Cum sunt fabricați magneții Alnico

Alnico este un aliaj fabricat în principal dintr-o combinație de aluminiu, nichel, cobalt și fier, plus diferite niveluri de cupru, titan și niobiu.

Compoziția chimică exactă în cadrul gradului Alnico depinde de gradul de Alnico. Un exemplu de compoziție este dat mai jos.

Compoziția tipică a aliajului Alnico

Un exemplu pentru Alnico 8 sinterizat este – 31,5% Fier, 36% Cobalt, 13,5% Nichel, 7,2% Aluminiu, 3,5% Cupru, 7,5% Titan și 0,8%Niobiu.

Amagneții Alnico pot fi realizați fie prin sinterizare, fie prin procedeele mai comune de turnare. Structura Alnico este una formată dintr-o microstructură de tijă de Fe-Co puternic magnetică într-o matrice de Ni-Al slab magnetică – anizotropia formei tijei conferă Alnico coercitivitatea sa.

Alnico turnat

Care calitate de Alnico are o compoziție proprie de elemente în proporții variabile. Elementele pentru Alnico sunt introduse într-un cuptor (în mod obișnuit se folosește un cuptor cu inducție) și sunt topite la 1750-1780 grade C. Inițial se adaugă o cantitate de aluminiu (Al) mai mare decât cea necesară, deoarece o parte din Al se pierde în timp datorită faptului că se topește la 680 grade C. Prin urmare, timpul necesar în timpul procesului de turnare este foarte important, deoarece afectează raportul Ni:Al.

Aleatul Alnico topit este turnat în matrițe de nisip. Matrițele de nisip care au fost pregătite în prealabil pentru forma necesară a magnetului. Matrița de nisip conține volume care reprezintă formele pentru magnet care sunt legate prin tuburi orizontale (runners) și tuburi verticale (risers). Atunci când aliajul topit al magnetului este turnat în matriță, acesta poate deplasa cu ușurință tot aerul pentru a umple toate spațiile și golurile (metoda de creare cu succes a matrițelor de nisip este un proces tehnic). Deoarece la turnare se folosesc patine și coloane ascendente, randamentul nu este de 100%. Matrița de nisip și turnarea se răcește rapid pentru a evita formarea celei de-a doua faze gamma. Uneori există plăci speciale în partea de jos a matrițelor, numite „chill”, care ajută la răcire. Și, uneori, nisipul folosit este un nisip exotermic. Nisipul exotermic oferă o rată de răcire diferită, iar placa „chill” oferă mijloace pentru o creștere cristalină columnară sau semi-columnară pentru a produce clase de Alnico cu cele mai mari valori Br. Viteza de răcire și, de asemenea, finisajul suprafeței magnetului sunt afectate de cantitatea de nisip folosită în turnare, de mărimea granulelor de nisip și de proprietățile nisipului.

După ce magnetul s-a răcit, matrița de nisip este descompusă și magneții sunt recuperați (nisipul este reciclat; patinele și coloanele ascendente și îndepărtate și reciclate). Un ciclu de tratament termic în prezența unui câmp magnetic îndepărtează orice a doua fază nedorită și conferă o parte din proprietățile magnetice finale. O ultimă etapă de revenire oferă coeficienții de temperatură și proprietățile magnetice finale (îmbunătățirea coercitivității Hc și Hci a magnetului). Etapele de tratament termic și de revenire pot fi modificate pentru a se obține o reducere a fragilității acestor magneți, dar acest lucru este foarte costisitor.

Dacă este necesar, magneții sunt rectificați la dimensiunea finală. Aspectul turnat al magneților Alnico este de culoare gri închis/negru, cu o textură aspră (textura provine de la turnarea în nisip). Finisajul prelucrat este o culoare metalică netedă și strălucitoare. Performanța magnetului nu este afectată dacă fețele nepolare sunt lăsate așa cum sunt turnate (acest lucru este mai ieftin), deși unii clienți pot prefera ca toate fețele să fie prelucrate din motive estetice. Dacă este necesar, magneții sunt, de asemenea, magnetizați înainte de ambalare.

Fondarea este singura metodă de producere a magneților Alnico de mari dimensiuni. Magneți de până la 30 kg, poate chiar mai grei, pot fi produși prin turnare. Pot exista foarte mici pungi de aer în interiorul magneților Alnico turnați – acest lucru este perfect normal și nu dăunează magnetului.

ALNICO SINTERIZAT

Alnico sinterizat este fabricat printr-un proces de pulbere presată. Amestecul dorit de pulberi metalice este presat într-o matriță care este foarte aproape de forma finală dorită. Magnetul „verde” rezultat este apoi sinterizat la aproximativ 1260 grade C într-o atmosferă de hidrogen pentru a fuziona pulberile între ele. Magneții sunt, de fapt, mai puternici din punct de vedere structural decât Alnico turnat (se recomandă în continuare să se evite introducerea magneților în aplicații în care aceștia suportă sarcini, deoarece se vor rupe). Deși sinterizarea poate cauza un grad minor de variație a formei față de forma „verde”, se obțin în continuare toleranțe relativ apropiate fără a fi nevoie de prelucrare/șlefuire ulterioară. În general, magneții Alnico sinterizați sunt mici, cântărind de obicei mai puțin de 30 de grame. Procedeul de producere a magneților Alnico sinterizați este potrivit pentru producția de volum

.