Magnete permanente N52
I prodotti a magnete permanente NdFeB possono essere suddivisi in magneti permanenti NdFeB sinterizzati, NdFeB legati e NdFeB N52 pressati a caldo in base ai diversi processi di produzione. A causa dei diversi processi di produzione, i prodotti presentano grandi differenze in termini di proprietà magnetiche, post-elaborazione e applicazioni. Nella fase iniziale, abbiamo fatto un'introduzione sistematica ai magneti permanenti NdFeB N52 sinterizzati. Successivamente, presenteremo i NdFeB incollati e pressati a caldo, nonché il confronto delle prestazioni e delle applicazioni dei tre diversi tipi di prodotti NdFeB.
Magneti permanenti legati NdFeB N52
I magneti legati sono comparsi intorno agli anni '70, quando lo SmCo era già stato commercializzato e il mercato dei magneti permanenti NdFeB sinterizzati era molto buono. Tuttavia, era difficile lavorarli con precisione in forme speciali ed erano soggetti a incrinature, rotture, perdita dei bordi e degli angoli durante la lavorazione. Inoltre, non erano facili da assemblare, il che ne limitava l'applicazione.
Per risolvere questo problema, i magneti permanenti N52 sono stati frantumati e mescolati con materie plastiche, quindi pressati in forma in un campo magnetico. Questo è probabilmente il metodo di produzione più primitivo per i magneti legati. I magneti Nd-Fe-B legati sono ampiamente utilizzati per il loro basso costo, l'elevata precisione dimensionale, l'ampia libertà di forma, la buona resistenza meccanica e il peso ridotto.
1. Processo di produzione:
L'NdFeB legato è una miscela di polvere di magneti permanenti e gomma o plastica dura e leggera e altri materiali di incollaggio, e viene formato direttamente in parti di magneti permanenti di varie forme secondo i requisiti dell'utente.
La preparazione della polvere magnetica è un processo chiave nella lavorazione dei magneti permanenti NdFeB N52 e la qualità della polvere magnetica influisce direttamente sulle proprietà magnetiche dei magneti permanenti. I metodi di preparazione della polvere magnetica Nd-Fe-B includono la frantumazione meccanica, il raffreddamento rapido della fusione, l'HDDR, la spruzzatura di gas e la legatura meccanica.
L'attuale processo mainstream utilizza il metodo HDDR, che è un processo di idrogenazione-decomposizione-deidrogenazione-ricombinazione per preparare polvere di magneti permanenti di terre rare ad alte prestazioni: in primo luogo, la lega viene frantumata in polvere grossolana, caricata in un forno a vuoto e cristallizzata a una certa temperatura.
La lega assorbe l'idrogeno e subisce una reazione di sproporzione, quindi l'idrogeno viene estratto per ricombinarlo in polvere di magneti permanenti di terre rare con grani estremamente piccoli. Questo metodo consente di ottenere grani fini con una dimensione media delle particelle di 0,3μm di magneti permanenti N52, ottenendo così una polvere magnetica ad alta coercitività.
Attualmente esistono quattro processi per lo stampaggio a compressione dell'NdFeB legato: calandratura, stampaggio a iniezione, stampaggio a estrusione e stampaggio a compressione, tra cui la calandratura e lo stampaggio a iniezione sono più diffusi.
La calandratura consiste nel mescolare uniformemente polvere magnetica e legante in un certo rapporto di volume, arrotolarli nello spessore desiderato e quindi polimerizzarli per ottenere prodotti finiti. In genere, come adesivi si utilizzano resina etilenica e gomma nitrilica, mentre la superficie del prodotto deve essere protetta da un rivestimento.
Lo stampaggio a iniezione consiste nel mescolare la polvere magnetica con il legante (resina termoplastica), riscaldare e mescolare, granulare, asciugare, quindi inviare alla camera di riscaldamento per il riscaldamento attraverso un'asta di guida a spirale, iniettare nella cavità dello stampo a una certa velocità e ottenere il prodotto finito dopo il raffreddamento. Grazie all'elevato contenuto di resina, sulla superficie del magnete si può formare una pellicola protettiva. In genere, non è necessario alcun trattamento superficiale anticorrosione, a meno che non vi siano elevati requisiti di capacità anticorrosione superficiale dei magneti permanenti N52.
Lo stampaggio per estrusione è sostanzialmente uguale allo stampaggio a iniezione. L'unica differenza è che i pellet riscaldati vengono spremuti nello stampo attraverso un foro per lo stampaggio continuo.
Lo stampaggio a compressione consiste nel mescolare polvere magnetica e legante in proporzione, granulare e aggiungere una certa quantità di agente di accoppiamento, pressare lo stampo e polimerizzare a 120°~150° per ottenere infine il prodotto finito N52 Magneti Permanenti.
2. Prestazioni del prodotto
Aggiungendo l'adesivo, le proprietà magnetiche sono inferiori a quelle dell'NdFeB sinterizzato: i magneti NdFeB incollati sono realizzati incollando la polvere magnetica in magneti di grandi dimensioni con adesivi, e la loro densità è generalmente solo 80% della densità teorica. I magneti permanenti N52 sinterizzati sono realizzati riscaldando ad alte temperature attraverso processi complessi, quindi in termini di proprietà magnetiche, l'NdFeB legato è più debole dell'NdFeB sinterizzato.
Inoltre, lo standard nazionale per i materiali dei magneti permanenti NdFeB legati è GB/T 18880-2012, a cui potete fare riferimento. Se avete bisogno di una versione elettronica, potete lasciare un messaggio all'Imperatore del Magnetismo sullo sfondo dell'account ufficiale.
Elevata precisione del prodotto e ampio grado di libertà nella forma: I magneti permanenti N52 sinterizzati sono prodotti mediante sinterizzazione di polveri. In genere, dopo la sinterizzazione è possibile produrre solo pezzi grezzi, che possono poi essere trasformati in magneti di varie forme dopo la lavorazione meccanica (come il taglio del filo, l'affettatura, la rettifica, ecc.).
Rispetto ai NdFeB sinterizzati, il processo di produzione dei magneti permanenti NdFeB legati è più semplice e non richiede una lavorazione secondaria. L'accuratezza delle dimensioni del prodotto è elevata e non si deforma; allo stesso tempo, il grado di libertà nella forma è ampio e si possono fabbricare prodotti di varie forme in base alle effettive esigenze di utilizzo, come strisce lunghe, fogli, tubi, anelli o altre forme complesse, che sono comode per la produzione automatizzata di massa e hanno un'elevata resistenza meccanica.
I magneti isotropi sono facili da magnetizzare in qualsiasi direzione: I magneti permanenti NdFeB N52 sono isotropi e presentano le stesse proprietà magnetiche in tutte le direzioni, per cui è conveniente realizzare magneti integrali multipolari o addirittura un numero infinito di poli, cosa che di solito è difficile da ottenere per i magneti sinterizzati.
3. Applicazione del prodotto
Le proprietà magnetiche dei magneti NdFeB legati sono inferiori a quelle dei NdFeB sinterizzati, ma grazie alla sua convenienza nella produzione di magneti permanenti N52 ad anello magnetizzati a più livelli, all'eccellente costanza e uniformità delle prestazioni e alla facile integrazione con altre parti in metallo o plastica, ha proprietà magnetiche molto più elevate rispetto alle ferriti legate ed è ampiamente utilizzato in vari micro motori e sistemi di sensori. Gli impieghi specifici dei NdFeB legati possono essere suddivisi in:
Prodotti digitali: magneti per hard disk (HDD) - questo è attualmente il più grande campo di applicazione dell'NdFeB legato.
Prodotti Office OA: motori di trasmissione per stampanti, motori per scanner, motori sincroni di avanzamento (STP) per fotocopiatrici, rulli magnetici per stampanti laser, ecc.
Motori automobilistici e prodotti per sensori magnetici: tra cui magneti per sensori di servosterzo EPS, motori per tergicristalli, motori per finestrini, motori per regolatori di sedili, ecc.
Altri tipi di motori industriali e domestici: comprendono principalmente vari tipi di servomotori, motori per utensili elettrici, motori per la refrigerazione dell'aria condizionata, ecc.
A causa delle enormi differenze nelle proprietà magnetiche e nello stampaggio, l'intersezione tra NdFeB legato e NdFeB sinterizzato non è grande.
L'NdFeB legato è utilizzato principalmente nei motori dei mandrini degli hard disk e nei micro motori di piccola potenza, mentre l'NdFeB sinterizzato è più utilizzato nei motori di azionamento ad alta potenza e in altri campi.
Il magnetismo dei materiali NdFeB sinterizzati deriva principalmente dalla loro struttura cristallina facilmente magnetizzabile. Può ottenere un magnetismo estremamente elevato sotto l'azione di un forte campo magnetico esterno e il suo magnetismo non scompare dopo la scomparsa del campo magnetico esterno. Pertanto, la "magnetizzazione" è un passaggio chiave per i materiali NdFeB sinterizzati per ottenere il magnetismo. Nel processo di produzione e preparazione dei materiali NdFeB sinterizzati, la magnetizzazione è l'ultima fase prima della consegna del prodotto finito, ma l'orientamento del campo magnetico del grezzo NdFeB è stato determinato quando la polvere magnetica è stata pressata in un grezzo, cioè la futura direzione di magnetizzazione.
Orientamento del campo magnetico
I materiali magnetici si dividono in due categorie: magneti isotropi e magneti anisotropi. I magneti isotropi hanno le stesse proprietà magnetiche in qualsiasi direzione e possono essere attratti l'uno dall'altro a piacimento; i magneti anisotropi hanno proprietà magnetiche diverse in direzioni diverse e la direzione che può ottenere le migliori proprietà magnetiche è chiamata direzione di orientamento dei magneti permanenti N52. Per un magnete NdFeB sinterizzato quadrato, solo la direzione di orientamento ha la massima intensità di campo magnetico, mentre l'intensità del campo magnetico nelle altre due direzioni è molto minore.
Se il materiale magnetico subisce un processo di orientamento durante il processo di produzione, si tratta di un magnete anisotropo. L'NdFeB sinterizzato è generalmente formato e pressato dall'orientamento del campo magnetico, quindi è anisotropo. Pertanto, è necessario determinare la direzione di orientamento prima della produzione, ovvero la futura direzione di magnetizzazione. L'orientamento del campo magnetico in polvere è una delle tecnologie chiave per la produzione di NdFeB ad alte prestazioni (l'NdFeB legato può essere isotropo o anisotropo).
Direzione e metodo di magnetizzazione
La magnetizzazione è il processo di applicazione di un campo magnetico al magnete permanente NdFeB sinterizzato lungo la direzione di orientamento del campo magnetico, aumentando gradualmente l'intensità del campo magnetico fino a raggiungere lo stato di saturazione tecnica.
L'NdFeB sinterizzato ha generalmente diverse forme, come quella quadrata, cilindrica, anulare e a piastrella. Parliamo poi delle rispettive direzioni di magnetizzazione.
Oltre alla magnetizzazione unipolare ordinaria di cui sopra, i magneti NdFeB sinterizzati possono essere magnetizzati anche in modo multipolare in base alle esigenze effettive, vale a dire che i poli N e S possono essere presentati su un piano dopo la magnetizzazione dei magneti permanenti N52. A causa dell'uso di specifiche appositamente progettate e di dispositivi di magnetizzazione della testa del polo, si dovranno sostenere costi aggiuntivi per i dispositivi di magnetizzazione.
Il magnetizzatore è uno strumento per la magnetizzazione e l'ingrandimento di materiali magnetici o di magneti per dispositivi magnetici. Applica un campo magnetico ai prodotti NdFeB che devono essere magnetizzati N52 Magneti permanenti. Se il campo magnetico magnetizzato non raggiunge il campo magnetico di saturazione tecnica, la rimanenza Br e la forza coercitiva intrinseca Hcj del magnete permanente non raggiungeranno i valori previsti.
Magnetizzatore, immagine da Internet
Come determinare l'energia del magnetizzatore? Innanzitutto, in base alle dimensioni del magnete del prodotto magnetizzato e alla direzione di magnetizzazione, si determina la dimensione dell'utensile di magnetizzazione, quindi si calcola la dimensione del campo magnetico al centro dell'utensile. La dimensione del campo magnetico dell'utensile deve essere pari a 3-5 volte la forza coercitiva del magnete. Calcolare quindi la corrente di magnetizzazione dei magneti permanenti N52, determinare la capacità del condensatore di accumulo di energia del magnetizzatore in base alla corrente e alla tensione del magnetizzatore e infine determinare l'energia del magnetizzatore.
Il principio di base della magnetizzazione consiste nel collocare l'oggetto magnetico da magnetizzare nel campo magnetico formato dalla bobina attraversata da corrente continua. Esistono due metodi principali: Magnetizzazione in corrente continua e magnetizzazione a impulsi. Parleremo in seguito dei dettagli tecnici.
