Senz mágnes - Globális állandó mágnesek anyaggyártója & Szállító 20 év alatt.
Az Alnico mágnesek lágyítási folyamatai, beleértve a feszültségcsökkentő lágyítást és a teljesítménylágyítást, kulcsfontosságúak mágneses tulajdonságaik és mechanikai stabilitásuk optimalizálása szempontjából.
1. Feszültségcsökkentő lágyítás
Célkitűzés :
A gyártási folyamatok, például öntés, kovácsolás, megmunkálás vagy hegesztés során keletkező maradékfeszültségek kiküszöbölésére, ezáltal javítva a méretstabilitást és csökkentve a repedés vagy deformáció kockázatát.
Főbb folyamatparaméterek :
- Hőmérséklettartomány : Jellemzően az ötvözet kritikus hőmérséklete (Ac1) alatti hőmérsékleten, általában 400–650 °C között végzik. Vékony falú vagy könnyen deformálódó alkatrészek esetén a hőmérséklet alacsonyabb lehet (pl. 500–550 °C hegesztett alkatrészek esetén).
- Melegítési sebesség : A lassú melegítés elengedhetetlen az új feszültségek kialakulásának elkerülése érdekében. Például az alkatrészeket ≤300°C-on lehet terhelni, és ≤100–150°C/h sebességgel melegíteni.
- Tartási idő : Az alkatrész vastagságától és összetettségétől függ. Hegesztett alkatrészek esetén a tartási idő általában 2-4 óra ; precíziós alkatrészek, például nagy pontosságú hüvelyek vagy tengelyek esetén a tartási idő 10-12 órára is kiterjedhet.
- Hűtési módszer : A fokozatos feszültségoldás biztosításához kemencés hűtést (FC) részesítünk előnyben. Egyes alkatrészek esetében elfogadható lehet a 300°C -ra történő hűtés a kemencében, majd a levegőn történő hűtés.
Mechanizmus :
A gyártás során fellépő nem egyenletes képlékeny alakváltozásból eredő maradékfeszültségek. A feszültségcsökkentő lágyítás elősegíti a lokalizált képlékeny folyást magas hőmérsékleten, lehetővé téve a diszlokációk átrendeződését és a feszültségek eloszlását anélkül, hogy az anyag mikroszerkezete jelentősen megváltozna.
2. Teljesítménylágyítás (mágneses lágyítás)
Célkitűzés :
Az Alnico mágnesek mágneses tulajdonságainak, például a remanencia (Br) , a koercitív erő (Hc) és a maximális energiaszorzat ((BH)max) optimalizálása egy előnyös mikrostruktúra elérésével (pl. igazított spinodális szerkezetek anizotrop Alnico-ban).
Főbb folyamatparaméterek :
- Hőmérséklet-tartomány:
- Oldatkezelés (homogenizálás) : Általában 1200–1300 °C -on végzik, hogy a másodlagos fázisokat egyfázisú szilárd oldattá oldják.
- Spinodális bomlás (öregítés) : A kioltás után az ötvözetet 600–650 °C -on 4–24 órán át öregítik, hogy periodikus spinodális szerkezet alakuljon ki, ami fokozza a mágneses tulajdonságokat.
- Többlépcsős öregítés : Egyes minőségek esetében több öregítési lépés alkalmazható csökkenő hőmérsékleten (pl. 700 °C → 650 °C → 600 °C ) a mikroszerkezet finomításához.
- Melegítési sebesség : Szabályozott a hősokk elkerülése érdekében. Például gyakori a 800–850 °C -ra történő kétlépcsős melegítés (lassú → gyors).
- Hűtési módszer:
- Kioltás : Oldatkezelés után gyakran gyors hűtésre (pl. vízben vagy olajban) van szükség a magas hőmérsékletű mikroszerkezet „megfagyasztásához”.
- Öregítési hűtés : Az öregítés során kemencehűtést vagy szabályozott hűtési sebességet (pl. ≤50°C/h 350°C felett) alkalmaznak a korai fázisátalakulás megakadályozására.
- Mágneses tér alkalmazása : Anizotróp Alnico esetén erős mágneses teret (pl. 1250–4000 Oe ) alkalmaznak a kioltás vagy öregítés során a spinodális domének illesztésére, javítva az irányított mágneses tulajdonságokat.
Mechanizmus :
A teljesítménylágyítás a spinodális bomláson alapul, egy fázisátalakuláson, ahol egy homogén szilárd oldat két egymásba hatoló fázisra válik szét periodikus szerkezettel. Ez a mikroszerkezet alacsony mágneses anizotrópia energiát biztosít, ami magas remanenciát és koercitivitást tesz lehetővé mágneses tér alatt.
3. A folyamatparaméterek összehasonlítása
| Paraméter | Feszültségcsökkentő lágyítás | Teljesítménylágyítás |
|---|---|---|
| Hőmérséklet-tartomány | 400–650°C | 600–1300°C (oldás + öregítés) |
| Fűtési sebesség | Lassú (≤150°C/h) | Szabályozott (kétfokozatú fűtés) |
| Tartási idő | 2–12 óra (az alkatrész méretétől függően) | 4–24 óra (érlelés) |
| Hűtési módszer | Kemencehűtés (FC) | Edzés + szabályozott öregítési hűtés |
| Mágneses mező | Nem kötelező | Anizotróp minőségekhez szükséges |
| Mikrostrukturális cél | Stresszoldás | Spinodális bomlás + fázis-illesztés |
4. Gyakorlati megfontolások
- Feszültségcsökkentő lágyítás:
- Gyakran megmunkálás vagy hegesztés után végzik a méretstabilitás biztosítása érdekében.
- A hőmérsékletet gondosan ellenőrizni kell, hogy elkerüljük a túlzott öregedést, ami ronthatja a mágneses tulajdonságokat.
- Teljesítménylágyítás:
- Kritikus fontosságú az Alnico nagy mágneses teljesítményének eléréséhez.
- A spinodális szerkezet optimalizálása érdekében a hőmérséklet, az idő és a hűtési sebesség pontos szabályozását igényli.
- Az anizotrop minőségek mágneses tér beállítását igénylik az öregítés során, ami növeli a folyamat bonyolultságát.
5. Példa az anizotrop Alnico előállítására (pl. Alnico 5)
- Oldatkezelés : Melegítse 1250°C -ra mágneses térben (≥1250 Oe), tartsa ezen a hőmérsékleten 2 órán át, majd hűtse le vízben.
- Öregítés : Melegítse 600°C -ra mágneses térben (≥3000 Oe), tartsa ezen a hőmérsékleten 24 órán át, majd hűtse le szobahőmérsékletre a kemencében.
- Feszültségmentesítés (opcionális) : Ha az öregítés után megmunkálásra van szükség, végezzen alacsony hőmérsékletű feszültségmentesítő lágyítást 500–550 °C -on 2–4 órán át.
Következtetés
A feszültségcsökkentő és a teljesítménylágyítás eltérő célokat szolgál az Alnico mágnesek gyártásában. Az előbbi az alacsony hőmérsékletű feszültségoldás révén a mechanikai stabilitásra összpontosít, míg az utóbbi a mágneses tulajdonságokat optimalizálja a magas hőmérsékletű spinodális bomlás és fázisillesztés révén. Ezen különbségek megértése elengedhetetlen a megfelelő lágyítási folyamat kiválasztásához a kívánt teljesítmény és alkalmazási követelmények alapján.
