Cómo asegurar que cada imán de tierras raras (o cualquier) cumpla con sus requisitos el 100 por ciento del tiempo

Por lo tanto, ha diseñado y probado exhaustivamente su revolucionario dispositivo magnético nuevo y está listo para realizar un pedido con el proveedor de imanes elegido. ¿Cómo se asegura de que los imanes que recibe cumplan con sus requisitos (y los de sus clientes) el 100% del tiempo?

Como cualquier producto de ingeniería, la primera y más importante tarea es desarrollar un conjunto de documentos que proporcionen una definición detallada y clara de sus requisitos; Estos deben incluir dibujos GD y T, descripciones de todas las especificaciones magnéticas, mecánicas, ambientales y térmicas y una explicación de los métodos de prueba, incluyendo medidores, accesorios y equipos. También es útil incluir cualquier calidad relevante y estándares de prueba. Un punto muy importante a destacar aquí es que el desarrollo de la especificación total del imán debe realizarse conjuntamente con el proveedor del imán lo antes posible en el proceso de desarrollo de la aplicación. Esto permite que se desarrolle una especificación mutuamente aceptada que cumpla con sus requisitos y, al mismo tiempo, al reconocer las limitaciones inherentes del proceso de imán, proporciona la solución más rentable.

JOC LLC ha desarrollado una herramienta y metodología (REassure) que utiliza una serie de plantillas que describen los cuatro elementos críticos del proceso de calidad en el proceso de fabricación de imanes. Los elementos son; control de procesos, control de productos, calibración y registros. Se desarrollan plantillas detalladas para cada paso del proceso en el proceso de fabricación del proveedor, incluidos los subproveedores, por ejemplo, enchapado y revestimiento magnético. REassure se basa en las prácticas de auditoría de procesos ISO / TS 16949 QMS combinadas con más de 30 años de experiencia en la industria del imán y la cadena de suministro automotriz.

Lo que sigue es un ejemplo de la metodología REassure aplicada a un producto típico de imán de tierras raras. Los pasos genéricos del proceso para la fabricación de imanes de tierras raras (NdFeB) se muestran a continuación.

Los detalles del paso del proceso son específicos y están diseñados por cada fabricante de imanes. Por ejemplo, hoy en día la mayoría de los fabricantes de imanes de NdFeB utilizan fundición en tiras para producir las escamas de aleación; Se ha encontrado que esta técnica puede desarrollar consistentemente la microestructura de fundición óptima mientras requiere el contenido mínimo de exceso de RE sobre la estequiometría. Otro ejemplo de un proceso a medida es la etapa de pulverización gruesa. Hoy en día esto se realiza típicamente utilizando la técnica común y conocida de la decrepitación de hidrógeno. Este es un proceso químico que descompone los copos de aleación en un polvo grueso. El siguiente esquema ilustra el proceso de decrepitación de hidrógeno o pulverización gruesa.

El proceso consiste en introducir gas hidrógeno en una cámara que contiene aleación de NdFeB. Las fases ricas en Nd presentes en los límites del grano absorben el hidrógeno inicialmente, lo que resulta en una expansión significativa de la estructura cristalina y la fragilidad de la fase, seguida de la absorción de hidrógeno por la fase principal primaria Nd2Fe14B. El polvo hidrurado resultante puede tener partículas gruesas típicamente <1 milímetro (mm) y es extremadamente frágil y friable, lo que conduce a altas eficiencias de molienda para la molienda por chorro.

En este ejemplo de Reassure, tomaré un paso del proceso, es decir, molienda o pulverización fina por molienda por chorro. El objetivo principal de fresar aleaciones de imanes permanentes de tierras raras es producir una distribución de tamaño estrecho de partículas de cristal individuales, es decir, partículas individuales que no contienen límites de grano y, por lo tanto, solo un eje preferido de magnetización. Este paso también debe completarse con la mínima contaminación del polvo fino. Existen muchos tipos de molinos de chorro utilizados en la fabricación de imanes de tierras raras, pero el más común es el tipo de lecho fluidizado que se muestra esquemáticamente a continuación.

Utilizando una combinación de mi experiencia en la fabricación de imanes de tierras raras (a partir de 1979) y las mejores prácticas de sistemas de calidad, completamos las cuatro secciones de la plantilla REassure como se muestra a continuación.

Estas son las áreas de control y documentación a las que se dirige la auditoría del proveedor en busca de evidencia y verificación. Cualquier configuración específica del proceso y valores de control del producto se determinan utilizando las herramientas DFMEA y PFEMA y el proveedor los detalla normalmente en los cuadros de control.

El grado en que se aplica REassure depende completamente de su tolerancia al riesgo aceptable combinado con la severidad que causa un componente de imán fuera de requerimiento en su aplicación y en su cliente.

JOC LLC puede aplicar la herramienta REassure que va desde una auditoría básica de escritorio hasta una auditoría de proveedores in situ de varios días. En todos los casos se proporcionará un informe completo y áreas recomendadas para mejorar. Nuestro objetivo es verificar que los sistemas y métodos de control del proceso de fabricación necesarios estén integrados y practicados en su proveedor para garantizar que los productos magnéticos suministrados cumplan con sus requisitos el 100 por ciento del tiempo.

El Dr. John Ormerod es director y fundador de JOC LLC (http://www.jocllc.com) Es miembro del Consejo Asesor de Bunting Magnetics Company y es asesor tecnológico superior de Magnet Applications Inc. y Niron Magnetics. Enviar un correo electrónico a John a john@jocllc.com o visitar www.jocllc.com para más información.