Магнитные материалы можно разделить на две категории: изотропные магниты и анизотропные магниты:
Изотропные магниты проявляют одинаковые магнитные свойства во всех направлениях и могут намагничиваться в любом направлении.
Анизотропные магниты проявляют разные магнитные свойства в разных направлениях, и у них есть предпочтительное направление для оптимальных магнитных характеристик, известное как направление ориентации.
Общие анизотропные магниты включаютспеченный NdFeBиспеченный СмКо, которые оба являются магнитотвердыми материалами.
Ориентация — важнейший процесс в производстве спеченных магнитов NdFeB.
Магнетизм магнита возникает из магнитного порядка (когда отдельные магнитные домены выстраиваются в определенном направлении). Спеченный NdFeB формируется путем сжатия магнитного порошка в формах. Процесс включает в себя помещение магнитного порошка в форму, приложение сильного магнитного поля с помощью электромагнита и одновременное давление с помощью пресса для выравнивания оси легкого намагничивания порошка. После прессования заготовки размагничивают, извлекают из формы и получают заготовки с хорошо ориентированными направлениями намагничивания. Эти заготовки затем разрезаются на заданные размеры для создания готовых изделий из магнитной стали в соответствии с требованиями заказчика.
Ориентация порошка является решающим процессом в производстве высокопроизводительных постоянных магнитов NdFeB. На качество ориентации на этапе производства заготовки влияют различные факторы, в том числе напряженность поля ориентации, форма и размер частиц порошка, метод формования, относительная ориентация поля ориентации и давления формования, а также свободная плотность ориентированного порошка.
Магнитный перекос, возникающий на этапе постобработки, оказывает определенное влияние на распределение магнитного поля магнитов.
Намагничивание – последний шаг к приданию магнетизмаспеченный NdFeB.
После резки магнитных заготовок до желаемых размеров они подвергаются таким процессам, как гальваника, чтобы предотвратить коррозию и стать окончательными магнитами. Однако на этом этапе магниты не проявляют внешнего магнетизма и требуют намагничивания посредством процесса, известного как «зарядный магнетизм».
Оборудование, используемое для намагничивания, называется магнетизером или намагничивающей машиной. Намагничиватель сначала заряжает конденсатор высоким постоянным напряжением (т. е. сохраняет энергию), затем разряжает его через катушку (намагничивающее приспособление) с очень низким сопротивлением. Пиковый ток разрядного импульса может быть чрезвычайно велик, достигая десятков тысяч ампер. Этот импульс тока создает мощное магнитное поле внутри намагничивающего приспособления, которое постоянно намагничивает расположенный внутри магнит.
В процессе намагничивания могут произойти несчастные случаи, такие как неполное насыщение, растрескивание полюсов намагничивателя и разрушение магнитов.
Неполное насыщение происходит главным образом из-за недостаточного зарядного напряжения, когда магнитное поле, создаваемое катушкой, не достигает в 1,5–2 раза намагниченности насыщения магнита.
При многополюсном намагничивании магниты с более толстыми направлениями ориентации также сложно полностью насытить. Это связано с тем, что расстояние между верхним и нижним полюсами намагничивателя слишком велико, что приводит к недостаточной напряженности магнитного поля от полюсов для формирования правильной замкнутой магнитной цепи. В результате процесс намагничивания может привести к неупорядоченности магнитных полюсов и недостаточной напряженности поля.
Растрескивание полюсов намагничивателя в первую очередь вызвано установкой слишком высокого напряжения, превышающим безопасный предел напряжения намагничивающей машины.
Ненасыщенные магниты или магниты, которые были частично размагничены, труднее насыщать из-за их первоначальных неупорядоченных магнитных доменов. Чтобы достичь насыщения, необходимо преодолеть сопротивление смещения и вращения этих доменов. Однако в тех случаях, когда магнит не полностью насыщен или имеет остаточную намагниченность, внутри него возникают области обратного магнитного поля. Независимо от того, намагничиваются ли они в прямом или обратном направлении, некоторые области требуют обратного намагничивания, что приводит к необходимости преодоления внутренней коэрцитивной силы в этих областях. Следовательно, для намагничивания необходимо более сильное магнитное поле, чем необходимо теоретически.
Время публикации: 18 августа 2023 г.