Vi håller på att översätta vår butik till svenska!
Men eftersom vi har många produkter och sidor tar det tid. Under tiden finns vår produktkatalog på engelska. Tack för ditt tålamod!
Neodymmagneter: Specialfunktioner, produktion och användning
Neodymiummagneter är de starkaste permanentmagneterna som finns och kan producera mycket starka magnetfält i de minsta utrymmena. Denna egenskap gör att de kan integreras i en mängd olika enheter och tillämpningar även när utrymmet är begränsat.
Vad som gör neodymmagneter så starka, vilka applikationer som finns tillgängliga, hur de görs och vad man ska tänka på när man använder dem diskuteras i den här artikeln.
Vad är neodym?
Neodym är ett kemiskt element som tillhör gruppen lantanoider. Det är en sällsynt jordartsmetall och i sin naturliga form finns endast i kemiska föreningar och i närvaro av andra lantanoider, särskilt i mineralerna monacit och bastnäst. Neodym är relativt vanligt i jordskorpan, men koncentrationen av elementet är vanligtvis så låg att ekonomisk gruvdrift inte är möjlig. Det erhålls därför ofta som en biprodukt vid gruvdrift av mer koncentrerade malmer. Med över 90% av världens årliga produktion av neodym är Kina den överlägset viktigaste leverantören av denna metall (2023).
Neodym är en mycket reaktiv metall och oxiderar i luft. I sig har den en relativt svag magnetisk kraft, men den får en mycket hög magnetiseringskapacitet i kombination med järn och bor.
Vad är en neodymmagnet?
Neodymiummagneter är en neodymjärn borlegering, även förkortad NdFeB. Dessa föreningar kännetecknas av sin starka magnetiska kraft och är för närvarande det material som är tillgängligt med den högsta magnetiska kraften. Ibland tillsätts ytterligare element till legeringen för att påverka egenskaperna hos den efterföljande magneten. Magnetkraften hos respektive neodymmagneter beror i hög grad på deras kvalitet och sammansättning. MISUMI skiljer vanligtvis mellan starka neodymmagneter, neodymmagneter och värmebeständiga neodymmagneter. För de olika magneter och magnettyper som erbjuds i vår butik kan du hitta respektive magnetiska ytflödestäthet i Gauss (G) eller Tesla och deras magnetiska dragningskraft i N i tydligt strukturerad tabellform.
Produktion av neodymmagneter
Neodymmagneter produceras genom legering av neodym, järn och bor, samtidigt som man noggrant kontrollerar den exakta kompositionen. Produktionen är till exempel uppdelad i följande steg:
| Steg | Beskrivning |
|---|---|
| Val av material | I det första steget smälts de nödvändiga materialen bor, järn och neodym och eventuellt andra legeringskomponenter separat och formas till runda stänger. |
| Legering | Metallerna för legeringen väljs och kondenseras i en smältugn. Smältningsprocessen gör att atomerna blandas på atomnivå. Blandning utförs genom omrörning eller hällning, till exempel. Atomer av de olika metallerna kombineras för att bilda en homogen legering. Varje neodymiummagnet har olika sammansättning, t.ex. Nd2Fe14B. |
| Gjutning av band | Under bandgjutning placeras materialen i en stor formgjutningsmaskin. I denna maskin smälts upp till 1 450 °C varm legering i en vakuuminduktionsugn, styrs under tryck på en kyltrumma och kyls extremt snabbt där. Den snabba kylningen skapar små blodplättar som ligger till grund för ytterligare bearbetningssteg. |
| Vätenedbrytning (försprödning) | Materialet utsätts nu för en vätgasbehandling. Infusionen av väte leder till försprödning och ytterligare reduktion av legeringen under påverkan av väteatmosfären. Detta gör det lättare att bearbeta materialet under fräsningsprocessen. |
| Fräsningsprocess | Blandningen mals sedan under en skyddande atmosfär till ett mycket fint, homogent pulver och vidarebefordras till pressanordningen. |
| Formningsprocess | Formningsprocessen trycker in pulvret i den grova startformen (t.ex. block, cylinder). Se till att syret inte blandas in igen._x000D_ I detta steg appliceras ett starkt magnetfält för den första inriktningen av partiklarna i riktning mot det därefter önskade magnetfältet._x000D_ I en ytterligare pressprocess komprimeras materialet ytterligare och de slutliga formerna skapas vid ett tryck på upp till 1 000 bar. En oljepress komprimerar sedan formerna ytterligare vid upp till 1 600 bar._x000D_ Följande tryckmetoder finns:_x000D_ Axiell: Materialet är placerat i en verktygshålighet, där det komprimeras genom att penetrera stansar. Magnetinriktningsfältet appliceras före kompressionen, parallellt med kompressionsriktningen. Under korspressning går inriktningsfältet vinkelrätt mot kompressionsriktningen._x000D_ Isostatisk: Inriktningsfältet appliceras på en flexibel behållare fylld med pulver. Behållaren förs sedan in i den isostatiska pressen, där tryck appliceras från utsidan, t.ex. med vatten. Som ett resultat komprimeras materialet jämnt på alla sidor._x000D_ |
| Sintring | Under sintring placeras ämnena nu i en ugn och sintras i flera timmar vid temperaturer på 250 °C - 900 °C. Denna process kan ta cirka 20 timmar för klass N35-magneter och upp till 36 timmar för klass N52-magneter._x000D_ Nästan all magnetisk kraft förloras under sintring, men inriktningen bibehålls._x000D_ Snabb kylning efter sintring förhindrar oönskad fasbildning och minskar belastningen i materialet genom härdning. |
| Formningsprocess | Efter sintring förs ämnena till sin slutliga form. Cylindrar slipas t.ex. ner tills de har önskad diameter. Blocken förs in i rätt form på sliphjul och ytan slipas till en jämn yta._x000D_ Blocken är mycket hårda och specialverktyg krävs för bearbetning. Spånen och pulvret måste också kylas med kylvätska för att undvika spontan antändning._x000D_ Magneter kan produceras i en mängd olika varianter:_x000D_ Neodymiummagnet med hål_x000D_ Gummibelagd neodymmagnet_x000D_ Rektangulära, runda, cylindriska magneter_x000D_ Självhäftande neodymmagneter_x000D_ Små och stora neodymmagneter_x000D_ |
| Beläggning | Detta följs av beläggning, vilket skyddar magneten mot framtida oxidation. Beläggningen kan till exempel vara gjord av nickel eller epoxi och ger magneten sitt typiska utseende. |
| Magnetisering | Magneten magnetiseras slutligen i det sista steget. Vid denna tidpunkt finns inga magnetiska egenskaper kvar på grund av värmebehandlingen. För magnetisering utsätts neodymmagneten för ett extremt starkt och avsiktligt anpassat magnetfält. |
Efter magnetiseringen är magneterna klara att användas:
Egenskaper hos neodymmagneter
Neodymmagneter har ett antal fördelaktiga egenskaper:
- Hög magnetisk kraft: Neodymiagneter är extremt starka.
- Kompakt storlek: Jämfört med andra magneter kan de tillverkas för att vara mycket lätta och kompakta på grund av sin höga magnetiska kraft.
- Miniatyrisering: Deras lilla storlek vid samma magnetiska kraft påverkar de enheter där de är installerade. Elektronik och andra enheter kan därför byggas mycket mindre.
- Effektiv energiomvandling: De används till exempel i vindkraftverk där de ökar effektiviteten hos elmotorer på grund av deras högre magnetkraft och förmågan att minska tröghetsmassan, vilket bidrar till produktionen av ren energi.
- Hållbarhet: Neodymmagneter behåller sina magnetiska egenskaper under lång tid.
Men de är också sköra, vilket gör dem mottagliga för fragmentering. Sintring gör dem mycket svåra och svåra att bearbeta. Neodymmagneter är stötkänsliga och är känsliga för korrosion utan beläggning. Uppmärksamhet måste också ägnas åt främmande magnetfält när de används. Främmande, annorlunda orienterade magnetfält kan resultera i partiell till total förlust av magnetiska egenskaper för neodymmagneter.
Instruktioner för användning
Följande försiktighetsåtgärder gäller vid installation av magneter:
- De är mycket ömtåliga, dvs. inga ytterligare bearbetningsalternativ finns tillgängliga.
- Magneten är stötkänslig och måste installeras försiktigt.
- Magnetisk strålning kan ha en negativ effekt på följande saker: elektriska enheter som mobiltelefoner, datorer, klockor och medicinska enheter som pacemakers.
- Vid temperaturer över den maximala driftstemperaturen kan magnetkraften minska.
- Allvarliga stötar eller förändringar av magneterna kan minska magnetkraften. Ett avstånd på 0,1 ~ 0,3 mm från basstommen måste hållas för att förhindra direkt stötpåverkan på magneterna.
Installationsanvisningar för neodymmagneter
- 1 - Arbetsstycke
- 2 - Hölje
- 3 - Neodymmagnet
Man bör därför noggrant planera i förväg vilken miljö neodymmagneten används i och vilka grupper av personer som kan tillåtas arbeta nära neodymmagneten.
Följande temperaturintervall betraktas som referens för de olika magneterna:
Temperaturintervall för olika magnetsammansättningar
- 1 - Höghållfast version - Neodymmagnet
- 2 - Neodymiummagnet
- 3 - Värmebeständig neodymmagnet
- 4 - Samarium-kobalt magnet
- 5 - Ferritmagnet
- 6 - AlNiCo-magnet (AlNiCo)
Underhåll av neodymmagnet
Underhåll och skötsel av neodymmagneter är viktigt för att maximera deras livslängd och för att säkerställa att de behåller sina magnetiska egenskaper. Följande åtgärder förlänger livslängden för neodymmagneter:
- Skydd mot stötar och mekanisk påfrestning: På grund av sin spröda struktur kan neodymmagneter lätt gå sönder. Undvik att utsätta dem för hårda stötar eller tappa dem.
- Korrosionsskydd: Korrosion kan leda till att neodymmagneternas prestanda försämras. Detta kan förhindras med en lämplig beläggning. De bör också förvaras på en torr plats.
- Skydd mot höga temperaturer: Höga temperaturer kan orsaka förlust av magnetiska egenskaper. Temperaturgränserna ska därför alltid iakttas. De bör förvaras på en sval plats.
- Avmagnetisering: Neodymmagneter kan avmagnetiseras i närheten av andra starka magnetfält. De bör därför användas eller förvaras utanför sådana magnetfälts räckvidd.
Använda neodymmagneter
Neodymmagneter används till exempel i permanentmagnetrotorer (t.ex. steg- och servomotorer) eller linjärmotorer för positionering av axlar, till exempel i CNC-applikationer. Några exempel förklaras mer i detalj nedan.
Neodymmagneter i linjära motorer
Neodymmagneter används till exempel i linjära motorrotorer. De producerar ett extremt starkt magnetfält där. Omvänt genereras ett magnetfält i statorn av elektrisk ström (spolar). Rotorn rör sig nu längs linjen inducerad av interaktionen mellan de två magnetfälten. Beroende på linjärmotorns utformning kan permanentmagneterna också placeras på statorn och rotorn kan utrustas med spolar. Denna princip används i allmänhet i många motorer eller till och med generatorer. Ett urval av motorer finns också i vår MISUMI-butik.
Neodymmagneter i kopplingar och bromsar
Till exempel överför ett magnetfält vridmoment utan direkt mekanisk kontakt mellan roterande och stationära delar. Bromsar och magnetkopplingar består av en rotor och en stator. Även här är rotorn utrustad med en neodymmagnet. Den magnetiska interaktionen mellan rotorns och statorns magnetfält leder sedan till olika reaktioner: i en koppling är rotorn ansluten till statorn, i en broms trycker rotorn mot statorn.
MISUMI låter dig välja mellan ett brett utbud av neodymmagneter samt andra magneter.
