Ce este un magnet Alnico? Tipuri, clase și utilizări

Magneții Alnico sunt magneți permanenți fabricați în principal din aluminiu, nichel, cobalt și fier. Acestea sunt utilizate pe scară largă în senzori, instrumente de măsură, motoare, difuzoare, pickup-uri de chitară și echipamente cu temperatură înaltă-. Principalele lor avantaje includ stabilitate excelentă la temperatură, flux magnetic rezidual ridicat și rezistență bună la coroziune. Cu toate acestea, performanța lor este afectată de forma magnetului, direcția de magnetizare, spațiul de aer și designul circuitului magnetic-. Înțelegerea acestor factori vă ajută să alegeți gradul și structura Alnico potrivite pentru aplicația dvs.

Ce este un magnet Alnico?

UnMagnet de alnicoeste un magnet permanent realizat dintr-un aliaj pe bază de fier-conținând aluminiu, nichel și cobalt. Numele Alnico provine din primele litere ale acestor trei elemente: Al-Ni-Co.

În funcție de calitate, aliajul poate conține, de asemenea, cupru, titan și alte elemente care își reglează proprietățile magnetice și fizice. Spre deosebire de magneții de neodim și samariu-cobalt, Alnico nu este clasificat ca magnet de pământ rar-.

Magneții de alnico au fost utilizați pe scară largă înainte ca magneții de-pământuri rare să devină disponibili comercial. Astăzi, ele sunt încă selectate atunci când stabilitatea temperaturii, rezistența la coroziune și fluxul magnetic ridicat sunt mai importante decât puterea magnetică maximă pe unitate de volum.

Materialul este disponibil atât în ​​formă izotropă, cât și în formă anizotropă. Alnico izotrop poate fi magnetizat în diferite direcții, dar în mod normal oferă o putere magnetică mai mică. Alnico anizotrop este procesat cu o direcție preferată de magnetizare și oferă de obicei performanțe mai puternice de-a lungul acelei axe.

Cum sunt fabricați magneții Alnico?

Magneții Alnico sunt fabricați în principal folosind două procese: turnare și sinterizare. Metoda de producție afectează dimensiunea disponibilă, forma, toleranța, rezistența mecanică și performanța magnetică.

Magneți turnați din Alnico

Magneții Alnico turnați sunt fabricați prin topirea aliajului și turnarea acestuia într-o matriță de nisip sau o altă matriță pregătită. După solidificare, magnetul este supus unui tratament termic controlat pentru a dezvolta structura magnetică necesară.

Cast Alnico este de obicei ales pentru:

• Magneți mai mari
• Forme complexe sau neregulate
• Ieșire magnetică ridicată
• Ansambluri magnetice personalizate
• Volum de producție- redus-mediu
• Aplicații în care instrumentele existente sunt disponibile

Suprafața ca-turnată este de obicei gri închis și relativ aspră. Fețele stâlpilor sau dimensiunile critice pot fi șlefuite pentru a obține un finisaj mai neted și o toleranță mai strânsă.

Alnico turnat poate fi produs în bare, cilindri, forme de potcoavă, inele, blocuri, arce și alte forme apropiate de-net. Cu toate acestea, deoarece materialul este dur și fragil, trebuie evitată prelucrarea extensivă după turnare.

Magneți de alnico sinterizat

Magneții Alnico sinterizați sunt fabricați prin presarea pulberii de aliaj fin într-o matriță și apoi încălzirea materialului compactat într-o atmosferă controlată.

Acest proces este, în general, potrivit pentru:

• Magneți de dimensiuni mici și mijlocii-
• Forme mai simple
• Comenzi cu-volum mare
• Piese care necesită toleranțe mai apropiate-produse
• Aplicații care necesită o consistență mecanică mai bună

Alnico sinterizat are adesea performanțe magnetice mai scăzute decât Alnico turnat comparabil, dar poate oferi o repetabilitate dimensională mai bună și o rezistență structurală mai mare. Gama de produse GME include atât opțiuni Alnico turnate, cât și sinterizate pentru aplicații precum senzori, contoare, motoare, difuzoare, mandrine magnetice și instrumente auto.

Care sunt principalele proprietăți ale magneților Alnico?

Valoarea lui Alnico nu provine doar din puterea magnetică maximă. Principalul său avantaj este combinația dintre stabilitatea termică, remanența ridicată și performanța fiabilă într-un circuit magnetic proiectat corespunzător.

Stabilitate excelentă la temperatură

Alnico este unul dintre cele mai stabile la temperatură-materiale de magneti permanenți disponibile comercial. În funcție de gradul specific și circuitul magnetic, mulți magneți Alnico pot funcționa la aproximativ 450 de grade până la 550 de grade.

Coeficientul de temperatură reversibil al inducției magnetice este de obicei de aproximativ -0,02% pe grad Celsius. Aceasta înseamnă că ieșirea sa magnetică se schimbă relativ puțin pe măsură ce temperatura crește sau scade. Temperatura lui Curie este mult mai mare decât temperatura de lucru recomandată și poate fi în jur de 800 de grade sau mai mult, în funcție de grad.

Această stabilitate termică face Alnico util în aplicațiile în care ieșirea magnetică trebuie să rămână constantă în timpul ciclului de temperatură.

Cu toate acestea, temperatura Curie nu trebuie tratată ca o temperatură de funcționare sigură. Punctul Curie este temperatura la care materialul își pierde comportamentul feromagnetic, în timp ce temperatura maximă de funcționare este limita practică pentru menținerea performanțelor acceptabile într-un circuit magnetic real.

Flux magnetic rezidual ridicat

Alnico poate oferi remanență ridicată, cunoscută și sub numele de inducție reziduală sau Br. Aceasta înseamnă că poate produce o densitate de flux magnetic relativ mare după magnetizare.

Într-un circuit magnetic închis sau bine proiectat-, Alnico poate furniza un flux puternic și stabil. Acesta este unul dintre motivele pentru care rămâne util în contoare, senzori, generatoare și instrumente de precizie.

Cu toate acestea, remanența ridicată nu înseamnă că Alnico oferă aceeași forță de reținere sau aceeași densitate de energie ca și neodimul. Magneții de neodim generează de obicei mai multă energie magnetică utilizabilă dintr-un volum mai mic.

Coercivitate relativ scăzută

Coercitivitatea descrie cât de bine rezistă un magnet la demagnetizare. Alnico are o coercibilitate mai mică decât magneții de neodim, samariu cobalt și ferită.

Un magnet Alnico poate suferi pierderi magnetice ireversibile atunci când este expus la:

• Un câmp magnetic invers puternic
• Un spațiu de aer mare sau în schimbare
• Un raport neadecvat dintre lungime- și-diametru
• Contact incorect cu un alt magnet
• Un circuit magnetic deschis
• Condiții incorecte de asamblare sau depozitare

Acest lucru nu îl face pe Alnico nesigur. Înseamnă că magnetul și circuitul său magnetic trebuie proiectate împreună.

Lungimi mai mari de magnetizare, componente din oțel din jur și dispozitive de menținere a stâlpilor sunt adesea folosite pentru a menține un punct de funcționare sigur.

Rezistență bună la coroziune

Alnico are o rezistență naturală bună la oxidare și coroziune în comparație cu magneții de neodim neacoperiți. În multe medii interioare și industriale normale, poate fi utilizat fără un strat de protecție suplimentar.

O acoperire sau un finisaj de suprafață poate fi încă specificat atunci când aplicarea necesită:

• Aspect îmbunătățit
• Identificarea produsului
• Protecție chimică suplimentară
• Suprafețe mai curate
• Cerințe speciale de asamblare

Mediul de lucru ar trebui totuși revizuit înainte de a decide că nu este necesară nicio acoperire.

Structură dură și fragilă

Alnico este dur din punct de vedere mecanic, dar fragil. Se poate ciobi sau crăpa atunci când este supus la impact, îndoire sau forță excesivă de strângere.

După tratamentul termic, găurirea, strunjirea și frezarea convenționale sunt în general nepotrivite. Suprafețele critice sunt de obicei finisate prin șlefuire abrazivă, prelucrare cu descărcare electrică sau alte metode specializate.

Pentru piesele personalizate, găurile, fantele și toleranțele strânse trebuie luate în considerare înainte ca procesul de fabricație să fie finalizat.

Pentru ce sunt folosiți magneții Alnico?

Magneții Alnico sunt selectați pentru aplicații în care stabilitatea temperaturii și puterea magnetică controlată sunt mai importante decât forța magnetică maximă pe unitate de volum.

Senzori și instrumente de măsură

Alnico este utilizat în mod obișnuit în senzori de poziție, senzori de viteză, debitmetre, odometre, instrumente de laborator și alte dispozitive de măsurare.

Fluxul său stabil de ieșire ajută la reducerea modificărilor performanței de măsurare atunci când temperatura de funcționare variază.

Motoare și generatoare electrice

Unele motoare, generatoare, magnetouri și sisteme rotative folosesc magneți Alnico, în special în modele consacrate și în medii cu temperatură înaltă-.

Deoarece motoarele pot genera câmpuri magnetice inverse, circuitul magnetic trebuie verificat cu atenție pentru a preveni demagnetizarea ireversibilă.

Instrumente auto

Alnico sinterizat este utilizat în contoare auto, contoare de parcurs și componente mici ale instrumentelor în care sunt necesare consistență dimensională și o ieșire magnetică stabilă.

Echipamente audio

Magneții Alnico sunt utilizați în pickup-uri de chitară, microfoane, difuzoare și dispozitive audio aferente. În aceste produse, magnetul funcționează ca parte a unui sistem magnetic și electric complet, mai degrabă decât ca o componentă izolată.

Echipamente industriale-înalte

Alnico poate fi utilizat în senzori industriali, cuptoare, echipamente-motoare, instrumente de testare și sisteme de control expuse la temperaturi ridicate.

Alnico vs magneți de neodim, ferită și SmCo

Cum să alegi magnetul Alnico potrivit

Alegerea magnetului Alnico potrivit necesită evaluarea mediului de operare, circuitul magnetic, dimensiunile și performanța necesară, mai degrabă decât să selectați un grad bazat doar pe puterea magnetică.

Temperatura de operare

Confirmați atât temperatura normală de lucru, cât și temperatura maximă{0}}pe termen scurt. Diferitele grade de Alnico pot rezista la diferite niveluri de căldură, așa că temperatura ar trebui verificată înainte de producție.

Dimensiuni magnet

Furnizați dimensiuni precise, inclusiv lungime, diametru, grosime, găuri, fante și toleranțe. Lungimea magnetizării este deosebit de importantă deoarece proporțiile necorespunzătoare pot crește riscul de demagnetizare.

Direcția de magnetizare

Specificați dacă magnetul trebuie magnetizat prin lungime, grosime sau diametru. Magneții anizotropi Alnico ating în mod normal cele mai bune performanțe numai în orientarea proiectată.

Condiții de-circuit magnetic

Explicați spațiul de aer, componentele din oțel din jur, bobinele din apropiere și dacă magnetul funcționează în atractie sau respingere. Acești factori afectează direct stabilitatea magnetică.

Performanță magnetică necesară

Definiți cerințe măsurabile, cum ar fi fluxul de suprafață, densitatea fluxului-de aer, forța de tracțiune sau momentul magnetic. Numele unei clase nu poate garanta rezultatul cerut.

Construcție turnată sau sinterizată

Alegeți Alnico turnat pentru magneți cu ieșire mai mari, complexe sau mai mari-. Selectați Alnico sinterizat pentru piese mai mici, toleranțe mai strânse și producție de-volum mare.

Concluzie

Magneții Alnico oferă o stabilitate excelentă la temperatură, un flux magnetic ridicat și o rezistență bună la coroziune, făcându-i potriviți pentru senzori, contoare, motoare, echipamente audio și sisteme de reținere magnetică. Cu toate acestea, coercitatea lor relativ scăzută înseamnă că dimensiunea magnetului, direcția de magnetizare, spațiul de aer și designul circuitului trebuie luate în considerare cu atenție. GME furnizează atât magneți Alnico turnați, cât și sinterizați. Trimiteți-ne gradul, dimensiunile, temperatura de funcționare, cantitatea și detaliile aplicației necesare, iar echipa noastră vă va ajuta să alegeți o soluție potrivită.