Informazioni sui magneti in ferrite dura (ceramica).
I magneti in ceramica, noti anche come magneti in ferrite, contengono materiali come ossido di ferro sinterizzato e carbonato di bario o stronzio. I magneti in ferrite sono noti per il loro basso costo, la buona resistenza alla corrosione e la stabilità alle alte temperature fino a 250 °C. Sebbene le loro proprietà magnetiche differiscano significativamente daMagneti NdFeB, il loro costo è molto basso a causa delle materie prime economiche, abbondanti e non strategiche utilizzate per produrre questi magneti, rendendo i magneti ceramici a magnete permanente adatti alla produzione su larga scala.
I magneti in ferrite sono realizzati stampando una miscela di polveri composta per l'80% da Fe2O3 e per il 20% da BaCo3 o SrO3. Insieme a ulteriori ricerche, additivi come il cobalto (Co) e il lantanio (La) vengono combinati per migliorare le prestazioni magnetiche. La polvere modellata verde metallizzata viene sinterizzata all'interno di un forno a temperatura controllata riscaldato da elettricità o carbone. Sebbene i magneti in ferrite dura abbiano proprietà magnetiche basse, sono comunque la scelta preferita dagli ingegneri a causa di diversi fattori come l'abbondante disponibilità di materie prime, il costo più basso tra le famiglie di magneti permanenti, la bassa densità, l'eccellente stabilità chimica, l'elevata temperatura massima di esercizio e il Curie temperatura.
Segmento in ferrite&Magnete ad anello in ferriteè il prodotto più comunemente commercializzato e costituisce un importante pilastro commerciale per la nostra azienda nelle sue fasi iniziali. Con la realizzazione della crescente domanda per queste applicazioni, abbiamo concentrato i nostri sforzi sulla promozione di magneti in ferrite dura del tipo a segmento d'arco e abbiamo accumulato una vasta esperienza nella produzione corretta di magneti per massimizzare le prestazioni e ottimizzare altre intenzioni applicative. Siamo anche riusciti a sviluppare un magnete in ferrite dura con una struttura irregolare, una geometria complicata e un'elevata precisione. I nostri magneti in ferrite dura commercializzati sono ora ampiamente utilizzati all'interno di motori, generatori, sensori, altoparlanti, contatori, relè, separatori e una varietà di altre applicazioni nel settore della difesa, automobilistico, della robotica, degli elettrodomestici, delle stazioni base di comunicazione wireless e degli impianti minerari.
Diagramma schematico del confronto della forza magnetica tra il magnete in ferrite e il magnete al neodimio --->
I magneti in ferrite hanno prodotti a basso consumo energetico e buona resistenza alla corrosione e sono generalmente utilizzati in componenti contenenti acciaio a basso tenore di carbonio, in grado di funzionare a temperature moderate. La realizzazione di magneti ceramici richiede pressatura e sinterizzazione. A causa della loro potenziale fragilità, se è necessaria la rettifica è necessario utilizzare mole diamantate. I magneti in ferrite raggiungono un equilibrio tra forza magnetica ed efficienza economica, mentre la loro tendenza alla fragilità bilancia la loro eccellente resistenza alla corrosione. Hanno inoltre una forte coercività e resistenza alla smagnetizzazione, il che li rende una scelta economica per applicazioni comuni come giocattoli, artigianato e motori. I magneti in terre rare possono migliorare notevolmente il peso o le dimensioni, mentre la ferrite è diventata una scelta migliore per applicazioni con requisiti di bassa densità energetica, come alzacristalli elettrici nei veicoli, sedili, interruttori, ventole, ventilatori negli elettrodomestici, alcuni utensili elettrici e altoparlanti e cicalini nelle apparecchiature elettroacustiche.
Magnete in ferrite dura allo stronzio e magnete in ferrite dura al bario
La composizione chimica del magnete in ferrite dura di bario e del magnete in ferrite dura di stronzio è descritta dalle formule BaO-6Fe2O3 e SrO-6Fe2O3. Il magnete in ferrite dura di stronzio supera il magnete in ferrite dura di bario in termini di prestazioni magnetiche e forza coercitiva. A causa del costo inferiore del materiale, i magneti in ferrite dura di bario sono ancora ampiamente utilizzati. Per ottenere elevate proprietà magnetiche risparmiando denaro, a volte viene utilizzata una miscela di carbonato di stronzio e carbonato di bario per produrre ferrite dura.
Il contatto diretto con un magnete in ferrite di bario è generalmente considerato sicuro, purché utilizzato secondo le corrette procedure di manipolazione. Tuttavia, è importante notare che il bario è un elemento tossico e devono essere prese precauzioni per prevenire l'ingestione o l'inalazione di polvere o particelle di bario. Si consiglia di lavarsi sempre accuratamente le mani dopo aver maneggiato i magneti in ferrite di bario ed evitare attività che possano generare particelle fini o polvere. In caso di dubbi o se sono necessarie informazioni specifiche sulla sicurezza, si consiglia di consultare noi o le linee guida di sicurezza pertinenti.
Forme eTolleranza dimensionaledi magneti in ferrite dura
I magneti in ferrite dura sono disponibili in varie forme e tipi. Le forme più comuni includono anelli, archi, rettangoli, dischi, cilindri e trapezi. Queste forme possono essere personalizzate e combinate per soddisfare esigenze specifiche. Inoltre, i magneti in ferrite dura sono disponibili in diversi tipi, come isotropi e anisotropi. I magneti isotropi hanno proprietà magnetiche uniformi in tutte le direzioni, mentre i magneti anisotropi hanno una direzione di magnetizzazione preferita. Ciò consente ulteriori lavorazioni in base ai requisiti dell'applicazione. Grazie alla loro versatilità nella forma e nel tipo, i magneti in ferrite dura sono ampiamente utilizzati in settori quali quello automobilistico, elettronico ed energetico.
Magnete a ferro di cavallo in ceramica
Magnete in ferrite a forma di U
Ampiamente usato in campo educativo
Prima di essere lavorato, la deviazione dimensionale di un magnete in ferrite dura viene controllata entro +/- 2%, e dopo essere stato semplicemente rettificato con un utensile diamantato, può essere controllata entro +/- 0,10 mm. È possibile una tolleranza doganale o un controllo preciso fino a +/- 0,015 mm, ma deve essere negoziato. I magneti in ferrite dura anisotropa bagnata vengono generalmente forniti con superfici parallele all'orientamento anisotropo non rettificate e le altre superfici rettificate. Per le definizioni di concentricità, rotondità, ortogonalità, perpendicolarità e altre tolleranze, per favorecontatta il nostro team.
Processo di produzione di magneti in ferrite dura
Il processo di produzione dei magneti in ferrite dura prevede diverse fasi.
1. Le materie prime, compreso l'ossido di ferro e il carbonato di stronzio o il carbonato di bario, vengono miscelati insieme in un rapporto preciso. La miscela viene poi macinata fino a ottenere una polvere fine.
2. La polvere viene compattata nella forma desiderata utilizzando una pressa idraulica o una pressa isostatica. La polvere compattata viene quindi sinterizzata ad alte temperature, tipicamente intorno ai 1200-1300 gradi Celsius, in un'atmosfera controllata per favorire la crescita dei grani e aumentare le proprietà magnetiche.
3. Dopo il processo di sinterizzazione, i magneti vengono raffreddati lentamente a temperatura ambiente per ridurre al minimo lo stress ed evitare crepe. Vengono quindi lavorati o rettificati per ottenere la forma e le dimensioni finali desiderate.
4. In alcuni casi è necessaria un'ulteriore fase di magnetizzazione. Ciò comporta sottoporre i magneti a un forte campo magnetico per allineare i domini magnetici in una direzione specifica, migliorando ulteriormente le loro proprietà magnetiche.
5. Infine, i magneti vengono sottoposti a controlli di qualità per garantire che soddisfino le specifiche e i requisiti desiderati prima di essere imballati e spediti ai clienti.
Lavorazione del magnete in ferrite dura
Lo stampaggio mediante attrezzature è il metodo più conveniente per produrre grandi quantità di magneti in ferrite dura. La creazione di magneti in ferrite dura anisotropi richiede attrezzature costose, mentre la realizzazione di magneti in ferrite dura isotropi è molto meno costosa. Possiamo utilizzare l'attrezzatura pronta per stampare magneti di spessore/altezza alternativi entro l'intervallo consentito se il magnete richiesto ha lo stesso diametro dell'attrezzatura attuale o la stessa lunghezza e larghezza quando è di tipo a blocco.
In realtà, occasionalmente tagliamo blocchi di grandi dimensioni, rettifichiamo anelli o dischi di diametro maggiore e lavoriamo segmenti di arco di dimensione vicina a quella necessaria. Quando la quantità dell'ordine non è molto elevata (soprattutto nella fase di prototipo), questo approccio è efficace per ottenere dimensioni precise, risparmiare sui costi di attrezzaggio e omogeneizzare il peso e il flusso di ciascun pezzo del prodotto. Il costo della produzione dei magneti realizzati a macchina è molto elevato.
Magnete in ferrite dura anisotropa bagnata, isotropa secca e anisotropa
La maggior parte dei magneti in ferrite dura vengono stampati utilizzando una pressa dotata di una bobina in grado di produrre un campo magnetico esterno, risultando in un magnete anisotropo. Il materiale utilizzato per realizzare i magneti in ferrite dura anisotropa è tipicamente allo stato di impasto liquido, consentendo alle molecole di essere perfettamente allineate durante il processo di stampaggio. Chiamiamo magneti realizzati con questo processo magneti in ferrite dura anisotropa bagnata perché possono essere magnetizzati solo lungo un pre-orientamento. Il valore (BH)max di un magnete in ferrite dura anisotropico è di diversi ordini di grandezza maggiore di quello di un magnete in ferrite dura isotropo.
La materia prima utilizzata per realizzare i magneti in ferrite dura isotropica è tipicamente polvere secca. Lo stampaggio viene eseguito con una punzonatrice, che non può applicare un campo magnetico esterno al magnete. Di conseguenza, i magneti che ne risultano sono noti come magneti in ferrite dura isotropa secca. La magnetizzazione su un magnete isotropo in ferrite dura potrebbe avvenire in qualsiasi orientamento e modello desiderati, a seconda del giogo magnetizzante.
I magneti in ferrite dura anisotropa secca sono un altro tipo di magnete in ferrite dura. È costituito da polvere secca orientata da un campo magnetico esterno. La proprietà magnetica di un magnete in ferrite dura anisotropa secca è inferiore a quella di un magnete in ferrite dura anisotropa bagnato. In genere, per modellare magneti con strutture complesse ma proprietà superiori ai magneti isotropi viene utilizzato un processo a secco e anisotropo.
Magnete in ferrite dura anisotropo, orientato diametralmente
Con la magnetizzazione assiale vengono utilizzati più frequentemente magneti in ferrite dura anisotropa del tipo ad anello (parallelo all'orientamento di pressatura). Esistono alcune esigenze di mercato per magneti in ferrite dura anisotropa a forma di anello con magnetizzazione diametrale (orientati perpendicolarmente all'asse di pressatura), che sono particolarmente difficili da produrre. I rotori temporali, i sensori, i motori passo-passo e i motori delle pompe degli elettrodomestici, come lavatrici, lavastoviglie, acquari e sistemi di fornitura di calore, sono progettati per utilizzare questo tipo di magnete. Lo scontro tra l’aumento della forza magnetica e la diminuzione del tasso di criccatura del prodotto rappresenta una sfida per la produzione. Durante le procedure di sinterizzazione e iniezione dell'albero si verificheranno frequentemente rotture del magnete. Dopo più di dieci anni di ricerca, il nostro ingegnere è riuscito a rimuovere il collo di bottiglia e ad acquisire un'esperienza unica nella produzione di questo tipo di magnete.
Proprietà termiche del magnete in ferrite dura
Coefficiente di temperatura rimanente negativo della ferrite dura. I magneti in ferrite dura hanno un coefficiente di temperatura positivo della forza coercitiva intrinseca rispetto ai magneti delle terre rare. La rimanenza dei magneti in ferrite dura diminuirà all'aumentare della temperatura dello 0,18%/°C, mentre la loro forza coercitiva intrinseca aumenterà di circa 0,30%/°C. La forza coercitiva di un magnete in ferrite dura diminuirà al diminuire della temperatura esterna. Di conseguenza, si consiglia di utilizzare componenti con magneti in ferrite dura che non funzionano a basse temperature. I magneti in ferrite dura hanno una temperatura di curie di circa 450°C. L'intervallo di temperatura operativa consigliato per il magnete in ferrite dura è compreso tra -40°C e 250°C. I magneti in ferrite dura subiranno un cambiamento nella struttura dei grani quando la temperatura ambiente raggiunge circa 800°C. Questa temperatura ha impedito il funzionamento del magnete.
Stabilità chimica e rivestimento
I magneti in ferrite dura hanno un'elevata stabilità chimica nella maggior parte delle situazioni. È resistente a un'ampia gamma di sostanze, tra cui salamoie, acidi diluiti, idrossidi di potassio e sodio, soluzioni alcaline e solventi organici. Gli acidi organici e inorganici concentrati, inclusi gli acidi solforico, cloridrico, fosforico, fluoridrico e ossalico, hanno la capacità di inciderlo. La concentrazione, la temperatura e il tempo di contatto influiscono tutti sul grado e sulla velocità dell'attacco. Non necessita di rivestimento protettivo perché la corrosione non si verifica anche quando funziona in un ambiente caldo e umido. Potrebbe essere verniciato o placcato in nichel e oro, ad esempio, per scopi di ornamento estetico o per pulire la superficie.
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