क्या आपने कभी सोचा है कि उन शक्तिशाली चुंबक जो कीलों को उठा सकते हैं या मोटर्स को चला सकते हैं, कैसे असाधारण कच्चे माल से लगभग जादुई गुणों वाली वस्तुओं में बदल जाते हैं? आज,हम चुंबक के निर्माण की प्रक्रिया का पता लगाने और कैसे पाउडर धातु विज्ञान उनके निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है पता चल जाएगा.
जबकि चुंबकों के निर्माण के लिए कई तरीके हैं, सबसे आम और व्यापक रूप से इस्तेमाल किया पाउडर धातु विज्ञान प्रक्रिया है। सरल शब्दों में,इसमें चयनित सामग्रियों को बहुत बारीक पाउडर में कुचलना शामिल है, इसे आकार में दबाकर, और फिर इसे उच्च तापमान पर गर्म करके (तरल चरण सिंटरिंग के रूप में जाना जाता है) घनत्व प्राप्त करने के लिए। इस तरह से उत्पादित चुंबकों को आमतौर पर "सिंटर किए गए चुंबक" कहा जाता है।
फेराइट चुंबकों (एक सिरेमिक सामग्री) से लेकर सामारियम कोबाल्ट (SmCo) और नियोडियमियम आयरन बोरॉन (NdFeB) जैसे दुर्लभ पृथ्वी चुंबकों तक सभी पाउडर धातु विज्ञान तकनीकों पर निर्भर हैं। विशेष रूप से,फेराइट चुंबकों के अलावा, सभी दुर्लभ पृथ्वी चुंबक धातु मिश्र धातु हैं।
आइए दुर्लभ पृथ्वी के चुंबकों (समारियम कोबाल्ट और नियोडियम लोहे के बोरॉन) के लिए चरण-दर-चरण विनिर्माण प्रक्रिया की जांच करेंः
यह प्रक्रिया आवश्यक कच्चे माल को निर्वात पिघलने की भट्ठी में निर्वात या निष्क्रिय गैस संरक्षण के तहत रखने से शुरू होती है। यह उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण को रोकता है,मिश्र धातु शुद्धता और प्रदर्शन सुनिश्चित करना.
पिघले हुए मिश्र धातु को कई तरीकों में से एक के माध्यम से जल्दी ठंडा और ठोस किया जाता हैः
इन जमे हुए धातु के "टुकड़ों" को तोड़कर 3 से 7 माइक्रोन के बीच व्यास वाले सुपरफाइन पाउडर में पीस दिया जाता है। यह पाउडर अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है और हवा में स्वयंसिद्ध रूप से जल सकता है,कठोर ऑक्सीजन मुक्त हैंडलिंग की आवश्यकता.
पाउडर प्रेसिंग चुंबक निर्माण में एक महत्वपूर्ण कदम है, जिसका उद्देश्य सभी पाउडर कणों के चुंबकीय अभिविन्यास को यथासंभव समान रूप से संरेखित करना है।
प्रेस किए गए चुंबक रिक्त स्थानों को "नौकाओं" में लोड किया जाता है और उच्च तापमान सिंटरिंग के लिए वैक्यूम सिंटरिंग भट्टियों में रखा जाता है। विशिष्ट सिंटरिंग तापमान, वैक्यूम स्तर,या निष्क्रिय गैस वातावरण चुंबक के प्रकार और ग्रेड के अनुसार ठीक से नियंत्रित कर रहे हैं.
सिंटर करने के बाद, चुंबकों को कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है और चुंबकीय स्थिरता बढ़ाने के लिए कम तापमान पर एनीलिंग किया जाता है।
ध्यान दें कि सिंटरिंग के दौरान, चुंबक 15-20% के रैखिक सिकुड़ने का अनुभव करते हैं। सिंटर किए गए चुंबकों की मोटी सतहें, खराब आयामी सटीकता होती है, और शुरू में कोई चुंबकीय गुण नहीं होते हैं।
सिंटर किए गए चुंबकों को व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए तैयार होने से पहले कई परिष्करण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
सबसे आम परिष्करण प्रक्रिया में शामिल हैंः
अद्वितीय आकारों के लिए जैसे कि आर्क या ब्रेड ब्रेड, आकार दिया हीरे पीसने के पहियों सीधे अंतिम आयाम बना सकते हैं। जटिल आकार के छोटे बैचों के लिए,इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम) आमतौर पर इस्तेमाल किया जाता है.
बड़े पैमाने पर उत्पादन (आमतौर पर 5,000 से अधिक इकाइयों) के लिए, प्रेसिंग के लिए कस्टम मोल्ड अधिक किफायती साबित होते हैं।ब्लॉक सामग्री से मशीनिंग को प्राथमिकता दी जाती है.
मशीनीकृत चुंबकों में अक्सर तीखे किनारे होते हैं जो चिपिंग के लिए प्रवण होते हैं। आमतौर पर 0.005 से 0.015 इंच (0.127 से 0) बनाने के लिए तीखे किनारों को हटाने के लिए सबसे आम समाधान घर्षण वाले माध्यमों में कंपन करना है।.38 मिमी) त्रिज्या।
NdFeB चुंबक जंग और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होते हैं, जिसके लिए सुरक्षात्मक कोटिंग की आवश्यकता होती है। आम कोटिंग्स में एपॉक्सी राल, इलेक्ट्रोलाइटिक निकेल, एल्यूमीनियम IVD,या विभिन्न संयोजनजस्ता या लोहे के फॉस्फेट जैसे रूपांतरण कोटिंग्स का उपयोग आधार परतों के रूप में भी किया जा सकता है।
विनिर्माण के बाद, चुंबकों को अपने बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों को विकसित करने के लिए "चार्जिंग" से गुजरना पड़ता है। यह सोलेनोइड्स या विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए फिक्स्चर के साथ किया जा सकता है जो अद्वितीय क्षेत्र पैटर्न बनाते हैं।बड़ी इकाइयों को पूरी इकाइयों के रूप में चुंबकीय बनाया जा सकता है ताकि उनके चार्ज की स्थिति में शक्तिशाली चुंबकों को संभालने से बचा जा सके.
कुछ अनुप्रयोगों में स्थिरता उपचार या कैलिब्रेशन की आवश्यकता होती है। स्थिरता उपचार में उपयोग के दौरान बाद के प्रवाह हानि को रोकने के लिए चुंबकों को पूर्व-सर्त करना शामिल है।कैलिब्रेशन चुंबक के एक बैच के माध्यम से प्रदर्शन रेंज संकीर्ण करता हैइन प्रक्रियाओं को उच्च तापमान वाले ओवनों में या पूर्ण ब्रेकडाउन शक्ति से नीचे रिवर्स-इम्पल्स चुंबकीय क्षेत्रों में सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
क्या आपने कभी सोचा है कि उन शक्तिशाली चुंबक जो कीलों को उठा सकते हैं या मोटर्स को चला सकते हैं, कैसे असाधारण कच्चे माल से लगभग जादुई गुणों वाली वस्तुओं में बदल जाते हैं? आज,हम चुंबक के निर्माण की प्रक्रिया का पता लगाने और कैसे पाउडर धातु विज्ञान उनके निर्माण में एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाता है पता चल जाएगा.
जबकि चुंबकों के निर्माण के लिए कई तरीके हैं, सबसे आम और व्यापक रूप से इस्तेमाल किया पाउडर धातु विज्ञान प्रक्रिया है। सरल शब्दों में,इसमें चयनित सामग्रियों को बहुत बारीक पाउडर में कुचलना शामिल है, इसे आकार में दबाकर, और फिर इसे उच्च तापमान पर गर्म करके (तरल चरण सिंटरिंग के रूप में जाना जाता है) घनत्व प्राप्त करने के लिए। इस तरह से उत्पादित चुंबकों को आमतौर पर "सिंटर किए गए चुंबक" कहा जाता है।
फेराइट चुंबकों (एक सिरेमिक सामग्री) से लेकर सामारियम कोबाल्ट (SmCo) और नियोडियमियम आयरन बोरॉन (NdFeB) जैसे दुर्लभ पृथ्वी चुंबकों तक सभी पाउडर धातु विज्ञान तकनीकों पर निर्भर हैं। विशेष रूप से,फेराइट चुंबकों के अलावा, सभी दुर्लभ पृथ्वी चुंबक धातु मिश्र धातु हैं।
आइए दुर्लभ पृथ्वी के चुंबकों (समारियम कोबाल्ट और नियोडियम लोहे के बोरॉन) के लिए चरण-दर-चरण विनिर्माण प्रक्रिया की जांच करेंः
यह प्रक्रिया आवश्यक कच्चे माल को निर्वात पिघलने की भट्ठी में निर्वात या निष्क्रिय गैस संरक्षण के तहत रखने से शुरू होती है। यह उच्च तापमान पर ऑक्सीकरण को रोकता है,मिश्र धातु शुद्धता और प्रदर्शन सुनिश्चित करना.
पिघले हुए मिश्र धातु को कई तरीकों में से एक के माध्यम से जल्दी ठंडा और ठोस किया जाता हैः
इन जमे हुए धातु के "टुकड़ों" को तोड़कर 3 से 7 माइक्रोन के बीच व्यास वाले सुपरफाइन पाउडर में पीस दिया जाता है। यह पाउडर अत्यधिक प्रतिक्रियाशील है और हवा में स्वयंसिद्ध रूप से जल सकता है,कठोर ऑक्सीजन मुक्त हैंडलिंग की आवश्यकता.
पाउडर प्रेसिंग चुंबक निर्माण में एक महत्वपूर्ण कदम है, जिसका उद्देश्य सभी पाउडर कणों के चुंबकीय अभिविन्यास को यथासंभव समान रूप से संरेखित करना है।
प्रेस किए गए चुंबक रिक्त स्थानों को "नौकाओं" में लोड किया जाता है और उच्च तापमान सिंटरिंग के लिए वैक्यूम सिंटरिंग भट्टियों में रखा जाता है। विशिष्ट सिंटरिंग तापमान, वैक्यूम स्तर,या निष्क्रिय गैस वातावरण चुंबक के प्रकार और ग्रेड के अनुसार ठीक से नियंत्रित कर रहे हैं.
सिंटर करने के बाद, चुंबकों को कमरे के तापमान तक ठंडा किया जाता है और चुंबकीय स्थिरता बढ़ाने के लिए कम तापमान पर एनीलिंग किया जाता है।
ध्यान दें कि सिंटरिंग के दौरान, चुंबक 15-20% के रैखिक सिकुड़ने का अनुभव करते हैं। सिंटर किए गए चुंबकों की मोटी सतहें, खराब आयामी सटीकता होती है, और शुरू में कोई चुंबकीय गुण नहीं होते हैं।
सिंटर किए गए चुंबकों को व्यावहारिक अनुप्रयोगों के लिए तैयार होने से पहले कई परिष्करण प्रक्रियाओं की आवश्यकता होती है।
सबसे आम परिष्करण प्रक्रिया में शामिल हैंः
अद्वितीय आकारों के लिए जैसे कि आर्क या ब्रेड ब्रेड, आकार दिया हीरे पीसने के पहियों सीधे अंतिम आयाम बना सकते हैं। जटिल आकार के छोटे बैचों के लिए,इलेक्ट्रिक डिस्चार्ज मशीनिंग (ईडीएम) आमतौर पर इस्तेमाल किया जाता है.
बड़े पैमाने पर उत्पादन (आमतौर पर 5,000 से अधिक इकाइयों) के लिए, प्रेसिंग के लिए कस्टम मोल्ड अधिक किफायती साबित होते हैं।ब्लॉक सामग्री से मशीनिंग को प्राथमिकता दी जाती है.
मशीनीकृत चुंबकों में अक्सर तीखे किनारे होते हैं जो चिपिंग के लिए प्रवण होते हैं। आमतौर पर 0.005 से 0.015 इंच (0.127 से 0) बनाने के लिए तीखे किनारों को हटाने के लिए सबसे आम समाधान घर्षण वाले माध्यमों में कंपन करना है।.38 मिमी) त्रिज्या।
NdFeB चुंबक जंग और रासायनिक प्रतिक्रियाओं के प्रति विशेष रूप से संवेदनशील होते हैं, जिसके लिए सुरक्षात्मक कोटिंग की आवश्यकता होती है। आम कोटिंग्स में एपॉक्सी राल, इलेक्ट्रोलाइटिक निकेल, एल्यूमीनियम IVD,या विभिन्न संयोजनजस्ता या लोहे के फॉस्फेट जैसे रूपांतरण कोटिंग्स का उपयोग आधार परतों के रूप में भी किया जा सकता है।
विनिर्माण के बाद, चुंबकों को अपने बाहरी चुंबकीय क्षेत्रों को विकसित करने के लिए "चार्जिंग" से गुजरना पड़ता है। यह सोलेनोइड्स या विशेष रूप से डिज़ाइन किए गए फिक्स्चर के साथ किया जा सकता है जो अद्वितीय क्षेत्र पैटर्न बनाते हैं।बड़ी इकाइयों को पूरी इकाइयों के रूप में चुंबकीय बनाया जा सकता है ताकि उनके चार्ज की स्थिति में शक्तिशाली चुंबकों को संभालने से बचा जा सके.
कुछ अनुप्रयोगों में स्थिरता उपचार या कैलिब्रेशन की आवश्यकता होती है। स्थिरता उपचार में उपयोग के दौरान बाद के प्रवाह हानि को रोकने के लिए चुंबकों को पूर्व-सर्त करना शामिल है।कैलिब्रेशन चुंबक के एक बैच के माध्यम से प्रदर्शन रेंज संकीर्ण करता हैइन प्रक्रियाओं को उच्च तापमान वाले ओवनों में या पूर्ण ब्रेकडाउन शक्ति से नीचे रिवर्स-इम्पल्स चुंबकीय क्षेत्रों में सावधानीपूर्वक नियंत्रण की आवश्यकता होती है।
