Cum se fac magnetii

Data publicarii: 2015-03-10 Accesari: 8250 Comentarii: 2

Exista cateva procese prin care se pot fabrica magnetii, insa cea mai utilizata este metalurgia pulberilor. Aceasta metoda este folosita la fabricarea pieselor masive din metal, care au proprietati speciale ce nu se pot obtine prin metodele de turnare conventionale. Pulberea metalica se pune intr-o forma, se preseaza si se expune la temperaturi foarte mari, aproape de punctul de topire al materialului, intr-un cuptor de sinterizare. Sinterizarea este fenomenul de sudare a particulelor metalice sub influenta presiunii si a caldurii, formandu-se astfel un corp solid, mai mult sau mai putin poros, cu dimensiuni bine definite.
Magnetii de ferita, samariu-cobalt sau neodim sunt facuti prin aceasta metoda. Spre deosebire de ferita, care este material ceramic, toti magnetii din pamanturi rare sunt facuti din aliaje metalice. Vom detalia mai jos etapele din procesul de productie al magnetilor din aliaje metalice.

Crearea aliajului

Initial Neodimul este separat din pamanturile rare intr-un cuptor electrolitic. Elementele denumite „pamanturi rare” se numesc lantanide, dupa oxizii utilizati in izolarea elementelor. Desi ele sunt numite „pamanturi rare”, nu inseamna ca elementele chimice se gasesc greu, neodimul este chiar mai comun decat aurul. Se combina neodimul, fierul si borul in proportiile potrivite si se mai adauga si alte elemente precum cupru, cobalt, gadoliniu si disproziu pentru a obtine diferite grade de magnetizare sau rezistenta la coroziune.  Amestecul este introdus in cuptor unde se topeste si se creeaza aliajul.

Crearea pulberii

Neodimul este un aliaj cu o compozitie specifica  fiecarui grad de magnetizare. Acest aliaj topit este racit pentru a forma lingouri, care la randul lor sunt zdrobite si pulverizate pentru a obtine o pulbere extrem de fina, o singura particula avand intre 3 si 7 microni (1 micron = 1/1000mm). Aceasta pulbere neodim este reactiva chimic, inflamabila si urmeaza a fi compactata.

Compactarea

Prima metoda de compactare se numeste presare axiala sau transversala si presupune turnarea pulberii intr-o cavitate si compactata cu ajutorul presei hidraulice sau mecanice. Inainte de compactare se aplica un camp magnetic de aliniere paralel cu directia compactarii (presarea axiala) sau perpendicular cu directia compactarii (presarea transversala). Presarea transversala este mai eficienta deoarece particulele compactate se alungesc pe directia alinierii magnetice.

O alta metoda de compactare este presarea isostatica. Pulberea neodim este turnata intr-o forma de cauciuc. Aceasta forma de cauciuc este apoi introdusa intr-un tanc plin cu fluid dupa care se creste presiunea fluidului. Si aici este prezent un camp magnetic extern, insa compactarea se face din toate directiile. Crearea magnetilor prin presare isostatica are doua mari avantaje:

  1. Pot fi facute blocuri foarte mari
  2. Deoarece presiunea este aplicata uniform din toate partile, particulele raman aliniate foarte bine iar energia rezultata este maxima.

Campul magnetic exterior este aplicat cu ajutorul unui solenoid, pe fiecare parte a pulberii compactate. Pe masura ce pulberea neodim este compactata, directia magnetizarii se blocheaza deci magnetul neodim primeste o directie a magnetizarii permanenta (anizotropa). Daca in timpul compactarii nu se aplica un camp magnetic exterior, atunci magnetii ar putea fi magnetizati in orice directie (magnetizare izotropa) insa performanta magnetica ar fi mult mai slaba.

Inainte ca magnetul neodim sa fie eliberat el este demagnetizat. In aceast stadiu, magnetul este sfaramicios iar performanta magnetiza este foarte slaba.

Sinterizarea

Magnetul neodim este sinterizat intr-un cuptor de sinterizare, temperatura si gazul inert sau vacuumul fiind setate in functie de tipul si gradul de magnetizare dorit. Daca oxigenul patrunde in cuptorul de sinterizare atunci oxizii vor distruge performanta magnetica. In timpul procesului de sinterizare magnetii se micsoreaza liniar cu cca 15-20%. La final magnetul se raceste rapid pentru a maximiza performanta magnetica. Suprafata magnetului este aspra, dimensiunile sunt aproximative iar campul magnetic nu exista.

Prelucrarea

Magnetii sinterizati vor fi prelucrati pentru a obtine suprafete fine si paralele sau pot fi taiati pentru a obtine magneti mai mici. Materialul neodim este atat casant cat si foarte dur, pentru taiere sau finisare  fiind necesare roti diamantate. Un burghiu obisnuit nu va reusi sa perforeze un magnet neodim ci se va toci extrem de repede. Pulberea rezultata in urma prelucrarii trebuie sa fie racita cu lichid altfel exista riscul combustiei instantanee.

Acoperirea

Magnetii neodim sunt intotdeauna acoperiti deoarece ruginesc sau reactioneaza chimic foarte usor. De cele mai multe ori stratul protector este din nichel. Magnetul este curatat si spalat pentru a indeparta orice particula de pulbere ramasa in urma prelucrarii. Este foarte important ca apoi sa fie uscat bine, altfel apa va ramane sub stratul protector iar coroziunea va actiona din interior spre exterior. Stratul protector aplicat este foarte subtire, de exemplu intre 15 si 35 microni pentru nichel. Magnetii pot fi disponibili cu diferite acoperiri, dintre care amintim nichel, epoxy, zinc, aur, argint, etc.

Magnetizarea

Ultima etapa, in care magnetul isi capata proprietatile magnetice. Magnetii de diferite forme si marimi se pun intr-un solenoid (practic un super electromagnet) ce produce un camp de cel putin 3 ori mai puternic decat puterea pe care o vor avea magnetii. Magnetii trebuie fixati fizic in interiorul solenoidului altfel vor reactiona la pulsul magnetic extrem de puternic aplicat si vor fi proiectati afara din solenoid. Pentru performanta maxima, magnetii sunt magnetizati pana la saturare.

Etichete:

Comentarii

Scris la 2015-10-02 16:06:28 Postat de Magneo Smart Comenteaza
Multumim, Lucian!
Scris la 2015-09-09 23:47:17 Postat de Lucian Muresan Comenteaza
Fain e TOTUL!

Lasa un comentariu

Introdu codul din imagine


Viziteaza magazinul MagnetiPuternici.ro pe ShopMania
Magneo Smart | Magneti Puternici © 2017