Uvod v materiale s trajnimi magneti AlNiCo
2023-11-15 15:08Pred izumom redkih zemeljskih trajnih magnetov v sedemdesetih letih prejšnjega stoletja so bile zlitine AlNiCo vedno trajni magneti z najmočnejšimi magnetnimi lastnostmi. Ker pa je sestava vsebovala strateški kovini kobalt in nikelj, je bil strošek visok. S feritnimi trajnimi magneti in s prihodom redkih zemeljskih trajnih magnetov so bili materiali AlNiCo postopoma zamenjani v številnih aplikacijah. Vendar pa v nekaterih visokotemperaturnih aplikacijah in situacijah z visokimi zahtevami glede magnetne stabilnostiAlNiCo magnetiše vedno zavzemajo neomajen položaj.
1. Lastnosti materiala trajnega magneta Alnico
Prednosti:visok preostali magnetizem, izjemno majhen temperaturni koeficient in dobra odpornost proti koroziji;
Slabosti: nizka mehanska trdnost, slaba sposobnost obdelave, majhna intrinzična prisilna sila in nestrpnost do vibracij in udarcev.
Glede na nizko koercitivnost trajnih magnetnih materialov alnico je površina magnetnega pola pogosto oblikovana v obliki dolgega valja ali dolge palice, da bi povečali njegovo sposobnost proti razmagnetenju. Hkrati je treba obratno magnetno polje v okolju, kjer se uporablja magnet, strogo nadzorovati, da preprečimo razmagnetenje magnetnega jekla. Lokalna ireverzibilna demagnetizacija ali popačenje porazdelitve gostote magnetnega pretoka. Krivulja demagnetizacije alnico se spreminja nelinearno, linija obnovitve in krivulja demagnetizacije pa ne sovpadata. Po magnetizaciji je potrebno magnetno stabilizacijsko staranje.
2. Ocene učinkovitosti trajnega magneta Alnico
Komercialne razrede alnico lahko na splošno razdelimo na razrede 2, 3, 4, 5, 6, 8 in 9, predvsem na podlagi magnetnih lastnosti in sestave. Med njimi so razredi 2, 3 in 4 izotropni magneti, ostali pa so anizotropni magneti. Teoretični največji produkt magnetne energije AlNiCo magnetov lahko doseže 30~35MGOe, v resnici pa komercialni magneti dosežejo le približno 1/3 teoretične vrednosti. Če lahko AlNiCo doseže približno 80 % teoretične vrednosti kot drugi materiali s trajnimi magneti, kot so ferit, samarijev kobalt in neodim železo bor, se bodo njegove možnosti za uporabo še razširile zaradi njegove odlične odpornosti proti koroziji in temperaturne stabilnosti.
3. Postopek izdelave magneta Alnico
Alnico magneti imajo dva postopka: [ulivanje] in [sintranje]. Casting Alnico ima višjo zmogljivost in je tudi glavni v tržnih aplikacijah. Zaradi slabe obdelovalnosti litega Alnica bo sintrani Alnico uporabljen za majhne dele, kompleksne oblike ali prizore, ki zahtevajo enotnost.
Postopek izdelave aluminij nikelj kobaltulivanje: doziranje → taljenje → ulivanje → toplotna obdelava → testiranje delovanja → mehanska obdelava → pregled → pakiranje. Izdelki Cast alnico se večinoma uporabljajo pri merjenju in testiranju, magnetih instrumentov, avtomobilskih delih, vrhunskem zvoku, vojaški opremi, letalstvu in drugih področjih.
Sintranoalnico se proizvaja s prašno metalurgijo. Proizvodni proces je: šarža→prašenje→stiskanje→sintranje→toplotna obdelava→preizkušanje učinkovitosti→strojna obdelava→pregled→pakiranje. Sintrani Alnico je primeren za izdelavo kompleksnih, lahkih, tankih in majhnih izdelkov, uporablja pa se predvsem v elektronskih komunikacijah, vpenjalnih glavah s trajnim magnetom, magnetoelektričnih stikalih in raznih senzorjih.
4. Tržni status magneta Alnico
Trenutno je večina proizvajalcev, razen nekaj tujih podjetij, kot je Hitachi Metals, v bistvu ustavila proizvodnjo in se preusmerila v druge industrije, domači visokokakovostni AlNiCo magneti pa so popolnoma izpolnili to povpraševanje. Obeti alnico magnetov so neizogibno omejeni s ponudbo virov in tržnimi cenami dveh strateških kovin, kobalta in niklja. Hkrati ima proizvodna linija alnico še vedno nizko avtomatizacijo, slabo delovno okolje in zahteva veliko dela. Edini način za dosego tega je z izboljšanjem ravni avtomatizacije proizvodne linije, optimizacijo ravni magnetnega vezja in zasnove naprav ter raziskovanjem novih področij uporabe, ki bodo pomagali AlNiCo še naprej zavzemati mesto v materialih s trajnimi magneti.