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Tutto quello che devi sapere sui materiali a magneti permanenti

2023-12-06 14:39:56

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Sommario

    Magnete permanente materiali o materiali magnetici duri sono caratterizzati da un campo anisotropico elevato, un'elevata forza coercitiva, un'ampia area del ciclo di isteresi e un valore elevato del campo magnetizzante per la magnetizzazione di saturazione. Questi materiali mantengono Magneti permanenti per un periodo molto lungo anche dopo la rimozione del campo magnetico esterno.

     

    Tipi di materiali a magneti permanenti

    1.Ferrite

    È una categoria di materiale magnetico non metallico, chiamato anche ceramica magnetica. Apri una normale radio e vedremo che il magnete dell'altoparlante interno è in ferrite.

     

    La ferrite è un materiale magneticamente relativamente debole. Il suo prodotto di energia magnetica massima è oggi solo di poco superiore a 4 MGOe. Tuttavia, il vantaggio più importante di questo materiale è il suo basso prezzo. Pertanto, trova ampia applicazione in molti settori.

    La ferrite è un materiale ceramico, quindi la sua lavorabilità è la stessa della ceramica. I magneti in ferrite sono stampati e sinterizzati. Se devono essere lavorati, possono essere solo superficialmente rettificati. Poiché è difficile da lavorare, la maggior parte dei prodotti in ferrite ha forme semplici e tolleranze dimensionali relativamente grandi. I prodotti a forma di blocco sono in condizioni migliori e possono essere rettificati. Le macchine a forma di anello generalmente possono rettificare solo due piani. Altre tolleranze dimensionali sono fornite come percentuale della dimensione nominale.

     

    La ferrite è ampiamente utilizzata ed è poco costosa. Molti produttori hanno una vasta gamma di anelli, quadrati e altri prodotti in forme e dimensioni convenzionali, che sono già pronti per la ferrite. Poiché la ferrite è fatta di materiale ceramico, non c'è alcun problema di corrosione. Non è necessaria alcuna galvanizzazione o verniciatura per il trattamento superficiale con il prodotto finito.

     

    2. Magnete di gomma

     

    I magneti in gomma sono anch'essi un tipo di magnete in ferrite e sono costituiti da polvere magnetica di ferrite legata mescolata a gomma sintetica. Possono essere lavorati tramite stampaggio per estrusione, stampaggio per calandratura e stampaggio a iniezione. I magneti in gomma sono flessibili, elastici e possono essere attorcigliati, e possono essere realizzati in strisce, rotoli, fogli, blocchi, anelli e molte altre forme.

     

    Il suo prodotto di energia magnetica di 0.60 ~ 1.50 MGOe applicazioni di materiale magnetico in gomma: frigoriferi, porta-messaggi, elementi di fissaggio per fissare l'oggetto nel corpo metallico da utilizzare come pubblicità e altri elementi di fissaggio. Può essere utilizzato anche per giocattoli strumenti didattici interruttori e sensori del foglio magnetico.

    I magneti in gomma vengono utilizzati principalmente per micromotori, frigoriferi, armadietti di disinfezione, mobili da cucina, cancelleria, industria pubblicitaria, elettrodomestici, ecc.

    3.Samario cobalto

    Magnetmagnet ha samario e cobalto come ingredienti principali. Poiché il prezzo di entrambi questi materiali di base è molto alto, i magneti SmCo risultano anche i più costosi tra molti tipi di magneti. Attualmente, il prodotto di energia magnetica del magnete SmCo raggiunge i 30 MGOe, o anche di più.

     

    Inoltre, i magneti SmCo hanno una coercitività molto elevata e una buona resistenza alla temperatura; possono funzionare a temperature elevate fino a 350 gradi centigradi e molti utilizzi li sostituiscono. Il magnete al cobalto può essere considerato uno dei prodotti chiamati metallurgie delle polveri. Di solito, i produttori sinterizzano i magneti al samario-cobalto in grezzi quadrati a seconda delle dimensioni e della forma richieste per il prodotto finito, quindi le lame diamantate li segano fino alle dimensioni finali. Poiché il samario-cobalto è elettricamente conduttivo, può essere tagliato a filo.

     

    In teoria, se non fosse interessato alla magnetizzazione e alle dimensioni maggiori, il samario cobalto potrebbe essere tagliato in forme che il taglio a filo può tagliare. I magneti in samario cobalto hanno un'ottima resistenza alla corrosione e generalmente non richiedono placcatura o verniciatura anticorrosione. Inoltre, il magnete in samario cobalto è molto fragile e non è facile elaborare piccole dimensioni o prodotti a parete sottile.

     

    4. Boro ferro neodimio (NdFeB)

     

    NdFeB è un prodotto magnetico ampiamente utilizzato e in rapido sviluppo. Grazie alle sue elevate proprietà magnetiche e alla sua facile lavorazione, NdFeB non ha un prezzo molto elevato e quindi ha un campo di applicazione in espansione, sebbene sia stato inventato e messo in applicazione più di 20 anni fa.

     

    Attualmente, l’area di energia magnetica del NdFeB commercializzato può raggiungere 50 MGOe, ovvero 10 volte quella della ferrite. Anche il NdFeB appartiene ai prodotti della metallurgia delle polveri e il metodo di lavorazione è simile al samario-cobalto.

     

    La temperatura di lavoro di NdFeB è di circa 180 gradi Celsius. In genere non è consigliabile superare i 140 gradi Celsius per applicazioni in ambienti difficili. NdFeB è molto facile da corrodere, quindi la maggior parte dei prodotti finiti sono placcati o rivestiti.

     

    I trattamenti superficiali convenzionali per NdFeB includono: nichelatura, zincatura, placcatura in alluminio, elettroforesi e così via. Se funziona in un ambiente chiuso, può anche essere fosfatato. Grazie alle elevate proprietà magnetiche di NdFeB, molte applicazioni lo usano per sostituire altri materiali magnetici per ridurre le dimensioni del prodotto. I cellulari di oggi non sarebbero più piccoli di mezzo mattone se nella produzione delle sue parti fosse stato utilizzato un magnete in ferrite.

     

    Entrambi i magneti, il magnete al samario-cobalto e il magnete al neodimio-ferro-boro, sono di buona lavorabilità. Pertanto, la tolleranza dimensionale dei prodotti è molto migliore di quella della ferrite. In generale, la tolleranza dimensionale può essere (+/-)0.05 mm.

     

    5.Alluminio-nichel-cobalto (AlNiCo)

     

    I magneti Alnico hanno due processi: fusione e sinterizzazione. Mentre in Cina, i magneti Alnico fusi sono più comuni. I magneti Alnico hanno un prodotto di energia magnetica fino a 9 MGOe. La caratteristica migliore del motore è la sua stabilità della temperatura. I magneti Alnico sono resistenti al calore e possono ancora funzionare correttamente a temperature fino a 550 °C. Tuttavia, l'Alnico tende a smagnetizzarsi in campi magnetici inversi. Se gli stessi poli di due Alnico vengono spinti insieme, uno dei campi magnetici dei magneti verrà smagnetizzato o invertito. Quindi, non è adatto a funzionare in un campo magnetico inverso come i motori elettrici.

    fabbrica di motori ad azionamento diretto

    L'Alnico è così duro che può essere macinato e tagliato a filo, ma a un costo più elevato. Il prodotto finito generale è o ben macinato o non macinato. L'Alnico è più ampiamente utilizzato nel campo dei sensori.

     

    Principali proprietà dei materiali magnetici permanenti

    1. densità del campo magnetico residuo

    Quando il materiale del magnete permanente nel campo magnetico esterno raggiunge la saturazione, il valore della forza di induzione magnetica del materiale del magnete permanente è correlato alla densità magnetica del traferro nel motore, quando il campo magnetico esterno è zero. Maggiore è il valore dell'intensità di induzione magnetica, maggiore sarà la densità del traferro del motore; il coefficiente di coppia, il coefficiente di contro-elettromotrice e un altro indice principale del motore raggiungono il valore ottimale; il carico elettrico e il carico magnetico del motore possono essere la relazione ottimale tra i valori e l'efficienza del motore è ottimale.

     

    2. forza coercitiva

     

    Indica l'intensità del campo magnetico opposto del materiale del magnete permanente nel caso di magnetizzazione di saturazione quando l'intensità di induzione magnetica residua scende a zero. Questo indice è correlato alla capacità anti-smagnetizzazione del motore, alla densità magnetica del traferro del moltiplicatore di sovraccarico e ad altri indicatori. Maggiore è la coercitività, più forte è la capacità anti-smagnetizzazione del motore; maggiore è il moltiplicatore di sovraccarico e più forte è l'adattabilità alla forte smagnetizzazione dell'ambiente operativo dinamico. Allo stesso tempo, verrà migliorata anche la magnetizzazione del traferro del motore.

     

    3. Prodotto di energia magnetica massima

     

    È il valore dell'energia massima del campo magnetico che può essere fornita da un materiale magnetico permanente a un circuito magnetico esterno. Questo indice è direttamente correlato alla quantità di materiale magnetico permanente nel motore: maggiore è il livello massimo di energia magnetica, maggiore è l'energia del campo magnetico che il materiale magnetico permanente può fornire al circuito magnetico esterno, ovvero, meno materiale magnetico permanente viene utilizzato nel motore alle stesse condizioni di potenza.

     

    4.Coefficiente di temperatura

    La temperatura è uno dei fattori più essenziali che influenzano le proprietà magnetiche dei materiali magnetici permanenti. La percentuale di variazione reversibile delle proprietà magnetiche quando la temperatura cambia ogni 1 grado Celsius è chiamata coefficiente di temperatura dei materiali magnetici. Può essere suddiviso in due tipi: coefficiente di temperatura di induzione magnetica residua e coefficiente di temperatura di coercitività. Questo indice svolge un ruolo significativo nella stabilità delle prestazioni del motore: quando il coefficiente di temperatura è maggiore, la quantità di variazione sarà maggiore dal funzionamento a freddo al funzionamento a caldo. Pertanto, limita direttamente l'intervallo di temperatura di utilizzo del motore e influenza indirettamente il suo rapporto di potenza e volume.

    5. coercitività intrinseca

    È il valore dell'intensità del campo magnetico a cui la forza di magnetizzazione residua scende a zero. Il valore della coercitività dell'induzione magnetica sulla curva di smagnetizzazione a B=0 significa che il magnete permanente in quel momento non è in grado di fornire energia a un circuito magnetico esterno, mentre il magnete permanente ha la sua energia. Tuttavia, il valore della coercitività quando M=0 indica che il magnete permanente è smagnetizzato e non ha accumulo di energia magnetica. La coercitività intrinseca stessa è irrilevante per il punto di lavoro del motore direttamente, mentre è la vera coercitività del materiale magnetico permanente e rappresenta che un materiale magnetico permanente possiede l'energia del campo magnetico e anche la capacità di anti-smagnetizzazione. L'entità della coercitività intrinseca è strettamente correlata alla stabilità della temperatura di un materiale PM. Maggiore è la coercitività intrinseca, maggiore può essere la temperatura di lavoro per il materiale magnetico permanente.

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