Hogyan készülnek az Alnico mágnesek

Az Alnico egy ötvözet, amely főként alumínium, nikkel, kobalt és vas, valamint változó mennyiségű réz, titán és nióbium kombinációjából áll.

A pontos kémiai összetétel az Alnico fokozaton belül az Alnico fokozatától függ. Egy példa az összetételre az alábbiakban található.

Az Alnico ötvözet tipikus összetétele

Egy példa a szinterezett Alnico 8-ra: – 31,5% vas, 36% kobalt, 13,5% nikkel, 7,2% alumínium, 3,5% réz, 7,5% titán és 0,8% nióbium.

Az Alnico mágnesek készülhetnek szinterezéssel vagy a gyakoribb öntési eljárásokkal. Az Alnico szerkezete egy erősen mágneses Fe-Co rúd mikroszerkezet egy gyengén mágneses Ni-Al mátrixban – a rúd alakjának anizotrópiája adja az Alnico koercitását.

CAST ALNICO

Minden Alnico fajtának saját összetételű elemei vannak, változó arányban. Az Alnico elemeit egy kemencébe helyezik (általában indukciós kemencét használnak), és 1750-1780 °C-on megolvasztják. Kezdetben a szükségesnél nagyobb mennyiségű alumíniumot (Al) adnak hozzá, mert az Al egy része idővel elvész, mivel 680 °C-on megolvad. Ennek eredményeként az öntési folyamat során eltelt idő nagyon fontos, mivel ez befolyásolja a Ni:Al arányt.

A megolvasztott Alnico ötvözetet homokformákba öntik. A homokformák, amelyeket előzetesen előkészítettek a mágnes kívánt formájához. A homokforma olyan térfogatokat tartalmaz, amelyek a mágnes formái, amelyeket vízszintes csövek (futók) és függőleges csövek (felszállócsövek) kötnek össze. Amikor az olvadt mágnesötvözetet a formába öntik, az könnyen ki tudja szorítani az összes levegőt, hogy kitöltse az összes teret és üreget (a homokformák sikeres létrehozásának módszere egy technikai folyamat). Mivel az öntés futócsöveket és felszállócsöveket használ, a hozam nem 100%-os. A homokformát és az öntvényt gyorsan lehűtik, hogy elkerüljék a gamma második fázis kialakulását. Néha az öntőformák alján speciális lemezek vannak, úgynevezett “chills”, amelyek segítik a hűtést. És néha a felhasznált homok exoterm homok. Az exoterm homok más hűtési sebességet biztosít, és a “chill” lemez biztosítja az oszlopos vagy féloszlopos kristálynövekedést, hogy a legmagasabb Br-értékkel rendelkező Alnico minőségeket lehessen előállítani. A lehűlési sebességet és a mágnes felületét is befolyásolja az öntéshez használt homok mennyisége, a homok szemcsemérete és a homok tulajdonságai.

Amikor a mágnes lehűlt, a homokformát lebontják és a mágneseket visszanyerik (a homokot újrahasznosítják; a futókat és az emelkedőket eltávolítják és újrahasznosítják). Egy hőkezelési ciklus mágneses tér jelenlétében eltávolítja a nem kívánt második fázist, és megadja a végleges mágneses tulajdonságok egy részét. Egy utolsó temperálási szakasz adja meg a hőmérsékleti együtthatókat és a végleges mágneses tulajdonságokat (javítva a mágnes koercitását Hc és Hci). A hőkezelés és az edzési szakaszok módosíthatók, hogy csökkentsék e mágnesek ridegségét, de ez nagyon költséges.

Ha szükséges, a mágneseket kész méretre csiszolják. Az Alnico öntvény megjelenése sötétszürke/fekete színű, érdes textúrával (a textúra a homokformából származik). A megmunkált felület sima, fényes fémes színű. A mágnes teljesítményét nem rontja, ha a nem pólusfelületek öntött állapotban maradnak (ez olcsóbb), bár egyes vásárlók esztétikai okokból jobban szeretik, ha az összes felületet megmunkálják. Ha szükséges, a mágneseket csomagolás előtt mágnesezik is.

A nagy Alnico mágnesek gyártásának egyetlen módszere az öntés. Az akár 30 kg-os, esetleg még nehezebb mágnesek is előállíthatók öntéssel. Az öntött Alnico mágnesekben nagyon apró légzsákok lehetnek – ez teljesen normális és nem káros a mágnesre.

SZŰRT ALNICO

A szinterezett Alnico préselt poros eljárással készül. A fémporok kívánt keverékét egy olyan szerszámba préselik, amely nagyon közel áll a kívánt végső alakhoz. Az így kapott “zöld” mágnest ezután hidrogén atmoszférában, kb. 1260 fokon szinterezik, hogy a por összeolvadjon. A mágnesek szerkezetileg valóban erősebbek, mint az öntött Alnico (továbbra is ajánlott elkerülni, hogy a mágneseket olyan alkalmazásokba helyezzük, ahol teherbíróak, mivel eltörnek). Bár a szinterezés kisebb mértékű alakváltozást okozhat a “zöld” alakhoz képest, viszonylag szoros tűréshatárokat lehet elérni további megmunkálás/csiszolás nélkül. A szinterezett Alnico mágnesek általában kisméretűek, jellemzően 30 grammnál kisebb tömegűek. A szinterezett Alnico előállítási eljárás alkalmas sorozatgyártásra

.