10 سوال خریداران در مورد آهنرباهای NdFeB - بدون پوشش پاسخ داده شده است
اینها سوالاتی هستند که به طور مکرر در سوالات فنی، درخواست های نمونه و تماس های پیش سفارش نشان داده می شوند. بیشتر پاسخ‌های تامین‌کننده مبهم هستند زیرا پاسخ واقعی به مشخصات برنامه بستگی دارد. این مقاله پاسخ مهندسی را می دهد - پاسخی که در واقع به شما می گوید که چه چیزی و چرا را مشخص کنید - به جای پاسخ فروش که هر تصمیمی را به "بستگی به نیازهای شما" موکول می کند.
1. تفاوت بین N35، N42 و N52 چیست؟
عدد بعد از N حداکثر محصول انرژی در MGOe (megagauss-oersteds) است که معیاری است از میزان انرژی مغناطیسی که ماده در واحد حجم ذخیره می‌کند. N35 دارای حداکثر محصول انرژی 33-36 MGOe است. N42 40-43 MGOe است. N52 50-53 MGOe است. عدد بالاتر به معنای آهنربای قوی تر برای همان حجم فیزیکی یا همان عملکرد مغناطیسی از یک آهنربای کوچکتر است.
مفهوم عملی: اگر به چگالی شار شکاف هوای خاصی نیاز دارید و توسط حجم آهنربا محدود می‌شوید (معمول در موتورها و حسگرهای کوچک شده)، رفتن از N35 به N42 به شما امکان می‌دهد با تقریباً 15٪ مواد مغناطیسی کمتر به همان عملکرد برسید. رفتن از N42 به N52 کاهش 15 درصدی دیگری است. اما N52 تقریباً 20 تا 30 درصد بیشتر از N42 به ازای هر کیلوگرم هزینه دارد و Hcj (اجبار) آن کمتر است - N52 در دمای بالا نسبت به N42H مستعد مغناطیس زدایی است حتی اگر N52 محصول انرژی بالاتری در دمای اتاق دارد. برای کاربردهایی با دمای عملیاتی بالاتر از 60 درجه یا میدان های مغناطیس زدایی اوج، N45H اغلب با وجود محصول انرژی در دمای اتاق پایین تر از N52 عمل می کند.
2. حرف بعد از نمره (H, SH, EH) به چه معناست؟
این حرف درجه اجبار (Hcj) را نشان می دهد که مقاومت مغناطیس زدایی را در دمای بالا تعیین می کند. درجه استاندارد (بدون حرف): Hcj 12-15 kOe (955-1194 kA/m). درجه H: Hcj 17–20 kOe (1353–1592 kA/m). درجه SH: Hcj 20-25 kOe (1592-1989 kA/m). درجه EH: Hcj 25–30+ kOe (1989–2387+ kA/m).
اجبار بالاتر به این معنی است که آهنربا می تواند در دماهای بالاتر قبل از از دست دادن مغناطیس، میدان های مغناطیسی قوی تر را تحمل کند. معاوضه: هر مرحله افزایش در اجبار مستلزم افزودن دیسپروزیم (Dy) یا تربیوم (Tb) بیشتری به آلیاژ است که هزینه را افزایش می‌دهد و Br (بقای) را اندکی کاهش می‌دهد. N42H Br کمی کمتر از N42 دارد (تقریباً 1.28-1.32 T در مقابل 1.32-1.37 T) اما مقاومت بسیار بهتری در برابر مغناطیس زدایی بالای 80 درجه دارد. برای موتورها، حسگرها و محرک‌هایی که بالای 80 درجه کار می‌کنند، درجه H را به عنوان حداقل مشخص کنید. نمرات استاندارد در آن برنامه‌ها منبع رایج خرابی‌های مغناطیس زدایی در حین خدمت است.
3. چه پوششی را باید مشخص کنم؟
NdFeB بدون محافظ به سرعت خورده می شود - NdFeB بدون پوشش که در معرض 95% RH در 50 درجه قرار می گیرد، زنگ سطح را در عرض 48 ساعت و تخریب ساختاری را در عرض چند هفته نشان می دهد. پوشش صنعتی استاندارد Ni-Cu-Ni (لایه سه گانه نیکل-مس-نیکل، ضخامت کلی 10-20 میکرومتر) است که حفاظت کافی را برای محیط های IP54-IP65 فراهم می کند و رطوبت را تا حدود 85٪ RH در چرخه دمای معمولی کنترل می کند. این پیش فرض برای اکثر کاربردهای موتوری و صنعتی است.
پوشش اپوکسی (اسپری یا غوطه وری، 15-25 میکرومتر) برای هندسه های پیچیده و برای محیط هایی با قرار گرفتن در معرض مواد شیمیایی ملایم بهتر است، اما حفاظت مکانیکی کمتری نسبت به نیکل ایجاد می کند. روکش طلا (طلایی) روی نیکل در دستگاه‌های پزشکی و ابزار دقیق استفاده می‌شود که در آنها گازهای خروجی و زیست سازگاری اهمیت دارند - هزینه قابل توجهی را اضافه می‌کند (هزینه پوشش دهی 10 تا 20 × نیکل) اما گاز خروجی نزدیک به صفر و سازگاری با اتاق تمیز را فراهم می‌کند. پوشش پاریلن برای کاربردهای هوافضا که نیاز به گازهای خروجی بسیار کم دارند استفاده می شود. آبکاری روی (روی) ارزان است اما مقاومت خوردگی پایین‌تری در مقایسه با نیکل ایجاد می‌کند و برای هیچ چیز دیگری به جز محصولات مصرفی حساس به هزینه با محفظه مهر و موم شده مناسب نیست.
برای کاربردهای صنعتی در فضای باز یا محیط های دریایی: Ni-Cu-Ni به اضافه یک روکش اپوکسی اضافی را مشخص کنید یا به SmCo بروید که اصلاً نیازی به پوشش ندارد.
4. حداکثر دمای عملیاتی چقدر است؟
عدد روی دیتاشیت (80 درجه برای استاندارد، 120 درجه برای H، 150 درجه برای SH، 200 درجه برای EH) دمای مغناطیس زدایی نیست - این دمایی است که در آن خواص آهنربا حتی بدون هیچ میدان مغناطیسی زدایی خارجی به طور دائم تغییر می کند. این با آنچه مهندسان واقعاً باید بدانند متفاوت است.
آنچه برای طراحی موتور و محرک مهم است، محدوده دمایی برگشت پذیر (که در آن Br با دما کاهش می‌یابد، اما هنگام سرد شدن بازیابی می‌شود) و آستانه مغناطیس زدایی غیرقابل برگشت (که در آن Br به دلیل ترکیب دما و میدان خارجی به طور دائم کاهش می‌یابد) است. برای موتوری با میدان های واکنش آرمیچر 300 کیلو آمپر بر متر در جریان اوج، یک آهنربای N45H که در 120 درجه کار می کند ممکن است نزدیک به حد مغناطیس زدایی برگشت ناپذیر خود کار کند، حتی اگر 120 درجه در محدوده نامی آن باشد. روش محاسبه در مقاله مغناطیس زدایی حرارتی در این مجموعه به تفصیل پوشش داده شده است. نسخه کوتاه: همیشه حاشیه مغناطیس زدایی میدان ترکیبی + حرارتی را محاسبه کنید، نه فقط دما را.
5. قدرت آهنربا با دما چقدر کاهش می یابد؟
Br تقریباً 0.11-0.13٪ در هر درجه برای نمرات استاندارد NdFeB کاهش می یابد. در 100 درجه بالاتر از دمای اتاق، آهنربایی با Br=1.34 T در 20 درجه، Br ≈ 1.20-1.21 T خواهد داشت - تقریباً کاهش 10٪. این برگشت پذیر است: آهنربا را تا 20 درجه خنک کنید و Br به 1.34 T برمی گردد، با فرض اینکه آهنربا به طور برگشت ناپذیر مغناطیسی زدایی نشده باشد.
Hcj بسیار سریعتر کاهش می یابد: 0.55-0.60٪ در هر درجه. یک N45 با Hcj=1380 kA/m در 20 درجه دارای Hcj ≈ 620 kA/m در 120 درجه است - کاهش 55٪. به همین دلیل است که عدد درجه (محصول انرژی) کمتر از درجه اجباری برای کاربردهای با دمای بالا اهمیت دارد. طراحان موتوری که فقط حداکثر Br را در دمای اتاق بهینه می کنند و سپس حاشیه دما را اضافه می کنند، اغلب متوجه می شوند که تا زمانی که موتور به دمای کار می رسد، حاشیه Hcj از کار افتاده است.
6. آیا می توانید NdFeB را بعد از مغناطیس کردن برش دهید یا ماشین کنید؟
خیر - و این غیر قابل مذاکره است. ماشینکاری NdFeB مغناطیسی خطرناک است ( آهنربا ابزارهای برش فولادی را جذب می کند و باعث گیر افتادن ناگهانی ابزار و آسیب احتمالی می شود)، به پوشش سطح آسیب می رساند و پودر مغناطیسی ریز ایجاد می کند که خطر آتش سوزی و استنشاق است. NdFeB قبل از مغناطیس شدن، در حالت سبز (غذا نشده) یا متخلخل اما مغناطیسی نشده ماشین کاری می شود.
اگر به یک شکل سفارشی نیاز دارید، هندسه آن را برای تامین کننده خود مشخص کنید و آن را ماشینکاری شده اما غیر مغناطیسی دریافت کنید. اگر آهنرباهای مغناطیسی دریافت کردید و متوجه شدید که ابعاد آنها اشتباه است، مسیر صحیح این است که آنها را برای مغناطیس زدایی، ماشینکاری مجدد و مغناطیس مجدد برگردانید - نه برای ماشینکاری میدانی. این امر زمان و هزینه را افزایش می دهد، به همین دلیل است که تلورانس های ابعادی باید تایید شود و نمونه ها قبل از سفارش حجم بررسی شوند.
7. چه تلورانس هایی استاندارد هستند؟
تحمل ابعاد استاندارد برای NdFeB متخلخل 0.05 ± میلی متر در طول، عرض و ارتفاع برای ابعاد تا 20 میلی متر و ± 0.1 میلی متر برای ابعاد بالای 20 میلی متر است. تحمل مغناطیسی: Br ± 3٪، Hcj ± 5٪ برای گریدهای استاندارد. اینها بدون هزینه اضافی قابل دستیابی هستند.
تلورانس های سخت تری در دسترس هستند اما هزینه بیشتری دارند: ± 0.02 میلی متر ابعاد برای سنگ زنی دقیق (15-30٪ به هزینه قطعه اضافه می کند)، ± 1.5٪ یکنواختی Br در یک دسته برای برنامه هایی که نیاز به تطابق ثابت پشت EMF در مجموعه های موتور دارند (نیاز به مرتب سازی و اندازه گیری زیادی دارد). برای کاربردهای حسگر که به یکنواختی میدان مغناطیسی منطبق در چندین آهنربا نیاز دارند، Br را در 1% ± و یکنواختی سطح را از طریق اسکن هال در 100% قطعات مشخص کنید - این سطح از بازرسی ورودی 20 تا 40% به هزینه خرید اضافه می‌کند اما خرابی میدان را از تغییرات مغناطیسی حذف می‌کند.
8. چه گواهینامه هایی باید درخواست کنم؟
گواهینامه های مهم به برنامه بستگی دارد. برای اکثر کاربردهای صنعتی موتور و ماشین آلات: ISO 9001 (سیستم مدیریت کیفیت - خط پایه، هر تامین کننده جدی این را دارد) و گزارش های آزمایش مواد (MTR) که خواص مغناطیسی و ضخامت پوشش را در قسمت تولید نشان می دهد. برای فرآوری مواد غذایی یا تجهیزات پزشکی مجاور: گواهی انطباق با RoHS، برگه اطلاعات ایمنی مواد (MSDS) و گزارش زیست سازگاری پوشش سطح در صورت تماس آهنرباها با غذا یا بافت. برای زنجیره تامین خودرو (قطعات ردیف 1/2): IATF 16949 استاندارد مربوطه است، اگرچه اکثر تامین کنندگان آهنربا گواهینامه آن را ندارند - بررسی کنید که طرح کیفیت سازنده موتور شما بازرسی مواد ورودی را پوشش می دهد. برای دستگاه های پزشکی (قابل کاشت یا مجاور بدن): تست زیست سازگاری ISO 13485 و USP کلاس VI برای مواد پوشش، به علاوه داده های خروج گاز برای کاربردهای دستگاه بسته.
گواهینامه ها را بیش از حد مشخص نکنید. درخواست گواهینامه ISO 13485 از یک تامین کننده آهنربای صنعتی استاندارد باعث اتلاف وقت در هر دو طرف می شود. درمورد محیط نظارتی محصول شما در آن کار می کند مشخص باشید و مستنداتی را که به آن می پردازد بخواهید.
9. زمان سرب معمولی چیست؟
NdFeB متخلخل استاندارد در گریدهای رایج (N35-N52، H تا SH، پوشش استاندارد Ni-Cu-Ni) و اشکال رایج (بلوک، دیسک، حلقه، بخش های قوس برای تعداد قطب های موتور استاندارد): 2 تا 4 هفته از تأیید سفارش برای مقادیر تا 10000 قطعه. اشکال سفارشی با درجه بندی و پوشش استاندارد: 3 تا 5 هفته از جمله ابزار. گریدهای غیر استاندارد (EH، AH)، پوشش‌های غیر استاندارد (Au، Parylene)، یا تحمل‌های محکم که نیاز به مرتب‌سازی دارند: 4 تا 8 هفته.
Large quantities (>50000 قطعه) با تعداد مورد نیاز و دسته خاص: بر این اساس برنامه ریزی کنید - زنجیره تامین خاک کمیاب دارای نوسان است. SmCo: 4 تا 8 هفته برای درجات استاندارد، 8 تا 12 هفته برای سفارشات سفارشی بزرگ یا پیچیده. اینها تخمین های کاری هستند، نه تضمینی - بر اساس مواد فعلی و ظرفیت موجود، با تامین کننده خود تأیید کنید، به خصوص برای گریدهای سنگین دیسپروزیم (H، SH، EH) که در آن قیمت و در دسترس بودن Dy بر زمان بندی تأثیر می گذارد.
10. چگونه می توانم تأیید کنم که آهنرباهایی که دریافت می کنم همان چیزی هستند که سفارش داده ام؟
برای کاربردهای حیاتی، تنها به گواهی های تامین کننده تکیه نکنید. بازرسی ورودی باید شامل موارد زیر باشد: اندازه‌گیری گاوس‌متر میدان سطح در فاصله اندازه‌گیری ثابت (مقایسه با مقدار مورد انتظار از برگه اطلاعات تامین‌کننده و مدل FEA خودتان)، تأیید ابعاد روی یک نمونه (حداقل مقاله اول، برای کاربردهای حیاتی 100٪ برای ابعاد کلیدی)، بازرسی بصری برای عیوب پوشش، تراشه‌ها، و بررسی وزن با لایه‌برداری و لایه‌برداری آسان است. چگالی NdFeB تقریباً 7.5-7.6 g/cm³ است.
برای تولید حجم با نیازهای مغناطیسی فشرده: روی یک مغناطیس سنج یا آنالایزر منحنی BH برای واجد شرایط بودن تعداد زیادی سرمایه گذاری کنید. چک سطحی گاوس شکست های فاحش را می گیرد. اندازه‌گیری منحنی BH جایگزینی درجه و کمبود Hcj را می‌گیرد که ممکن است تنها از میدان سطحی آشکار نباشد. این تجهیزات در خطوط تولید که در آن دسته ای از آهنرباهای درجه نادرست باعث خرابی مونتاژ موتور در پایین دست می شود، هزینه خود را به سرعت پرداخت می کند.
