NdFeB magnetinės dangos: nikelis, cinkas, epoksidas ir auksas – kaip pasirinkti

Įvadas

Neodimio magnetai užtikrina didžiausią energijos tankį iš bet kurios nuolatinio magneto medžiagos, tačiau be paviršiaus apsaugos jie greitai rūdija. Tinkama danga nėra kosmetinė: ji lemia, kiek ilgai veikia jūsų magnetas, ar jis praeina kvalifikacijos testą ir kiek kainuoja. Šiame vadove aprašomos keturios dažniausiai naudojamos dangosNdFeB magnetai– nikelis, cinkas, epoksidinė derva ir auksas – ir jų pasirinkimo inžineriniai kriterijai.

Kodėl NdFeB magnetams reikia dangos

1. Korozijos problema

NdFeB yra neodimio, geležies ir boro lydinys. Geležies korozija; neodimis rūdija dar greičiau. Nepadengtas NdFeB magnetas, veikiamas drėgmės, per kelias dienas pradės oksiduotis paviršiuje ir gali patirti vidinę grūdelių ribos koroziją, dėl kurios per kelias savaites atsisluoksniuoja ir prarandama magnetinė išvestis.

Trys pagrindiniai apsaugos nuo korozijos būdai yra šie:

• Atmosferos oksidacija: drėgmė + deguonis, puolantis geležies ir neodimio fazes
• Galvaninė korozija: sąlytis su skirtingais metalais sąrankoje
• Cheminė ataka: rūgštys, druskos, valymo priemonės, tepalai

Danga turi sudaryti ištisinį barjerą be skylių, atlaikyti tvarkymo ir surinkimo jėgas ir likti nepažeista per magneto veikimo temperatūros diapazoną.

Palyginti dangos parinktys

2. Nikelis (Trigubas Ni-Cu-Ni sluoksnis) – standartinis pasirinkimas

Nikelis yra numatytoji NdFeB magnetų danga ir sudaro didžiąją dalį komercinės produkcijos. Standartinis procesas yra trigubas sluoksnis: vario smūgis → vario tarpinis sluoksnis → išorinis nikelis. Vario tarpsluoksnis užsandarina skylutes; išorinis nikelis suteikia kietumo ir ryškios apdailos.

• Atsparumas druskos purškimui: 24–72 valandos (standartinis), iki 200+ val. su optimizuotu procesu
• Darbinė temperatūra: tinka iki 200 laipsnių (gerai atitinka NdFeB ribas)
• Storis: paprastai iš viso 10–20 µm
• Kaina: žema – pati ekonomiškiausia apsauginė danga
• Išvaizda: šviesus metalinis sidabras

Geriausiai tinka: patalpose arba kontroliuojamoje aplinkoje, plataus vartojimo elektronikoje, varikliuose, jutikliuose, bendram pramoniniam naudojimui, kai drėgmė yra vidutinė ir nėra agresyvių cheminių medžiagų.

Apribojimai: nikelis netinka panardinti į sūrų vandenį, jūrinėje aplinkoje arba tiesioginiam sąlyčiui su rūgštimis. Plonos nikelio dangos gali būti subraižytos abrazyvinio surinkimo metu.

3. Cinkas (galvanizuotas Zn) – biudžetinė apsauga nuo korozijos

Cinko galvanizavimas suteikia aukų apsaugą nuo korozijos – cinkas pirmiausia korozuoja, apsaugodamas po juo esantį magnetinį pagrindą. Jis yra pigesnis nei nikelis, bet paprastai užtikrina mažesnį barjero veikimą NdFeB.

• Atsparumas druskos purškimui: 12–48 valandos (mažiau nei nikelio esant lygiaverčiui storiui)
• Darbinė temperatūra: iki 120 laipsnių (cinkas gali sutrupėti aukščiau)
• Storis: 8–15 µm
• Kaina: labai žemas
• Išvaizda: blankiai sidabriškai pilka arba mėlynai pasyvuota apdaila

Geriausiai tinka: sąnaudoms jautrios programos, patalpų aplinka, kurioje mažai drėgmės, magnetai, įmontuoti į korpusus, kuriuose yra antrinė apsauga.

Apribojimai: prastesnis druskos purškimo efektyvumas, palyginti su nikeliu; nerekomenduojama naudoti lauke arba aplinkoje, kurioje yra daug drėgmės. Laikui bėgant cinkas pasyvuoja.

4. Epoksidinė (purškiama arba elektroforetinė) – atsparumas cheminėms medžiagoms ir drėgmei

Epoksidinės dangos padengiamos purškimo arba elektroforetinio nusodinimo būdu (ED danga). Jie sudaro storesnį, chemiškai atsparesnį barjerą nei metalinė danga ir yra ypač veiksmingi prieš rūgštis, šarmus ir tirpiklius.

• Atsparumas druskos purškimui: 48–240 valandų, priklausomai nuo proceso ir storio
• Darbinė temperatūra: iki 120 laipsnių (virš šito suminkštėja epoksidinė derva); kai kurios specialios formulės iki 150 laipsnių
• Storis: 15–25 µm (purškimas), 10–20 µm (ED)
• Kaina: vidutinio sunkumo (didesnis nei nikelio ar cinko, mažesnis nei aukso)
• Išvaizda: matinė juoda (dažniausiai paplitusi), pilka arba pasirinktinės spalvos

Geriausiai tinka: naudojimas su cheminiu poveikiu (aušinimo skysčiai, tepalai, valymo skysčiai), didelės drėgmės lauke, medicinos prietaisų korpusuose, kur pirmenybė teikiama nemetaliniams paviršiams arba kai reikalinga neatspindinti juoda apdaila.

Apribojimai: matmenų tolerancijos įtaka yra didesnė nei plonų metalinių dangų – tai labai svarbu mažiems tolerancijos mazgams. Epoksidinės dangos netinka naudoti aukštoje temperatūroje. Atsparumas smūgiams skiriasi priklausomai nuo formulės.

5. Auksas (Au Flash virš nikelio) – tikslumas ir biologinis suderinamumas

Auksinė danga yra plonas aukso pliūpsnis (0,1–0,5 µm), padengtas ant nikelio pagrindo. Jis parenkamas dėl savo elektrinio laidumo, biologinio suderinamumo ir nereaktyvumo – visų pirma dėl atsparumo korozijai (kurį užtikrina apačioje esantis nikelis).

• Atsparumas druskos purškimui: lygiavertis apatiniam nikelio sluoksniui
• Darbinė temperatūra: iki 150 laipsnių
• Storis: 0,1–0,5 µm aukso blyksnis per 10–15 µm Ni-Cu-Ni
• Kaina: didelis (aukso medžiagos kaina + specializuotas dengimo procesas)
• Išvaizda: šviesus auksas

Geriausiai tinka: implantuojami medicinos prietaisai, kuriems reikalingas biologinis suderinamumas, tikslūs elektriniai kontaktai, jutiklių mazgai, kurių paviršiaus laidumas turi būti nuoseklus, arba taikymas, kai surinkimo aplinka yra griežtai kontroliuojama ir reikalaujama, kad auksas nereaguotų.

Apribojimai: kaina yra žymiai didesnė nei kitų variantų; aukso blykstė yra plona ir netinka kaip atskira korozijos barjera be nikelio. Netinka agresyviai cheminei aplinkai.

Dangos pasirinkimo sprendimų lentelė

6. Pritaikykite aplinką prie tinkamos dangos

Pirkimų kontrolinis sąrašas

7. Ką nurodyti užsakant padengtus NdFeB magnetus

• Dangos tipas ir procesas: nurodykite „Ni-Cu-Ni trisluoksnį galvanizavimą“, o ne tik „nikelį“ – vieno sluoksnio nikelis yra plonesnis ir užtikrina mažesnę apsaugą. Jei naudojate epoksidą, nurodykite purškimą arba ED ir kietėjimo temperatūrą.
• Druskos purškimo bandymo reikalavimas: nurodykite reikalingas valandas pagal ASTM B117 arba lygiavertį. Tipiniai slenksčiai: standartinis naudojimas patalpose 24h; pramoninis 72h; lauke arba jūroje 200 val.+.
• Dangos storio diapazonas: nurodykite mažiausią ir didžiausią µm. Sandarių leistinų dalių dalims reikia griežčiau kontroliuoti dangos storį, kad būtų išsaugotas matmenų atitikimas.
• Sukibimo ir lupimo testas: epoksidinių dangų atveju reikia atlikti sukibimo bandymą su kryžminiu dangteliu pagal ISO 2409. Metalinėms dangoms reikalauti lenkimo arba smūginio sukibimo bandymo, jei surinkimas apima presavimo operacijas.
• RoHS ir REACH atitikimas: patvirtinkite, kad dengimo vonios chemija yraSuderinamas su RoHS(pasyvavimo metu nėra šešiavalenčio chromo, nėra kadmio). Prašyti medžiagų deklaracijų reguliuojamoms rinkoms.
• Pavyzdys ir kvalifikacinė partija: naujiems tiekėjams arba naujoms dangų specifikacijoms, prieš pradėdami vykdyti masinius užsakymus, paprašykite kvalifikacinio pavyzdžio partijos (paprastai 20–50 vienetų), kad būtų galima atlikti patikrinimą.

Kaip HIMAGNET pasirenka dangą

HIMAGNET tiekia NdFeB magnetus su visomis standartinėmis dangos galimybėmis – nikeliu, cinku, epoksidine derva ir auksu – ir pateikia inžinerines dangos parinkimo rekomendacijas pagal jūsų naudojimo aplinką, darbo temperatūrą ir kvalifikacijos reikalavimus.

Dėl individualių dangų specifikacijų, storesnių apsauginių sistemų arba dviejų sluoksnių dangų (pvz., nikelio pagrindas + epoksidinis viršutinis sluoksnis), mūsų techninė komanda gali patarti dėl proceso galimybių ir bandymų protokolų.

Pasidalykite savo taikymo aplinka, eksploatavimo sąlygomis ir bet kokiais kvalifikacijos bandymo standartais – mes rekomenduosime tinkamą dangą ir pateiksime specifikacijas bei kainas per vieną darbo dieną.