INFORMAZIONI SUI MAGNETI
- Sfondo e storia
- Design
- Flusso di produzione
- Selezione del magnete
- Trattamento della superficie
- magnetizzazione
- Intervallo di dimensioni, dimensioni e tolleranza
- Principio di sicurezza per il funzionamento manuale
I magneti permanenti sono una parte vitale della vita moderna. Oggi si trovano o vengono utilizzati per produrre quasi tutti i comfort moderni. I primi magneti permanenti furono prodotti da rocce naturali chiamate magneti. Queste pietre furono studiate per la prima volta oltre 2500 anni fa dai cinesi e successivamente dai greci, che ottennero la pietra dalla provincia di Magnetes, da cui il materiale prese il nome. Da allora, le proprietà dei materiali magnetici sono state profondamente migliorate e i materiali magnetici permanenti di oggi sono molte centinaia di volte più potenti dei magneti dell’antichità. Il termine magnete permanente deriva dalla capacità del magnete di trattenere una carica magnetica indotta dopo essere stato rimosso dal dispositivo di magnetizzazione. Tali dispositivi possono essere altri magneti permanenti fortemente magnetizzati, elettromagneti o bobine di filo che vengono caricate brevemente con elettricità. La loro capacità di trattenere una carica magnetica li rende utili per tenere fermi oggetti, convertire l'elettricità in forza motrice e viceversa (motori e generatori) o influenzare altri oggetti avvicinati a loro.
Le prestazioni magnetiche superiori sono una funzione di una migliore ingegneria magnetica. Per i clienti che richiedono assistenza nella progettazione o progetti di circuiti complessi, QM un team di ingegneri applicativi esperti e di esperti addetti alle vendite sul campo è al vostro servizio. QM gli ingegneri lavorano con i clienti per migliorare o convalidare i progetti esistenti nonché sviluppare nuovi progetti che producono effetti magnetici speciali. QM ha sviluppato progetti magnetici brevettati che forniscono campi magnetici estremamente forti, uniformi o di forma speciale che spesso sostituiscono i progetti ingombranti e inefficienti degli elettromagneti e dei magneti permanenti. I clienti sono fiduciosi quando portano un concetto complesso o una nuova idea QM affronterà questa sfida attingendo a 10 anni di comprovata esperienza nel campo magnetico. QM ha le persone, i prodotti e la tecnologia che mettono in funzione i magneti.
La selezione del magnete per tutte le applicazioni deve considerare l'intero circuito magnetico e l'ambiente. Laddove l'Alnico sia appropriato, le dimensioni del magnete possono essere ridotte al minimo se è possibile magnetizzarlo dopo l'assemblaggio nel circuito magnetico. Se utilizzato indipendentemente da altri componenti del circuito, come nelle applicazioni di sicurezza, il rapporto lunghezza/diametro effettivo (correlato al coefficiente di permeanza) deve essere sufficientemente grande da far funzionare il magnete sopra il ginocchio nella sua curva di smagnetizzazione del secondo quadrante. Per applicazioni critiche, i magneti Alnico possono essere calibrati su un valore di densità di flusso di riferimento stabilito.
Un sottoprodotto della bassa coercività è la sensibilità agli effetti di smagnetizzazione dovuti a campi magnetici esterni, urti e temperature di applicazione. Per applicazioni critiche, i magneti Alnico possono essere stabilizzati alla temperatura per ridurre al minimo questi effetti. Esistono quattro classi di moderni magneti commercializzati, ciascuna in base alla composizione del materiale. All'interno di ciascuna classe c'è una famiglia di gradi con le proprie proprietà magnetiche. Queste classi generali sono:
NdFeB e SmCo sono noti collettivamente come magneti delle terre rare perché sono entrambi composti da materiali del gruppo di elementi delle terre rare. Il neodimio ferro boro (composizione generale Nd2Fe14B, spesso abbreviato in NdFeB) è l'aggiunta commerciale più recente alla famiglia dei moderni materiali magnetici. A temperatura ambiente, i magneti NdFeB mostrano le proprietà più elevate di tutti i materiali magnetici. Il samario cobalto è prodotto in due composizioni: Sm1Co5 e Sm2Co17, spesso indicati come tipi SmCo 1:5 o SmCo 2:17. I tipi 2:17, con valori Hci più elevati, offrono una maggiore stabilità intrinseca rispetto ai tipi 1:5. I magneti in ceramica, noti anche come ferrite, (composizione generale BaFe2O3 o SrFe2O3) sono stati commercializzati dagli anni '1950 e continuano ad essere ampiamente utilizzati oggi grazie al loro basso costo. Una forma speciale di magnete ceramico è il materiale "flessibile", realizzato legando la polvere ceramica in un legante flessibile. I magneti in Alnico (composizione generale Al-Ni-Co) furono commercializzati negli anni '1930 e sono ampiamente utilizzati ancora oggi.
Questi materiali abbracciano una gamma di proprietà che soddisfano un'ampia varietà di requisiti applicativi. Quanto segue ha lo scopo di fornire una panoramica ampia ma pratica dei fattori che devono essere considerati nella scelta del materiale, del grado, della forma e delle dimensioni adeguati del magnete per un'applicazione specifica. La tabella seguente mostra i valori tipici delle caratteristiche chiave per i gradi selezionati di vari materiali per il confronto. Questi valori verranno discussi in dettaglio nelle sezioni seguenti.
Confronti dei materiali dei magneti
Materiali | Classe | Br | Hc | hci | BH massimo | Tmax(Grado c)* |
NdFeB | 39H | 12,800 | 12,300 | 21,000 | 40 | 150 |
SmCo | 26 | 10,500 | 9,200 | 10,000 | 26 | 300 |
NdFeB | B10N | 6,800 | 5,780 | 10,300 | 10 | 150 |
Alnico | 5 | 12,500 | 640 | 640 | 5.5 | 540 |
Ceramica | 8 | 3,900 | 3,200 | 3,250 | 3.5 | 300 |
Flessibile | 1 | 1,500 | 1,380 | 1,380 | 0.6 | 100 |
* T max (temperatura operativa massima pratica) è solo di riferimento. La massima temperatura operativa pratica di qualsiasi magnete dipende dal circuito in cui opera il magnete.
Potrebbe essere necessario rivestire i magneti a seconda dell'applicazione a cui sono destinati. Il rivestimento dei magneti migliora l'aspetto, la resistenza alla corrosione, la protezione dall'usura e può essere appropriato per applicazioni in condizioni di camera bianca.
I materiali Samario Cobalto e Alnico sono resistenti alla corrosione e non richiedono un rivestimento anticorrosione. L'Alnico è facilmente placcabile per qualità cosmetiche.
I magneti NdFeB sono particolarmente sensibili alla corrosione e spesso vengono protetti in questo modo. Esistono numerosi rivestimenti adatti ai magneti permanenti. Non tutti i tipi di rivestimento saranno adatti a ogni materiale o geometria del magnete e la scelta finale dipenderà dall'applicazione e dall'ambiente. Un'ulteriore opzione è alloggiare il magnete in un involucro esterno per prevenire corrosione e danni.
Rivestimenti disponibili | ||||
Superficie | Rivestimento | Spessore (micron) | Colore | resistenza all'usura |
passivazione | 1 | Grigio argento | Protezione temporanea | |
Nichel, Ni free | Ni Ni + | 10-20 | Argento brillante | Eccellente contro l'umidità |
Ni + Cu + Ni | ||||
Zinco | Zn | 8-20 | Bright Blue | Buono contro la nebbia salina |
C-Zn | Colore brillante | Eccellente contro la nebbia salina | ||
Stagno | Ni + Cu + Sn | 15-20 | Argento | Superiore contro l'umidità |
Oro | Ni + Cu + Au | 10-20 | Oro | Superiore contro l'umidità |
Rame | Ni + Cu | 10-20 | Oro | Protezione temporanea |
Epoxy | Epoxy | 15-25 | Nero, rosso, grigio | Eccellente contro l'umidità |
Ni + Cu + Epoxy | ||||
Zn + Epoxy | ||||
Chemical | Ni | 10-20 | Grigio argento | Eccellente contro l'umidità |
Parylene | Parylene | 5-20 | Grigio | Ottimo contro Umidità, Nebbia Salina. Superiore contro solventi, gas, funghi e batteri. |
Il magnete permanente fornito in due condizioni, magnetizzato o non magnetizzato, di solito non riporta la sua polarità. Se l'utente lo richiede, potremmo contrassegnare la polarità con i mezzi concordati. Quando effettua l'ordine, l'utente deve informare le condizioni della fornitura e se è necessario il contrassegno della polarità.
Il campo di magnetizzazione del magnete permanente è correlato al tipo di materiale magnetico permanente e alla sua forza coercitiva intrinseca. Se il magnete necessita di magnetizzazione e smagnetizzazione, contattaci e chiedi supporto tecnico.
Esistono due metodi per magnetizzare il magnete: campo DC e campo magnetico pulsato.
Esistono tre metodi per smagnetizzare il magnete: la smagnetizzazione mediante calore è una tecnica di processo speciale. smagnetizzazione in campo AC. Smagnetizzazione in campo DC. Ciò richiede un campo magnetico molto forte e un'elevata capacità di smagnetizzazione.
Forma geometrica e direzione di magnetizzazione del magnete permanente: in linea di principio produciamo magneti permanenti in varie forme. Solitamente include blocco, disco, anello, segmento, ecc. Di seguito è riportata l'illustrazione dettagliata della direzione di magnetizzazione:
Direzioni della magnetizzazione | ||
orientato attraverso lo spessore | orientato assialmente | orientato assialmente in segmenti |
multipolo orientato lateralmente su una faccia | multipolo orientato in segmenti sul diametro esterno* | multipolo orientato in segmenti su una faccia |
orientato radialmente * | orientato attraverso il diametro * | multipolo orientato in segmenti sul diametro interno* tutti disponibili come materiale isotropo o anisotropo *disponibile solo in materiali isotropi e in alcuni materiali anisotropi |
orientato radialmente | orientato diametralmente |
Fatta eccezione per la dimensione nella direzione della magnetizzazione, la dimensione massima del magnete permanente non supera i 50 mm, che è limitata dal campo di orientamento e dall'attrezzatura di sinterizzazione. La dimensione nella direzione di non magnetizzazione è fino a 100 mm.
La tolleranza è solitamente +/-0.05 -- +/-0.10 mm.
Nota: altre forme possono essere prodotte in base al campione del cliente o alla stampa blu
Anello | Diametro esterno | Diametro interno | Spessore |
Massimo | 100.00mm | 95.00m | 50.00mm |
Minimo | 3.80mm | 1.20mm | 0.50mm |
Disco | Diametro | Spessore |
Massimo | 100.00mm | 50.00mm |
Minimo | 1.20mm | 0.50mm |
Bloccare | Lunghezza | Larghezza | Spessore |
Massimo | 100.00mm | 95.00mm | 50.00mm |
Minimo | 3.80mm | 1.20mm | 0.50mm |
Segmento d'arco | Raggio esterno | Raggio interno | Spessore |
Massimo | 75mm | 65mm | 50mm |
Minimo | 1.9mm | 0.6mm | 0.5mm |
1. I magneti permanenti magnetizzati con un forte campo magnetico attirano notevolmente il ferro e altri materiali magnetici che li circondano. In condizioni comuni, l'operatore manuale deve prestare molta attenzione per evitare eventuali danni. A causa della forte forza magnetica, il grande magnete vicino a loro corre il rischio di danneggiarsi. Le persone lavorano sempre questi magneti separatamente o tramite morsetti. In questo caso è opportuno indossare guanti protettivi durante il funzionamento.
2. In questa circostanza di forte campo magnetico, qualsiasi componente elettronico sensibile e misuratore potrebbe essere alterato o danneggiato. Assicurarsi che il computer, il display e i supporti magnetici, ad esempio il disco magnetico, la cassetta magnetica, il nastro di registrazione video, ecc., siano lontani dai componenti magnetizzati, ad esempio a più di 2 m.
3. La collisione delle forze di attrazione tra due magneti permanenti provocherà enormi scintille. Pertanto, materiali infiammabili o esplosivi non devono essere posizionati intorno ad essi.
4. Quando il magnete è esposto all'idrogeno, è vietato utilizzare magneti permanenti senza rivestimento protettivo. Il motivo è che l'assorbimento dell'idrogeno distruggerà la microstruttura del magnete e porterà alla decostruzione delle proprietà magnetiche. L'unico modo per proteggere efficacemente il magnete è racchiuderlo in una custodia e sigillarla.