NdFeB-magneettikoostumus: seoselementit, lajikkeet ja kuinka ne vaikuttavat suorituskykyyn

Miksi NdFeB-magneettikoostumus on ensimmäinen asia, joka on tarkistettava

Kun hankintainsinööri saa kaksi tarjousta samasta N42SH-luokan kaarimagneetista, materiaalitodistusten koostumusviivat harvoin täsmäävät. Yksi NdFeB-magneettien valmistaja saattaa ilmoittaa korkeamman neodyymipitoisuuden, kun taas toinen ilmoittaa korkeamman dysprosiumpitoisuuden. Molemmat magneetit voivat läpäistä perusspesifikaatiot, mutta niiden käyttäytyminen 160 °C:ssa ei ole identtinen.

Moottoriinsinööreille ja hankintatiimeille NdFeB-magneettikoostumus ei siksi ole laboratorioyksityiskohta. Seos määrittää, kuinka paljon magneettivuoa roottori tuottaa, kuinka hyvin magneetti kestää demagnetisoitumista korkeassa lämpötilassa, kuinka nopeasti se syöpyy kosteassa ympäristössä ja kuinka paljon valmiin moottorin rakentaminen maksaa. Kentällä epäonnistuva magneetti on yleensä magneetti, jonka koostumusta ei ole koskaan tarkistettu.

Tämä artikkeli selittää kaupallisten sintrattujen NdFeB-magneettien koostumuksen elementti kerrallaan. Se kattaa tyypilliset painoprosentit, kunkin lisäaineen toiminnan, sen, kuinka koostumus muuttuu N35-, N42-, N45SH- ja N52-luokiksi, ja mitä kysymyksiä tulee kysyä ennen tukkutilauksen tekemistä toimittajalta. Tavoitteena on antaa insinööreille ja ostajille käytännön viittaus moottorikäyttöisten sintrattujen magneettien määrittämiseen, validointiin ja hankintaan.

Mikä tarkalleen on NdFeB-magneettikoostumus?

NdFeB tarkoittaa neodyymiä, rautaa ja booria, kolmea alkuainetta, jotka muodostavat magneetin päämagneettisen vaiheen. Tällä faasilla on kemiallinen kaava Nd2Fe14B ja tetragonaalinen kiderakenne, jolla on korkea yksiakselinen magnetokiteinen anisotropia. Yksikkösolussa 68 atomia on järjestetty tarkaan kuvioon: 16 neodyymiatomia, 56 rautaatomia ja 8 booriatomia. Juuri tämä atomijärjestely antaa magneetille sen äärimmäisen maksimienergiatuotteen, minkä vuoksi NdFeB on vahvin kaupallinen kestomagneettimateriaali.

Paperilla puhdas Nd2Fe14B-kide sisältää noin 26,7 painoprosenttia neodyymiä, 72,3 painoprosenttia rautaa ja 1,0 painoprosenttia booria. Mutta kaupallista NdFeB-magneettia ei koskaan tehdä pelkästään puhtaasta faasista. Valmistajat lisäävät tarkoituksella kahdesta viiteen ylimääräistä prosenttiyksikköä neodyymiä, jotta raerajoille muodostuu ohut, neodyymirikas faasi. Sintrauksen aikana tämä rajafaasi sulaa noin 1030–1080 °C:ssa ja kostuttaa jokaisen Nd2Fe14B-rakeen, mikä poistaa pintavirheet ja estää vierekkäisiä rakeita kytkeytymästä magneettisesti. Ilman tätä ylimääräistä neodyymiä koersitiivisuus romahtaa eikä magneetti voi sietää kenttiä, joita käytetään sen magnetoimiseen tai demagnetointiin.

Käytännön tulos on, että kaupallinen sintrattu metalliseos sisältää hieman enemmän neodyymiä ja hieman vähemmän rautaa kuin stoikiometria antaa ymmärtää, ja boori pysyy erittäin tiukassa ikkunassa. Tyypillisessä materiaalitodistuksessa neodyymipitoisuus on 29,0–32,0 %, rauta 64,2–68,5 % ja boori 1,0–1,2 % sekä ryhmä pieniä lisäaineita, joita tarkastelemme myöhemmin tässä artikkelissa.

Koostumus sisältää myös epäpuhtauksia, jotka on pidettävä erittäin alhaisina, erityisesti happea ja hiiltä. Tyypillinen sintrattu magneetti pitää happea alle 500 ppm ja hiiltä alle 500 ppm, koska molemmat alkuaineet reagoivat neodyymin kanssa ja vähentävät tehollista harvinaisten maametallien pitoisuutta. Valmistaja, joka hallitsee näitä jäännöksiä tiukasti, tuottaa magneetteja, joilla on yhtenäisempi koersitiivisuus ja vähemmän eräkohtaisia ​​yllätyksiä.

Pääelementit: neodyymi, rauta ja boori

Neodyymi: Anisotropiamoottori

Neodyymi on alkuaine, joka tekee NdFeB-magneetista vahvan. Sen 4f-elektronikuori tuottaa erittäin korkean magnetokiteisen anisotropian, mikä tarkoittaa, että elektronien spinjärjestelmä mieluummin kohdistuu yhtä kiteen akselia pitkin. Nd2Fe14B-hilassa tuo yksiaksiaalinen anisotropia on sisäisen koersitiivin lähde, ominaisuuden, joka sallii magneetin vastustaa demagnetisoitumista. Kaupalliset metalliseokset sisältävät 29–32 painoprosenttia neodyymiä, mikä on hieman puhtaan faasin stoikiometrisen tason yläpuolella. Ylimääräinen neodyymi erottuu raerajoille Nd-rikkaana faasina, joka parantaa sintrauskäyttäytymistä ja parantaa Nd2Fe14B-rakeiden pintavirheet.

Rauta: Flux Carrier

Rauta muodostaa suurimman osan magneetin vuosta. Nd2Fe14B-rakenteen sisällä olevat rautaatomit kantavat suurimman osan vaihtokytketystä spinmomentista, joten raudan poistaminen ja korvaaminen ei-magneettisilla elementeillä alentaa remanenssia. Rauta on myös seoksen halvin alkuaine, ja korkea rautafraktio pitää materiaalikustannukset kurissa. Rautaa ei kuitenkaan voida lisätä loputtomiin. Jos metalliseos jäähtyy liikaa rautaa, muodostuu pehmeää magneettista α-Fe-saostumaa, joka oikosuljee kovan magneettisen vaiheen, jolloin koersitiivisuus laskee jyrkästi. Tästä syystä boori on välttämätön eikä valinnainen.

Boori: vaiheen stabilointiaine

Booria on läsnä vain 1,0–1,2 painoprosenttia, mutta se hallitsee koko faasirakennetta. Boori stabiloi tetragonaalista Nd2Fe14B-yhdistettä; ilman sitä seos erottuu Nd2Fe17:ksi ja α-Fe:ksi, jotka molemmat ovat pehmeitä magneettisia ja hyödyttömiä kestomagneeteille. Boori-ikkuna on tarkoituksella tiukka. Liian vähän booria jättää vapaata rautaa muodostaen magneettisesti pehmeitä alueita. Liian paljon booria muodostaa Fe2B-faasin, joka on ei-magneettinen ja laimentaa vuota. Boorin läsnäolo on myös syy, miksi NdFeB-magneetteja voidaan valmistaa vain kolmella hallitsevalla elementillä sen sijaan, että vaadittaisiin samariumia ja kobolttia, joita käytettiin aikaisemmissa harvinaisten maametallien magneettiperheissä.

Lisäelementit, jotka parantavat NdFeB:n suorituskykyä

Kolmen peruselementin lisäksi jokainen vakava NdFeB-toimittaja käyttää pientä joukkoa lisäaineita koersitiivin, lämpötilaherkkyyden, korroosionkestävyyden ja kustannusten hienosäätöön. Prosentit ovat pieniä, mutta niiden vaikutus valmiiseen moottorimagneettiin on suhteettoman suuri.

Praseodyymi (Pr): Kustannustehokas korvike

Praseodyymi ja neodyymi esiintyvät rinnakkain useimmissa harvinaisten maametallien malmeissa, ja nämä kaksi muodostavat jatkuvan kiinteän liuoksen Nd2Fe14B-hilassa. Valmistajat hyväksyvät siksi praseodyymin osittaisena korvikkeena, tyypillisesti noin 1,5 %:iin asti. Praseodyymi alentaa hieman anisotropiakenttää, mutta käytännössä remanenssin menetys on mitätön. Sen tärkein arvo on hinta, koska praseodyymin erottaminen neodyymistä on kallista. Monet toimittajat ilmoittavat sertifikaatissa yhdistetyn "Pr Nd" -sisällön sen sijaan, että ne olisivat lueteltu erikseen.

Dysprosium (Dy) ja Terbium (Tb): pakkovoiman tehostajat

Dysprosium on yleisin raskas harvinaisten maametallien alkuaine, jota käytetään korkean lämpötilan NdFeB-laaduissa. Se lisää magneetin anisotropiakenttää, mikä nostaa sisäistä koersitiivia ja nostaa maksimikäyttölämpötilaa. Rangaistus on remanenssin pudotus, ja taloudellinen rangaistus on vielä suurempi, koska dysprosium on useita kertoja kalliimpaa kuin neodyymi. Terbium toimii jopa paremmin prosenttiyksikköä kohden, mutta maksaa enemmän, joten se on varattu äärimmäisille EH- ja AH-laaduille, joita levitetään yleensä raerajadiffuusiolla sen sijaan, että sitä lisätään koko sulatteeseen.

Koboltti (Co): Lämpötilakertoimen parantaminen

Koboltti korvaa osittain raudan ja nostaa lejeeringin Curie-lämpötilan noin 310 °C:sta noin 350 °C:seen. Se myös parantaa palautuvaa lämpötilan remanenssikerrointa siirtämällä sitä noin -0,12 %:sta Celsius-asteelta kohti -0,09 % Celsius-astetta kohden. Suurille ympäristön heilahteluille altistuvat moottorimagneetit hyötyvät jopa 0,5–1,0 % kobolttipitoisuudesta. Liiallinen koboltti vähentää kuitenkin hieman koersitiivia ja lisää kustannuksia.

Alumiini, kupari ja gallium: raerajakemia

Nämä elementit on tarkoituksella sijoitettu Nd-rikkaaseen raerajavaiheeseen Nd2Fe14B-rakeiden sijaan. Ne parantavat nestefaasin kostutuskäyttäytymistä sintrauksen aikana ja luovat tasaisempia rajoja, jotka estävät magnetoinnin kääntymisen tehokkaammin. Kupari myötävaikuttaa myös tasaisempaan korroosiokäyttäytymiseen, ja gallium on yllättävän voimakasta: jo 0,1 % voi nostaa koersitiivia huomattavasti, minkä vuoksi se näkyy, vaikka sen yksikköhinta on korkea.

Niobium (Nb) ja zirkonium (Zr): Raekoon säätely

Niobium ja zirkonium estävät jyvien kasvua sintrauksen aikana. Pienempi raekoko lisää koersitiivisuutta ja parantaa demagnetointikäyrän neliömäisyyttä, millä on merkitystä, kun moottori toimii lähellä pahimman tapauksen demagnetointikenttäään. Pitämällä raerakenteen hienona valmistaja voi saavuttaa tavoitekoersitiivisuuden hieman pienemmällä dysprosiumilla, mikä vähentää sekä kustannuksia että remanenssihäviötä.

Koostumuksesta luokkaan: Mitä N35, N42 ja N52 tarkoittavat

Sintratun NdFeB-magneetin laatumerkintä on lyhenne magneettisten ominaisuuksien vähimmäisjoukolle. Kirjain N tarkoittaa normaalia koersitiivia, ja numero viittaa maksimienergiatuotteeseen MGOe:ssä. N35:n remanenssi on tyypillisesti 1170-1220 mT, kun taas N52:n remanenssi on 1420-1470 mT. Hyppy N35:stä N52:een saavutetaan pääasiassa nostamalla sintrattua tiheyttä, parantamalla rakeiden suuntausta magneettikentässä ja vähentämällä magneetin sisällä olevia ei-magneettisia faaseja pitäen samalla peruskoostumus samalla neodyymialueella.

Sävellys tulee kuvaan raskaiden harvinaisten maametallien kautta. Tavallinen N-luokan magneetti ei sisällä juuri lainkaan dysprosiumia. Kun ostaja pyytää H-, SH-, UH- tai EH-lämpötiloja, valmistajan on lisättävä dysprosiumia tai terbiumia tai käytettävä raerajadiffuusiota. Tämä muutos on näkymätön remanenssiluokkanumerossa, mutta erittäin näkyvä hinnassa ja korkeissa lämpötiloissa.

Lämpötilakirjaimia ei päätetä remanenssinumeron perusteella. Ne määräytyy metalliseoksen luontaisen koersitiivin perusteella. Korkeamman Hcj:n saavuttamiseksi valmistaja nostaa lejeeringin raskaan harvinaisen maametallin pitoisuutta. Dysprosium on yleisimmin käytetty alkuaine tähän tarkoitukseen, koska se lisää Nd2Fe14B-vaiheen anisotropiakenttää. Alla oleva kaavio näyttää tyypillisen dysprosiumin lisäyksen samalle N35-remanenssitasolle rakennetuissa lämpötilaluokissa.

Suuntaus on johdonmukainen: jokainen vaihe N:stä EH:hen vaatii huomattavasti suuremman dysprosiumlisäyksen. N35H-magneetti sisältää tyypillisesti noin 1,5 painoprosenttia dysprosiumia. N35SH-laatu vaatii noin 3,0 %, N35UH noin 4,5 % ja N35EH jopa 6,0 % tai enemmän. Nämä ovat suuntaa-antavia lukuja, koska tarkka määrä riippuu raekoosta, happitasosta ja siitä, käyttääkö toimittaja raerajadiffuusiota. Ensimmäinen käytännön seuraus on hinta, koska dysprosium on useita kertoja kalliimpaa kuin neodyymi. Toinen seuraus on remanenssin menetys, koska dysprosium laimentaa pääfaasin magnetoitumista. Jokaista ylimääräistä dysprosiumin painoprosenttia kohden jäännösvirtauksen tiheys laskee noin 0,3–0,5 % verrattuna samaan seokseen ilman lisäystä.

Tämä kompromissi selittää, miksi N45SH-moottorimagneetti voi kantaa vähemmän remanenssia kuin N45-magneetti, mutta silti kestää demagnetoivan kentän, joka pyyhkii N45:n sekunneissa. Moottorisuunnittelijan ei pidä valita korkeinta kirjainluokkaa vain varmuuden vuoksi, koska erikoisraskas harvinaiset maametallit maksavat rahaa ja vähentävät vuotoa. Nykyaikaiset toimittajat käyttävät yhä useammin raerajadiffuusiota sijoittaakseen dysprosiumin täsmälleen sinne, missä se estää magnetoinnin kääntymisen, mikä vähentää raskaan harvinaisten maametallien kulutusta 60–80 % samalla koersitiivisuudella. Tästä syystä kaksi samaa laatua tarjoavaa valmistajaa voivat silti toimittaa erilaisia ​​koostumuksia ja eri hintoja. Ostajan tulee aina kysyä, tuleeko koersitiivisuus yhtenäisistä seoslisäyksistä, raerajadiffuusiosta vai molempien yhdistelmästä. Vastaus vaikuttaa pitkän aikavälin toimitusvarmuuteen ja jokaiseen tulevaan tarjoukseen.

Yllä olevat maksimikäyttölämpötilat ovat likimääräisiä ja oletetaan permeanssikertoimeksi noin 2. Ohut kaarisegmentti voi vaatia korkeamman lämpötilakirjaimen samassa ympäristön lämpötilassa, koska sen muoto tuottaa vahvemman itsestään demagnetoituvan kentän.

Lämpötilan vakaus: Kuinka koostumus määrittää lämpökaton

Kestomagneetit menettävät vuon lämpötilan noustessa. Normaalin NdFeB-lejeeringin palautuva lämpötilan remanenssikerroin on noin -0,11 - -0,12 % celsiusastetta kohden, joten 150 °C:ssa magneetti menettää hiljaa noin 15 % huoneenlämpötilastaan. Vaarallisempaa on pakkokäyttäytyminen. Sisäinen koersitiivinen Hcj laskee noin -0,5 - -0,6 % celsiusastetta kohden, mikä tarkoittaa, että magneetin kyky vastustaa vastakkaista kenttää vaimenee paljon nopeammin kuin sen vuo.

Maksimi käyttölämpötila saavutetaan, kun sisäinen koersitiivisuus laskee lähelle demagnetointikenttää, jonka magneetti todella näkee käytössä. Tästä syystä arvosanan valintaa ei voida tehdä pelkän taulukon perusteella. Ohut litteä kaarimagneetti, jonka permeanssikerroin on 1,0, kokee paljon voimakkaamman itsestään demagnetoituvan kentän kuin paksu lohko, jonka kerroin on 3,0, ja siksi se tarvitsee korkeamman koersitiivisuuden samassa ympäristön lämpötilassa. Magneetti, joka toimii 150 °C:ssa ja vain tarran lämpötila on ohjenuorana, on luotettavuusriski, ei malli.

Yli 150 °C:n moottorisovelluksissa koostumuksen on sisällettävä merkittävä määrä dysprosiumia tai terbiumia tai raeraajat on diffundoitava raskaalla harvinaisella maametallilla. Arvioimme säännöllisesti kuinka lämpötilan vaihtelut vaikuttavat neodyymirengasmagneettien suorituskykyyn koska rengasmaisella muodolla on erityisen voimakas demagnetoiva vaikutus sisäreikään. Koboltin lisääminen seokseen auttaa toisella tavalla: se nostaa Curie-lämpötilaa ja pehmentää lämpötilan remanenssikerrointa, mikä hidastaa vuon alenemista 100 °C ja 180 °C välillä.

Sintrattu vs. Sidostettu NdFeB: Kaksi kokoonpanoperhettä

Tähän mennessä käsitelty koostumus kuvaa sintrattuja NdFeB-magneetteja, jotka ovat moottorin roottoreiden standardi, koska ne tarjoavat suurimman vuon ja korkeimman lämpötilan. Sintratut magneetit ovat täysin tiiviitä metalliseoksia, joiden tiheys on 7,4–7,6 g/cm3 ja jotka on valmistettu nestefaasisintrauksella korkeassa lämpötilassa kovan magneettisen mikrorakenteen kehittämiseksi.

Sidostetut NdFeB-magneetit ovat eri perhe. Ne alkavat neodyymi-rauta-boorijauheesta, mutta jauhe sekoitetaan orgaaniseen sideaineeseen, tyypillisesti epoksiin puristusliitokseen tai nyloniin ruiskupuristukseen. Sideaine vie merkittävän tilavuusosuuden: puristuspuristetuissa magneeteissa on noin 3–5 painoprosenttia sideainetta ja ruiskupuristettuja osia jopa 12 prosenttia tai enemmän. Itse jauhe on myös formuloitu eri tavalla. Sidosjauheet sisältävät vähemmän neodyymirikasta raerajamateriaalia, koska sintrausvaihetta ei ole eikä rajafaasia tarvita tiivistämiseen. Valmistajat lisäävät kobolttia ja joskus zirkoniumia tai niobiumia parantaakseen paljaan jauheen korroosionkestävyyttä, koska polymeerisideaine ei täysin eristä jokaista hiukkasta kosteudelta.

Moottorin akseleissa, roottoreissa ja korkean hyötysuhteen käytöissä sintratut teräslajit hallitsevat, koska niiden energiatiheys on korvaamaton. Liimattuja magneetteja esiintyy hyvin pienissä harjattomissa moottoreissa, pumpuissa, koodereissa ja muissa laitteissa, joissa monimutkaisen lähes verkkomuodon alhainen hinta painaa alhaisemman vuon. Näitä kahta perhettä ei koskaan pidä verrata pelkästään arvosananumeron perusteella, koska niiden kokoonpanologiikka ja sovellusrajat ovat täysin erilaisia.

Kuinka valmistus muuttaa koostumuksesta toimivan magneetin

Seoksen koostumus kiinnitetään ennen magneetin puristamista, mutta lopulliset magneettiset ominaisuudet päätetään prosessin aikana. Tyypillinen sintrattu NdFeB-tuotantolinja seuraa vakiintunutta reittiä:

1. Sulan seoksen nauhavalu ohuiksi hiutaleiksi karkean dendriitin erottelun välttämiseksi.
2. Vetydekrepitaatio hiutaleiden tekemiseksi hauraiksi, minkä jälkeen suihkujauhatus hienoksi jauheeksi, jonka hiukkaskoko on noin 3–5 mikronia.
3. Jauheen puristaminen magneettikentässä kunkin hiukkasen helpon akselin kohdistamiseksi.
4. Isostaattinen puristus vihreän tiheyden nostamiseksi ennen sintrausta.
5. Sintraus 1030–1080 °C:ssa tyhjiössä tai argonissa lähes täyden tiheyden saavuttamiseksi.
6. Karkaisu 480–650 °C raerajavaiheen optimoimiseksi.
7. Tarkkuustyöstö viipaloimalla, hiomalla, poraamalla ja muotoilemalla lopulliseen muotoon ja toleranssiin.
8. Pintapinnoite metalliseoksen suojaamiseksi korroosiolta.
9. Magnetointi kylläisyyteen, jonka jälkeen vuon ja mitan tarkastus.

Jokainen askel muuttaa vaikuttavaa koostumusta hieman. Jauheen käsittelyn aikana tapahtuva hapenotto muuttaa osan neodyymistä oksidiksi, joka ei enää vaikuta nestefaasiin, joten huonosti käsitellyn valmistajan on kompensoitava sitä erikoisharvinaisilla maametallilla. Sintrauslämpötila säätelee raekokoa ja raekoko määrää, kuinka paljon dysprosiumia tarvitaan tavoitekoersitiivin saavuttamiseksi. Hyvin ajetulla prosessilla voidaan saavuttaa yli 7,45 g/cm3 sintrattu tiheys, mikä yleensä korreloi remanenssin kanssa lähellä teoreettista maksimia.

Tästä syystä ostajan tulisi luottaa mitattuun tietoon nimellisen koostumuksen sijaan. Luotettava täydelliset NdFeB:n tekniset tiedot Arkin tulee ilmoittaa kunkin lajin magneettinen suorituskyky, mittojen toleranssi, pintapinnoite ja magnetointisuunta. Koostumus vahvistetaan sitten parhaiten erätodistuksella käyttämällä induktiivisesti kytkettyä plasmaanalyysiä.

Korroosio ja pinnoitteet: metalliseoksen suojaaminen todellisissa ympäristöissä

Sama neodyymirikas raerajavaihe, joka mahdollistaa sintraamisen, on myös magneetin heikko kohta. Nd-rikas faasi on sähkökemiallisesti aktiivinen, ja kosteissa tai suolaisissa ympäristöissä se syöpyy ensisijaisesti raerajoja pitkin. Päällystämätön NdFeB-magneetti voi menettää pintarakenteensa tunneissa suolasuihkukammiossa ja kuukausissa ulkomoottorissa. Tästä syystä lähes jokainen teollinen NdFeB-magneetti saa pintakäsittelyn ennen tehtaalta lähtöä.

Pinnoitteen valinta on vuorovaikutuksessa koostumuksen ja levityksen kanssa. Nikkeli-kupari-nikkelistä on tullut yleisin moottorimagneettien pinnoite, koska se on kovaa, sileää ja antaa tasaisen paksuuden koko pinnalle. Sinkki tarjoaa uhrautuvan suojan ja edullisemman hinnan. Epoksi toimii hyvin epäsäännöllisissä muodoissa, joissa pinnoitteen paksuutta on vaikea hallita. Öljyjäähdytteisille vetomoottoreille suositellaan erikoishartseja tai korkealaatuisia nikkelipinnoitteita jäähdytysnesteen kanssa tehdyn yhteensopivuustestin jälkeen.

Pinnoitteen paksuus lisää kokonaismittoja, ja pinnoitettu magneetti, jossa on 25 µm nikkeliä, kasvaa 50 µm koko mitan poikki. Tarkkuusmoottorikokoonpanot määrittävät yleensä pinnoitteen ja lopullisen mittasuhteen yhdeksi yhdistettynä toleranssina häiriösovitusten välttämiseksi. Paras NdFeB-magneettikoostumus epäonnistuu varhain, jos pinnoite ei sovi käyttöympäristöön, joten pinnoitteen tulee olla osa laatuspesifikaatiota, ei jälkikäteen.

Oikean koostumuksen valitseminen moottorisovelluksellesi

Käytännön valinta alkaa viidellä kysymyksellä: mikä on maksimi jatkuva lämpötila magneetin sijainnissa, mikä demagnetoiva kenttä voi ilmaantua käynnistyksen tai ylikuormituksen aikana, minkä vuotiheyden roottori tarvitsee, mikä on korroosioympäristö ja mikä on kustannustavoite. Kun nämä luvut tiedetään, kokoonpanopäätöksestä tulee pikemminkin lyhyt luettelo kuin arvaus.

Vetomoottorissa tai servomoottorissa roottorimagneetit ovat yleensä radiaalisesti magnetoituja kaarisegmenttejä. Tässä geometriassa työlämpötila ja ylikuormitusvirta määrittelevät minimilämpötilan kirjaimen, kun taas energiatuote määrittelee remanenssin. Monet moottorinrakentajat käyttävät N38SH:ta tai N42SH:ta servokäytöissä ja N38UH:ta tai N42EH:tä vetovoiman raskaammille lämpöjaksoille. Tutkimus aiheesta kuinka neodyymikaarimagneetit vähentävät moottoreiden tilavuutta ja painoa osoittaa, että tehokkaampi magneetti voi kutistaa roottoripakettia lisäämättä kilowattikustannuksia. Meidän räätälöidyt kaarimagneetit sähkömoottoreille valmistetaan tiukasti säteittäisen seinämän ohjauksella, mikä stabiloi suoraan ilmarakovirtaa ja vähentää hammastusmomenttia.

Mukautetut neodyymi-NdFeB-kaarimagneettien valmistaja, toimittajat Ningbo Tujin Magnetic Industry Co., Ltd. on kiinalainen neodyymikaarimagneettien valmistaja ja neodyymi-Ndfeb-kaarimagneettien toimittaja, yrityksemme... Näytä tuote →

Jos akselin täytyy kulkea magneetin läpi, esimerkiksi sähköisessä ohjaustehostimessa, pienissä pumpuissa tai apupuhaltimissa, rengasmagneetit ovat luonnollinen valinta. Rengasmainen poikkileikkaus pienentää magneettisen materiaalin pinta-alaa, joten sekä laadun että poraustoleranssin tulee olla tarkka. Sintratut neodyymirengasmagneetit hiotaan sisä- ja ulkohalkaisijalta ja koostumus valitaan siten, että koersitiivisuus pysyy sisäisen reiän kohdalla toimivan demagnetoivan kentän yläpuolella.

Mukautetut neodyymi-NdFeB-rengasmagneettien valmistaja, toimittajat Ningbo Tujin Magnetic Industry Co., Ltd. on kiinalainen neodyymirengasmagneettien valmistaja ja neodyymi-Ndfeb-rengasmagneettien toimittaja,... Näytä tuote →

Kun vakiogeometria ei sovi roottorin suunnitteluun, seuraava vaihe on mukautettu muoto. Koostumus voi pysyä vakiolaatuisena, kun taas geometria, pinnoite ja magnetointisuunta sovitetaan kokoonpanoon. Mukautetut NdFeB-muodot Sisältää upotetut lohkot, porrastetut sylinterit, puolisuunnikkaat ja moniosaiset magneettikokoonpanot, jotka kaikki on valmistettu samoista todennetuista seoksista.

Mukautetut erikoismuodot neodyymi-Ndfeb-magneettien valmistaja Ningbo Tujin Magnetic Industry Co., Ltd. on kiinalainen räätälöityjen erikoismuotoisten neodyymimagneettien valmistaja ja erikoismuotoisten ndfeb-magneettien valmistaja... Näytä tuote →

Näiden kahden skenaarion lisäksi moottorimagneettien tekniset tiedot voidaan ryhmitellä yleisiin kokoonpanotyyppeihin:

• Korkean pysyvyyden tyypit
  N48/N50/N52 maksimaaliseen tiiviyteen, kun lämpötila on alle 100 °C.
• Korkean pakkovoiman tyypit
  SH/UH/EH-laadut dysprosiumilla tai diffuusiolla 150–200 °C demagnetointikenttiin.
• Vähennetyt tyypit
  Raerajoilla hajautetut metalliseokset alhaisemmat kustannukset ja parempi toimitusvarmuus.
• Päällystetyt tyypit
  Ni-Cu-Ni, sinkki, epoksi ja erikoishartsit sopivat jokaiseen syövyttävään ympäristöön.
• Mukautetut tyypit
  Kaaret, renkaat, lohkot, upotetut ja porrastetut muodot on valmistettu tarkastetuista seoksista.

Ero halvan magneetin ja oikean magneetin välillä on harvoin muoto. Se vastaa koostumusta ja käyttöolosuhteita. Vakava NdFeB-magneettivalmistaja kysyy täyden kuormitusprofiilin ennen laatua suosittelemista, koska metalliseosta ei voida parantaa magneetin sintrauksen jälkeen.

NdFeB-magneettien hankinta: Kustannukset, tarjonta ja toimittajakysymykset

Harvinaisten maametallien markkinat ovat kaukana vakaasta. Neodyymin, praseodyymin ja erityisesti dysprosiumin hinnat ovat osoittaneet suuria heilahteluja, ja suurin osa maailman sintratusta NdFeB-tuotannosta on keskittynyt Kiinaan. Ostajalle tämä tarkoittaa, että koostumus on myös toimitusketjun päätös. Suunnittelu, joka on lukittu 6 %:iin dysprosiumia, on alttiina harvinaisten maametallien voimakkaalle hintavaihtelulle, kun taas malli, joka käyttää raerajadiffuusiota tai alhaisempaa dysprosiumpitoisuutta, sisältää erilaisen, usein paremman kustannusprofiilin.

Paras suoja on läpinäkyvyys. Ennen tilaamista pyydä toimittajalta materiaalitodistus, jossa on lueteltu kunkin erän kemiallinen koostumus, tiheys, magneettiset ominaisuudet ja pinnoitteen erittely. Jos mahdollista, tarkista NdFeB-magneettikoostumus riippumattomassa laboratoriossa käyttämällä satunnaisnäytteiden ICP-analyysiä. Pyydä myös demagnetointikäyrät todellisessa käyttölämpötilassa, ei vain huoneenlämpötilassa, koska käyrän suorakulmaisuus korotetussa lämpötilassa paljastaa, kuinka hyvin koostumus ja raeraja on suunniteltu.

Koska olemme NdFeB-magneettien valmistaja ja magneettien tukkutoimittaja Ningbossa, koostumuksen tarkistus on osa tarjousprosessiamme. Vahvistamme käyttölämpötila-alueen, odotetun demagnetointikentän ja korroosioluokan ennen kuin suosittelemme laatua. OEM-projekteissa toimitamme kunkin erän mukana esituotannon näytteitä ja materiaalisertifikaatin, ja tuemme asiakkaita heidän tarvitsemiensa teknisten tietojen kanssa moottorin suunnittelukatsauksissa.

Usein kysyttyjä kysymyksiä NdFeB-magneettikoostumuksesta

Bottom Line NdFeB-magneettikoostumuksesta

NdFeB-magneettikoostumus on perusta jokaiselle moottorisuunnittelijalle tärkeälle ominaisuudelle. Neodyymi tuottaa anisotropiaa, rauta virtausta, boori stabiloi faasia ja kourallinen lisäaineita mukauttaa seoksen todellisiin käyttöolosuhteisiin. Sama perusjärjestelmä voi palvella taloudellista N35-lohkoa ja vaativaa N48UH-moottorikaaria, mikäli koostumus ja prosessi on suunniteltu vastaavasti.

Hankinnan osalta ottaminen on yksinkertaista: määritä lämpötilaluokka ja demagnetointikenttä, pyydä materiaalitodistus, tarkista harvinaisten maametallien raskas pitoisuus ja valitse valmistaja, jolla on prosessikuri pitämään seoksen kapealla kaistanleveydellä. Magneetti, joka kestää vuosikymmenen lämpösyklejä, on halvin magneetti, jonka moottorinvalmistaja koskaan ostaa. Seoksen ymmärtäminen ennen ensimmäisen näytteen tilaamista on halvin saatavilla oleva riskinvähennys koko moottorin toimitusketjussa.