Materiały magnetyczne można podzielić na twarde materiały magnetyczne i miękkie materiały magnetyczne. Wśród nich twarde materiały magnetyczne odnoszą się do materiałów, które są namagnesowane do nasycenia w zewnętrznym polu magnetycznym, ale po usunięciu zewnętrznego pola magnetycznego mogą nadal utrzymywać wysoką remanencję i zapewniać stabilne pole magnetyczne. , Nazywany również materiałem z magnesem trwałym. Korzystając z tej cechy, materiały z magnesami trwałymi są szeroko stosowane w wielu gałęziach przemysłu, takich jak energetyka, informacja i komunikacja, transport, komputery i sprzęt medyczny. W ostatnich latach coraz większą uwagę zwraca się na doskonałą wydajność materiałów z magnesami trwałymi w dziedzinie energooszczędnych urządzeń gospodarstwa domowego, hybrydowych pojazdów elektrycznych/pojazdów czysto elektrycznych, energii wiatrowej i wodnej.

Zastosowanie i badania materiałów z magnesami trwałymi rozpoczęto pod koniec XIX wieku. Dzięki dogłębnym badaniom magnetyzmu materiałowego i doskonaleniu różnych procesów produkcyjnych badania materiałów z magnesami trwałymi obejmują głównie trzy etapy: magnesy ze stopów metali, ferrytowe materiały magnetyczne i materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich. Wśród nich, chociaż magnesy ze stopów metali i ferrytowe materiały magnetyczne mają zalety tanich i obfitych surowców, ich maksymalny produkt energii magnetycznej (BH)max jest na ogół mniejszy niż 10MGOe, a ich właściwości magnetyczne są słabe, więc są stopniowo zastępowane przez materiały z magnesami trwałymi ziem rzadkich.

Od czasu jego pojawienia się na początku lat 60. XX wieku, po dziesięcioleciach rozwoju, powstały trzy generacje materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich o wartości praktycznej: pierwsza generacja materiału z magnesami trwałymi ziem rzadkich (SmCo5), materiał z magnesami trwałymi ziem rzadkich drugiej generacji (Sm2Co17 ) I trzecia generacja materiału z magnesami trwałymi ziem rzadkich (Nd2Fe14B).

Menu klasyfikacji:

1.1 Magnesy AlNiCo

AlNiCo (AlNiCo) to najwcześniej opracowany materiał na magnesy trwałe, który jest stopem złożonym z aluminium, niklu, kobaltu, żelaza i innych pierwiastków śladowych. Materiał na magnesy trwałe Alnico został pomyślnie opracowany w latach trzydziestych XX wieku. Miał on wówczas najlepsze właściwości magnetyczne i mały współczynnik temperaturowy, dzięki czemu był najczęściej stosowany w silnikach z magnesami trwałymi. Po latach sześćdziesiątych XX wieku, wraz z pojawieniem się magnesów trwałych ferrytowych i magnesów trwałych ziem rzadkich, stosowanie magnesów trwałych alnico w silnikach było stopniowo zastępowane, a odsetek ten wykazywał tendencję spadkową.

Magnes trwały Alnico (Alnico) to stop żelaza, w którym oprócz żelaza dodano również aluminium (Al), nikiel (Ni), kobalt (Co) oraz niewielką ilość innych składników poprawiających właściwości magnetyczne. Angielska nazwa terminu"alnico"powstaje przez połączenie symboli elementów trzech głównych dodatków.

Stop Alnico ma wysoką koercję i wysoką temperaturę Curie. Stop Alnico jest twardy i kruchy i nie może być obrabiany na zimno (obróbka na zimno). Musi być wykonany metodą odlewania lub spiekania (spiekania). Alnico może generować pola magnetyczne do 0,15 Tesli. Aby podać przykład anizotropowego odlewanego stopu Alnico o właściwościach pośrednich, skład Alnico-6 to 8% Al, 16% Ni, 24% Co, 3% Cu, 1% Ti, a pozostałe to Fe. Alnico-6 ma maksymalny produkt energii magnetycznej (BHmax) 3,9 megagauss-oested (MG Oe), koercję 780 oersted, temperaturę Curie 860 ° C i maksymalną temperaturę roboczą 525 ° C.

Klasyfikacja

Zgodnie z różnymi procesami produkcyjnymi dzieli się go na spiekane AlNiCo (Sintered AlNiCo) i odlewane AlNiCo (Cast AlNiCo). Kształty produktów są przeważnie okrągłe i kwadratowe. Proces odlewania można przetwarzać na różne rozmiary i kształty; w porównaniu z procesem odlewania spiekany produkt jest ograniczony do małych rozmiarów, a tolerancja wymiarowa wytwarzanego przez niego półwyrobu jest lepsza niż produktu odlewanego, a właściwości magnetyczne są nieco niższe niż produktu odlewanego, ale może być przetwarzalność jest lepsza. Wśród materiałów z magnesami trwałymi odlewany magnes trwały AlNiCo ma najniższy odwracalny współczynnik temperaturowy, a temperatura pracy może sięgać nawet 600 stopni celsjusza. Produkty z magnesami trwałymi Alnico są szeroko stosowane w różnych instrumentach i innych dziedzinach zastosowań.

Zalety

Zaletą magnesów AlNiCo jest wysoka remanencja (do 1,35T) oraz niski współczynnik temperaturowy. Gdy współczynnik temperaturowy wynosi -0,02%/℃, maksymalna temperatura robocza może osiągnąć około 520℃. Wadą jest to, że siła koercji jest bardzo niska (zwykle poniżej 160 kA/m), a krzywa rozmagnesowania jest nieliniowa. Dlatego, chociaż magnesy AlNiCo łatwo się namagnesowują, można je również łatwo rozmagnesować.

Aplikacje

Wiele produktów przemysłowych i konsumenckich wymaga silnych magnesów trwałych. Na przykład silniki elektryczne, przetworniki do gitar elektrycznych, mikrofony, czujniki, głośniki, rury faliste, krowie magnesy itp. Wszystkie wykorzystują magnesy alnico. Jednak obecnie wiele produktów wykorzystuje zamiast tego magnesy ziem rzadkich, ponieważ ten rodzaj materiału może zapewnić silniejsze pole magnetyczne (Br) i produkt o wyższej maksymalnej energii (BHmax), co pozwala zmniejszyć rozmiar produktu.

1.2 Stop magnesów trwałych Fe-chrom-kobalt

Głównymi składnikami są żelazo, chrom i kobalt, a także zawiera molibden oraz niewielką ilość tytanu i krzemu. Jego wydajność przetwarzania jest dobra i może ulegać odkształceniom plastycznym na zimno i na gorąco.Jego właściwości magnetyczne są podobne do stopów z magnesami trwałymi AlNiCo, a jego właściwości magnetyczne można poprawić poprzez odkształcenie plastyczne i obróbkę cieplną. Służy do produkcji różnych małych elementów magnesów o małym przekroju i skomplikowanym kształcie.

2.1 Magnesy ferrytowe

Magnes ferrytowy to spiekany materiał magnesu stałego, który składa się z ferrytu baru i strontu. Ten rodzaj materiału magnetycznego ma nie tylko silne działanie przeciwrozmagnesowujące, ale ma również tę zaletę, że jest niski koszt. Magnesy ferrytowe są sztywne i kruche i wymagają specjalnych procesów obróbki. Ponieważ przeciwny magnes jest zorientowany wzdłuż kierunku produkcji, musi być namagnesowany w wybranym kierunku, podczas gdy magnes tej samej płci można namagnesować w dowolnym kierunku, ponieważ nie jest zorientowany, chociaż nieco silniejsza indukcja magnetyczna zostanie znaleziona z boku gdzie ciśnienie jest często najmniejsze. Produkt energii magnetycznej waha się od 1,1 MGOe do 4,0 MGOe. Ze względu na niski koszt magnesy ferrytowe mają szerokie zastosowanie, od silników, głośników po zabawki i rękodzieło,

Charakterystyka materiału

Wytwarzany metodą metalurgii proszków, magnetyzm szczątkowy jest niski, a przepuszczalność magnetyczna odzyskiwania jest niewielka. Duża siła przymusu, silna zdolność przeciwrozmagnesowania, szczególnie odpowiednia do struktury obwodu magnetycznego w dynamicznych warunkach pracy. Materiał jest twardy i kruchy i może być używany do cięcia narzędziami diamentowymi. Głównym surowcem jest tlenek, więc nie jest łatwo korodować. Temperatura pracy: -40°C do +200°C.

Magnesy ferrytowe dzielą się dalej na anizotropię (anizotropię) i izotropię (izotropię). Izotropowy spiekany ferrytowy magnes trwały ma słabe właściwości magnetyczne, ale może być namagnesowany w różnych kierunkach magnesu; anizotropowy spiekany ferrytowy magnes trwały ma silne właściwości magnetyczne, ale można go namagnesować tylko wzdłuż kierunku magnesu. Z góry określony kierunek namagnesowania namagnesowanie.

Różnice w stosunku do magnesów NdFeB

Magnes ferrytowy to tlenek metalu o właściwościach ferromagnetycznych. Jeśli chodzi o właściwości elektryczne, rezystywność ferrytu jest znacznie większa niż w przypadku metali i stopów materiałów magnetycznych, a także ma on lepsze właściwości dielektryczne. Wykazano również, że właściwości magnetyczne ferrytu mają wyższą przenikalność magnetyczną przy wysokich częstotliwościach. Dlatego ferryt stał się szeroko stosowanym niemetalicznym materiałem magnetycznym w dziedzinie wysokich częstotliwości i słabych prądów. Należący do niemetalicznych materiałów magnetycznych, jest złożonym tlenkiem (lub ferrytem) magnetycznego tlenku żelaza i jednego lub więcej innych tlenków metali. Siła magnetyczna wynosi zwykle 800-1000 gausów i jest często stosowana w głośnikach, głośnikach i innym sprzęcie.

Zaletami magnesów NdFeB są wysoka wydajność kosztowa i dobre właściwości mechaniczne; wady polegają na tym, że temperatura Curie jest niska, charakterystyka temperaturowa jest słaba oraz łatwo ulega sproszkowaniu i korozji. Należy go dostosować, dostosowując jego skład chemiczny i przyjmując metody obróbki powierzchni. Ulepszenie może spełnić wymagania praktycznego zastosowania. NdFeB należydo trzeciej generacji materiałów z magnesami trwałymi ziem rzadkich. Ma cechy małego rozmiaru, lekkości i silnego magnetyzmu. Jest to magnes o obecnie najlepszym stosunku wydajności do ceny. Zalety wysokiej gęstości energii sprawiają, że materiały z magnesami trwałymi NdFeB są szeroko stosowane w nowoczesnym przemyśle i technice elektronicznej. W stanie gołych magnesów siła magnetyczna może osiągnąć około 3500 Gaussów.

2.2 Magnesy gumowe

Gumowy magnes to rodzaj ferrytowej serii materiałów magnetycznych, która jest wykonana z ferrytowego proszku magnetycznego i kauczuku syntetycznego i jest wytwarzana przez wytłaczanie, kalandrowanie, formowanie wtryskowe i inne procesy. Charakteryzuje się miękkością, elastycznością i skręcalnością. magnes. Może być przetwarzany na paski, rolki, arkusze, bloki, pierścienie i różne złożone kształty.

Oryginalne cechy

Ma elastyczność, elastyczność i podatność na zginanie i może być wytwarzany w rolkach, arkuszach, paskach, blokach, pierścieniach i różnych złożonych kształtach poprzez wytłaczanie, kalandrowanie, wtryskiwanie, formowanie form i inne procesy. Jego powierzchnię można również pokryć folią PCV, papierem powlekanym, taśmą dwustronną, pokryć olejem UV lub zadrukować w kolorze i wykroić w różne kształty.

Funkcje przetwarzania

Magnesy gumowe składają się z proszku magnetycznego (SrO6, Fe2O3), chlorowanego polietylenu (CPE) i innych dodatków (EBSO, DOP) itp. i są wytwarzane przez wytłaczanie i kalandrowanie. Gumowe magnesy mogą być homoseksualne lub heteroseksualne i mogą być zginane, skręcane lub zwijane. Może być używany bez dalszej obróbki, a kształt może być przycięty zgodnie z wymaganym rozmiarem, a także może być pokryty PVC, klejem, olejem UV itp. zgodnie z wymaganiami klienta. Jego iloczyn energii magnetycznej wynosi 0,60-1,50 MGOe.

Proces produkcji

Składniki→mieszanie→wytłaczanie/kalandrowanie/formowanie wtryskowe→przetwarzanie→magnesowanie→kontrola→pakowanie

test wydajności

Wygląd, rozmiar, właściwości magnetyczne, biegunowość magnetyczna, twardość, ciężar właściwy, wytrzymałość na rozciąganie, odporność na starzenie, wydajność rotacji

Pole zastosowań przemysłowych

Obszary zastosowania magnesów gumowych: lodówki, stojaki informacyjne, elementy złączne do mocowania przedmiotów do metalowych korpusów w celach reklamowych itp., arkusze magnetyczne do zabawek, przyrządy dydaktyczne, przełączniki i czujniki. Stosowany głównie w branżach takich jak mikrosilniki, lodówki, szafki do dezynfekcji, szafki kuchenne, zabawki, artykuły papiernicze i reklamy.

3.1 Magnesy samarowo-kobaltowe

Samar-kobalt (SmCo), jako magnes trwały drugiej generacji ziem rzadkich, ma nie tylko produkt o wysokiej energii magnetycznej (14-32MGOe) i niezawodną siłę koercji, ale także wykazuje dobre właściwości temperaturowe w serii magnesów trwałych ziem rzadkich. W porównaniu z NdFeB, SmCo jest bardziej odpowiedni do pracy w środowisku o wysokiej temperaturze.

SmCo5 Sm2Co17

Remanencja br>1,05 T (>10,5 kg)

Koercja indukcji magnetycznej HcB>676 kA/m (>8,5 kOe)

Koercja wewnętrzna Hcj>1194 kA/m (>15 kOe)

Maksymalny produkt energetyczny (BH) max>209,96 kJ/m3 (26~30MGs.Oe)

Współczynnik temperaturowy Br -0,03%/℃

Odwracalna przenikalność magnetyczna μ 1,03H/m

Temperatura Curie Tc 670 ~ 850 ℃

3.2 Magnesy neodymowe

Magnes neodymowy, znany również jako magnes NdFeB (magnes NdFeB), to tetragonalny kryształ utworzony przez neodym, żelazo i bor (Nd2Fe14B). W 1982 roku Masato Sagawa z Sumitomo Special Metals odkrył magnesy neodymowe. Produkt energii magnetycznej (BHmax) tego magnesu jest większy niż magnesu samarowo-kobaltowego i był to materiał o największym produkcie energii magnetycznej na świecie w tamtym czasie. Później firma Sumitomo Special Metals z powodzeniem opracowała proces metalurgii proszków, a General Motors z powodzeniem opracował proces przędzenia ze stopu, który był w stanie przygotować magnesy NdFeB. Ten rodzaj magnesu jest drugim najbardziej magnetycznym magnesem trwałym po magnesie holmowym o zerowej wartości bezwzględnej, a także jest najczęściej używanym magnesem ziem rzadkich. Magnesy NdFeB są szeroko stosowane w produktach elektronicznych, takich jak dyski twarde, telefony komórkowe,

Klasyfikacja

NdFeB dzieli się na spiekany NdFeB i związany NdFeB. Bonded NdFeB jest magnetyczny we wszystkich kierunkach i jest odporny na korozję; i spiekany NdFeB łatwo koroduje, a powierzchnia wymaga powlekania. Ogólnie rzecz biorąc, są ocynkowane, nikiel, przyjazny dla środowiska cynk, przyjazny dla środowiska nikiel, nikiel-miedź-nikiel, przyjazny dla środowiska nikiel-miedź-nikiel itp. Spiekany NdFeB jest ogólnie podzielony na namagnesowanie osiowe i namagnesowanie promieniowe, w zależności od wymagana powierzchnia robocza.

Skład chemiczny

Materiał magnesu trwałego NdFeB to materiał magnesu trwałego oparty na międzymetalicznym związku Nd2Fe14B. Głównymi składnikami są pierwiastki ziem rzadkich: neodym (Nd), żelazo (Fe), bor (B). Wśród nich pierwiastek ziem rzadkich to głównie neodym (Nd). W celu uzyskania innych właściwości można go częściowo zastąpić innymi metalami ziem rzadkich, takimi jak dysproz (Dy) i prazeodym (Pr). Żelazo można również częściowo zastąpić innymi metalami, takimi jak kobalt (Co) i aluminium (Al). Zawartość boru jest niewielka, ale odgrywa ważną rolę w tworzeniu związków międzymetalicznych o tetragonalnej strukturze krystalicznej, dzięki czemu związki te charakteryzują się wysokim namagnesowaniem nasycenia, wysoką jednoosiową anizotropią i wysoką temperaturą Curie.

Magnes trwały trzeciej generacji ziem rzadkich NdFeB jest najpotężniejszym magnesem trwałym wśród współczesnych magnesów. Jego głównymi surowcami są metale ziem rzadkich neodym 29%-32,5%, pierwiastek metaliczny żelazo 63,95-68,65%, pierwiastek niemetaliczny bor 1,1-1,2% i dysproz 0,6-8% niob 0,3-0,5% aluminium 0,3-0,5% miedź 0,05 -0,15% i inne elementy.

Przebieg procesu

Proces technologiczny: dozowanie → wytapianie wlewków / przędzenie → wytwarzanie proszku → prasowanie → spiekanie i odpuszczanie → testowanie magnetyczne → szlifowanie → cięcie kołków → galwanizacja → gotowy produkt. Podstawą są składniki, a kluczem jest spiekanie i odpuszczanie.

Narzędzia do produkcji pustych magnesów NdFeB i narzędzia do testowania wydajności: piec do wytapiania, piec taśmowy, kruszarka szczękowa, młyn strumieniowy, maszyna do formowania tłocznego, maszyna do pakowania próżniowego, prasa izostatyczna, piec do spiekania, piec próżniowy do obróbki cieplnej, magnetyczny przyrząd do badania wydajności, miernik Gaussa.

Narzędzia do obróbki magnesów NdFeB: szlifierka bezkłowa, zaokrąglarka, szlifierka dwustronna, szlifierka płaska, krajalnica, szlifierka dwustronna, cięcie drutu, wiertarka stołowa, szlifierka o specjalnym kształcie itp.

Aplikacja

Spiekane materiały z magnesami trwałymi NdFeB mają doskonałe właściwości magnetyczne i są szeroko stosowane w elektronice, maszynach elektrycznych, sprzęcie medycznym, zabawkach, opakowaniach, maszynach, przemyśle lotniczym i innych dziedzinach. Bardziej powszechne to silniki z magnesami trwałymi, głośniki, separatory magnetyczne, napędy dysków komputerowych, instrumenty do obrazowania metodą rezonansu magnetycznego itp.