Il y a quelques semaines, une entreprise italienne de recyclage de terres rares nous a expédié une seule ébauche trapézoïdale de NdFeB — bord supérieur 24 mm, bord inférieur 38 mm, hauteur 48 mm, épaisseur 3 mm — et nous a demandé si nous pouvions en découper trois échantillons de test différents. L'ébauche ne provenait pas d'un aimant fraîchement produit. Elle provenait de rebuts de moteurs en fin de vie que le client avait récupérés et resoudés en un bloc de NdFeB recyclé. La découpe de NdFeB recyclé est exactement le type de préparation d'échantillons en petits lots pour lequel notre SGR 20 a été conçu, nous avons donc accepté de faire la découpe gratuitement et de faire un rapport avec les paramètres, les résultats et quelques opinions.
Cet article décrit la mission, la configuration de découpe et ce qui en est ressorti. Si vous travaillez avec des matériaux d'aimants récupérés — ou si vous êtes un OEM d'aimants évaluant des matières premières recyclées — le même flux de travail s'applique.
Qui est le client et pourquoi ce test était important
Le client fait partie d'une nouvelle vague de recycleurs européens de terres rares opérant selon une thèse d'économie circulaire : démonter les moteurs et les appareils électroniques en fin de vie, récupérer les aimants permanents en NdFeB, les purifier par un procédé mécanochimique et les resouder en aimants de qualité industrielle pour les industries des moteurs électriques et des capteurs. Selon [l'analyse CEPS de la chaîne d'approvisionnement des aimants recyclés de l'UE], la demande européenne de NdFeB devrait tripler d'ici 2030 — passant de 12 000 à 36 000 tonnes par an — et la majeure partie de cette offre provient encore de l'extérieur de l'UE. Ainsi, tout opérateur capable de produire des matériaux d'aimants recyclés conformes aux spécifications en Europe a une voie claire.
L'obstacle commercial est le même pour tous les recycleurs d'aimants : les clients de moteurs et de capteurs n'achètent pas sur la base d'une histoire. Ils achètent après avoir mesuré les propriétés magnétiques et confirmé que le matériau recyclé correspond au NdFeB fritté vierge. Cela signifie que chaque lot nécessite des tests de courbe B-H, une analyse de la microstructure et une vérification dimensionnelle. Les échantillons découpés que nous avons réalisés n'étaient pas des pièces d'utilisation finale — c'étaient des échantillons de test pour la validation du contrôle qualité. C'est là que la préparation des échantillons passe d'une étape périphérique à un coût de production récurrent.
L'échantillon et les trois découpes cibles
La forme trapézoïdale de l'ébauche d'entrée est elle-même un artefact du recyclage. De nombreux moteurs de traction de véhicules électriques et moteurs servo industriels utilisent des aimants de rotor en forme de coin, de sorte que lorsque vous récupérez et resoudez, vous vous retrouvez souvent avec la géométrie d'origine. À partir du trapèze de 24 × 38 × 48 mm, le client souhaitait trois choses :
- Cible 1 : Deux rectangles appariés de 22 × 18,6 mm (Partie A + Partie B), partageant une saignée de 0,4 mm. Ceux-ci se situent dans la partie inférieure plus large du trapèze. Utilisation probable : échantillons appariés pour les tests de courbe B-H sur un perméamètre.
- Cible 2 : Un rectangle de 26 × 30 mm. La spécification d'origine était de 26 × 41,5 mm, mais 41,5 mm ne rentre nulle part dans un trapèze de 38 mm de large — nous l'avons signalé et ils ont réduit la dimension longue à 30 mm.
- Cible 3 : Une tranche mince de 26 × 30 × 1,5 mm. L'épaisseur de 1,5 mm était révélatrice : celle-ci est destinée à l'analyse microstructurelle (MEB, EBSD ou observation de domaines magnétiques), pas aux tests B-H.
Nous avons également contesté la spécification d'épaisseur. Ils ont demandé des pièces de 3 mm d'épaisseur, mais quiconque utilise un flux de travail d'aimant fini sait que la surface de coupe nécessite environ 0,5 mm de chaque côté comme marge de rectification pour atteindre la dimension finale. Couper net à 3 mm signifie que vous rectifiez en dessous de la spécification. Nous leur avons dit d'envoyer des ébauches de 4 mm d'épaisseur à la place, de sorte que la marge de 1 mm soit retirée à la rectifieuse, et non à la scie à fil. Cette seule conversation leur a probablement évité un lot gâché.
Configuration des coupes sur le SGR 20
Nous avons effectué ce travail sur le SGR 20 — structure à portique avec axe rotatif, enveloppe de coupe max Ø200 × 200 mm, encombrement de table. Pour des spécimens de laboratoire uniques de cette taille, le SGR 20 est l'outil idéal : suffisamment petit pour être installé dans un laboratoire de contrôle qualité, et l'axe rotatif permet de repositionner la pièce entre les coupes sans avoir à la re-fixer à chaque fois.
Une chose qui a simplifié le travail : les échantillons sont arrivés démagnétisés. La coupe de NdFeB magnétisé est un problème en soi — la poussière ferromagnétique adhère aux roues de guidage, aux boîtiers de moteur et partout où il y a de l'acier, et vous passez la moitié de la journée à nettoyer la machine. Avec un matériau démagnétisé, la poussière est toujours générée mais elle n'adhère pas. Nous avons coupé les deux états. Démagnétisé est toujours plus facile. Si vous préparez des échantillons de contrôle qualité, démagnétisez avant de couper.
Paramètres de coupe finaux :
| Paramètre | Valeur |
| Diamètre du fil | 0,35 mm |
| Tension du fil | 100 N |
| Vitesse linéaire du fil | 40 m/s |
| vitesse d'avance | 0,03 mm/min |
| Liquide de refroidissement | huile minérale blanche |
| Largeur de coupe | ~0,4 mm |
Une note sur le choix du liquide de refroidissement. Notre page de référence pour la coupe d'aimants liste soit un liquide de refroidissement à base d'eau, soit une huile minérale blanche pour le NdFeB. Pour les échantillons allant directement au perméamètre ou au MET, nous avons choisi l'huile minérale. Le NdFeB rouille rapidement dans l'eau — la phase de terres rares s'oxyde en quelques heures, et une surface rouillée fausse à la fois la mesure magnétique et l'imagerie microstructurelle. L'huile maintient l'échantillon propre. Un peu plus salissant à manipuler, mais ça vaut le coup pour le travail de contrôle qualité.
Résultats
Les trois cibles sont sorties du fil avec des faces planes et parallèles, sans ébréchures visibles sur les bords, et une déviation dimensionnelle inférieure à 0,03 mm par rapport aux spécifications. Le trait de coupe partagé de 0,4 mm entre la pièce A et la pièce B a tenu — les deux pièces sont sorties à 22,0 × 18,6 mm sans surcoupe de chaque côté. La tranche fine de 1,5 mm était la coupe la plus risquée car les sections fines sont sujettes à des variations d'épaisseur lorsque le fil fléchit en fin de coupe ; ralentir l'avance à 1,5 mm/min et maintenir la tension du fil à la limite supérieure de la plage de travail (140 N pour cette coupe) l'a maintenue dans les tolérances.
La finition de surface était texturée comme du sable, typique d'un fil diamanté de 0,35 mm sur du NdFeB fritté. Le client meulera la surface jusqu'aux dimensions finales avant la mesure — la surface coupée au fil est l'entrée de la meuleuse, pas la face finie.
Ce que la découpe de NdFeB recyclé signifie pour les recycleurs d'aimants
Pour les recycleurs qui se lancent dans la production industrielle, l'essentiel n'est pas une seule coupe d'essai — c'est que la préparation des échantillons est une ligne de coût récurrente que vous devez budgétiser. Chaque lot de NdFeB recyclé nécessite des échantillons coupés pour les tests magnétiques et la validation microstructurelle, chaque cycle de qualification client en nécessite davantage, et toute défaillance du contrôle qualité signifie un retour à la scie à fil. Le fil diamanté sans fin gère cela proprement car la force de coupe reste faible, l'apport de chaleur est minimal (aucun risque de démagnétisation thermique après remagnétisation), et le trait de coupe de 0,4 mm est suffisamment étroit pour qu'un petit flan recyclé produise plusieurs échantillons.
Si vous traitez du NdFeB, envoyez-nous un petit échantillon et nous effectuerons une coupe d'essai gratuite sur la machine correspondante et vous renverrons les pièces avec les paramètres et les photos. Envoyez un e-mail levy@endlesswiresaw.com pour en organiser une.
