Senz Magnet - Global Permanent Magnets Material Manufacturer & Leverantör under 20 år.
Glödgningsprocesserna för Alnico-magneter, inklusive spänningsavlastningsglödgning och prestandaglödgning, är avgörande för att optimera deras magnetiska egenskaper och mekaniska stabilitet.
1. Stressavlastande glödgning
Mål :
För att eliminera kvarvarande spänningar som genereras under tillverkningsprocesser som gjutning, smide, bearbetning eller svetsning, och därigenom förbättra dimensionsstabiliteten och minska risken för sprickbildning eller deformation.
Viktiga processparametrar :
- Temperaturintervall : Utförs vanligtvis vid temperaturer under legeringens kritiska temperatur (Ac1), vanligtvis mellan 400–650 °C . För tunnväggiga eller lättdeformerade delar kan temperaturen vara lägre (t.ex. 500–550 °C för svetsade delar).
- Uppvärmningshastighet : Långsam uppvärmning är avgörande för att undvika att nya spänningar uppstår. Till exempel kan delar belastas vid ≤300 °C och värmas vid ≤100–150 °C/h.
- Hålltid : Beror på detaljens tjocklek och komplexitet. För svetsade delar är 2–4 timmar vanligt; för precisionskomponenter som högprecisionshylsor eller axlar kan hålltiden sträcka sig till 10–12 timmar .
- Kylmetod : Ugnskylning (FC) föredras för att säkerställa gradvis spänningsavlastning. För vissa delar kan kylning till 300 °C i ugnen följt av luftkylning vara acceptabelt.
Mekanism :
Restspänningar uppstår på grund av ojämn plastisk deformation under tillverkningen. Spänningsavlastningsglödgning främjar lokaliserat plastiskt flöde vid förhöjda temperaturer, vilket gör att dislokationer kan omorganiseras och spänningar kan avta utan att materialets mikrostruktur förändras nämnvärt.
2. Prestandaglödgning (magnetglödgning)
Mål :
Att optimera de magnetiska egenskaperna hos Alnico-magneter, såsom remanens (Br) , koercitivitet (Hc) och maximal energiprodukt ((BH)max) , genom att uppnå en föredragen mikrostruktur (t.ex. justerade spinodala strukturer i anisotropisk Alnico).
Viktiga processparametrar :
- Temperaturintervall:
- Lösningsbehandling (homogenisering) : Utförs vanligtvis vid 1200–1300 °C för att lösa upp sekundära faser till en enfas fast lösning.
- Spinodal nedbrytning (åldring) : Efter kylning åldras legeringen vid 600–650 °C i 4–24 timmar för att bilda en periodisk spinodal struktur, vilket förbättrar de magnetiska egenskaperna.
- Flerstegsåldring : För vissa kvaliteter kan flera åldringssteg vid sjunkande temperaturer (t.ex. 700 °C → 650 °C → 600 °C ) användas för att förfina mikrostrukturen.
- Uppvärmningshastighet : Kontrolleras för att undvika termisk chock. Till exempel är det vanligt att värma till 800–850 °C i två steg (långsamt → snabbt).
- Kylningsmetod:
- Släckning : Efter lösningsbehandling krävs ofta snabb kylning (t.ex. i vatten eller olja) för att "frysa" högtemperaturmikrostrukturen.
- Åldringskylning : Ugnskylning eller kontrollerade kylningshastigheter (t.ex. ≤50 °C/h över 350 °C ) används under åldring för att förhindra för tidiga fasomvandlingar.
- Magnetfältstillämpning : För anisotropisk Alnico appliceras ett starkt magnetfält (t.ex. 1250–4000 Oe ) under kylning eller åldring för att justera de spinodala domänerna, vilket förbättrar de riktningsmagnetiska egenskaperna.
Mekanism :
Prestandaglödgning bygger på spinodal sönderdelning , en fasomvandling där en homogen fast lösning separeras i två interpenetrerande faser med en periodisk struktur. Denna mikrostruktur ger låg magnetisk anisotropienergi, vilket möjliggör hög remanens och koercitivitet när den är inriktad under ett magnetfält.
3. Jämförelse av processparametrar
| Parameter | Stressavlastande glödgning | Prestandaglödgning |
|---|---|---|
| Temperaturintervall | 400–650°C | 600–1300 °C (lösning + åldring) |
| Uppvärmningshastighet | Långsam (≤150°C/h) | Kontrollerad (tvåstegsvärme) |
| Hålltid | 2–12 timmar (beroende på detaljstorlek) | 4–24 timmar (åldring) |
| Kylningsmetod | Ugnskylning (FC) | Släckning + kontrollerad åldrande kylning |
| Magnetfält | Inte obligatoriskt | Krävs för anisotropa kvaliteter |
| Mikrostrukturellt mål | Stressavslappning | Spinodal nedbrytning + fasjustering |
4. Praktiska överväganden
- Stressavlastande glödgning:
- Utförs ofta efter bearbetning eller svetsning för att säkerställa dimensionsstabilitet.
- Temperaturen måste kontrolleras noggrant för att undvika överåldring, vilket kan försämra de magnetiska egenskaperna.
- Prestandaglödgning:
- Avgörande för att uppnå hög magnetisk prestanda i Alnico.
- Kräver noggrann kontroll av temperatur, tid och kylningshastigheter för att optimera spinodstrukturen.
- Anisotropa kvaliteter kräver magnetfältsinriktning under åldring, vilket ökar komplexiteten i processen.
5. Exempelprocess för anisotropisk Alnico (t.ex. Alnico 5)
- Lösningsbehandling : Värm till 1250 °C i ett magnetfält (≥1250 Oe), håll i 2 timmar och släck sedan i vatten.
- Åldring : Värm till 600 °C i ett magnetfält (≥3000 Oe), håll i 24 timmar , låt sedan ugnssvalna till rumstemperatur.
- Spänningsavlastning (valfritt) : Om bearbetning krävs efter åldring, utför en lågtemperaturspänningsglödgning vid 500–550 °C i 2–4 timmar .
Slutsats
Spänningsavlastningsglödgning och prestandaglödgning tjänar olika syften vid tillverkning av Alnico-magneter. Den förra fokuserar på mekanisk stabilitet genom spänningsrelaxation vid låg temperatur, medan den senare optimerar magnetiska egenskaper via spinodal nedbrytning och fasjustering vid hög temperatur. Att förstå dessa skillnader är avgörande för att välja lämplig glödgningsprocess baserat på önskad prestanda och tillämpningskrav.
