Зашто AlNiCo магнети имају велике дозвољене одступања за обраду и њихову димензионалну тачност након обраде

1. Увод у AlNiCo магнете

AlNiCo (алуминијум-никл-кобалт) магнети су врста сталног магнетног материјала састављеног првенствено од алуминијума (Al), никла (Ni) и кобалта (Co), са малим додатком бакра (Cu), титанијума (Ti) и других елемената ради побољшања перформанси. Познати су по својој високој реманенцији (Br), одличној температурној стабилности и ниском реверзибилном температурном коефицијенту, што их чини погодним за високопрецизне примене као што су сензори, мотори и ваздухопловне компоненте.

Међутим, AlNiCo магнети такође имају инхерентне недостатке, укључујући ниску механичку чврстоћу, високу тврдоћу и кртост, што значајно утиче на њихову обрадивост. Овај чланак истражује зашто AlNiCo магнети захтевају велике допуне за обраду и димензионалну тачност која се може постићи након обраде.

2. Зашто AlNiCo магнети захтевају велике додатке за обраду

2.1 Кртост и ниска жилавост

AlNiCo магнети су по својој природи крхки због своје микроструктуре сличне металном стаклу, којој недостаје дуктилност. Током обраде, ова крхкост доводи до:

• Крзање и пуцање : Мале пукотине се могу брзо ширити под дејством сила резања, узрокујући крзање ивица или катастрофалан квар.
• Површински дефекти : На обрађеној површини могу се формирати микропукотине и удубљења, што захтева додатно уклањање материјала како би се постигла глатка завршна обрада.

Да би се ублажили ови проблеми, потребан је већи додатак за обраду ради:

• Уклоните оштећене слојеве настале почетном грубом обрадом.
• Обезбедите довољно материјала за завршне радове.

2.2 Висока тврдоћа и хабање алата

AlNiCo магнети обично имају тврдоћу од 450–550 HV , што је упоредиво са каљеним челиком. Ова висока тврдоћа убрзава хабање алата током обраде, што доводи до:

• Смањена ефикасност сечења : Тупи алати захтевају веће силе сечења, што повећава ризик од оштећења радног предмета.
• Лош квалитет површине : Истрошени алати остављају грубе површине, што захтева додатно брушење или полирање.

Већи додатак за обраду компензује хабање алата осигуравајући да чак и након вишеструких промена алата остане довољно материјала за коначно димензионисање.

2.3 Термичка осетљивост

AlNiCo магнети имају ниску топлотну проводљивост (приближно 12–15 W/m·K ), што значи да се топлота генерисана током обраде не одводи ефикасно. То доводи до:

• Термичко ширење : Локализовано загревање може изазвати неравномерно ширење, што доводи до димензионалних нетачности.
• Заостали напони : Брзо хлађење након обраде може изазвати заостале напоне, што доводи до савијања или пуцања.

Већи додатак за машинску обраду омогућава ублажавање напона жарење или старење пре коначног обликовања, смањујући ризик од деформације.

2.4 Очување магнетних својстава

Машинска обрада ствара топлоту и механички стрес, што може деградирати магнетна својства AlNiCo магнета, посебно њихову коерцитивност (Hc) и реманенцију (Br) . Да бисте ово минимизирали:

• Обрада са ниским напрезањем : Технике као што су брушење или електрична ерозиона обрада (EDM) су пожељније од метода са високим напрезањем као што су глодање или стругање.
• Велики допусти : Уверите се да се током завршне обраде уклања само најспољашњи слој (који може бити магнетно угрожен).

3. Димензионална тачност постигнута након машинске обраде

Димензионална тачност AlNiCo магнета након обраде зависи од методе обраде , алата и техника накнадне обраде . У наставку је анализа уобичајених процеса обраде и њихових типичних опсега тачности:

3.1 Брушење

Брушење је најчешће коришћена метода за завршну обраду AlNiCo магнета због своје способности да постигне високу прецизност и ниску храпавост површине.

• Тачност димензија : IT6–IT7 (ISO систем) или ±0,005–±0,01 mm за линеарне димензије.
• Храпавост површине : Ra 0,2–0,8 μm (може се побољшати до Ra 0,05 μm суперфинишном обрадом).
• Примене : Коначно димензионисање магнетних полова, компоненти сензора и прецизних делова мотора.

3.2 Обрада електроерозије (EDM)

ЕДМ је погодан за сложене облике и тврде материјале попут AlNiCo, јер се не ослања на механичку силу.

• Димензионална тачност : IT7–IT8 или ±0,01–±0,02 мм .
• Храпавост површине : Ra 1,6–3,2 μm (потребно је полирање за бољу завршну обраду).
• Ограничења : Спорије од брушења и може оставити слој преливеног лива који захтева уклањање.

3.3 Лапање и полирање

За ултра-прецизне примене, лапање и полирање се користе да би се постигло:

• Димензионална тачност : IT5–IT6 или ±0,002–±0,005 мм .
• Храпавост површине : Ra < 0,05 μm (огледалски сјај).
• Примене : Оптичке компоненте, високопрецизни сензори и делови за ваздухопловство.

3.4 Стругање и глодање (ограничена употреба)

Због своје кртости, стругање и глодање се ретко користе за финалну обраду AlNiCo, али се могу користити за грубу обраду.

• Димензионална тачност : IT8–IT10 или ±0,02–±0,05 мм .
• Храпавост површине : Ra 3,2–6,3 μm (захтева накнадно брушење).

4. Фактори који утичу на димензионалну тачност

4.1 Својства материјала

• Тврдоћа и кртост : Већа тврдоћа повећава хабање алата, смањујући тачност.
• Термичко ширење : Потребна је компензација током обраде како би се избегле димензионалне грешке.

4.2 Параметри обраде

• Брзина резања : Ниже брзине смањују стварање топлоте, али могу повећати хабање алата.
• Брзина померања : Фино померање побољшава завршну обраду површине, али успорава производњу.
• Дубина реза : Плитки резови минимизирају напрезање, али захтевају више пролаза.

4.3 Алатирање

• Дијамантски алати : Пожељни за брушење због своје тврдоће и отпорности на хабање.
• Карбидни алати : Користе се за грубу обраду, али захтевају честу замену.

4.4 Обрада након машинске обраде

• Жарење : Ублажава заостале напоне, побољшавајући димензионалну стабилност.
• Магнетна стабилизација : Обезбеђује конзистентна магнетна својства након обраде.

5. Закључак

AlNiCo магнети захтевају велике допуне за обраду због своје кртости, високе тврдоће, термичке осетљивости и потребе за очувањем магнетних својстава . Димензионална тачност која се може постићи након обраде зависи од коришћеног процеса:

• Брушење : Најбоље за високу прецизност (IT6–IT7, ±0,005–±0,01 мм).
• EDM Погодно за сложене облике (IT7–IT8, ±0,01–±0,02 mm).
• Полирање/преглађивање : За ултрапрецизност (IT5–IT6, ±0,002–±0,005 мм).

Одабиром одговарајуће методе обраде и контролом параметара процеса, произвођачи могу постићи потребну димензионалну тачност уз одржавање магнетних перформанси AlNiCo магнета.