Aufbau einer Ultraschallbehandlungsmethode für umgeformte Nd-Fe-B Gusslegierungen

Aufbau einer Ultraschallbehandlungsmethode für umgeformte Nd-Fe-B Gusslegierungen

 

Motivation

Moderne Hochleistungspermanentmagnete stellen heutzutage eine Schlüsselkomponente für die sich im stetigen Wachstum befindliche Elektromobilität bei Hybrid- oder Elektroantrieben sowie für alternative Energiegewinnungsmethoden wie Windkraftgeneratoren dar. Der heutzutage leistungsstärkste Permanentmagnet wird aus der Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) Legierung hergestellt. Die Herstellung von Nd-Fe-B-Permanentmagneten erfolgt in der Regel auf pulvermetallurgischen Routen (typischerweise Sintermagnete) und ist damit ein diskontinuierlicher Prozess mit vielen Prozessschritten. Diese Prozessroute führt zu aufwendigen Herstellungsverfahren und hohen Kosten bei der Wertschöpfung.

Im vorigen Forschungsprojekt LOEWE RESPONSE an der Technische Universität Darmstadt wurde eine alternative Prozessroute ausgehend von vergossenen grobkörnigen Nd-Fe-B Legierungen erarbeitet, deren Ziel es ist, die Herstellung von Nd-Fe-B Permanentmagneten günstiger und effizienter durch einen kontinuierlichen Umformprozess zu gestalten (siehe Abb. 1). Die bisherigen Experimente haben das hohe Potential dieser Prozessroute gezeigt, indem eine deutliche magnetische Härtung durch einen einzigen Umformschritt erreicht wird.

Angesichts der magnetischen Eigenschaften sind die umgeformten Nd-Fe-B Magneten zwar besser als Ferrite, jedoch nicht vergleichbar mit den konventionell gesinterten Nd-Fe-B Magneten.

Herstellungsprozesse der Nd-Fe-B Magnete
Abbildung 1: Herstellungsprozesse der Nd-Fe-B Magnete

Zielsetzung und Lösungsweg

Ziel des Projekts sind der Aufbau und erste Tests einer Methode zur Ultraschallbehandlung der rundgekneteten Proben, wodurch der durch Rundkneten initiierte Kornfeinungsprozess verstärkt und somit ein homogeneres Gefüge bzw. eine schmalere Korngrößenverteilung eingestellt werden soll. Dadurch wird eine weitere Verbesserung der magnetischen Eigenschaften erwartet

 

Danksagung

Das vorgestellte Forschungsprojekt wird von dem „Profilbereich Vom Material zur Produktinnovation“ (PMP) finanziert.