I materiali magnetici possono essere suddivisi in materiali magnetici duri e materiali magnetici morbidi. Tra questi, i materiali magnetici duri si riferiscono a materiali che sono magnetizzati alla saturazione in un campo magnetico esterno, ma dopo aver rimosso il campo magnetico esterno, possono ancora mantenere un'elevata rimanenza e fornire un campo magnetico stabile. , Chiamato anche materiale a magnete permanente. Sfruttando questa caratteristica, i materiali a magneti permanenti sono ampiamente utilizzati in molti settori come l'energia, l'informazione e la comunicazione, i trasporti, i computer e le apparecchiature mediche. Negli ultimi anni, le prestazioni superiori dei materiali a magneti permanenti nei settori degli elettrodomestici a risparmio energetico, dei veicoli elettrici ibridi/veicoli elettrici puri, della generazione di energia eolica e idroelettrica hanno attirato sempre più attenzione.

L'applicazione e la ricerca dei materiali a magneti permanenti è iniziata alla fine del XIX secolo. Con lo studio approfondito del magnetismo materiale e il miglioramento di vari processi di produzione, la ricerca di materiali per magneti permanenti comprende principalmente tre fasi: magneti in lega metallica, materiali magnetici in ferrite e materiali per magneti permanenti in terre rare. Tra questi, sebbene i magneti in lega metallica e i materiali magnetici in ferrite presentino i vantaggi di materie prime a basso costo e abbondanti, il loro massimo prodotto di energia magnetica (BH) max è generalmente inferiore a 10MGOe e le loro proprietà magnetiche sono scarse, quindi vengono gradualmente sostituiti da materiali magnetici permanenti di terre rare.

Dalla sua apparizione nei primi anni '60, dopo decenni di sviluppo, si sono formate tre generazioni di materiali magnetici permanenti in terre rare con valore pratico: il materiale magnetico permanente in terre rare di prima generazione (SmCo5), il materiale magnetico permanente in terre rare di seconda generazione (Sm2Co17 ) E il materiale a magneti permanenti di terre rare di terza generazione (Nd2Fe14B).

Menù di classificazione:

1.1 Magneti AlNiCo

AlNiCo (AlNiCo) è il primo materiale per magneti permanenti sviluppato, che è una lega composta da alluminio, nichel, cobalto, ferro e altri elementi metallici in traccia. Il materiale per magneti permanenti Alnico è stato sviluppato con successo negli anni '30. A quel tempo aveva le migliori proprietà magnetiche e un piccolo coefficiente di temperatura, quindi era il più utilizzato nei motori a magneti permanenti. Dopo gli anni '60, con l'avvento dei magneti permanenti in ferrite e dei magneti permanenti in terre rare, l'applicazione di magneti permanenti in alnico nei motori è stata gradualmente sostituita e la proporzione ha mostrato una tendenza al ribasso.

Il magnete permanente Alnico (Alnico) è una lega di ferro, oltre al ferro, aggiunto anche alluminio (Al), nichel (Ni), cobalto (Co) e una piccola quantità di altri ingredienti per migliorare le proprietà magnetiche. Il nome del termine inglese"Alnico"è formato unendo i simboli degli elementi delle tre aggiunte principali.

La lega di alnico ha un'elevata coercitività e un'elevata temperatura di Curie. La lega di alnico è dura e fragile e non può essere lavorata a freddo (lavorazione a freddo). Deve essere realizzato mediante procedure di colata o sinterizzazione (sinterizzazione). Alnico può generare campi magnetici fino a 0,15 Tesla. Per fare un esempio di una lega Alnico colata anisotropica con proprietà intermedie, la composizione di Alnico-6 è 8% Al, 16% Ni, 24% Co, 3% Cu, 1% Ti e gli altri sono Fe. Alnico-6 ha un prodotto di energia magnetica massima (BHmax) di 3,9 megagauss-oested (MG Oe), una coercitività di 780 oersted, una temperatura di Curie di 860 °C e una temperatura operativa massima di 525 °C.

Classificazione

Secondo diversi processi di produzione, è diviso in AlNiCo sinterizzato (Sintered AlNiCo) e AlNiCo fuso (Cast AlNiCo). Le forme del prodotto sono per lo più rotonde e quadrate. Il processo di fusione può essere elaborato in diverse dimensioni e forme; rispetto al processo di fusione, il prodotto sinterizzato è limitato a dimensioni ridotte e la tolleranza dimensionale del pezzo grezzo da esso prodotto è migliore di quella del prodotto di fusione e la proprietà magnetica è leggermente inferiore a quella del prodotto di fusione, ma può essere La lavorabilità è migliore. Tra i materiali a magnete permanente, il magnete permanente AlNiCo fuso ha il coefficiente di temperatura reversibile più basso e la temperatura di lavoro può raggiungere i 600 gradi Celsius. I prodotti a magneti permanenti in alnico sono ampiamente utilizzati in varie strumentazioni e altri campi di applicazione.

Vantaggi

I vantaggi dei magneti AlNiCo sono l'elevata rimanenza (fino a 1,35 T) e il basso coefficiente di temperatura. Quando il coefficiente di temperatura è -0,02%/℃, la temperatura operativa massima può raggiungere circa 520℃. Lo svantaggio è che la forza coercitiva è molto bassa (solitamente inferiore a 160 kA/m) e la curva di smagnetizzazione non è lineare. Pertanto, sebbene i magneti AlNiCo siano facilmente magnetizzati, sono anche facilmente smagnetizzati.

Applicazioni

Molti prodotti industriali e di consumo richiedono potenti magneti permanenti. Ad esempio, motori elettrici, pickup per chitarre elettriche, microfoni, sensori, altoparlanti, tubi a onde mobili, magneti per mucche, ecc., utilizzano tutti magneti alnico. Ma ora molti prodotti utilizzano invece magneti in terre rare, perché questo tipo di materiale può fornire un campo magnetico più forte (Br) e un prodotto di energia massima più elevato (BHmax), consentendo di ridurre le dimensioni del prodotto.

1.2 Lega a magneti permanenti Fe-cromo-cobalto

I componenti principali sono ferro, cromo e cobalto, e contiene anche molibdeno e una piccola quantità di titanio e silicio. Le sue prestazioni di elaborazione sono buone e possono subire deformazioni plastiche a freddo e a caldo.Le sue proprietà magnetiche sono simili alle leghe a magneti permanenti AlNiCo e le sue proprietà magnetiche possono essere migliorate attraverso la deformazione plastica e il trattamento termico. Viene utilizzato per fabbricare vari piccoli componenti magnetici con piccola sezione trasversale e forma complessa.

2.1 Magneti in ferrite

Il magnete in ferrite è un materiale magnetico permanente sinterizzato, composto da ferrite di bario e stronzio. Questo tipo di materiale magnetico non solo ha forti prestazioni anti-smagnetizzazione, ma ha anche il vantaggio di un basso costo. I magneti in ferrite sono rigidi e fragili e richiedono processi di lavorazione speciali. Poiché il magnete opposto è orientato lungo la direzione di fabbricazione, deve essere magnetizzato nella direzione presa, mentre il magnete dello stesso sesso può essere magnetizzato in qualsiasi direzione perché non è orientato, anche se sul lato si troverà un'induzione magnetica leggermente più forte dove la pressione è spesso la più piccola. Il prodotto dell'energia magnetica varia da 1,1 MGOe a 4,0 MGOe. A causa del loro basso costo, i magneti in ferrite hanno una vasta gamma di applicazioni, dai motori, altoparlanti ai giocattoli e artigianato,

Caratteristiche del materiale

Prodotto con il metodo della metallurgia delle polveri, il magnetismo residuo è basso e la permeabilità magnetica di recupero è piccola. Grande forza coercitiva, forte capacità anti-smagnetizzazione, particolarmente adatta per la struttura del circuito magnetico in condizioni di lavoro dinamiche. Il materiale è duro e fragile e può essere utilizzato per il taglio con utensili diamantati. La principale materia prima è l'ossido, quindi non è facile da corrodere. Temperatura di esercizio: da -40°C a +200°C.

I magneti in ferrite sono ulteriormente suddivisi in anisotropia (anisotropia) e isotropia (isotropia). Il materiale del magnete permanente in ferrite sinterizzata isotropica ha proprietà magnetiche deboli, ma può essere magnetizzato in diverse direzioni del magnete; il materiale del magnete permanente in ferrite sinterizzata anisotropa ha forti proprietà magnetiche, ma può essere magnetizzato solo lungo la direzione del magnete. Magnetizzazione della direzione di magnetizzazione predeterminata.

Differenze dai magneti NdFeB

Un magnete in ferrite è un ossido di metallo con proprietà ferromagnetiche. In termini di proprietà elettriche, la resistività della ferrite è molto maggiore di quella dei materiali magnetici in metallo e lega e ha anche proprietà dielettriche più elevate. È stato anche dimostrato che le proprietà magnetiche della ferrite hanno una maggiore permeabilità magnetica alle alte frequenze. Pertanto, la ferrite è diventata un materiale magnetico non metallico ampiamente utilizzato nel campo dell'alta frequenza e della corrente debole. Appartenente ai materiali magnetici non metallici, è un ossido composito (o ferrite) di ossido ferrico magnetico e uno o più altri ossidi metallici. La forza magnetica è solitamente di 800-1000 gauss ed è spesso utilizzata in altoparlanti, altoparlanti e altre apparecchiature.

I vantaggi dei magneti NdFeB sono prestazioni ad alto costo e buone proprietà meccaniche; gli svantaggi sono che il punto di temperatura di Curie è basso, le caratteristiche di temperatura sono scarse ed è facile da polverizzare e corrodere. Deve essere regolato regolando la sua composizione chimica e adottando metodi di trattamento superficiale. Il miglioramento può soddisfare i requisiti dell'applicazione pratica. NdFeB appartienealla terza generazione di materiali magnetici permanenti di terre rare. Ha le caratteristiche di piccole dimensioni, peso leggero e forte magnetismo. Attualmente è il magnete con il miglior rapporto prestazioni/prezzo. I vantaggi dell'elevata densità di energia rendono i materiali magnetici permanenti NdFeB ampiamente utilizzati nell'industria moderna e nella tecnologia elettronica. Nello stato di magneti nudi, la forza magnetica può raggiungere circa 3500 Gauss.

2.2 Magneti in gomma

Il magnete di gomma è una sorta di serie di materiali magnetici in ferrite, realizzata con polvere magnetica di ferrite legata e gomma sintetica, ed è realizzata mediante stampaggio per estrusione, stampaggio per calandratura, stampaggio a iniezione e altri processi. Ha morbidezza, elasticità e torsione. il magnete. Può essere lavorato in strisce, rotoli, fogli, blocchi, anelli e varie forme complesse.

Caratteristiche originali

Ha flessibilità, elasticità e piegabilità e può essere prodotto in rotoli, fogli, strisce, blocchi, anelli e varie forme complesse mediante estrusione, calandratura, iniezione, formatura di stampi e altri processi. La sua superficie può anche essere rivestita con fogli di PVC, carta patinata, nastro biadesivo, spalmata con olio UV o stampata a colori e fustellata in varie forme.

Caratteristiche di elaborazione

I magneti in gomma sono composti da polvere magnetica (SrO6, Fe2O3), polietilene clorurato (CPE) e altri additivi (EBSO, DOP), ecc., e sono prodotti mediante estrusione e calandratura. I magneti in gomma possono essere omosessuali o eterosessuali e possono essere piegati, attorcigliati o arrotolati. Può essere utilizzato senza ulteriori lavorazioni, e la forma può essere rifilata in base alle dimensioni richieste, inoltre può essere rivestita con PVC, adesivo, olio UV, ecc. in base alle esigenze del cliente. Il suo prodotto di energia magnetica è 0,60-1,50 MGOe.

Processo produttivo

Ingredienti→miscelazione→estrusione/calandratura/stampaggio ad iniezione→elaborazione→magnetizzazione→ispezione→imballaggio

test della prestazione

Aspetto, dimensioni, proprietà magnetiche, polarità magnetica, durezza, peso specifico, resistenza alla trazione, resistenza all'invecchiamento, prestazioni di rotazione

Campo di applicazione dell'industria

Campi di applicazione dei magneti in gomma: frigoriferi, porta messaggi, elementi di fissaggio per fissare oggetti a corpi metallici per pubblicità, ecc., fogli magnetici per giocattoli, strumenti didattici, interruttori e sensori. Utilizzato principalmente in industrie come micromotori, frigoriferi, armadi per la disinfezione, mobili da cucina, giocattoli, cancelleria e pubblicità.

3.1 Magneti in samario cobalto

Il samario cobalto (SmCo), come magnete permanente di terre rare di seconda generazione, non solo ha un prodotto ad alta energia magnetica (14-32 MGOe) e una forza coercitiva affidabile, ma mostra anche buone caratteristiche di temperatura nella serie di magneti permanenti di terre rare. Rispetto a NdFeB, SmCo è più adatto per lavorare in ambienti ad alta temperatura.

SmCo5 Sm2Co17

Rimanenza Fr>1,05 T (>10,5 kg)

Coercitività di induzione magnetica HcB>676 kA/m (>8.5kOe)

Coercitività intrinseca Hcj>1194 kA/m (>15kOe)

Prodotto massimo di energia (BH) max>209.96kJ/m3(26~30MGs.Oe)

Coefficiente di temperatura Br -0,03%/℃

Permeabilità magnetica reversibile μ 1.03H/m

Temperatura Curie Tc 670~850℃

3.2 Magneti al neodimio

Il magnete al neodimio, noto anche come magnete NdFeB (magnete NdFeB), è un cristallo tetragonale formato da neodimio, ferro e boro (Nd2Fe14B). Nel 1982, Masato Sagawa di Sumitomo Special Metals scoprì i magneti al neodimio. Il prodotto di energia magnetica (BHmax) di questo magnete è maggiore di quello del magnete di cobalto samario, ed era il materiale con il più grande prodotto di energia magnetica al mondo in quel momento. Successivamente, Sumitomo Special Metals ha sviluppato con successo il processo di metallurgia delle polveri e General Motors ha sviluppato con successo il processo di filatura a fusione, che è stato in grado di preparare i magneti NdFeB. Questo tipo di magnete è il secondo magnete permanente più magnetico dopo il magnete di olmio zero assoluto ed è anche il magnete di terre rare più comunemente usato. I magneti NdFeB sono ampiamente utilizzati nei prodotti elettronici, come dischi rigidi, telefoni cellulari,

Classificazione

NdFeB è diviso in NdFeB sinterizzato e NdFeB legato. Il NdFeB legato è magnetico in tutte le direzioni ed è resistente alla corrosione; e NdFeB sinterizzato è facile da corrodere e la superficie deve essere rivestita. Generalmente, ci sono zincato, nichel, zinco rispettoso dell'ambiente, nichel rispettoso dell'ambiente, nichel-rame-nichel, nichel-rame-nichel rispettoso dell'ambiente, ecc. Il NdFeB sinterizzato è generalmente suddiviso in magnetizzazione assiale e magnetizzazione radiale, a seconda del superficie di lavoro richiesta.

Composizione chimica

Il materiale a magneti permanenti NdFeB è un materiale a magneti permanenti basato sul composto intermetallico Nd2Fe14B. I componenti principali sono gli elementi delle terre rare neodimio (Nd), ferro (Fe), boro (B). Tra questi, l'elemento delle terre rare è principalmente il neodimio (Nd). Per ottenere proprietà diverse, può essere parzialmente sostituito da altri metalli delle terre rare come il disprosio (Dy) e il praseodimio (Pr). Il ferro può anche essere parzialmente sostituito da altri metalli come il cobalto (Co) e l'alluminio (Al). Il contenuto di boro è piccolo, ma svolge un ruolo importante nella formazione di composti intermetallici a struttura cristallina tetragonale, facendo sì che i composti abbiano un'elevata magnetizzazione di saturazione, un'elevata anisotropia uniassiale e un'elevata temperatura di Curie.

Il magnete permanente NdFeB di terre rare di terza generazione è il magnete permanente più potente tra i magneti contemporanei. Le sue principali materie prime sono neodimio metallo delle terre rare 29% -32,5%, ferro elemento metallico 63,95-68,65%, boro elemento non metallico 1,1-1,2% e disprosio 0,6-8% niobio 0,3-0,5% alluminio 0,3-0,5% rame 0,05 -0,15% e altri elementi.

Flusso di processo

Processo tecnologico: dosaggio → fusione di lingotti/filatura → produzione di polveri → pressatura → sinterizzazione e rinvenimento → test magnetici → rettifica → taglio del perno → galvanica → prodotto finito. Gli ingredienti sono la base e la sinterizzazione e la tempra sono la chiave.

Strumenti per la produzione di spazi magnetici NdFeB e strumenti per il test delle prestazioni: forno fusorio, forno a nastro, frantoio a mascelle, mulino a getto, pressa per stampaggio a compressione, confezionatrice sottovuoto, pressa isostatica, forno di sinterizzazione, forno sotto vuoto per trattamenti termici, strumento di test delle prestazioni magnetiche, metro Gauss.

Utensili per la lavorazione del magnete NdFeB: smerigliatrice senza centri, arrotondatrice, smerigliatrice doppia, smerigliatrice piatta, affettatrice, smerigliatrice bilaterale, taglio a filo, trapano da banco, smerigliatrice a forma speciale, ecc.

Applicazione

I materiali magnetici permanenti NdFeB sinterizzati hanno eccellenti proprietà magnetiche e sono ampiamente utilizzati in elettronica, macchinari elettrici, apparecchiature mediche, giocattoli, imballaggi, macchinari hardware, aerospaziale e altri campi. I più comuni sono i motori a magneti permanenti, gli altoparlanti, i separatori magnetici, le unità disco del computer, gli strumenti delle apparecchiature per la risonanza magnetica, ecc.