sintered NdFeB میگنےٹ کی تیاری کا عمل- (1) خام مال کی تیاری

سینٹرڈ میگنےٹ عام طور پر خام مال کے طور پر خالص دھاتیں یا درمیانی مرکب استعمال کرتے ہیں۔ وہ خام مال میں ایڈی کرنٹ پیدا کرنے کے لیے متبادل مقناطیسی فیلڈز کے برقی مقناطیسی انڈکشن ہیٹنگ اصول کا استعمال کرتے ہیں۔ خام مال کو درمیانے اور کم فریکوئنسی انڈکشن کے ذریعے ویکیوم یا غیر فعال گیس کے ماحول میں گلایا جاتا ہے تاکہ خام مال گرم اور پگھل جائے۔ پگھل کر اسے ہم آہنگ کرنے کے لیے ہلایا جاتا ہے۔ نایاب زمین کی دھاتوں کے پگھلنے کے مقامات 800 اور 1500 ڈگری کے درمیان ہیں، Fe اور Co بالترتیب 1536 ڈگری اور 1495 ڈگری ہیں، اور خالص B 2077 ڈگری تک زیادہ ہے۔ Ti, Cr, Mo، یا Nb جیسی اضافی اشیاء کے طور پر استعمال ہونے والی کچھ اعلی پگھلنے والی دھاتوں کے پگھلنے کے مقامات 1600~3400 ڈگری پر ہیں۔ زمین کے نایاب عناصر کے اتار چڑھاؤ کے دباو کو مدنظر رکھتے ہوئے، پگھلنے کا درجہ حرارت عام طور پر 1000~1600 ڈگری پر کنٹرول کیا جاتا ہے۔ اعلی پگھلنے والے عناصر کو نایاب زمینی دھات پگھلنے کے مرکب سے پگھلایا جاتا ہے، یا اعلی پگھلنے والے نقطہ عناصر کے مرکب (عام طور پر لوہے کے مرکب) براہ راست خام مال کے طور پر استعمال ہوتے ہیں، جیسے B-Fe (پگھلنے کا نقطہ ~ 1500 ڈگری )، Nb-Fe (پگھلنے کا نقطہ ~ 1600 ڈگری) مرکب، وغیرہ۔ پگھلنے اور ڈالنے کے لیے کم آکسیجن ماحول کو یقینی بنانے کے لیے، پگھلنے اور ڈالنے والی فرنس باڈیز کو خالی کرنا اور اجزاء اور خام مال کو مکمل طور پر ڈیفلیٹ کرنا ضروری ہے۔ بھٹی ویکیوم لیول عام طور پر 10-2~10-3 تک پہنچتا ہے۔

بھٹی کے جسم کو گرم کیا جاتا ہے دباؤ میں اضافے کی شرح (اندرونی گیس کا اخراج اور بیرونی ہوا کا اخراج) کو بھی کم سطح پر کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔ مثال کے طور پر، 1t کی گنجائش والی سمیلٹنگ فرنس کے لیے، دباؤ میں اضافے کی شرح 5×10-4~1×10-3 L/s سے کم ہونی چاہیے۔ ویکیوم پگھلنے سے پگھلے ہوئے مائع کو مکمل طور پر خارج کر سکتا ہے، کم ابلنے والی نجاست اور نقصان دہ گیس عناصر کو ہٹا سکتا ہے، اور مرکب کی پاکیزگی کو بہتر بنا سکتا ہے۔ تاہم، چونکہ زمین کی نایاب دھاتوں کا بخارات کا دباؤ بہت کم ہوتا ہے (1 Pa سے کم)، اتار چڑھاؤ کا نقصان بہت زیادہ ہوتا ہے، اس لیے اسے عام طور پر پگھلانے کے عمل کے دوران استعمال کیا جاتا ہے۔ بھٹی کا جسم غیر فعال گیس سے بھرا ہوا ہے تاکہ نایاب زمینوں کے اتار چڑھاؤ کو دبانے کے لیے محیطی ہوا کے دباؤ کو بڑھایا جا سکے۔ اعلی پاکیزگی والی آرگن گیس کا استعمال کرنا زیادہ آسان ہے، جو عام طور پر 50kPa کی سطح پر بھری ہوتی ہے۔ مصر دات کے پگھلنے کے بعد ہم آہنگی، وینٹڈ، اور سلیگنگ مکمل طور پر مکمل ہو جانے کے بعد، کاسٹنگ شروع ہو سکتی ہے۔ الائے کاسٹنگ ایک بہت ہی اہم عمل ہے کیونکہ ساخت، کرسٹلائزیشن کی حالت، اور مراحل کی مقامی تقسیم sintered مقناطیس کی کارکردگی کے لیے اہم ہیں۔ الائے پنڈ نے بھاری "توپ کے گولے"، 20 ملی میٹر موٹی "کتابیں"، اور 5 ملی میٹر "پین کیکس" کا تجربہ کیا ہے "فی الحال، یہ صرف 0.3 ملی میٹر کی موٹائی کے ساتھ تیزی سے ترتیب دینے والے فلیکس میں تیار ہوا ہے۔ صنعت کے اندرونی ذرائع نے اجزاء کی علیحدگی سے بچنے کے لیے مختلف کوششیں کی ہیں۔ اور نجاست کے مراحل کی نسل اور نیوڈیمیم سے بھرپور مراحل کی تقسیم کو معقول طور پر تقسیم کرنا۔

1. گلنا

نایاب زمین کا خام مال عام طور پر خالص دھاتوں کی شکل اختیار کرتا ہے اور نایاب زمین کے مرکب اکثر لاگت کی وجوہات کی بناء پر منتخب کیے جاتے ہیں، جیسے کہ پراسیوڈیمیم اور نیوڈیمیم دھات، لینتھینم اور سیریم دھات، مخلوط نایاب زمین، اور ڈیسپروسیم فیرو اللویز وغیرہ۔ اعلی پگھلنے والے نقطہ عنصر کے اجزاء (جیسے: B، Mo، Nb، وغیرہ) یہ زیادہ تر فیرو الائے کی شکل میں شامل کیا جاتا ہے۔ Nd-Fe-B میگنےٹس میں کثیر دھاتی مراحل کی خصوصیات ہیں۔ Nd سے بھرپور مرحلہ اعلی جبر کے لیے ایک ضروری شرط ہے، اور B سے بھرپور مرحلہ بھی ایک ساتھ رہنا چاہیے۔ لہذا، اصل فارمولے میں نایاب زمین اور B کا عام طور پر R2Fe14B کے مثبت اجزاء سے زیادہ ہونا ضروری ہے، لیکن بعض اوقات اناج کی حد کے مرحلے کی ساخت کو ایڈجسٹ کرنے کے لیے (خاص طور پر جب Cu، Al، اور Ga کو شامل کیا جاتا ہے)، B مواد مثبت جزو سے تھوڑا کم ہے۔ نایاب زمینی دھاتوں اور کروسیبل مواد کے درمیان رد عمل اور سمیلٹنگ اور سنٹرنگ کے دوران اتار چڑھاؤ کی وجہ سے، تشکیل دیتے وقت نایاب زمینی دھاتوں کے نقصان کی ایک خاص مقدار پر غور کرنے کی ضرورت ہے۔ مرکب میں ناپاک مواد کو کم کرنے کے لئے، خام مال کی پاکیزگی کو سختی سے کنٹرول کیا جانا چاہئے، اور سطح پر آکسائڈ کی تہہ اور منسلکات کو مکمل طور پر ہٹا دیا جانا چاہئے. درمیانی اور کم فریکوئنسی انڈکشن پگھلنے کا گرمی کا ذریعہ خام مال میں متبادل مقناطیسی فیلڈ کے ذریعہ تشکیل شدہ ایڈی کرنٹ ہے۔ ایڈی کرنٹ کا جلد اثر خام مال کی سطح پر کرنٹ کو مرکوز کرنے کا سبب بنتا ہے۔ اگر خام مال کے بلاک کا سائز بہت بڑا ہے تو، ایڈی کرنٹ بلاک کے مرکز میں داخل نہیں ہو سکتا، اور صرف کور ہیٹ کنڈکشن سے پگھلا سکتا ہے، جو کہ اصل پیداوار میں بہت غیر حقیقی ہے۔ لہذا، خام مال کے سائز کو تعدد کے انتخاب کے مطابق ایڈجسٹ کیا جانا چاہئے اور جلد کی گہرائی سے 3 سے 6 گنا تک کنٹرول کیا جانا چاہئے. نیچے کی تصویر پاور فریکوئنسی - جلد کی گہرائی - اور خام مال کے سائز کے درمیان تعلق کو ظاہر کرتی ہے۔ یہ دیکھا جا سکتا ہے کہ فریکوئنسی جتنی زیادہ ہوگی، جلد کا اثر اتنا ہی زیادہ اہم ہوگا، اور خام مال کا سائز اتنا ہی چھوٹا ہوگا۔

پگھلنے کی فریکوئنسی کا انتخاب انڈکشن پگھلنے کے ایک اور اہم کام سے مشروط ہے - برقی مقناطیسی ہلچل، جو پگھلی ہوئی دھات اور متبادل مقناطیسی میدان کے درمیان قوت کے تعامل کا استعمال کرتی ہے تاکہ غیر پگھلنے والے ٹھوس مواد کے پگھلنے اور پگھلی ہوئی دھات کی ہم آہنگی کو فروغ دیا جاسکے۔ برقی مقناطیسی قوت طول و عرض موجودہ تعدد کے مربع جڑ کے الٹا متناسب ہے۔ بہت زیادہ فریکوئنسی متبادل بجلی کی فراہمی کے برقی مقناطیسی ہلچل کے اثر کو کمزور کر دے گی۔ اصل پیداوار میں استعمال ہونے والا فریکوئنسی بینڈ تقریباً 1000~2500Hz ہے، اور خام مال کے سائز کو 100mm سے نیچے کنٹرول کرنے کی ضرورت ہے۔

کروسیبل میں خام مال کی اسٹیکنگ کو پگھلنے کے عمل کے دوران حوصلہ افزائی مقناطیسی میدان اور درجہ حرارت کی مقامی تقسیم کو مدنظر رکھنا چاہیے۔ عام طور پر، انڈکشن کوائل کروسیبل کے باہر کے ارد گرد زخم ہوتا ہے۔ کروسیبل کے اندر مقناطیسی میدان سب سے زیادہ مضبوط ہوتا ہے اور بتدریج مرکز کی طرف کمزور ہوتا جاتا ہے، لیکن کروسیبل کے اطراف، نیچے اور اوپر کی طرف کھلنا گرمی سے بچنے کا بنیادی راستہ ہے، اس لیے کروسیبل کے نچلے حصے کا درجہ حرارت درمیان میں ہے، اوپری تہہ کا درجہ حرارت اور نیچے کے وسط کا درجہ حرارت کم ہے، اور درمیانی حصے کا درجہ حرارت سب سے زیادہ ہے۔ لہذا، لوڈ کرتے وقت، کم پگھلنے والے مواد کے چھوٹے چھوٹے ٹکڑوں کو کروسیبل کے نچلے حصے میں گھنے رکھنے کا مشورہ دیا جاتا ہے۔ اعلی پگھلنے والے مواد اور مواد کے بڑے ٹکڑے درمیانی اور نچلے حصوں میں رکھے جائیں؛ کم پگھلنے والے مواد کے بڑے ٹکڑوں کو اوپری حصے میں رکھنا چاہئے اور پل کو روکنے کے لئے ڈھیلا ہونا چاہئے۔ آج کل، مسلسل smelting-casting ٹیکنالوجی بڑے پیمانے پر استعمال کیا گیا ہے. چارجنگ چیمبر کے ذریعے اعلی درجہ حرارت پر خام مال کو مسلسل کروسیبل میں شامل کیا جاتا ہے۔ نایاب زمینی مواد کے اتار چڑھاؤ کو کنٹرول کرنے کے لیے، عام طور پر خالص لوہے کو پہلے پگھلانے کے لیے شامل کیا جاتا ہے، پھر اعلیٰ پگھلنے والی دھاتیں یا مرکبات ترتیب وار شامل کیے جاتے ہیں، اور آخر میں، نایاب زمینیں شامل کی جاتی ہیں۔

2. کاسٹنگ

نایاب زمین کے بائنری یا ٹرنری مرکبات ناگزیر طور پر سست (قریب توازن) ٹھنڈک کے حالات میں -Co یا -Fe مراحل پیدا کرتے ہیں۔ کمرے کے درجہ حرارت پر ان کی نرم مقناطیسی خصوصیات مقناطیس کی مستقل مقناطیسی خصوصیات کو شدید نقصان پہنچائیں گی اور ان کی تشکیل کو روکنے کے لیے انہیں فوری طور پر ٹھنڈا کرنا ضروری ہے۔

مطلوبہ تیز ٹھنڈک کے اثر کو حاصل کرنے کے لیے، روایتی پنڈ مولڈ کاسٹنگ ٹیکنالوجی مصر کے پنڈ کی موٹائی کو کم کرنے کے لیے کام کر رہی ہے۔ پنڈ مولڈ کاسٹنگ کے فوائد کم سامان کی لاگت، سادہ آپریشن، اور عام مقناطیس کی پیداوار کی ضروریات کو پورا کرنے کی صلاحیت ہیں۔ نقصان یہ ہے کہ اناج کا سائز ناہموار ہے اور -Co یا -Fe کے مراحل اکثر تیز ہوجاتے ہیں۔ کھوٹ کے پگھلنے والے نقطہ سے نیچے درجہ حرارت پر مصر دات کی طویل مدتی گرمی کا علاج -Co یا -Fe مرحلے کو ختم کرنے میں مدد کرسکتا ہے، لیکن یہ Nd سے بھرپور مراحل کے جمع ہونے کا سبب بنے گا، جو اناج کی زیادہ سے زیادہ تقسیم کے لیے موزوں نہیں ہے۔ sintered میگنےٹ میں حدود کے مراحل.

الائے انگوٹ کی موٹائی کو مزید کم کرنے کے لیے، پینکیک پھیلانے کی طرح ایک "ڈسک سکریپر" ڈھانچہ تیار کیا گیا، جس سے کھوٹ کی موٹائی تقریباً 1 سینٹی میٹر تک پہنچ گئی۔ تاہم، کھوٹ کے رقبے میں اضافے نے بڑی صلاحیت کی سمیلٹنگ بھٹیوں کو جمع کرنے میں کافی پریشانی لا دی۔ . ایک اور موثر ٹیکنالوجی کی ترقی کا راستہ مخالف سمت میں جاتا ہے، تیز رفتار سے بجھانے والے Nd-Fe-B مرکب کی تیاری کے لیے انتہائی اعلی کولنگ ریٹ سے شروع ہوتا ہے، اور تیز ٹھنڈک کرنے والے کرسٹل لائن مرکبات تیار کرنے کے لیے کولنگ ریٹ کو کم کرنے کی کوشش کرتا ہے، جسے سٹرپس کہتے ہیں۔ کاسٹنگ یا فوری سیٹنگ فلیکس (سٹرپ کاسٹنگ یا ایس سی) کی ٹیکنالوجی وجود میں آئی۔ یہ پگھلے ہوئے مصر دات کو ڈائیورژن گرت کے ذریعے تیزی سے گھومتے ہوئے پانی سے ٹھنڈے ہوئے دھاتی پہیے پر ڈالتا ہے تاکہ ایک 0.2~0.6 ملی میٹر موٹائی، مثالی مرحلے کی ساخت اور ساخت حاصل کی جا سکے۔ کھوٹ کے فلیکس۔ پٹی کاسٹ الائے ڈھانچے میں، Nd سے بھرپور مرحلے کی یکساں تقسیم اور -Fe کو دبانے سے زمین کے نایاب مواد کو کم کیا جاتا ہے، جو اعلیٰ کارکردگی والے میگنےٹ حاصل کرنے اور مقناطیس کی لاگت کو کم کرنے کے لیے فائدہ مند ہے۔ نقصان یہ ہے کہ Nd-rich فیز کے حجم کے حصے میں کمی کی وجہ سے، انگٹ مولڈ کاسٹنگ سے پیدا ہونے والے میگنےٹ کے مقابلے، میگنےٹس کی ٹوٹ پھوٹ بڑھ جاتی ہے اور پوسٹ پروسیسنگ زیادہ مشکل ہو جاتی ہے۔