Jak produkuje się magnesy? Od proszku do magnesowania
Jak produkuje się magnesy trwałe?
Produkcja magnesu zwykle obejmuje przygotowanie materiału, prasowanie lub odlewanie, obróbkę cieplną, precyzyjną obróbkę, zabezpieczenie powierzchni i końcowe magnesowanie. Konkretny proces zależy od tego, czy jest to magnes neodymowy, ferrytowy, samarowy czy AlNiCo.
- Magnesy neodymowe i ferrytowe często produkuje się metodą metalurgii proszków.
- Po sprasowaniu następuje spiekanie w wysokiej temperaturze.
- Gotowy półprodukt szlifuje się lub tnie do dokładnych wymiarów.
- Magnesy neodymowe potrzebują ochrony przed korozją.
- Produkt uzyskuje pole magnetyczne dopiero podczas końcowego magnesowania.
Podstawowy proces produkcji magnesu
Nie istnieje jeden proces odpowiedni dla wszystkich magnesów trwałych. W przypadku spiekanych magnesów neodymowych, samarowych i ferrytowych powszechnie stosuje się jednak metalurgię proszków.
- Przygotowuje się surowce w wymaganych proporcjach.
- Materiał kruszy się i miele na drobny proszek.
- Proszek umieszcza się w formie i prasuje.
- W magnesach anizotropowych podczas prasowania orientuje się cząstki za pomocą pola magnetycznego.
- Wypraskę spieka się w wysokiej temperaturze.
- Półprodukt szlifuje się, tnie lub wykańcza w inny sposób.
- W zależności od materiału nakłada się powłokę ochronną.
- Produkt magnesuje się silnym polem impulsowym.
- Następnie przeprowadza się kontrolę wymiarową i magnetyczną.
Jak produkuje się magnesy neodymowe?
Magnesy neodymowe NdFeB produkuje się ze stopu neodymu, żelaza, boru i innych dodatków modyfikujących ich właściwości.
Podstawowy proces:
- surowce topi się w próżni lub atmosferze ochronnej,
- zestalony stop miele się na bardzo drobny proszek,
- cząstki orientuje się w polu magnetycznym w wymaganym kierunku,
- proszek prasuje się i spieka,
- półprodukt tnie się i szlifuje do końcowych wymiarów,
- powierzchnię zabezpiecza się na przykład niklem, cynkiem lub epoksydem,
- na końcu magnes się magnesuje.
Spiekany materiał neodymowy jest bardzo twardy, a jednocześnie kruchy. Dlatego dokładne wymiary uzyskuje się przez szlifowanie diamentowe, cięcie lub obróbkę elektroerozyjną.
Dlaczego magnesy neodymowe się powleka?
Stop NdFeB jest wrażliwy na wilgoć i korozję. Ochronna warstwa niklu, cynku lub epoksydu ogranicza dostęp wody i powietrza do materiału magnetycznego.
Jak produkuje się magnesy ferrytowe?
Magnesy ferrytowe są materiałami ceramicznymi opartymi na tlenkach żelaza i innych pierwiastków, na przykład strontu lub baru.
Produkcja zwykle obejmuje:
- mieszanie i obróbkę cieplną surowców,
- mielenie na drobny proszek,
- prasowanie na sucho lub mokro w formie,
- spiekanie w wysokiej temperaturze,
- szlifowanie powierzchni roboczych,
- magnesowanie i kontrolę końcową.
Anizotropowe magnesy ferrytowe orientuje się podczas produkcji w polu magnetycznym, aby osiągały większą wydajność w określonym kierunku.
Jak produkuje się magnesy AlNiCo?
Magnesy AlNiCo zawierają przede wszystkim żelazo, aluminium, nikiel i kobalt. Mogą być produkowane przez odlewanie do form lub metodą metalurgii proszków.
W przypadku wersji odlewanej po zestaleniu następują:
- kontrolowana obróbka cieplna,
- w gatunkach anizotropowych chłodzenie w polu magnetycznym,
- szlifowanie ważnych powierzchni,
- ewentualny montaż w obwodzie magnetycznym,
- końcowe magnesowanie.
AlNiCo ma bardzo dobrą stabilność termiczną, ale w porównaniu z neodymem łatwiej częściowo rozmagnesowuje się pod wpływem niekorzystnego przeciwnego pola.
Kiedy magnes naprawdę staje się magnesem?
Po prasowaniu, spiekaniu i szlifowaniu produkt może jeszcze nie mieć wyraźnego zewnętrznego pola magnetycznego. Uzyskuje je dopiero podczas magnesowania.
Magnes umieszcza się w cewce lub specjalnym przyrządzie, który krótkim i bardzo silnym impulsem magnetycznym porządkuje jego domeny magnetyczne w wymaganym kierunku.
Jak przebiega kontrola jakości?
Zależnie od rodzaju produktu sprawdza się przede wszystkim:
- długość, szerokość, wysokość i tolerancje wymiarów,
- pęknięcia, wyszczerbienia i stan krawędzi,
- grubość i ciągłość powłoki,
- kierunek namagnesowania i położenie biegunów,
- indukcję magnetyczną,
- strumień magnetyczny lub moment magnetyczny,
- siłę oderwania w określonych warunkach.
Nie wierć ani nie tnij gotowych magnesów zwykłymi metodami
Spiekane magnesy neodymowe i ferrytowe są twarde i kruche. Przy domowym wierceniu lub szlifowaniu mogą pęknąć, przegrzać się i wytworzyć niebezpieczny pył. Jeśli potrzebujesz otworu, wybierz magnes wykonany w wymaganym kształcie.
Wybrane magnesy
Magnes neodymowy blokowy 3 × 1,2 × 0,8 mm
Bardzo mały magnes do modelarstwa, miniaturowych zamknięć, elektroniki i precyzyjnych zespołów technicznych.
- Wymiary 3 × 1,2 × 0,8 mm
- Siła odrywania 0,8 N
- Masa 0,03 g
- Klasa magnetyczna N35
- Magnesowanie prostopadłe do powierzchni
- Powierzchnia niklowana
- Odporność na temperaturę do 80 °C
- Kod produktu 24058
Magnes ferrytowy walcowy 15 × 5 mm
Przystępny cenowo magnes do prostych uchwytów, eksperymentów szkolnych i mniej wymagających zastosowań technicznych.
- Średnica 15 mm
- Wysokość 5 mm
- Siła oderwania 5,5 N
- Masa 4,4 g
- Anizotropowy ferryt MF35
- Odporność termiczna do 200 °C
- Kod produktu 10337
Magnes neodymowy walcowy 12 × 3 mm
Kompaktowy magnes trwały do uchwytów, zamknięć, modelarstwa i drobnych projektów technicznych.
- Średnica 12 mm
- Wysokość 3 mm
- Siła oderwania 20,3 N
- Masa 2,65 g
- Materiał neodymowy VMM4
- Namagnesowany równolegle do osi
- Powierzchnia niklowana
- Odporność na temperaturę do 80 °C
- Kod produktu 20067
Najczęściej zadawane pytania
Czy magnesy są magnetyczne już po sprasowaniu?
Niekoniecznie. Wyraźne zewnętrzne pole zwykle uzyskują dopiero podczas końcowego magnesowania.
Dlaczego magnesy się spieka?
Spiekanie zagęszcza sprasowany proszek i tworzy zwarty materiał magnetyczny o wymaganej strukturze.
Dlaczego magnesy neodymowe są niklowane?
Warstwa niklu chroni materiał NdFeB przed wilgocią i korozją.
Czy można wyprodukować magnes w dowolnym kształcie?
Technicznie można wykonać wiele kształtów, ale skomplikowane otwory i krawędzie zwiększają cenę oraz ryzyko uszkodzenia.
Jak sprawdza się siłę magnesu?
Przez pomiar pola magnetycznego, strumienia lub siły oderwania we wcześniej określonych warunkach.
Podsumowanie
Magnesy spiekane najczęściej produkuje się przez zmielenie surowców, sprasowanie drobnego proszku i spiekanie w wysokiej temperaturze. Następnie wykonuje się precyzyjne szlifowanie, ewentualne zabezpieczenie powierzchni i magnesowanie.
Magnesy neodymowe oferują wysoką wydajność, ale wymagają ochrony przed korozją. Magnesy ferrytowe są ceramiczne, odporne i przystępne cenowo. AlNiCo często się odlewa i wyróżnia się stabilnością termiczną.
Wybierz magnes według materiału i sposobu produkcji
Porównaj magnesy neodymowe, ferrytowe, samarowe i AlNiCo według siły, wymiarów i odporności termicznej.