магніти

1. Магніти.
2. Магніти Nd-Fe-B.
3. Способи виробництва.
4. Порівняння магнітів Nd-Fe-B і SmCo.
5. Обробка на верстатах.
6. Намагнічення і догляд.
7. Температурні ефекти.
8. Підсумкові особливості магнітів Nd-Fe-B.

Магніти.

Магніти та їх класифікація.

Магніти - важлива частина нашого повсякденного життя.
Магніти є суттєвими компонентами таких пристроїв, як електричні двигуни, динаміки, комп'ютери, програвачі компакт-дисків, мікрохвильові печі і, звичайно, автомобілі. Магніти використовуються в датчиках, приладах, виробничому обладнанні, наукових дослідженнях.

Існує велика різноманітність магнітів по стабільності властивостей, використовуваним магнітним матеріалів, технологій виробництва, але суть одна:
споживачеві все це не важливо, його цікавить тільки необхідне для його завдань магнітне поле з цілком певними характеристиками за прийнятною ціною.

Коротко ознайомитися з основними властивостями магнітів можна в наступних розділах:

Детальна інформація про магнітах і магнетизм приведена в " енциклопедії магнетизму ".

Магніти Nd-Fe-B.

Загальна інформація.

Рідкоземельні магніти - це магніти, вироблені з додаванням елементів лантаноидному групи. Двома елементами цієї групи, найбільш часто використовуваними при виробництві постійних магнітів, є неодим (Nd) і самарій (Sm). Існує велика кількість сумішей і сплавів з використанням цих елементів, але найбільш часто використовуються сплави неодим-залізо-бор (Nd-Fe-B) і самарій-кобальт (SmCo). В даний час постійні магніти Nd-Fe-B є найбільш комерційно вигідними у виробництві. При цьому магніти Nd-Fe-B випускаються з великою кількістю градацій, щоб охопити широкий діапазон властивостей і областей застосування.

Магніти Nd-Fe-B діляться на два види: спечені і магнітопласти. Спечені магніти виготовляються за технологією порошкової металургії, володіють високими магнітними властивостями, але дороги у виробництві і тендітні. Магнітопласти використовують полімерний наповнювач для утримання часток магнітного сплаву, мають більш слабкими магнітними властивостями, але дешеві, пластичні і легко обробляються.

Для запобігання корозії і захисту від інших несприятливих умов зовнішнього середовища магніти Nd-Fe-B, в разі необхідності, покриваються різними матеріалами. Це покриття нікель-нікель і нікель-мідь-нікель (10-20 мікрон), цинк (8-20 мікрон), нікель-мідь-золото (10-20 мікрон), доповнені, в ряді випадків, зовнішнім шаром епоксидної смоли, спеціального стійкого полімерного матеріалу або оброблені фосфатами.

Градація магніту прямо пов'язана з максимальною енергією матеріалу, що становить магніт. Простіше кажучи, градація магніту використовується для вказівки того, наскільки «сильний» матеріал використовувався для виробництва постійного магніту, причому чим вище величина градації, тим "сильніше" магніт. Наприклад, градація N40 говорить про використання при виробництві магніту магнітного матеріалу з максимальною енергією BHmax 40 МГсЕ. Для спечених магнітів максимальне значення може досягати 48 МГсЕ, для магнітопластов - 12 МГсЕ.

Магніти Nd-Fe-B: кулі і блоки.

Магніти Nd-Fe-B: циліндри і магніти з епоксидним покриттям.

Магніти Nd-Fe-B: кільця і сегменти.

Способи виробництва.

Магніти Nd-Fe-B виробляються у вигляді 3 основних форм:

Спечені магніти - дрібний порошок Nd-Fe-B запресовується в форму, потім спікається, розплавляючись в рідкий матеріал, і остуджують. Існують 2 способи пресування: штампування (твердосплавна форма заповнюється порошком, який потім пресується) і ізостатичне пресування (спеціальна «гумова» форма заповнюється порошком і потім пресується з однаковою силою в усіх напрямках). Штамповані магніти зазвичай може відображатися у меншому, ніж при використанні ізостатичного пресування. Хоча магнітні властивості магнітів, одержуваних при ізостатичному пресуванні, вище, однорідність магнітних характеристик зазвичай нижче, ніж для штампованих магнітів. Спечені магніти зазвичай вимагають додаткової обробки для задоволення вимог по допускам розмірів.

Пресовані магнітопласти - це спосіб виробництва, при якому спеціальний вид порошку Nd-Fe-B змішується з полімерними зв'язуючими матеріалами, пресується в форму і потім нагрівається. Магніти, одержувані таким способом, можуть бути складних форм, і звичайно не вимагають додаткової обробки. Вони мають більш низьку енергію продукту, ніж спечені магніти, - до 10 МГсЕ. Магнітопласти Nd-Fe-B ізотропні, т. Е. Вони можуть бути намагнічені в будь-якому напрямку.

Литі магнітопласти - при цьому способі виробництва порошок Nd-Fe-B змішується з полімерним матеріалом і видавлюється в форму. Отримувані магніти мають енергію продукту до 5 МГсЕ, але можуть бути зроблені надзвичайно хитромудрих форм.

Порівняння магнітів Nd-Fe-B і SmCo.

Обробка поверхонь.

Корозійна стійкість магнітів SmCo значно вище, ніж у магнітів Nd-Fe-B, тому для останніх рекомендується забарвлення або покриття металами або полімерами. Покриття металами магнітів Nd-Fe-B - процес складний, проте покриття з нікелем, цинком або оловом забезпечують магнітів Nd-Fe-B хорошу корозійну стійкість. Також хороші результати забезпечують різні полімерні покриття. Для особливо агресивного оточення рекомендується використовувати комбінацію різних видів покриттів.

Обробка на верстатах.

У загальному випадку, спечені магніти Nd-Fe-B повинні оброблятися на верстатах алмазним інструментом висококваліфікованим персоналом. Магнітопласти Nd-Fe-B легко обробляються звичайним інструментом, приблизно так само, як і текстоліт. При обробці повинна використовуватися охолоджуюча мастило, для того щоб уникнути раптового займання порошку.

Намагнічення і догляд.

Всі рідкоземельні магніти вимагають надзвичайно високих магнітних полів для намагнічування магнітного матеріалу до насичення (близько 30-40 кЕ).
Рідкоземельні матеріали механічно слабкі, а магнітно - дуже сильні. Тому поводитися з ними треба акуратно, щоб уникнути пошкодження магніту або травмування персоналу. Персонал, що працює з намагніченими рідкоземельними магнітами, повинен бути попереджений про обережність поводження з ними.
Ізотропні магнітопласти Nd-Fe-B можуть бути намагнічені в будь-якому напрямку. При використанні спеціальних соленоїдів можна отримати багатополюсні магніти або магніти зі спеціальною формою магнітного поля. Зрозуміло, такі складні соленоїди можуть коштувати кілька тисяч доларів в залежності від складності конструкції і необхідної продуктивності.

Температурні ефекти.

Магнітні властивості магнітів Nd-Fe-B швидко погіршуються при температурі понад 130 градусів Цельсія, в залежності від градації магнітного матеріалу і коефіцієнта магнітної провідності в роботі (простіше кажучи, в залежності від співвідношення розмірів магніту і використовуваної магнітної системи).

Підсумкові особливості магнітів Nd-Fe-B.

Різноманіття різних форм і розмірів.

Виняткова стабільність і стійкість до розмагнічування.

Виключно високе співвідношення сила / вартість.

Відносно низька корозійна стійкість.

Непридатні для високотемпературних застосувань.