10 klausimų, kuriuos pirkėjai užduoda apie NdFeB magnetus – atsakyta be apsidraudimo
Tai klausimai, kurie nuolat pateikiami techninėse užklausose, pavyzdinėse užklausose ir išankstinio užsakymo skambučiuose. Dauguma tiekėjų atsakymų yra neaiškūs, nes tikrasis atsakymas priklauso nuo taikymo specifikos. Šiame straipsnyje pateikiamas inžinerinis atsakymas – tas, kuriame iš tikrųjų nurodoma, ką nurodyti ir kodėl, o ne pardavimo atsakymas, kuris atideda kiekvieną sprendimą „tai priklauso nuo jūsų reikalavimų“.
1. Kuo skiriasi N35, N42 ir N52?
Skaičius po N yra didžiausias energijos produktas MGOe (megagauss-oersteds), kuris parodo, kiek magnetinės energijos medžiaga sukaupia tūrio vienete. N35 didžiausias energijos produktas yra 33–36 MGOe; N42 yra 40–43 MGOe; N52 yra 50–53 MGOe. Didesnis skaičius reiškia stipresnį magnetą tam pačiam fiziniam tūriui arba tą patį magnetinį efektyvumą iš mažesnio magneto.
Praktinė reikšmė: jei jums reikia konkretaus oro tarpo srauto tankio ir jus riboja magneto tūris (dažniausiai miniatiūriniuose varikliuose ir jutikliuose), perėjus nuo N35 į N42, galite pasiekti tą patį našumą su maždaug 15 % mažiau magnetinės medžiagos. Perėjimas iš N42 į N52 sumažina dar 15 proc. Tačiau N52 už kilogramą kainuoja maždaug 20–30 % daugiau nei N42, o jo Hcj (koercivumas) yra mažesnis – N52 yra jautresnis išmagnetinimui aukštesnėje temperatūroje nei N42H, nors N52 energijos produktas kambario temperatūroje yra didesnis. Tais atvejais, kai darbinė temperatūra viršija 60 laipsnių arba didžiausias išmagnetinimo laukas, N45H dažnai pranoksta N52, nepaisant žemesnės kambario temperatūros energijos produkto.
2. Ką reiškia raidė po pažymio (H, SH, EH)?
Raidė nurodo koercyvumo (Hcj) reitingą, kuris nustato atsparumą išmagnetinimui aukštesnėje temperatūroje. Standartinė klasė (be raidžių): Hcj 12–15 kOe (955–1194 kA/m). H klasė: Hcj 17–20 kOe (1353–1592 kA/m). SH klasė: Hcj 20–25 kOe (1592–1989 kA/m). EH klasė: Hcj 25–30+ kOe (1989–2387+ kA/m).
Didesnė koercicija reiškia, kad magnetas gali atlaikyti stipresnius išmagnetinančius laukus esant aukštesnei temperatūrai, prieš prarasdamas įmagnetinimą. Kompromisas: kiekvienu koercityvumo laipsniu į lydinį reikia pridėti daugiau disprozio (Dy) arba terbio (Tb), o tai padidina sąnaudas ir šiek tiek sumažina Br (remanenciją). N42H Br yra šiek tiek mažesnis nei N42 (maždaug 1,28–1,32 T, palyginti su 1,32–1,37 T), bet daug geresnis atsparumas išmagnetinimui virš 80 laipsnių. Varikliams, jutikliams ir pavaroms, veikiančioms virš 80 laipsnių, nurodykite H klasę kaip mažiausią. Standartinės klasės šiose programose yra dažnas eksploatacinio išmagnetinimo gedimų šaltinis.
3. Kokią dangą turėčiau nurodyti?
NdFeB greitai korozuoja be apsaugos – nepadengtas NdFeB, veikiamas 95 % santykinio oro drėgnumo 50 laipsnių kampu, per 48 valandas parodys paviršiaus rūdis, o struktūra suirs per kelias savaites. Standartinė pramoninė danga yra Ni-Cu-Ni (nikelio-vario-nikelio trisluoksnis, bendras storis 10-20 μm), kuri užtikrina tinkamą IP54-IP65 aplinkos apsaugą ir atlaiko drėgmę iki maždaug 85 % santykinio drėgnumo esant normaliai temperatūrai. Jis yra numatytasis daugeliui variklių ir pramoninių įrenginių.
Epoksidinė danga (purškiama arba panardinama, 15–25 μm) geriau tinka sudėtingoms geometrijoms ir aplinkoje, kurioje yra nedidelis cheminis poveikis, tačiau užtikrina mažesnę mechaninę apsaugą nei Ni. Auksinis (Au) dengiantis Ni naudojamas medicinos prietaisuose ir tiksliuose instrumentuose, kur svarbus dujų išsiskyrimas ir biologinis suderinamumas – padidina didelių sąnaudų (10–20 × Ni dangos kaina), tačiau užtikrina beveik nulinį dujų išsiskyrimą ir suderinamumą su švariomis patalpomis. Parileno danga naudojama aviacijos ir kosmoso reikmėms, kurioms reikalingas labai mažas dujų išmetimas. Cinko (Zn) dengimas yra pigus, tačiau pasižymi prastesniu atsparumu korozijai, palyginti su Ni, ir netinka niekam, išskyrus ekonomiškus plataus vartojimo gaminius su sandariais korpusais.
Pramoniniam naudojimui lauke arba jūrinėje aplinkoje: nurodykite Ni-Cu-Ni ir papildomą epoksidinį viršutinį sluoksnį arba perjunkite į SmCo, kuriam visai nereikia dangos.
4. Kokia yra maksimali darbinė temperatūra?
Skaičius duomenų lape (80 laipsnių standartiniam, 120 laipsnių H, 150 laipsnių SH, 200 laipsnių EH) nėra išmagnetinimo temperatūra – tai temperatūra, kuriai esant magneto savybės pradeda nuolat keistis net ir be jokio išorinio išmagnetinimo lauko. Tai skiriasi nuo to, ką inžinieriai turi žinoti.
Variklio ir pavaros konstrukcijai svarbu yra grįžtamasis temperatūros diapazonas (kur Br mažėja didėjant temperatūrai, bet atsistato atvėsus) ir negrįžtamo išmagnetinimo slenkstis (kur Br nuolat mažėja dėl temperatūros ir išorinio lauko derinio). Variklyje, kurio armatūros reakcijos laukai esant didžiausiai srovei yra 300 kA/m, N45H magnetas, veikiantis 120 laipsnių kampu, gali veikti netoli savo negrįžtamo išmagnetinimo ribos, net jei 120 laipsnių yra jo vardiniame diapazone. Skaičiavimo metodas buvo išsamiai aprašytas šios serijos terminio išmagnetinimo straipsnyje. Trumpa versija: visada apskaičiuokite kombinuotą šiluminio + lauko išmagnetinimo ribą, o ne tik temperatūrą.
5. Kiek mažėja magneto stiprumas esant temperatūrai?
Standartinių NdFeB rūšių Br sumažėja maždaug 0,11–0,13 % vienam laipsniui. Esant 100 laipsnių aukštesnei nei kambario temperatūrai, magnetas, kurio Br=1.34 T esant 20 laipsnių, turės Br ≈ 1,20–1,21 T – maždaug 10 % sumažėjimas. Tai yra grįžtama: atvėsinkite magnetą iki 20 laipsnių, o Br grįžta į 1,34 T, darant prielaidą, kad magnetas nebuvo negrįžtamai išmagnetintas.
Hcj mažėja daug greičiau: 0,55–0,60% vienam laipsniui . N45, kurio Hcj=1380 kA/m 20 laipsnių temperatūroje, Hcj ≈ 620 kA/m esant 120 laipsnių – sumažinimas 55 %. Štai kodėl klasės numeris (energijos produktas) yra mažiau svarbus nei koercityvumo įvertinimas aukštoje temperatūroje. Variklių dizaineriai, kurie optimizuoja tik didžiausią Br kambario temperatūroje ir tada prideda temperatūros skirtumą, dažnai atranda, kad Hcj riba jau sugedo, kai variklis pasiekia darbinę temperatūrą.
6. Ar po įmagnetinimo galite iškirpti arba apdoroti NdFeB?
Ne – ir dėl to negalima derėtis. Įmagnetinto NdFeB apdirbimas yra pavojingas (magnetas pritrauks plieninius pjovimo įrankius, sukeldamas staigų įrankio užfiksavimą ir galimą sužalojimą), pažeidžia paviršiaus dangą ir sukuria smulkius magnetinius miltelius, kurie kelia gaisro ir įkvėpimo pavojų. NdFeB yra apdirbamas prieš įmagnetinimą, žalias (nesukepintas) arba sukepintas, bet neįmagnetintas.
Jei jums reikia pasirinktinės formos, nurodykite geometriją savo tiekėjui ir gaukite ją apdirbtą, bet neįmagnetintą. Jei gaunate įmagnetintus magnetus ir nustatote, kad matmenys neteisingi, teisingas kelias yra grąžinti juos išmagnetinti, pakartotinai apdirbti ir pakartotinai įmagnetinti – nebandyti lauko apdirbimo. Tai padidina pristatymo laiką ir padidina išlaidas, todėl prieš pateikiant apimties užsakymus reikia patvirtinti matmenų nuokrypius ir patikrinti pavyzdžius.
7. Kokie leistini nuokrypiai yra standartiniai?
Standartiniai sukepinto NdFeB matmenų nuokrypiai yra ±0,05 mm ilgio, pločio ir aukščio, kai matmenys yra iki 20 mm, ir ±0,1 mm, kai matmenys viršija 20 mm. Magnetinės leistinos nuokrypos: Br ±3%, Hcj ±5% standartinėms klasėms. Tai pasiekiama be papildomų išlaidų.
Galimi griežtesni leistini nuokrypiai, tačiau jie kainuoja daugiau: ±0,02 mm matmenys tiksliam šlifavimui (prideda 15–30 % dalies kainos), ±1,5 % Br vienodumas partijoje tais atvejais, kai reikia nuosekliai suderinti variklio agregatus su EMF (reikalingas partijų rūšiavimas ir matavimas). Jei naudojate jutiklius, kuriems reikalingas suderintas magnetinio lauko vienodumas keliuose magnetuose, nurodykite Br ±1 % ribose, o B paviršiaus vienodumą naudodami Hall skenavimą 100 % dalių – toks gaunamos patikros lygis padidina pirkimo išlaidas 20–40 %, bet pašalina lauko gedimus dėl magnetinių pokyčių.
8. Kokių sertifikatų turėčiau prašyti?
Svarbūs sertifikatai priklauso nuo paraiškos. Daugeliui pramoninių variklių ir mašinų pritaikymo: ISO 9001 (kokybės vadybos sistema – pagrindinė, kiekvienas rimtas tiekėjas tai turi) ir medžiagų bandymų ataskaitos (MTR), rodančios magnetines savybes ir gamybos partijos dangos storį. Maisto perdirbimo arba šalia medicininės įrangos: RoHS atitikties sertifikatas, medžiagų saugos duomenų lapas (MSDS) ir paviršiaus dangos biologinio suderinamumo ataskaita, jei magnetai liečiasi su maistu ar audiniais. Automobilių tiekimo grandinėje (1/2 pakopos dalys): IATF 16949 yra atitinkamas standartas, nors dauguma magnetų tiekėjų nėra pagal jį sertifikuoti – patikrinkite, ar jūsų variklių gamintojo kokybės planas apima gaunamų medžiagų patikrinimą. Medicinos prietaisams (implantuojamiems arba šalia kūno): ISO 13485 ir USP VI klasės biologinio suderinamumo bandymai dangos medžiagai, taip pat dujų išmetimo duomenys, naudojami uždaruose įrenginiuose.
Per daug nenurodykite sertifikatų. Prašant standartinio pramoninio magneto tiekėjo gauti ISO 13485 sertifikatą, abiem pusėms švaistomas laikas. Konkrečiai nurodykite reglamentavimo aplinką, kurioje veikia jūsų gaminys, ir paprašykite su tuo susijusių dokumentų.
9. Kas yra įprastas pristatymo laikas?
Standartinis sukepintas NdFeB įprastų klasių (N35–N52, H–SH, standartinė Ni-Cu-Ni danga) ir įprastų formų (blokas, diskas, žiedas, lanko segmentai standartiniam variklio polių skaičiui): 2–4 savaitės nuo užsakymo patvirtinimo, kai kiekis yra iki 10 000 vienetų. Individualizuotos formos su standartinėmis rūšimis ir danga: 3–5 savaitės, įskaitant įrankius. Nestandartinės markės (EH, AH), nestandartinės dangos (Au, Parylene) arba griežti nuokrypiai, kuriuos reikia rūšiuoti: 4–8 savaitės.
Large quantities (>50 000 vienetų) su konkrečiais partijos ir partijos reikalavimais: atitinkamai tvarkaraštis – retųjų žemių tiekimo grandinė nepastovauja. SmCo: 4–8 savaitės standartinėms klasėms, 8–12 savaičių dideliems arba sudėtingiems individualiems užsakymams. Tai yra darbiniai įverčiai, o ne garantijos – patvirtinkite tiekėjui, atsižvelgdami į esamą medžiagų ir pajėgumų prieinamumą, ypač kai kalbama apie disprosio kiekį (H, SH, EH), kur Dy kaina ir prieinamumas turi įtakos tvarkaraščiui.
10. Kaip patikrinti, ar gauti magnetai yra tokie, kokius užsisakiau?
Svarbių programų atveju nepasikliaukite vien tiekėjo sertifikatais. Į gaunamą patikrinimą turėtų būti įtraukta: paviršiaus lauko matavimas Gauso matuokliu nuosekliu matavimo atstumu (palyginkite su numatoma verte iš tiekėjo duomenų lapo ir jūsų paties FEA modelio), matmenų patikrinimą ant mėginio (bent pirmame gaminyje, kritinėms reikmėms 100 % pagrindinių matmenų), vizualinį dangos defektų, drožlių ir atsisluoksniavimo patikrinimą ir svorio patikrinimą (masės tankumas ir tankumas yra lengvai nustatomi su medžiagos tankumu ir koreliacija). yra maždaug 7,5–7,6 g/cm³, mažesnis tankis gali reikšti tuštumų ar pakeistos medžiagos).
Didelės apimties gamybai su griežtais magnetiniais reikalavimais: investuokite į magnetometrą arba BH kreivės analizatorių, kad gautumėte siuntą. Paviršiaus Gauso patikra užfiksuoja didelius gedimus; BH kreivės matavimas užfiksuoja laipsnio pakeitimą ir Hcj trūkumus, kurie gali būti neaiškūs vien iš paviršiaus lauko. Ši įranga greitai atsiperka gamybos linijose, kur netinkamos kokybės magnetų partija sukelia variklio mazgų gedimus pasroviui.
