Sintrattu ndfeb-magneettitekniikka ja sovellus

Sintratun magneetin konseptin kehitti vuonna 1957 professori Peter Eisenman, ja sitä käytettiin ensimmäisenä aurinkopaneelien rakentamisessa Saksassa ja Yhdysvalloissa. Sintratun magneetin konsepti perustuu luonnolliseen kemialliseen reaktioon, joka muodostaa yhdisteen, kun elementti yhdistetään ei-magneettiseen ytimeen. Sintratussa tekniikassa vähävalkoisen keskusmateriaalin ominaisuuksia muuttaa merkittävästi lämpötilasta riippuva käsittelylämpötilan muutos, joka tuotti lämmönjohtavuuden huipun 880 C:ssa, jonka jälkeen lämmönjohtavuus jäähtyi alle 810 C, jolloin tuloksena on sintrattu jauhe, jolla on korkeampi lämmönjohtavuus. Uudella sintratulla materiaalilla on myös korkea puristuslujuus huoneenlämpötilassa.

Klikkaa tutustuaksesi tuotteisiimme: Sintrattu NdFeB-magneetti

Tätä sintrattua ndfeb-pinnoitetta käytettiin ensimmäisenä teräskalvojen päällystämiseen lujuuden ja väsymisiän parantamiseksi. Pinnoitteella havaittiin olevan suuri kulutuskestävyys, ja se vähensi sekä lämpöä että mekaanista rasitusta sovelluksissa, joissa vaaditaan suuria puristuskuormia. Myöhemmin havaittiin, että näiden kahden ominaisuuden yhteisvaikutus johti metallikalvojen sähköisen tehon parantumiseen ja kykyyn tuottaa suuri virtakapasiteetti pinnoitteen pinta-alayksikköä kohti. Mahdollisuus kasvattaa puristusvoimaa kantokyvyn edellyttämällä tavalla yhdistettynä metallilevyjen koon kasvattamiseen mahdollistaisi paljon suurempien rakenteiden kehittämisen, joiden vetolujuus on paljon suurempi kuin aikaisemmin oli saavutettu. Muut teollisuudenalat sovelsivat pian käsitettä muiden metallien pinnoittamiseen samanlaisilla tuloksilla.

Tämän ainutlaatuisen sintratun pinnoitteen käyttö on hyödyllistä myös valmistusteollisuudessa, jossa kestomagneettien käyttö ja toiminta ovat kriittisiä monien prosessien suorituskyvylle. Jo kuvattujen etujen lisäksi sintrattu pinnoite antaa myös lisälujuutta ja kestävyyttä verrattuna tavalliseen ei-magneettiseen verhoukseen. Sintrattujen materiaalien käyttö tarjoaa monia etuja muihin valmistusmenetelmiin verrattuna. Esimerkiksi sintratut kalvot eivät vaadi sulatteen käyttöä. Lisäksi ne voivat tarjota 50 % paremman johtavuustason verrattuna magnetoimattomiin kalvolaminaatteihin. Tämä tarkoittaa, että käyttämällä sintrattuja materiaaleja kalvolaminaattien sijasta suuren kuormituksen sovelluksissa, kuten täryvedonpoistohiomakoneissa ja täryhiomakoneissa, nämä koneet voivat toimia optimaalisella tehokkuudella merkittävästi pidempiä aikoja.

Sintrattujen materiaalien ainutlaatuisten sähköisten ja magneettisten ominaisuuksien ansiosta näissä sovelluksissa sintrattu metallikomponentti pystyy tukemaan paljon suurempaa virtakapasiteettia kuin sintraamattomat komponentit. Erityisesti sintratut metallikalvot, joiden paksuus on noin 0,15, tarjoavat positiivisen virtakyvyn, joka mahdollistaa näiden koneiden jatkuvan käytön suurella kuormituksella. Lisäksi koska sintrattujen levyjen nykyinen kantokyky on paljon suurempi, nämä komponentit tarjoavat ainutlaatuisen kyvyn käsitellä suurempia ja paksumpia materiaaleja.

Sintrattujen komponenttien levitys vaatii erityyppistä pinnoitetta hyödyllisten mekaanisten ominaisuuksien saavuttamiseksi. Voidaan käyttää kaksiosaista levitysprosessia, joka tunnetaan nimellä ndfeb-magneetit ja rae-metallisähköpinnoitus. Ndfeb-magneettiprosessissa metallilevyn litteä magneettimuoto on päällystetty hankaavalla materiaalilla, joka jättää tasaiselle magneettilevylle rakeisen pinnan. Sintrattu metallimateriaali voi myös sisältää väriaineita, jotka on päällystetty sekä tasaiselle magneettilevylle että tasaiselle metallipinnalle. Ndfeb-magneettien rakeet voivat olla minkä kokoisia tahansa, mutta tyypillisesti niiden leveys on neljäsosasta puoleen millimetriin.

Vaikka yllä kuvattua prosessia pidetään suhteellisen vähän huoltoa vaativana, on tärkeää huomata, että mekaaniset öljyt ja pöly on poistettava sintratuista metallikomponenteista käytön jälkeen. Jos näitä osia ei huolleta kunnolla, on mahdollista, että mekaaniset öljyt tai muut käsittelyt kuivuvat ja epäonnistuvat ennenaikaisesti. Kipinäplasmasintrausta pidetään myös vähän huoltoa vaativana, mutta koska sintratuilla metalleilla on oltava riittävä pinta-ala sintratun yhdisteen vastaanottamiseksi, sintrattua yhdistettä on tarpeen levittää pitkällä aikavälillä. Jos sintratut metalliosat altistuvat kosteudelle, voi muodostua halkeamia.

Nämä kaksi tekniikkaa tarjoavat vaihtoehtoisen menetelmän korkean indusoidun kitkan ja lisääntyneen lujuuden saavuttamiseksi samoilla mekaanisilla ominaisuuksilla. Toisin kuin sintratut materiaalit, lämpökäsittelyn mikrorakenne mahdollistaa suurten molekyylisiltojen ja nanometrin kokoisten rakeiden muodostumisen merkittävän lisääntymisen. Tämä lisäkerros tarjoaa paljon korkeamman vetolujuuden kuin mikään muu tunnettu tekniikka. Lämpökäsittely pystyy myös lisäämään merkittävästi korkean mekaanisen energian tuotantoa.

Mikrorakennepohjaiset suunnitellut magneetit voivat tarjota käytännöllisen vaihtoehdon nykyisille markkinoilla oleville sintratuille nd-fe-b magneettisen kohdistustekijän tuotteille. Koska suunnitellussa magneettimateriaalissa olevat hiukkaset ovat niin pieniä, mekaaniset ominaisuudet paranevat huomattavasti. Muodostuneet hiukkaset ovat paljon suurempia, mikä sallii muokattujen hiukkasten muodostaa onttoja metallikuoria, joissa on lähes mikronin kokoisia rakeita. Nämä kolot täytetään sitten sintratulla nd-Fe-b-metallilla, mikä parantaa huomattavasti sekä vetolujuutta että mekaanisia ominaisuuksia.