Кој е процесот на производство за леење AlNiCo магнети?

Процесот на производство на леење AlNiCo магнети е софистицирана низа чекори што комбинира металуршка експертиза со прецизен инженеринг за да создаде високо-перформансни перманентни магнети. Подолу е даден детален опис на секоја фаза во процесот на производство:

1. Подготовка на суровини и мешање на состојки

Основата на производството на висококвалитетни леани AlNiCo магнети лежи во внимателниот избор и прецизното пропорционирање на суровините. AlNiCo магнетите се составени првенствено од алуминиум (Al), никел (Ni) и кобалт (Co), со дополнителни елементи како што се железо (Fe), бакар (Cu), а понекогаш и титаниум (Ti) вклучени за подобрување на специфичните својства.

• Избор на суровини : Суровините мора да бидат со висока чистота за да се осигури дека конечниот магнет ги исполнува посакуваните магнетни и механички спецификации. Сите нечистотии можат негативно да влијаат на перформансите на магнетот, како што е намалување на неговата коерцивност или преостанатата густина.
• Мешање на состојки : Избраните суровини се прецизно измерени според однапред одредениот состав на легурата. Овој чекор е клучен бидејќи дури и малите отстапувања во соодносот на елементите можат да доведат до значителни варијации во својствата на магнетот. Измерените материјали потоа темелно се мешаат за да се постигне хомогена мешавина, обезбедувајќи рамномерна распределба на елементите низ целата легура.

2. Топење

Откако суровините ќе се измешаат, тие се пренесуваат во печка за топење за следниот критичен чекор - топење.

• Избор на печка : Изборот на печка зависи од фактори како што се обемот на производство, видот на легурата што се топи и посакуваната температура на топење. Најчесто користените печки вклучуваат електрични лачни печки, индукциски печки и печки со огноотпорен оган.
• Процес на топење : Мешаните суровини се внесуваат во печката и се загреваат до температура над нивните точки на топење. За легурите AlNiCo, оваа температура обично се движи од 1400°C до 1600°C, во зависност од специфичниот состав. Материјалите постепено се топат и формираат хомогена стопена легура. За време на топењето, важно е да се одржува контролирана атмосфера за да се спречи оксидација и други несакани реакции што би можеле да го деградираат квалитетот на легурата.
• Рафинирање и дегасирање : За понатамошно подобрување на квалитетот на стопената легура, често се користат процеси на рафинирање и дегасирање. Рафинирањето вклучува додавање на специфични хемикалии или користење физички методи за отстранување на нечистотии како што се згура, инклузии и растворени гасови. Дегасирањето, од друга страна, се фокусира на отстранување на растворени гасови како водород и кислород, што може да предизвика порозност и други дефекти во конечниот магнет.

3. Кастинг

Откако стопената легура ќе се рафинира и дегазира, таа е подготвена за леење во посакуваната форма.

• Подготовка на калапот : Калапите се подготвуваат врз основа на обликот и големината на потребниот конечен магнет. Калапите можат да бидат направени од различни материјали, вклучувајќи песок, метал или керамика, во зависност од сложеноста на обликот, обемот на производство и посакуваната завршна обработка на површината. За сложени форми или производство во голем обем, трајните метални калапи често се претпочитаат поради нивната издржливост и способност да произведуваат конзистентни делови.
• Истурање : Стопената легура внимателно се истура во подготвените калапи. Процесот на истурање мора да се контролира за да се обезбеди непречен и континуиран проток на стопениот метал, избегнувајќи турбуленции што би можеле да внесат воздушни меурчиња или други дефекти. Во некои случаи, може да се користат техники на вакуумско или леење под притисок за подобрување на полнењето на калапот и намалување на порозноста.
• Стврднување : Откако стопената легура ќе се истури во калапот, таа почнува да се стврднува. Процесот на стврднување е клучен бидејќи ја одредува микроструктурата на магнетот, што пак влијае на неговите магнетни и механички својства. За контрола на стврднувањето, може да се користат техники како што се насочено стврднување или брзо гаснење. Насоченото стврднување вклучува контролирање на температурниот градиент за време на стврднувањето за да се добие столбна структура на зрната, што може да ја подобри магнетната анизотропија на магнетот. Брзото гаснење, од друга страна, вклучува ладење на стопената легура со многу висока брзина за да се добие ситнозрнеста структура, што може да ја зголеми механичката цврстина на магнетот.

4. Термичка обработка

Термичката обработка е клучен чекор во процесот на производство на леење AlNiCo магнети бидејќи значително влијае на нивните магнетни својства.

• Третман во раствор : Како што е леано магнетите прво се подложени на третман во раствор, што вклучува нивно загревање на висока температура (обично околу 1200°C до 1300°C) во одреден период. Овој чекор помага да се растворат сите секундарни фази или талози што може да се формирале за време на стврднувањето, што резултира со хомоген цврст раствор.
• Гасење : По третманот со раствор, магнетите брзо се ладат, обично со гаснење во вода или масло. Гасењето ја „замрзнува“ микроструктурата на висока температура, спречувајќи формирање на несакани фази за време на последователното ладење. Исто така, воведува внатрешни напрегања во магнетот, што може да биде корисно за подобрување на неговите магнетни својства.
• Третман со стареење : Угасените магнети потоа се подложени на третман со стареење, познат и како стврднување со таложење. За време на овој чекор, магнетите се загреваат на пониска температура (обично околу 600°C до 800°C) подолг период. Ова овозможува формирање на фини талози во матрицата, кои дејствуваат како центри за прицврстување за ѕидовите на домените, со што се зголемува коерцитивноста и реманентноста на магнетот.
• Калење со магнетно поле : Во некои случаи, жарењето со магнетно поле се изведува за време на процесот на термичка обработка. Ова вклучува примена на силно магнетно поле на магнетите додека се загреваат и ладат. Калењето со магнетно поле помага да се усогласат магнетните домени во претпочитана насока, подобрувајќи ја магнетната анизотропија на магнетот и целокупните перформанси.

5. Машинска обработка и завршна обработка

По термичката обработка, леаните AlNiCo магнети може да бараат машинска обработка и завршна обработка за да се постигнат посакуваните димензии, завршна обработка на површината и толеранција.

• Машинска обработка : Процесите на машинска обработка како што се брусење, стругање, глодање или дупчење може да се користат за отстранување на вишок материјал, создавање дупки или обликување на магнетите според потребните спецификации. Поради тврдата и кршлива природа на AlNiCo магнетите, мора да се користат специјални алатки за сечење и техники на машинска обработка за да се избегне кршење или пукање.
• Површинска завршна обработка : Процесите на површинска завршна обработка како што се полирање, лакирање или премачкување може да се применат за да се подобри квалитетот на површината на магнетите. Полирањето и лакирањето можат да ги отстранат површинските дефекти и да го подобрат изгледот на магнетот, додека премази како што се никелирање или епоксидна смола можат да обезбедат заштита од корозија и абење.

6. Контрола на квалитет и инспекција

Контролата на квалитетот и инспекцијата се од суштинско значење во текот на целиот производствен процес за да се осигури дека леените AlNiCo магнети ги исполнуваат потребните спецификации и стандарди за перформанси.

• Димензионална инспекција : Димензиите на магнетите се мерат со прецизни мерни инструменти како што се калипери, микрометри или машини за мерење на координати (CMM) за да се осигури дека се во рамките на наведените толеранции.
• Тестирање на магнетни својства : Магнетните својства на магнетите, вклучувајќи ја реманенцијата (Br), коерцивноста (Hc) и максималниот енергетски производ (BHmax), се мерат со помош на магнетометри или друга специјализирана опрема за тестирање. Овие мерења помагаат да се потврди дека магнетите ги исполнуваат посакуваните барања за магнетни перформанси.
• Визуелна инспекција : Се спроведува визуелна инспекција за да се проверат површинските дефекти како што се пукнатини, порозност или инклузии. Сите магнети што не ги исполнуваат стандардите за квалитет се отфрлаат и или се преработуваат или се отстрануваат.
• Недеструктивно тестирање (НДТ) : Во некои случаи, техниките за недеструктивно тестирање, како што се рендгенска инспекција или ултразвучно тестирање, може да се користат за откривање на внатрешни дефекти кои не се видливи за време на визуелната инспекција.