lemezes mágneses anyagok

Miből készülnek a lemezmágnesek? A teljes útmutató

A korongmágnesek, más néven kör- vagy hengeres mágnesek, hihetetlenül hasznosak a legkülönbözőbb alkalmazásokban. De miből is készülnek pontosan ezek az erős mágnesek?

Ebben az átfogó útmutatóban, mint szakmai lemezmágnesek gyártója, mindent elmondunk, amit a modern korszerű lemezmágnesek összetételéről és gyártásáról tudni kell.

lemezes mágneses anyagok

A lemezmágnes anyagok áttekintése

A legelterjedtebb lemezmágnesek manapság a következőkből készülnek neodímium vas-bór (NdFeB). Más néven neodímium mágnesek vagy neo mágnesek, NdFeB kínálja a legnagyobb mágneses erő egységnyi térfogatra bármely állandó mágnes anyag.

Az NdFeB lemezes mágnesek neodímiumból, vasból és bórból állnak, mint fő összetevők. Más elemek, mint a diszprózium, praseodímium, kobalt, nikkel, nióbium és alumínium nyomokban hozzáadhatók a különleges tulajdonságok javítása érdekében.

A diszprózium és a praseodímium például javítja a korrózióállóságot. A kobalt növeli a Curie-hőmérsékletet. A nikkel- és rézbevonatok védelmet nyújtanak az oxidáció ellen.

Szamárium-kobalt (SmCo) egy másik kulcsfontosságú ritkaföldfém mágneses anyag, amelyet lemezmágnesekhez használnak, amikor magas hőmérsékletű stabilitásra van szükség. Az SmCo kiváló ellenállást nyújt a demagnetizációval szemben, bár mágneses erejük alacsonyabb az NdFeB-hez képest.

Vannak még kerámia vagy ferrit mágnesek, amelyek stroncium-karbonát és vas-oxid vegyületekből állnak. Bár a ritkaföldfém mágneseknél kisebb teljesítményűek, a kerámia lemezmágnesek előnye az alacsony költség és a korrózióállóság.

NdFeB lemezes mágnesek gyártási folyamata

Az erős NdFeB-mágnesek gyártása egy összetett, többlépcsős precíziós folyamat gondos ellenőrzését jelenti:

1. Ötvözetképzés

A tiszta neodímiumot, vasat, bórt és egyéb elemeket először indukciós olvasztókemencékben olvasztják össze ötvözetté. A folyékony ötvözetkeveréket ezután ingotokká öntik.

2. Csökkentés és sugármarás

A törékeny ötvözetből készült öntvényeket hidrogéngázzal mágneses porrá bontják. Ezt a port ezután egy sugármalomban finomra őrlik, hogy az átlagos szemcseméret 3 mikron körüli legyen.

3. A megnyomása.

Az NdFeB port extrém axiális, keresztirányú vagy izosztatikus nyomással préselik egy szerszámformába. A porszemcsék orientálására igazító mágneses mezőt alkalmaznak.

4. Szinterezés

A tömörített "zöld" mágnestestet olvadáspont közeli hőmérsékleten szinterezik, ami a részecskék összeolvadását okozza. A mágnes összezsugorodik és tömörödik e folyamat során.

5. Izzítás és áramtalanítás

A szinterezett mágnest gyorsan melegítik, áztatják és hűtik (oltják), hogy kialakuljon az optimális metallurgiai mikroszerkezet és kristályelrendeződés.

6. Megmunkálás

A törékeny szinterezett mágnestömböt gyémántcsiszoló szerszámokkal kell a végső méretre vágni és lecsiszolni. A lyukak és más összetett formák drótvágással, szikraforgácsoló gépekkel vághatók.

7. Bevonatok és galvanizálás

A korróziós anyagok elleni védelem érdekében nikkel-réz-nikkel védőbevonatot alkalmaznak. Más funkcionális bevonatok is hozzáadhatók.

8. Mágnesezettség

A kész mágnes erős telítő impulzust kap egy mágnesezőben, hogy a mágneses tartományokat az optimális mágneses teljesítmény érdekében orientálja.

És ezek a modern neodímium lemezes mágnesek gyártásának legfontosabb lépései! Ezután vizsgáljuk meg a ragasztott és kerámia mágnesek gyártási folyamatát.

Hogyan készülnek a ragasztott lemezmágnesek

A ragasztott mágnesek gyártása más megközelítést igényel:

1. Sugármarás

A szinterezett mágnesekhez hasonlóan a ragasztott mágnesek is hanyatló NdFeB ötvözetből indulnak ki, amelyet finomra őrölve mágneses porrá alakítanak. A keverék homogenizálása érdekében a sugármalomhoz kötő polimert adnak.

2. Keverés polimerrel

A port ezután összekeverik egy műanyag vagy elasztomer kötőpolimerrel, valamint kenőanyagokkal és keményítőszerekkel. A cél az, hogy minden porszemcsét egyenletesen bevonjanak.

3. Préselés és kikeményítés

Az alapanyagkeveréket sajtolással vagy fröccsöntéssel préselik korongmágnes alakúra. Emelt hőmérsékleten keményedik, ami a polimer megszilárdulását okozza a porszemcsék körül.

4. Mágnesezés

A kikeményített ragasztott mágnestest ugyanúgy mágnesezhető, mint egy szinterezett alkatrész. A nem mágneses kötőanyag térfogatigénye miatt azonban a mágneses erő azonos méretre vetítve kisebb.

5. Bevonat (opcionális)

A korrózió- és karcállóság növelése érdekében a mágnesezés után védőbevonatot lehet felvinni.

Összefoglalva tehát, a ragasztott lemezmágnesek a szinterelési fázist egy elosztott polimer mátrixszal helyettesítik, amely összetartja a mágneses részecskéket.

A kötőanyag összetettebb formákat tesz lehetővé, de korlátozza a termikus és mágneses teljesítményt. Most nézzük meg a hagyományos kerámia mágnesek gyártását.

Kerámia lemezmágnes összetétele és gyártása

1. A por előkészítése

A tárcsamágnesek a por előkészítésével kezdődnek. A vas-oxidot vas prekurzorból redukálják és golyós őrléssel finom, körülbelül 2 mikronos szemcseméretűre őrlik. Az oxidáció eltávolítása és szárítás után a keletkező vaspor lágy ferromágneses viselkedést mutat.

A stroncium-karbonát port szintén lemérik és a kiválasztott sztöchiometriának megfelelően őrlik.

2. Keverés és kalcinálás

A vas- és stroncium-karbonátporokat alaposan összekeverik, hogy a tétel homogenitása biztosított legyen. A kevert port 900-1000 °C-on kalcinálják, hogy eltávolítsák az illékony vegyületeket, mint például a következők CO2 és állítsa be a porfelület kémiáját.

3. Tömörítés

A golyós őrlést és a kötőanyag hozzáadását követően a kerámiaport a NdFeB társaikhoz hasonlóan alkalmazott mágneses mezővel korongmágneses zöld tömörítményekké tömörítik. A szükséges zöld sűrűség eléréséhez 100-300 MPa körüli nyomásra van szükség.

4. Szinterezés

A tömörített ferritkorongokat ezután 1200 °C körüli hőmérsékleten, erősen oxidáló kemencében hosszan tartó égetésnek vetik alá, hogy teljesen tömörödjenek, de ne csökkenjen a vas-oxid tartalom.

5. Megmunkálás és tesztelés

A szinterezett ferritmágneseket a végső tulajdonság-ellenőrzés, például a mágneses erősség és az ellenállás ellenőrzése előtt tűréshatárig lehet csiszolni. További mágnesezés nem történik, mivel a ferrit már a tömörítési szakaszban mágnesezett.

Összefoglalva tehát, a hagyományos porkohászati megközelítés lehetővé teszi a kerámia ferritmágnesek gazdaságos gyártását, kihasználva az egyszerű nyers prekurzorok, az egyszerű feldolgozás és a nehéz ritkaföldfémek nélküliség előnyeit.

A megfelelő lemezmágnes összetételének kiválasztása

Most, hogy áttekintettük a főbb lemezmágnes-típusok gyártási folyamatait, hogyan válassza ki a legjobb anyagot az alkalmazásához?

Íme egy gyors összehasonlító táblázat, amely a relatív mágneses szilárdság, hőmérsékleti határértékek, korrózióállóság és költségek az általános lemezmágneses anyagok esetében:

AnyagMágneses erőMaximális üzemi hőmérsékletKorrózióállóságRelatív költség
NdFeBLegmagasabbAlacsony (80°C)AlacsonyLegmagasabb
SmCoNagyon magasNagyon magas (300°C)MagasMagas
Kötött NdFeBMérsékeltAlacsony (80°C)KözepesKözepes
Kerámia / FerritLegalacsonyabbMagas (250°C)MagasLegalacsonyabb

Neodímium (NdFeB) A lemezmágnesek nyújtják a legerősebb térfogategységre vetített mágneses teljesítményt, de 80°C felett oxidációra és mágnesesség-vesztésre hajlamosak.

Szamárium-kobalt (SmCo) a neodímium mágneses erejének egy részét a sokkal nagyobb hőmérséklet- és korrózióállóságért, valamint a magasabb nyersanyagköltségekért cserébe.

Kötött neodímium az NdFeB porok páratlan teljesítményét veszi át, de egy könnyen alakítható polimer mátrixban egyesíti, amely csökkenti a maximális üzemi hőmérsékletet.

Végre, kerámia (ferrit) mágnesek A bárium- vagy stroncium-ferritből álló elemek rendelkeznek a legalacsonyabb mágneses teljesítménnyel, ugyanakkor a legjobb korrózióállósággal és termikus tulajdonságokkal, valamint nagyon alacsony költségekkel.

A legfontosabb tudnivalók a lemezmágnes összetételéről

Ezzel be is fejeztük mélyreható áttekintésünket arról, hogy mi a modern lemezes mágnesek készülnek, és hogyan működnek a legfontosabb gyártási folyamatok. Íme, néhány fontos információ:

  • A tárcsamágnesek mágneses anyagként főként neodímium vas-bór (NdFeB), szamárium-kobalt (SmCo), kötött NdFeB vagy kerámia/ferrit anyagból állnak.
  • A neodímium mágnesek nyújtják a legnagyobb szilárdságot, de alacsonyabb hő- és korrózióállósággal rendelkeznek. Az SmCo némi mágneses teljesítményt radikálisan jobb hőstabilitásért és korrózióállóságért cserébe.
  • A ragasztott mágnesek közepes mágneses erősséget és kényelmes kialakítást, de alacsonyabb hőmérsékleti határokat biztosítanak. A kerámia/ferrit mágnesek rendelkeznek a legalacsonyabb teljesítménnyel, kiemelkedő termikus és kémiai tartóssággal.
  • Az olyan gyártási technikák, mint az indukciós olvasztás, sugármarás, préselés, szinterezés, megmunkálás, bevonatolás és mágnesezés ezeket az ötvözeteket precíziós lemezmágnesekké alakítják.
  • Az optimális lemezmágnes-összetétel kiválasztása az alkalmazásspecifikus tényezők közül a mágneses erősségre, az üzemi hőmérséklet-tartományra, a környezeti ellenállásra, a mechanikai igényekre, a geometriai korlátokra és a költségvetési megfontolásokra vonatkozó követelményektől függ.

Remélhetőleg ez az útmutató éles betekintést nyújtott Önnek a modern korszerű tárcsamágnesek anyagtudományába és mérnöki tudományába. Szóljatok a hozzászólásokban, ha további kérdéseitek vannak!

Leave a Comment

Az e-mail címet nem tesszük közzé. A kötelező mezőket * karakterrel jelöltük

hu_HUHungarian
Görgessen a tetejére

Küldje el érdeklődését még ma

Kapcsolatfelvételi űrlap Demo