Jak powstają magnesy Alnico

Alnico jest stopem wykonanym głównie z kombinacji aluminium, niklu, kobaltu i żelaza oraz różnych poziomów miedzi, tytanu i niobu.

Dokładny skład chemiczny w obrębie gatunku Alnico zależy od gatunku Alnico. Przykładowy skład podano poniżej.

Typowy skład stopu Alnico

Przykładowy skład spiekanego stopu Alnico 8 to – 31,5% żelaza, 36% kobaltu, 13,5% niklu, 7,2% aluminium, 3,5% miedzi, 7,5% tytanu i 0,8% niobu.

Magnesy Alnico mogą być wykonane zarówno metodą spiekania, jak i bardziej powszechnymi procesami odlewania. Struktura Alnico to silnie magnetyczna mikrostruktura pręta Fe-Co w słabo magnetycznej matrycy Ni-Al – anizotropia kształtu pręta nadaje Alnico koercję.

CAST ALNICO

Każdy gatunek Alnico ma swój własny skład pierwiastków w różnych proporcjach. Pierwiastki do stopu Alnico są umieszczane w piecu (powszechnie stosowany jest piec indukcyjny) i topione w temperaturze 1750-1780 stopni C. Początkowo dodaje się większą ilość aluminium (Al) niż jest to wymagane, ponieważ część Al jest tracona z czasem ze względu na jego topnienie w temperaturze 680 stopni C. W rezultacie czas trwania procesu odlewania jest bardzo ważny, ponieważ wpływa na stosunek Ni:Al.

Topiony stop Alnico jest wlewany do form piaskowych. Formy piaskowe, które zostały wstępnie przygotowane dla wymaganego kształtu magnesu. Forma piaskowa zawiera objętości, które są kształty dla magnesu, które są połączone przez rury poziome (biegaczy) i pionowe rury (pionów). Kiedy stopiony stop magnesu jest wlewany do formy, może łatwo wyprzeć całe powietrze, aby wypełnić wszystkie przestrzenie i puste miejsca (metoda skutecznego tworzenia form piaskowych jest procesem technicznym). Ponieważ odlewanie używa biegaczy i pionów, wydajność nie jest 100%. Forma piaskowa i odlew są szybko schładzane, aby uniknąć tworzenia się drugiej fazy gamma. Czasami na dnie formy znajdują się specjalne płyty zwane „chill”, które wspomagają chłodzenie. Czasami używa się piasku egzotermicznego. Piasek egzotermiczny daje inną szybkość chłodzenia, a płyta „chill” zapewnia środki do kolumnowego lub półkolumnowego wzrostu kryształów do produkcji gatunków Alnico o najwyższych wartościach Br. Na szybkość chłodzenia, a także na wykończenie powierzchni magnesu ma wpływ ilość piasku użytego w odlewie, wielkość ziaren piasku i jego właściwości.

Po ostygnięciu magnesu forma piaskowa jest rozbijana, a magnesy są odzyskiwane (piasek jest poddawany recyklingowi; prowadnice i piony są usuwane i poddawane recyklingowi). Cykl obróbki cieplnej w obecności pola magnetycznego usuwa niepożądaną drugą fazę i nadaje niektóre z końcowych właściwości magnetycznych. Końcowy etap odpuszczania nadaje współczynniki temperaturowe i końcowe właściwości magnetyczne (poprawiając koercję magnesu Hc i Hci). Etapy obróbki cieplnej i odpuszczania mogą być modyfikowane w celu zmniejszenia kruchości tych magnesów, ale jest to bardzo kosztowne.

Jeśli jest to wymagane, magnesy są szlifowane do gotowych rozmiarów. Wygląd Alnico jako odlew jest ciemnoszary/czarny z chropowatą teksturą (tekstura jest z formy piaskowej). Obrobione wykończenie jest gładka jasny metaliczny kolor. Nie ma żadnego negatywnego wpływu na działanie magnesu, jeśli nie nabiegunniki są pozostawione jako odlewane (jest to tańsze), chociaż niektórzy klienci mogą preferować wszystkie powierzchnie obrabiane maszynowo ze względów estetycznych. W razie potrzeby magnesy są również magnesowane przed zapakowaniem.

Odlewanie jest jedyną metodą produkcji dużych magnesów Alnico. Magnesy do 30 kg, a może nawet cięższe, mogą być produkowane metodą odlewania. W odlewanych magnesach Alnico mogą znajdować się bardzo małe kieszenie powietrzne – jest to zupełnie normalne i nie jest szkodliwe dla magnesu.

SINTERED ALNICO

Sintered Alnico jest wytwarzany w procesie prasowania proszku. Pożądana mieszanka proszków metali jest prasowana w matrycy, która jest bardzo zbliżona do pożądanego kształtu końcowego. Powstały „zielony” magnes jest następnie spiekany w temperaturze około 1260 stopni C w atmosferze wodoru, aby stopić proszek razem. Magnesy są strukturalnie silniejsze niż odlewane Alnico (nadal zaleca się unikanie umieszczania magnesów w aplikacjach, w których są one obciążane, ponieważ mogą się złamać). Chociaż spiekanie może spowodować niewielką zmianę kształtu w stosunku do „zielonego” kształtu, stosunkowo bliskie tolerancje są nadal osiągane bez potrzeby dalszej obróbki/szlifowania. Ogólnie rzecz biorąc, spiekane magnesy Alnico są małe, zazwyczaj ważą mniej niż 30 gramów. Proces wytwarzania spiekanych magnesów Alnico jest odpowiedni do produkcji seryjnej

.