Ako sa vyrábajú permanentné magnety?
Ako sa vyrábajú permanentné magnety?
Výroba magnetu zvyčajne zahŕňa prípravu materiálu, lisovanie alebo odlievanie, tepelné spracovanie, presné opracovanie, povrchovú ochranu a záverečnú magnetizáciu. Konkrétny postup závisí od toho, či ide o neodýmový, feritový, samáriový alebo AlNiCo magnet.
- Neodýmové a feritové magnety sa často vyrábajú práškovou metalurgiou.
- Po zlisovaní nasleduje spekanie pri vysokej teplote.
- Hotový polotovar sa brúsi alebo reže na presný rozmer.
- Neodýmové magnety potrebujú ochranu proti korózii.
- Magnetické pole získa výrobok až pri záverečnej magnetizácii.
Základný postup výroby magnetu
Neexistuje jediný postup vhodný pre všetky permanentné magnety. Pri spekaných neodýmových, samáriových a feritových magnetoch sa však bežne používa prášková metalurgia.
- Pripravia sa suroviny v požadovanom pomere.
- Materiál sa rozdrví a rozomelie na jemný prášok.
- Prášok sa vloží do formy a zlisuje.
- Pri anizotropných magnetoch sa častice pri lisovaní orientujú magnetickým poľom.
- Výlisok sa speká čiže sintruje pri vysokej teplote.
- Polotovar sa brúsi, reže alebo inak dokončuje.
- Podľa materiálu sa nanesie ochranný povrch.
- Výrobok sa zmagnetizuje silným impulzným poľom.
- Nasleduje rozmerová a magnetická kontrola.
Ako sa vyrábajú neodýmové magnety?
Neodýmové magnety NdFeB sa vyrábajú zo zliatiny neodýmu, železa, bóru a ďalších prísad upravujúcich ich vlastnosti.
Základný postup:
- suroviny sa tavia vo vákuu alebo ochrannej atmosfére,
- stuhnutá zliatina sa rozomelie na veľmi jemný prášok,
- častice sa v magnetickom poli orientujú požadovaným smerom,
- prášok sa zlisuje a sintruje,
- polotovar sa reže a brúsi na konečný rozmer,
- povrch sa chráni napríklad niklom, zinkom alebo epoxidom,
- magnet sa nakoniec zmagnetizuje.
Spekaný neodýmový materiál je veľmi tvrdý a zároveň krehký. Presné rozmery sa preto vytvárajú diamantovým brúsením, rezaním alebo elektroerozívnym obrábaním.
Prečo sa neodýmové magnety pokovujú?
Zliatina NdFeB je citlivá na vlhkosť a koróziu. Ochranná vrstva niklu, zinku alebo epoxidu obmedzuje prístup vody a vzduchu k magnetickému materiálu.
Ako sa vyrábajú feritové magnety?
Feritové magnety sú keramické materiály založené na oxidoch železa a ďalších prvkov, napríklad stroncia alebo bária.
Výroba zvyčajne zahŕňa:
- zmiešanie a tepelné spracovanie surovín,
- rozomletie na jemný prášok,
- suché alebo mokré lisovanie vo forme,
- spekanie pri vysokej teplote,
- brúsenie funkčných plôch,
- magnetizáciu a výstupnú kontrolu.
Anizotropné feritové magnety sa pri výrobe orientujú v magnetickom poli, aby dosahovali vyšší výkon v určenom smere.
Ako sa vyrábajú AlNiCo magnety?
AlNiCo magnety obsahujú predovšetkým železo, hliník, nikel a kobalt. Môžu sa vyrábať odlievaním do foriem alebo práškovou metalurgiou.
Pri odlievanom vyhotovení nasleduje po stuhnutí:
- riadené tepelné spracovanie,
- pri anizotropných akostiach ochladzovanie v magnetickom poli,
- brúsenie dôležitých plôch,
- prípadná montáž do magnetického obvodu,
- záverečná magnetizácia.
AlNiCo má veľmi dobrú teplotnú stabilitu, ale v porovnaní s neodýmom sa ľahšie čiastočne odmagnetizuje pôsobením nevhodného opačného poľa.
Kedy sa magnet skutočne stane magnetom?
Po lisovaní, spekaní a brúsení nemusí mať výrobok ešte výrazné vonkajšie magnetické pole. To získa až pri magnetizácii.
Magnet sa vloží do cievky alebo špeciálneho prípravku, ktorý krátkym a veľmi silným magnetickým impulzom usporiada jeho magnetické domény požadovaným smerom.
Ako prebieha kontrola kvality?
Podľa typu výrobku sa kontroluje najmä:
- dĺžka, šírka, výška a tolerancia rozmerov,
- praskliny, odštiepenia a stav hrán,
- hrúbka a celistvosť povrchovej úpravy,
- smer magnetizácie a poloha pólov,
- magnetická indukcia,
- magnetický tok alebo magnetický moment,
- odtrhová sila za definovaných podmienok.
Hotové magnety bežne nevŕtajte ani nerežte
Spekané neodýmové aj feritové magnety sú tvrdé a krehké. Pri domácom vŕtaní alebo brúsení môžu prasknúť, prehriať sa a vytvoriť nebezpečný prach. Ak potrebujete otvor, vyberte magnet vyrobený v požadovanom tvare.
Vybrané magnety
Neodýmový magnet kváder 3 × 1,2 × 0,8 mm
Veľmi malý magnet na modelárstvo, miniatúrne uzávery, elektroniku a presné technické zostavy.
- Rozmer 3 × 1,2 × 0,8 mm
- Odtrhová sila 0,8 N
- Hmotnosť 0,03 g
- Magnetická akosť N35
- Magnetizovaný kolmo na plochu
- Poniklovaný povrch
- Teplotná odolnosť do 80 °C
- Kód produktu 24058
Feritový magnet valec 15 × 5 mm
Cenovo dostupný magnet na jednoduché držiaky, školské pokusy a menej náročné technické aplikácie.
- Priemer 15 mm
- Výška 5 mm
- Odtrhová sila 5,5 N
- Hmotnosť 4,4 g
- Anizotropný ferit MF35
- Teplotná odolnosť do 200 °C
- Kód produktu 10337
Neodýmový magnet valec 12 × 3 mm
Kompaktný permanentný magnet na držiaky, uzávery, modelárstvo a drobné technické projekty.
- Priemer 12 mm
- Výška 3 mm
- Odtrhová sila 20,3 N
- Hmotnosť 2,65 g
- Neodýmový materiál VMM4
- Magnetizovaný rovnobežne s osou
- Poniklovaný povrch
- Teplotná odolnosť do 80 °C
- Kód produktu 20067
Najčastejšie otázky
Sú magnety magnetické už po zlisovaní?
Nie nevyhnutne. Výrazné vonkajšie pole spravidla získajú až pri záverečnej magnetizácii.
Prečo sa magnety spekajú?
Spekanie zhutní zlisovaný prášok a vytvorí pevný magnetický materiál s požadovanou štruktúrou.
Prečo sú neodýmové magnety poniklované?
Niklová vrstva chráni materiál NdFeB pred vlhkosťou a koróziou.
Možno magnet vyrobiť v ľubovoľnom tvare?
Technicky možno vytvoriť mnoho tvarov, zložité otvory a hrany však zvyšujú cenu a riziko poškodenia.
Ako sa overuje sila magnetu?
Meraním magnetického poľa, toku alebo odtrhovej sily za vopred stanovených podmienok.
Zhrnutie
Spekané magnety sa najčastejšie vyrábajú rozomletím surovín, lisovaním jemného prášku a spekaním pri vysokej teplote. Potom nasleduje presné brúsenie, prípadná povrchová ochrana a magnetizácia.
Neodýmové magnety ponúkajú vysoký výkon, ale potrebujú ochranu proti korózii. Feritové magnety sú keramické, odolné a cenovo dostupné. AlNiCo sa často odlieva a vyniká teplotnou stabilitou.
Vyberte si magnet podľa materiálu a spôsobu výroby
Porovnajte neodýmové, feritové, samáriové a AlNiCo magnety podľa sily, rozmeru a teplotnej odolnosti.