Fortschritte in der Pulvermetallurgie erhöhen die Magnetfestigkeit

Haben Sie sich jemals gefragt, wie sich diese mächtigen Magnete, die Nägel aufheben oder Motoren antreiben können, von unbedeutenden Rohstoffen in Objekte mit fast magischen Eigenschaften verwandeln?Wir werden den Herstellungsprozess von Magneten erforschen und zeigen, wie Pulvermetallurgie eine entscheidende Rolle bei ihrer Schaffung spielt..

Während es verschiedene Verfahren zur Herstellung von Magneten gibt, ist das am weitesten verbreitete und verbreitete Verfahren die Pulvermetallurgie.Dies beinhaltet das Zerkleinern ausgewählter Materialien zu extrem feinem PulverDie Magnete, die auf diese Weise hergestellt werden, werden allgemein als "gesinterte Magnete" bezeichnet.

Von Ferritmagneten (einem Keramikmaterial) bis hin zu Seltenerdmagneten wie Samariumkobalt (SmCo) und Neodym-Eisen-Bor (NdFeB) beruhen alle auf Pulvermetallurgie-Techniken.mit Ausnahme von Ferritmagneten, alle Seltenerdmagnete sind Metalllegierungen.

Lassen Sie uns den Produktionsprozess für Seltenerdmagnete (Samariumkobalt und Neodym-Eisen-Bor) schrittweise untersuchen:

Der Prozeß beginnt mit der Einbringung der benötigten Rohstoffe in einen Induktionsschmelzofen unter Vakuum- oder Inertgasschutz, wodurch eine Oxidation bei hohen Temperaturen verhindert wird.Sicherstellung der Reinheit und Leistung der Legierung.

Die geschmolzenen Legierungen werden schnell abgekühlt und durch eine von mehreren Methoden verfestigt:

• mit einer Breite von mehr als 20 mm,Ausguss direkt in Formen zur Herstellung von Metallbarren
• Schmelzspinnerei:Auf ein sich schnell drehendes Kühlrad gegossen, um dünne Flocken herzustellen
• Gießerei:Mit einer Streifengießmaschine zur kontinuierlichen Herstellung von dünnen Metallstreifen

Diese verfestigten Metallstücke werden zerlegt und zu einem sehr feinen Pulver mit einem Durchmesser von 3 bis 7 Mikrometern gemahlen.die eine strenge Sauerstofffreie Handhabung erfordern.

Das Pulverpressen ist ein entscheidender Schritt in der Magnetherstellung, der darauf abzielt, die magnetische Ausrichtung aller Pulverpartikel so gleichmäßig wie möglich auszurichten.

• Achs-/querschneidendes Pressen:Das Pulver wird in eine Formhöhle gegossen und unter Druck aus einem Strich verdichtet.
• Isostatisches Pressen:Das Pulver wird in einen geschlossenen, flexiblen Behälter geladen und einem Magnetfeld ausgesetzt.und dann in eine isostatische Presse gelegt, in der der Flüssigkeitsdruck (typischerweise Hydrauliköl oder Wasser) aus allen Richtungen gleichmäßig ausgeübt wird.

Die gepressten Magnetblöcke werden in "Boote" geladen und in Vakuumsinteröfen für das Hochtemperatursintern platziert.oder inerte Gasatmosphären entsprechend dem Magnettyp und -grad genau gesteuert werden.

Nach dem Sintern werden die Magnete auf Raumtemperatur abgekühlt und bei niedriger Temperatur aufgeschmolzen, um die Magnetstabilität zu erhöhen.

Man beachte, dass Magnete während des Sinterns eine lineare Schrumpfung von 15-20% erfahren.

Sintermagnete erfordern mehrere Veredelungsprozesse, bevor sie für praktische Anwendungen bereit sind.

Zu den häufigsten Veredelungsprozessen gehören:

• Oberflächenschleifen zur Flachheit und Parallelisierung
• Schleifen des Außendurchmessers/inneren Durchmessers für die Maßgenauigkeit
• Größere Magnetblöcke in kleinere Stücke schneiden

Für einzigartige Formen wie Bögen oder Brötchen können geformte Diamantmaschinen die endgültigen Abmessungen direkt erzeugen.Elektrische Entladungsbearbeitung (EDM) wird typischerweise verwendet.

Für die Großproduktion (in der Regel über 5.000 Einheiten) sind kundenspezifische Formen für das Pressen wirtschaftlicher.Verarbeitung aus Blockmaterialien bevorzugt.

Maschinelle Magnete haben häufig scharfe Kanten, die anfällig für Splitter sind. Die häufigste Lösung ist das Vibrationsstürzen in abrasive Medien, um scharfe Kanten zu entfernen, was typischerweise eine 0,005 bis 0,015 Zoll (0,127 bis 0).38 mm) Radius.

NdFeB-Magnete sind besonders anfällig für Rost und chemische Reaktionen und erfordern daher eine Schutzbeschichtung.oder verschiedene KombinationenAls Grundschichten können auch Umwandlungsbeschichtungen wie Zink oder Eisenphosphat verwendet werden.

Nach der Herstellung werden Magnete "geladen", um ihre äußeren Magnetfelder zu entwickeln.Große Baugruppen können als komplette Einheiten magnetisiert werden, um zu vermeiden, dass starke Magnete in ihrem geladenen Zustand behandelt werden.

Einige Anwendungen erfordern eine Stabilitätsbehandlung oder Kalibrierung.Die Kalibrierung schränkt den Leistungsbereich einer Menge Magnete einDiese Prozesse bedürfen einer sorgfältigen Kontrolle in Hochtemperaturöfen oder bei umgekehrten Magnetfeldern unter der vollen Abbruchleistung.