Зошто AlNiCo магнетите имаат големи дозволи за машинска обработка и нивната димензионална точност по машинската обработка

1. Вовед во AlNiCo магнетите

AlNiCo (алуминиум-никел-кобалт) магнетите се вид на материјал од перманентни магнети составен првенствено од алуминиум (Al), никел (Ni) и кобалт (Co), со мали додатоци на бакар (Cu), титаниум (Ti) и други елементи за подобрување на перформансите. Тие се познати по нивната висока реманенција (Br), одлична температурна стабилност и низок реверзибилен температурен коефициент, што ги прави погодни за високопрецизни апликации како што се сензори, мотори и воздухопловни компоненти.

Сепак, AlNiCo магнетите имаат и вродени недостатоци, вклучувајќи ниска механичка цврстина, висока тврдост и кршливост, што значително влијае на нивната обработливост. Оваа статија истражува зошто AlNiCo магнетите бараат големи дозволи за обработка и димензионална точност што може да се постигне по обработката.

2. Зошто AlNiCo магнетите бараат големи дозволи за машинска обработка

2.1 Кршливост и ниска цврстина

AlNiCo магнетите се по својата природа кршливи поради нивната метално-стаклена микроструктура, на која ѝ недостасува еластичност. За време на обработката, оваа кршливост води до:

• Кршење и пукање : Малите пукнатини можат брзо да се шират под силите на сечење, предизвикувајќи кршење на работ или катастрофално оштетување.
• Површински дефекти : На обработената површина може да се формираат микропукнатини и вдлабнатини, што ќе бара дополнително отстранување на материјалот за да се постигне мазен финиш.

За да се ублажат овие проблеми, потребен е поголем додаток за машинска обработка за:

• Отстранете ги оштетените слоеви предизвикани од почетното грубо чистење.
• Осигурајте се дека останува доволно материјал за завршните операции.

2.2 Висока тврдост и абење на алатот

AlNiCo магнетите обично имаат тврдост од 450–550 HV , што е споредливо со стврднатиот челик. Оваа висока тврдост го забрзува абењето на алатот за време на обработката, што доведува до:

• Намалена ефикасност на сечење : Тапите алатки бараат поголеми сили за сечење, што го зголемува ризикот од оштетување на обработениот дел.
• Лош квалитет на површината : Истрошените алатки оставаат груби површини, што бара дополнително брусење или полирање.

Поголемиот додаток за машинска обработка го компензира абењето на алатот со тоа што обезбедува дека дури и по повеќекратни промени на алатот, останува доволно материјал за конечно димензионирање.

2.3 Термичка чувствителност

AlNiCo магнетите имаат ниска топлинска спроводливост (приближно 12–15 W/m·K ), што значи дека топлината генерирана за време на машинската обработка не се дисипира ефикасно. Ова води до:

• Термичко ширење : Локализираното загревање може да предизвика нерамномерно ширење, што резултира со димензионални неточности.
• Преостанати напрегања : Брзото ладење по машинската обработка може да предизвика преостанати напрегања, што доведува до искривување или пукање.

Поголемиот додаток за машинска обработка овозможува ослободување од стрес преку жарење или третмани за стареење пред конечното димензионирање, намалувајќи го ризикот од деформација.

2.4 Зачувување на магнетните својства

Машинската обработка генерира топлина и механички стрес, што може да ги деградира магнетните својства на AlNiCo магнетите, особено нивната коерцивност (Hc) и преостанатата константа (Br) . За да се минимизира ова:

• Машинска обработка со низок стрес : Техники како што се брусење или обработка со електрично празнење (EDM) се претпочитаат во однос на методите со висок стрес како што се глодање или стружење.
• Големи додатоци : Осигурајте се дека за време на завршната обработка е отстранет само најнадворешниот слој (кој може да биде магнетно компромитиран).

3. Димензионална точност што може да се постигне по обработката

Димензионалната точност на AlNiCo магнетите по обработката зависи од методот на обработка , алатите и техниките за пост-обработка . Подолу е дадена анализа на вообичаените процеси на обработка и нивните типични опсези на точност:

3.1 Мелење

Брусењето е најшироко користениот метод за завршна обработка на AlNiCo магнети поради неговата способност да постигне висока прецизност и мала површинска грубост.

• Димензионална точност : IT6–IT7 (ISO систем) или ±0,005–±0,01 mm за линеарни димензии.
• Рапавост на површината : Ra 0,2–0,8 μm (може да се подобри до Ra 0,05 μm со супер-финиширање).
• Примени : Конечно димензионирање на магнетни полови, компоненти на сензори и прецизни делови од мотор.

3.2 Машинска обработка со електрично празнење (EDM)

EDM е погоден за сложени форми и тврди материјали како AlNiCo, бидејќи не се потпира на механичка сила.

• Димензионална точност : IT7–IT8 или ±0,01–±0,02 mm .
• Рапавост на површината : Ra 1,6–3,2 μm (потребно е полирање за подобри завршни обработки).
• Ограничувања : Побавно од мелењето и може да остави слој од прелиен материјал што треба да се отстрани.

3.3 Лакирање и полирање

За ултрапрецизни апликации, лакирањето и полирањето се користат за да се постигне:

• Димензионална точност : IT5–IT6 или ±0,002–±0,005 mm .
• Рапавост на површината : Ra < 0,05 μm (огледална завршница).
• Примени : Оптички компоненти, високопрецизни сензори и воздухопловни делови.

3.4 Трчање и глодање (ограничена употреба)

Поради нивната кршливост, стружењето и глодањето ретко се користат за финална обработка на AlNiCo, но може да се користат за груба обработка.

• Димензионална точност : IT8–IT10 или ±0,02–±0,05 mm .
• Рапавост на површината : Ra 3,2–6,3 μm (бара последователно брусење).

4. Фактори што влијаат на димензионалната точност

4.1 Својства на материјалот

• Тврдина и кршливост : Повисоката тврдост го зголемува абењето на алатот, намалувајќи ја точноста.
• Термичка експанзија : Потребна е компензација за време на обработката за да се избегнат димензионални грешки.

4.2 Параметри на машинска обработка

• Брзина на сечење : Пониските брзини го намалуваат создавањето топлина, но може да го зголемат абењето на алатот.
• Брзина на внесување : Фините додавања ја подобруваат завршната обработка на површината, но го забавуваат производството.
• Длабочина на сечење : Плитките сечења го минимизираат стресот, но бараат повеќе поминувања.

4.3 Алатки

• Дијамантски алатки : Преферирани за брусење поради нивната цврстина и отпорност на абење.
• Карбидни алатки : Се користат за груба обработка, но бараат честа замена.

4.4 Третмани по машинирањето

• Жарење : Ги ублажува преостанатите напрегања, подобрувајќи ја димензионалната стабилност.
• Магнетна стабилизација : Обезбедува конзистентни магнетни својства по машинската обработка.

5. Заклучок

AlNiCo магнетите бараат големи дозволи за обработка поради нивната кршливост, висока тврдост, термичка чувствителност и потребата од зачувување на магнетните својства . Димензионалната точност што може да се постигне по обработката зависи од употребениот процес:

• Брусење : Најдобро за висока прецизност (IT6–IT7, ±0,005–±0,01 mm).
• EDM Погодно за сложени форми (IT7–IT8, ±0,01–±0,02 mm).
• Лакирање/полирање : За ултрапрецизност (IT5–IT6, ±0,002–±0,005 mm).

Со избирање на соодветен метод на обработка и контролирање на параметрите на процесот, производителите можат да ја постигнат потребната димензионална точност, а воедно да ги одржат магнетните перформанси на AlNiCo магнетите.