Что такое магнит алнико? Типы, сорта и использование

Магниты Alnico — это постоянные магниты, изготовленные в основном из алюминия, никеля, кобальта и железа. Они широко используются в датчиках, измерительных приборах, двигателях, громкоговорителях, гитарных звукоснимателях и высоко-оборудовании. Их основные преимущества включают превосходную температурную стабильность, высокий остаточный магнитный поток и хорошую коррозионную стойкость. Однако на их производительность влияют форма магнита, направление намагничивания, воздушный зазор и конструкция магнитной-цепи. Понимание этих факторов поможет вам выбрать правильную марку и структуру Alnico для вашего применения.

Что такое магнит алнико?

АнАлнико магнит – это постоянный магнит, изготовленный из сплава-на основе железа, содержащего алюминий, никель и кобальт. Название Алнико происходит от первых букв этих трех элементов: Al-Ni-Co.

В зависимости от марки сплав может также содержать медь, титан и другие элементы, корректирующие его магнитные и физические свойства. В отличие от неодимовых и самариево-кобальтовых магнитов, Алнико не классифицируется как редкоземельный магнит.

Магниты из алнико широко использовались до того, как редкоземельные магниты стали коммерчески доступными. Сегодня их по-прежнему выбирают, когда температурная стабильность, коррозионная стойкость и высокий магнитный поток важнее максимальной магнитной силы на единицу объема.

Материал доступен как в изотропной, так и в анизотропной формах. Изотропный алнико можно намагничивать в разных направлениях, но обычно он обеспечивает меньшую магнитную отдачу. Анизотропный алнико обрабатывается с предпочтительным направлением намагничивания и обычно обеспечивает более высокие характеристики вдоль этой оси.

Как изготавливаются магниты Alnico?

Магниты Alnico в основном производятся с использованием двух процессов: литья и спекания. Метод производства влияет на доступный размер, форму, допуск, механическую прочность и магнитные характеристики.

Литые магниты из алнико

Литые магниты из алнико изготавливаются путем плавления сплава и заливки его в песчаную форму или другую подготовленную форму. После затвердевания магнит подвергается контролируемой термообработке для создания необходимой магнитной структуры.

Литой алнико обычно выбирают для:

• Большие магниты
• Сложные или неправильные формы.
• Высокая магнитная мощность
• Нестандартные магнитные сборки
• Производство в малых- и средних-объемах
• Области применения, где доступны существующие инструменты

Поверхность-отливки обычно темно-серая и относительно шероховатая. Полюсные поверхности или критические размеры могут быть отшлифованы для получения более гладкой поверхности и более точного допуска.

Литой альнико может производиться в виде прутков, цилиндров, подковообразных форм, колец, блоков, дуг и других форм, близких к-сетчатым. Однако, поскольку материал твердый и хрупкий, следует избегать интенсивной механической обработки после отливки.

Спеченные магниты алнико

Спеченные магниты из алнико изготавливаются путем прессования мелкого порошка сплава в матрицу и последующего нагрева уплотненного материала в контролируемой атмосфере.

Этот процесс обычно подходит для:

• Маленькие и средние-магниты
• Более простые формы
• Большие-заказы
• Детали, требующие более строгих-допусков при изготовлении
• Приложения, требующие лучшей механической согласованности

Спеченный алнико часто имеет более низкие магнитные характеристики, чем аналогичный литой алнико, но он может обеспечить лучшую повторяемость размеров и большую структурную прочность. Ассортимент продукции GME включает как литые, так и спеченные варианты Alnico для таких применений, как датчики, счетчики, двигатели, громкоговорители, магнитные патроны и автомобильные инструменты.

Каковы основные свойства магнитов Alnico?

Ценность Алнико заключается не только в максимальной магнитной силе. Его главным преимуществом является сочетание термической стабильности, высокой остаточной намагниченности и надежной работы в правильно спроектированной магнитной цепи.

Отличная температурная стабильность

Алнико — один из наиболее-устойчивых к температуре коммерчески доступных материалов для постоянных магнитов. В зависимости от конкретного класса и магнитной цепи многие магниты Alnico могут работать при температуре примерно от 450 до 550 градусов.

Обратимый температурный коэффициент магнитной индукции обычно составляет около -0,02% на градус Цельсия. Это означает, что его магнитный выход изменяется относительно мало при повышении или понижении температуры. Его температура Кюри намного выше рекомендуемой рабочей температуры и может составлять около 800 градусов и более, в зависимости от марки.

Эта термическая стабильность делает Alnico полезным в приложениях, где магнитный выход должен оставаться постоянным во время циклических изменений температуры.

Однако температуру Кюри не следует рассматривать как безопасную рабочую температуру. Точка Кюри — это температура, при которой материал теряет ферромагнитные свойства, а максимальная рабочая температура — это практический предел поддержания приемлемых характеристик в реальной магнитной цепи.

Высокий остаточный магнитный поток

Алнико может обеспечить высокую остаточную намагниченность, также известную как остаточная индукция или Br. Это означает, что после намагничивания он может создавать относительно высокую плотность магнитного потока.

В закрытой или-хорошо спроектированной магнитной цепи Alnico может обеспечить сильный и стабильный магнитный поток. Это одна из причин, по которой он по-прежнему полезен в счетчиках, датчиках, генераторах и прецизионных приборах.

Однако высокая остаточная намагниченность не означает, что алнико обеспечивает такую ​​же удерживающую силу или плотность энергии, как неодим. Неодимовые магниты обычно генерируют больше полезной магнитной энергии из меньшего объема.

Относительно низкая коэрцитивность

Коэрцитивность описывает, насколько хорошо магнит сопротивляется размагничиванию. Алнико имеет более низкую коэрцитивную силу, чем неодимовые, самарий-кобальтовые и ферритовые магниты.

Магнит Alnico может испытывать необратимые магнитные потери, когда он подвергается воздействию:

• Сильное обратное магнитное поле
• Большой или изменяющийся воздушный зазор
• Неподходящее соотношение длины-к-диаметру.
• Неправильный контакт с другим магнитом
• Открытая магнитная цепь
• Неправильные условия сборки или хранения.

Это не делает Alnico ненадежным. Это означает, что магнит и его магнитная цепь должны быть спроектированы вместе.

Для обеспечения безопасной рабочей точки часто используются более длинные длины намагничивания, окружающие стальные компоненты и держатели полюсов.

Хорошая коррозионная стойкость

Алнико обладает хорошей естественной устойчивостью к окислению и коррозии по сравнению с неодимовыми магнитами без покрытия. Во многих помещениях и обычных промышленных условиях его можно использовать без дополнительного защитного покрытия.

Покрытие или отделка поверхности все еще могут быть указаны, если применение требует:

• Улучшенный внешний вид
• Идентификация продукта
• Дополнительная химическая защита
• Более чистые поверхности
• Особые требования к сборке

Прежде чем принять решение о том, что покрытие не требуется, все же следует проанализировать рабочую среду.

Твердая и хрупкая структура

Алнико механически тверд, но хрупок. Он может расколоться или треснуть при воздействии удара, изгиба или чрезмерной силы зажима.

После термообработки обычное сверление, токарная обработка и фрезерование обычно непригодны. Критические поверхности обычно обрабатываются абразивным шлифованием, электроэрозионной обработкой или другими специализированными методами.

Для нестандартных деталей следует учитывать отверстия, пазы и жесткие допуски до завершения производственного процесса.

Для чего используются магниты Alnico?

Магниты Alnico выбираются для применений, где температурная стабильность и контролируемая магнитная мощность важнее максимальной магнитной силы на единицу объема.

Датчики и измерительные приборы

Алнико обычно используется в датчиках положения, датчиках скорости, расходомерах, одометрах, лабораторных приборах и других измерительных устройствах.

Его стабильный выходной поток помогает уменьшить изменения в характеристиках измерений при изменении рабочей температуры.

Электродвигатели и генераторы

В некоторых двигателях, генераторах, магнето и вращающихся системах используются магниты Alnico, особенно в традиционных конструкциях и в условиях высоких-температур.

Поскольку двигатели могут создавать обратные магнитные поля, магнитную цепь следует тщательно проверять, чтобы предотвратить необратимое размагничивание.

Автомобильные инструменты

Спеченный алнико используется в автомобильных счетчиках, одометрах и небольших компонентах приборов, где требуется постоянство размеров и стабильный магнитный выход.

Аудио оборудование

Магниты Alnico используются в гитарных звукоснимателях, микрофонах, громкоговорителях и сопутствующих аудиоустройствах. В этих продуктах магнит работает как часть целостной магнитной и электрической системы, а не как изолированный компонент.

Высокотемпературное-промышленное оборудование

Алнико можно использовать в промышленных датчиках, печах,-оборудовании, связанном с двигателями, испытательных приборах и системах управления, подвергающихся воздействию повышенных температур.

Алнико против неодимовых, ферритовых и SmCo магнитов

Как выбрать правильный магнит Alnico

Выбор подходящего магнита Alnico требует от вас оценки условий эксплуатации, магнитной цепи, размеров и требуемых характеристик, а не выбора марки, основанной только на магнитной силе.

Рабочая температура

Подтвердите как нормальную рабочую температуру, так и максимальную кратковременную-температуру. Различные сорта Alnico могут выдерживать разные уровни нагрева, поэтому перед производством следует проверять температуру.

Размеры магнита

Обеспечьте точные размеры, включая длину, диаметр, толщину, отверстия, прорези и допуски. Длина намагничивания особенно важна, поскольку неподходящие пропорции могут увеличить риск размагничивания.

Направление намагничивания

Укажите, должен ли магнит намагничиваться по длине, толщине или диаметру. Анизотропные магниты Alnico обычно достигают наилучших характеристик только в заданной ориентации.

Условия магнитной-цепи

Объясните, что такое воздушный зазор, окружающие стальные компоненты, близлежащие катушки, а также принцип работы магнита: притяжение или отталкивание. Эти факторы напрямую влияют на магнитную стабильность.

Требуемые магнитные характеристики

Определите измеримые требования, такие как поверхностный поток, плотность потока в воздушном-зазоре, сила тяги или магнитный момент. Само по себе название класса не может гарантировать требуемый результат.

Литая или спеченная конструкция

Выбирайте литой алнико для более крупных, сложных или-мощных магнитов. Выбирайте спеченный алнико для изготовления деталей меньшего размера, более жестких допусков и объемного-производства.

Заключение

Магниты Alnico обеспечивают превосходную температурную стабильность, высокий магнитный поток и хорошую коррозионную стойкость, что делает их пригодными для датчиков, счетчиков, двигателей, аудиооборудования и систем магнитного удержания. Однако их относительно низкая коэрцитивная сила означает, что необходимо тщательно учитывать размер магнита, направление намагничивания, воздушный зазор и конструкцию схемы. GME поставляет как литые, так и спеченные магниты Alnico. Отправьте нам требуемую марку, размеры, рабочую температуру, количество и сведения о применении, и наша команда поможет вам выбрать подходящее решение.