Procesele de recoacere ale magneților Alnico, inclusiv recoacerea de detensionare și recoacerea performantă, sunt cruciale pentru optimizarea proprietăților lor magnetice și a stabilității mecanice.

1. Recoacere de detensionare

Obiectiv :
Pentru a elimina tensiunile reziduale generate în timpul proceselor de fabricație, cum ar fi turnarea, forjarea, prelucrarea mecanică sau sudarea, îmbunătățind astfel stabilitatea dimensională și reducând riscul de fisurare sau deformare.

Parametri cheie ai procesului :

• Interval de temperatură : De obicei, se efectuează la temperaturi sub temperatura critică (Ac1) a aliajului, de obicei între 400 și 650 °C . Pentru piesele cu pereți subțiri sau ușor deformabile, temperatura poate fi mai scăzută (de exemplu, 500 și 550 °C pentru piesele sudate).
• Viteza de încălzire : Încălzirea lentă este esențială pentru a evita introducerea de noi solicitări. De exemplu, piesele pot fi încărcate la ≤300°C și încălzite la ≤100–150°C/h.
• Timp de menținere : Depinde de grosimea și complexitatea piesei. Pentru piesele sudate, timpii de menținere pot ajunge în mod obișnuit la 2-4 ore ; pentru componente de precizie, cum ar fi manșoanele sau arborii de înaltă precizie, timpii de menținere pot ajunge la 10-12 ore .
• Metodă de răcire : Răcirea în cuptor (FC) este preferată pentru a asigura o relaxare treptată a tensiunii. Pentru unele piese, răcirea la 300°C în cuptor, urmată de răcirea cu aer, poate fi acceptabilă.

Mecanism :
Tensiunile reziduale apar din cauza deformării plastice neuniforme în timpul fabricației. Recoacerea de detensionare promovează curgerea localizată a plasticului la temperaturi ridicate, permițând rearanjarea dislocațiilor și disiparea tensiunilor fără a altera semnificativ microstructura materialului.

2. Recoacere performantă (recoacere magnetică)

Obiectiv :
Pentru a optimiza proprietățile magnetice ale magneților Alnico, cum ar fi remanența (Br) , coercitivitatea (Hc) și produsul energetic maxim ((BH)max) , prin obținerea unei microstructuri preferate (de exemplu, structuri spinodale aliniate în Alnico anizotrop).

Parametri cheie ai procesului :

• Interval de temperatură:
  • Tratament în soluție (omogenizare) : De obicei, se efectuează la 1200–1300°C pentru a dizolva fazele secundare într-o soluție solidă monofazică.
  • Descompunerea spinodală (îmbătrânire) : După răcire, aliajul este îmbătrânit la 600–650°C timp de 4–24 ore pentru a forma o structură spinodală periodică, care îmbunătățește proprietățile magnetice.
  • Îmbătrânire în mai multe etape : Pentru unele clase, se pot utiliza etape multiple de îmbătrânire la temperaturi descrescătoare (de exemplu, 700°C → 650°C → 600°C ) pentru a rafina microstructura.
• Viteză de încălzire : Controlată pentru a evita șocul termic. De exemplu, încălzirea la 800–850°C în două etape (lent → rapid) este obișnuită.
• Metoda de răcire:
  • Călire : După tratamentul în soluție, este adesea necesară o răcire rapidă (de exemplu, în apă sau ulei) pentru a „îngheța” microstructura la temperatură înaltă.
  • Răcire prin îmbătrânire : Răcirea în cuptor sau ratele de răcire controlate (de exemplu, ≤50°C/h peste 350°C ) sunt utilizate în timpul îmbătrânirii pentru a preveni transformările premature de fază.
• Aplicarea câmpului magnetic : Pentru Alnico anizotrop, un câmp magnetic puternic (de exemplu, 1250–4000 Oe ) este aplicat în timpul călirii sau îmbătrânirii pentru a alinia domeniile spinodale, îmbunătățind proprietățile magnetice direcționale.

Mecanism :
Recoacerea performantă se bazează pe descompunerea spinodală , o transformare de fază în care o soluție solidă omogenă se separă în două faze interpenetrante cu o structură periodică. Această microstructură oferă o energie de anizotropie magnetică scăzută, permițând o remanență și o coercivitate ridicate atunci când este aliniată sub un câmp magnetic.

3. Compararea parametrilor de proces

4. Considerații practice

• Recoacere de detensionare:
  • Adesea efectuată după prelucrare sau sudare pentru a asigura stabilitatea dimensională.
  • Temperatura trebuie controlată cu atenție pentru a evita îmbătrânirea excesivă, care ar putea degrada proprietățile magnetice.
• Recoacere de performanță:
  • Esențial pentru obținerea unei performanțe magnetice ridicate în Alnico.
  • Necesită un control precis al temperaturii, timpului și ratelor de răcire pentru a optimiza structura spinodală.
  • Gradele anizotrope necesită alinierea câmpului magnetic în timpul îmbătrânirii, ceea ce adaugă complexitate procesului.

5. Exemplu de proces pentru Alnico anizotrop (de exemplu, Alnico 5)

1. Tratament în soluție : Încălziți la 1250°C într-un câmp magnetic (≥1250 Oe), mențineți timp de 2 ore , apoi răciți în apă.
2. Îmbătrânire : Încălzire la 600°C într-un câmp magnetic (≥3000 Oe), menținere timp de 24 de ore , apoi răcire în cuptor la temperatura camerei.
3. Detensionare (opțional) : Dacă este necesară prelucrarea după îmbătrânire, efectuați o recoacere de detensionare la temperatură joasă, la 500–550°C, timp de 2–4 ore .

Concluzie

Recoacerea de detensionare și recoacerea performantă servesc unor scopuri distincte în producția de magneți Alnico. Prima se concentrează pe stabilitatea mecanică prin relaxarea tensiunii la temperatură scăzută, în timp ce a doua optimizează proprietățile magnetice prin descompunerea spinodală la temperatură înaltă și alinierea fazelor. Înțelegerea acestor diferențe este esențială pentru selectarea procesului de recoacere adecvat, pe baza performanței dorite și a cerințelor aplicației.