Vor einigen Wochen schickte uns ein italienisches Unternehmen für die Rückgewinnung von Seltenen Erden einen einzelnen trapezförmigen NdFeB-Rohling – obere Kante 24 mm, untere Kante 38 mm, Höhe 48 mm, Dicke 3 mm – und fragte, ob wir drei verschiedene Testproben daraus schneiden könnten. Der Rohling stammte nicht von einem frisch produzierten Magneten. Er kam aus Altmetall von Motoren, das der Kunde zurückgewonnen und zu einem recycelten NdFeB-Block wieder gesintert hatte. Das Schneiden von recyceltem NdFeB ist genau die Art von Kleinserien-Probenvorbereitung, für die unsere SGR 20 gebaut wurde. Daher stimmten wir zu, den Schnitt kostenlos durchzuführen und mit Parametern, Ergebnissen und einigen Meinungen zurückzumelden.
Dieser Artikel beschreibt kurz die Aufgabe, den Schneidaufbau und was dabei herauskam. Wenn Sie mit zurückgewonnenem Magnetmaterial arbeiten – oder ein Magnet-OEM sind, der recyceltes Ausgangsmaterial bewertet – gilt derselbe Arbeitsablauf.
Wer der Kunde ist und warum dieser Test wichtig war
Der Kunde gehört zu einer neuen Welle europäischer Seltene-Erden-Recycler, die nach der Kreislaufwirtschaft arbeiten: Demontage von Altmotoren und -elektronik, Rückgewinnung von NdFeB-Permanentmagneten, Reinigung durch einen mechanochemischen Prozess und Wiederaufsintern zu industrietauglichen Magneten für die Elektro- und Sensorindustrie. Laut [CEPS-Analyse der EU-Lieferkette für recycelte Magnete], wird die europäische Nachfrage nach NdFeB bis 2030 voraussichtlich um das Dreifache steigen – von 12.000 auf 36.000 Tonnen pro Jahr – und ein Großteil dieses Angebots kommt immer noch von außerhalb der EU. Daher hat jeder Betreiber, der recyceltes Magnetmaterial innerhalb Europas nach Spezifikation produzieren kann, eine klare Perspektive.
Das kommerzielle Hindernis ist für jeden Magnetrecycler dasselbe: Kunden aus der Motoren- und Sensorbranche kaufen nicht aufgrund einer Geschichte. Sie kaufen, nachdem sie die magnetischen Eigenschaften gemessen und bestätigt haben, dass das recycelte Material dem von jungfräulich gesintertem NdFeB entspricht. Das bedeutet, jede Charge benötigt B-H-Kurven-Tests, Mikrostrukturanalysen und Dimensionsprüfungen. Die von uns geschnittenen Proben waren keine Endprodukte – sie waren Testproben für die Qualitätskontrolle. Hier wird die Probenvorbereitung von einem peripheren Schritt zu einer wiederkehrenden Produktionskostenstelle.
Die Probe und die drei Zielzuschnitte
Die trapezförmige Form des Eingangsrohlings ist selbst ein Artefakt des Recyclings. Viele EV-Antriebsmotoren und industrielle Servomotoren verwenden keilförmige Rotormagnete. Wenn Sie also zurückgewinnen und wieder sintern, erhalten Sie oft die ursprüngliche Geometrie. Aus dem 24 × 38 × 48 mm Trapez wollte der Kunde drei Dinge:
- Ziel 1: Zwei gepaarte 22 × 18,6 mm Rechtecke (Teil A + Teil B), die sich einen 0,4 mm breiten Schnitt teilen. Diese befinden sich in der breiteren unteren Hälfte des Trapezoids. Wahrscheinliche Verwendung: gepaarte Proben für B-H-Kurven-Tests auf einem Permeameter.
- Ziel 2: Ein 26 × 30 mm Rechteck. Die ursprüngliche Spezifikation war 26 × 41,5 mm, aber 41,5 mm passen nirgendwo in einen 38 mm breiten Trapezkörper – wir haben dies gemeldet und sie haben die Längsabmessung auf 30 mm verkürzt.
- Ziel 3: Ein 26 × 30 × 1,5 mm dünnes Stück. Die Dicke von 1,5 mm war der Hinweis: Dieses Stück ist für die Mikrostruktur-Analyse (REM, EBSD oder magnetische Domänenbeobachtung) bestimmt, nicht für B-H-Tests.
Wir haben uns auch gegen die Dickenangabe gewehrt. Sie forderten 3 mm dicke Teile an, aber jeder, der einen fertigen Magneten-Workflow durchführt, weiß, dass die Schnittfläche etwa 0,5 mm pro Seite als Schleifzugabe benötigt, um die Endabmessung zu erreichen. Ein Schnitt auf netto 3 mm bedeutet, dass man unter die Spezifikation schleift. Wir haben ihnen stattdessen gesagt, sie sollen 4 mm dicke Rohlinge liefern, damit der 1-mm-Zuschlag am Schleifer und nicht am Drahtsäge entfernt wird. Dieses einzelne Gespräch hat ihnen wahrscheinlich eine verschwendete Charge erspart.
Einrichten der Schnitte auf der SGR 20
Wir haben diesen Auftrag auf der SGR 20 – Portalstruktur mit Drehachse, maximaler Schnittbereich Ø200 × 200 mm, Tischaufstellfläche. Für Einzelstücke im Labor dieser Größe ist die SGR 20 das richtige Werkzeug: klein genug, um in einem QS-Labor zu stehen, und die Drehachse ermöglicht es Ihnen, das Werkstück zwischen den Schnitten neu zu positionieren, ohne jedes Mal neu zu spannen.
Eine Sache, die den Auftrag vereinfachte: Die Proben kamen entmagnetisiert an. Das Schneiden von magnetisiertem NdFeB ist ein eigenes Problem – der ferromagnetische Staub haftet an Führungsrädern, Motorgehäusen und überall dort, wo Stahl ist, und man verbringt den halben Tag mit der Reinigung der Maschine. Bei entmagnetisiertem Material wird immer noch Staub erzeugt, aber er haftet nicht. Wir haben beide Zustände geschnitten. Entmagnetisiert ist immer einfacher. Wenn Sie QS-Proben vorbereiten, entmagnetisieren Sie sie vor dem Schneiden.
Endgültige Schnittparameter:
| Parameter | Wert |
| Drahtdurchmesser | 0,35 mm |
| Drahtspannung | 100 N |
| Lineare Drahtgeschwindigkeit | 40 m/s |
| Vorschubgeschwindigkeit | 0,03 mm/min |
| Kühlmittel | Weißes Mineralöl |
| Schnittbreite | ~0,4 mm |
Ein Hinweis zur Wahl des Kühlmittels. Unsere Referenzseite für Magnetschneiden listet entweder wasserbasierte Kühlflüssigkeit oder weißes Mineralöl für NdFeB. Für Prüfkörper, die direkt zu einem Permeameter oder REM gehen, wählten wir Mineralöl. NdFeB rostet schnell in Wasser – die Seltenerdphase oxidiert innerhalb von Stunden, und eine verrostete Oberfläche verfälscht sowohl magnetische Messungen als auch die Mikrostrukturabbildung. Öl hält die Probe sauber. Etwas unordentlicher in der Handhabung, aber für QC-Arbeiten lohnenswert.
Ergebnisse
Alle drei Targets kamen mit flachen parallelen Flächen, ohne sichtbare Kantenabsplitterungen und mit einer Maßabweichung von weniger als 0,03 mm vom Sollwert von der Drahtschneidemaschine. Die gemeinsame 0,4 mm breite Schnittfuge zwischen Teil A und Teil B hielt – beide Teile kamen mit 22,0 × 18,6 mm heraus, ohne dass eine Seite übermäßig geschnitten wurde. Der 1,5 mm dünne Schnitt war der riskanteste, da dünne Schnitte anfällig für Dickenabweichungen sind, wenn der Draht spät in der Schnittfuge biegt; das Verlangsamen der Vorschubgeschwindigkeit auf 1,5 mm/min und das Halten der Drahtspannung am oberen Ende des Arbeitsbereichs (140 N für diesen Schnitt) hielten ihn innerhalb der Toleranz.
Die Oberflächenbeschaffenheit war sandtexturiert, typisch für 0,35 mm Diamantdraht auf gesintertem NdFeB. Der Kunde wird vor der Messung zur Endabmessung schleifen – die drahtgeschnittene Oberfläche ist der Input für die Schleifmaschine, nicht die fertige Fläche.
Was das Schneiden von recyceltem NdFeB für Magnetrecycler bedeutet
Für Recycler, die in die industrielle Produktion einsteigen, geht es nicht um einen einzelnen Testschnitt – es geht darum, dass die Probenvorbereitung eine wiederkehrende Kostenposition ist, die Sie budgetieren müssen. Jede Charge recyceltes NdFeB benötigt geschnittene Proben für magnetische Tests und Mikrostrukturvalidierung, jeder Kundenqualifizierungszyklus benötigt mehr, und jeder QC-Fehler bedeutet, dass man zur Drahtsäge zurückkehren muss. Endlose Diamantdrähte erledigen dies sauber, da die Schnittkraft niedrig bleibt, die Wärmeentwicklung minimal ist (kein Risiko der thermischen Entmagnetisierung nach der Remagnetisierung) und die 0,4 mm breite Schnittfuge schmal genug ist, dass selbst ein kleiner recycelter Rohling mehrere Proben ergibt.
Wenn Sie NdFeB verarbeiten, senden Sie uns eine kleine Probe und wir werden einen kostenlosen Probeschnitt durchführen auf der passenden Maschine und die Teile mit Parametern und Fotos zurücksenden. E-Mail levy@endlesswiresaw.com um einen Termin zu vereinbaren.
