento relativo entre a parede interna da cavidade do molde e o pó, a orientação é bem mantida. Porém, devido à diferença de dureza e módulo de Young entre o filme de borracha e o molde de aço, o compacto está sujeito a deformações não uniformes.
c. Processo de moldagem quase líquido (prensagem de peça única)
A orientação do campo magnético da prensa paralela é a mesma da direção de prensagem, portanto o grau de dano à orientação é muito maior do que o da prensa vertical. Além disso, devido à limitação do tamanho do poste de orientação, a área de prensagem do produto é menor. No entanto, devido às vantagens de alimentação e orientação, o método de prensagem paralela pode formar e prensar produtos cilíndricos, circulares, de formato especial e de peça única de uma só vez. Possui alta precisão de prensagem e boa consistência de propriedades magnéticas, o que reduz a margem de processamento e melhora a utilização do material. No entanto, o processo de prensagem de peça única tem requisitos mais elevados de fluidez do pó, prensa (precisão do servocontrole, tamanho do campo magnético e uniformidade, distribuição automática do pó, etc.), molde e processo de sinterização.