Materiały magnetyczne można podzielić na dwie kategorie: magnesy izotropowe i magnesy anizotropowe:
Magnesy izotropowe wykazują te same właściwości magnetyczne we wszystkich kierunkach i można je namagnesować w dowolnym kierunku.
Magnesy anizotropowe wykazują różne właściwości magnetyczne w różnych kierunkach i mają preferowany kierunek zapewniający optymalną wydajność magnetyczną, znany jako kierunek orientacji.
Typowe magnesy anizotropowe obejmująspiekany NdFeBIspiekany SmCo, które są twardymi materiałami magnetycznymi.
Orientacja jest kluczowym procesem w produkcji spiekanych magnesów NdFeB
Magnetyzm magnesu wywodzi się z porządku magnetycznego (gdzie poszczególne domeny magnetyczne ustawiają się w określonym kierunku).Spiekany NdFeB powstaje w wyniku sprasowania proszku magnetycznego w formach.Proces polega na umieszczeniu proszku magnetycznego w formie, przyłożeniu silnego pola magnetycznego za pomocą elektromagnesu i jednoczesnym wywarciu nacisku prasą w celu ustawienia osi łatwego namagnesowania proszku.Po sprasowaniu surowe bryły rozmagnesowuje się, wyjmuje z formy i otrzymuje się powstałe półfabrykaty o dobrze zorientowanych kierunkach namagnesowania.Te półfabrykaty są następnie cięte na określone wymiary, aby stworzyć końcowe produkty ze stali magnetycznej zgodnie z wymaganiami klienta.
Orientacja proszku jest kluczowym procesem w produkcji wysokowydajnych magnesów trwałych NdFeB.Na jakość orientacji podczas fazy produkcji półwyrobu wpływają różne czynniki, w tym natężenie pola orientacji, kształt i wielkość cząstek proszku, metoda formowania, względna orientacja pola orientacji i ciśnienie formowania oraz gęstość luźnej zorientowanego proszku.
Skośność magnetyczna powstająca na etapie obróbki końcowej ma pewien wpływ na rozkład pola magnetycznego magnesów.
Namagnesowanie jest ostatnim krokiem w nadaniu magnetyzmuspiekany NdFeB.
Po przycięciu półfabrykatów magnetycznych do żądanych wymiarów poddawane są one procesom takim jak galwanizacja, aby zapobiec korozji i stać się finalnymi magnesami.Jednakże na tym etapie magnesy nie wykazują magnetyzmu zewnętrznego i wymagają namagnesowania w procesie znanym jako „magnetyzm ładujący”.
Sprzęt używany do magnesowania nazywany jest magnetyzerem lub maszyną magnesującą.Magnetyzer najpierw ładuje kondensator wysokim napięciem stałym (tj. magazynuje energię), a następnie rozładowuje go przez cewkę (element magnesujący) o bardzo niskiej rezystancji.Prąd szczytowy impulsu wyładowania może być niezwykle wysoki i sięgać dziesiątek tysięcy amperów.Ten impuls prądowy wytwarza w obrębie elementu magnesującego silne pole magnetyczne, które trwale magnesuje umieszczony wewnątrz magnes.
Podczas procesu magnesowania mogą wystąpić wypadki, takie jak niepełne nasycenie, pękanie biegunów magnetyzatora i pękanie magnesów.
Niepełne nasycenie wynika głównie z niewystarczającego napięcia ładowania, gdy pole magnetyczne generowane przez cewkę nie osiąga 1,5 do 2-krotności namagnesowania nasycenia magnesu.
W przypadku magnesowania wielobiegunowego magnesy o grubszych kierunkach orientacji również są trudne do pełnego nasycenia.Dzieje się tak dlatego, że odległość pomiędzy górnym i dolnym biegunem magnetyzatora jest zbyt duża, co skutkuje niewystarczającym natężeniem pola magnetycznego z biegunów, aby utworzyć prawidłowo zamknięty obwód magnetyczny.W rezultacie proces magnesowania może prowadzić do nieuporządkowanych biegunów magnetycznych i niewystarczającego natężenia pola.
Pękanie biegunów magnetyzatora spowodowane jest przede wszystkim ustawieniem zbyt wysokiego napięcia, przekraczającego bezpieczną granicę napięcia magnetyzatora.
Magnesy nienasycone lub magnesy, które zostały częściowo rozmagnesowane, są trudniejsze do nasycenia ze względu na ich początkowe nieuporządkowane domeny magnetyczne.Aby osiągnąć nasycenie, należy pokonać opór wynikający z przemieszczenia i rotacji tych domen.Jednakże w przypadkach, gdy magnes nie jest w pełni nasycony lub ma namagnesowanie szczątkowe, wewnątrz niego występują obszary odwrotnego pola magnetycznego.Niezależnie od tego, czy magnesuje się w kierunku do przodu, czy do tyłu, niektóre obszary wymagają namagnesowania odwrotnego, co powoduje konieczność przezwyciężenia wewnętrznej siły przymusu w tych obszarach.Dlatego do namagnesowania konieczne jest silniejsze pole magnetyczne niż teoretycznie potrzebne.
Czas publikacji: 18 sierpnia 2023 r