釹鐵硼是目前應(yīng)用廣泛,發(fā)展迅速的磁鐵產(chǎn)品。釹鐵硼從發(fā)明到現(xiàn)在的廣泛應(yīng)用,也不過20多年的時間。由于其擁有的高磁性能和易加工性,價格不是很高,因此應(yīng)用領(lǐng)域擴大迅速。目前,商品化的釹鐵硼,磁能積可以達到50MGOe,是鐵氧體的10倍。
釹鐵硼也屬于粉末冶金產(chǎn)品,加工方式與釤鈷類似。
目前,釹鐵硼的最高工作溫度在180攝氏度左右。如果是惡劣環(huán)境應(yīng)用,一般推薦不超過140攝氏度。
釹鐵硼非常容易被腐蝕。因此,成品大多要進行電鍍或者涂裝。常規(guī)采用的表面處理包括:鍍鎳(鎳銅鎳),鍍鋅,鍍鋁,電泳等。如果工作在密閉環(huán)境里,也可以采用磷化的方式。
由于釹鐵硼的高磁性能,在很多場合,被用來替代其他磁性材料,用以減小產(chǎn)品體積。假如用鐵氧體磁鐵,現(xiàn)在的手機尺寸,恐怕要不會小于半塊磚頭。
常用的永磁材料有鐵氧體、釹鐵硼、釤鈷、鋁鎳鈷、橡膠磁等幾種。這幾種都是比較容易買到的產(chǎn)品,有通行的性能(不一定是ISO標準)可供選擇。
以上每一種磁體,各有特性,應(yīng)用的領(lǐng)域也各不相同,現(xiàn)做簡單介紹。
鐵氧體:
鐵氧體是一種非金屬磁性材料,又稱磁性陶瓷。我們拆開傳統(tǒng)收音機,里面的那個喇叭磁鐵,就是鐵氧體的。
鐵氧體的磁性能不高,目前磁能積(衡量磁鐵性能高低的參數(shù)之一)只能做到4MGOe稍微高一些。這種材料有個最大的優(yōu)點,就是價格低廉。目前,仍然廣泛應(yīng)用在很多領(lǐng)域。
鐵氧體是陶瓷。因此,加工性能也與陶瓷類似。鐵氧體磁鐵,都是模具成形,燒結(jié)出來的。若需加工,也只有進行簡單的磨削。
由于很難進行機械加工,因此鐵氧體產(chǎn)品,大多形狀簡單,而且尺寸公差比較大。方塊形狀產(chǎn)品還好,可以進行磨削。圓環(huán)形的,一般只磨削兩個平面。其他尺寸公差,都是按照名義尺寸的百分比給定的。
由于鐵氧體已經(jīng)擁有數(shù)十年的應(yīng)用歷史,因此,很多廠家會有現(xiàn)成的常規(guī)形狀和尺寸的圓環(huán),方塊等產(chǎn)品可供選擇。
由于鐵氧體是陶瓷材質(zhì),因此基本不存在腐蝕問題。成品不需要進行電鍍等表面處理或者涂裝。
釤鈷:
釤鈷磁鐵,主要成分是釤和鈷。由于兩種材料本身價格昂貴,因此,釤鈷磁鐵也是幾種磁鐵里面最貴的一種。
釤鈷磁鐵的磁能積,目前可以做到30MGOe,甚至更高一些。另外,釤鈷磁鐵的矯頑力很高,耐高溫,可應(yīng)用于350攝氏度的高溫,因此在很多應(yīng)用場合無法替代。
釤鈷磁鐵,屬于粉末冶金產(chǎn)品。一般廠家根據(jù)成品的尺寸和形狀需要,燒結(jié)成方塊毛坯,然后再使用金剛石刀片切割成成品尺寸。由于釤鈷具有導電性,因此可以進行線切割加工。理論上說,釤鈷可以切成線切割能切成的形狀,如果不考慮充磁和較大尺寸的問題。
釤鈷磁鐵,耐腐蝕性很好,一般不需要進行防腐電鍍或涂裝。另外,釤鈷磁鐵質(zhì)地很脆,因此加工小尺寸或者薄壁產(chǎn)品比較困難。
釹鐵硼:
鋁鎳鈷:
鋁鎳鈷磁鐵,有鑄造和燒結(jié)兩種工藝。國內(nèi)做鑄造的比較多。鋁鎳鈷的磁能積可達9MGOe,并有個最大的特點,就是耐高溫,工作溫度可達到550攝氏度。但是,鋁鎳鈷在反向磁場下,非常容易退磁。如果你把兩個鋁鎳鈷的相同極向(兩個N或者兩個S)用力頂在一起,其中一個磁鐵的磁場就會被退掉或反轉(zhuǎn)。因此不適于工作在反向磁場下(如電機)。
旅鎳鈷硬度很高,雖然也能進行磨削和線切割,但是成本較高。一般供貨的成品,有磨削好的或者不磨削兩種。
旅鎳鈷在傳感器領(lǐng)域的應(yīng)用比較廣。
關(guān)于磁鐵應(yīng)用的一般問題:
1,如果你需要最高性能的磁鐵,當然非釹鐵硼莫屬。
不過,磁性材料的應(yīng)用,還有很多綜合因素需要考慮。因此,不是簡單的選一個最高性能就萬事大吉了,建議把你的應(yīng)用狀況提供給廠家,讓廠家提供合理建議(不過國內(nèi)對于磁鐵應(yīng)用方面研究甚少,很多廠家不能給客戶一個合理建議,這一點,比歐美落后很多,限制了磁性材料應(yīng)用領(lǐng)域產(chǎn)品的發(fā)展)
2,磁鐵的工作溫度。
不同種類的磁鐵,工作溫度差別很大。相同材料,不同性能的也不一樣。具體可以查詢廠家網(wǎng)站上提供的資料。
3,磁鐵的固定方式。
一般采用粘接的方式?,F(xiàn)在,粘接劑的性能非常好,工藝合理的話,基本不用擔心磁體脫落的問題。
焊接是不可以的。至少我還沒見到成功的先例。
某些磁鐵,可以打孔等,因此可以采用機械方式固定,如釹鐵硼。
4,磁鐵的強度硬度。
多數(shù)磁鐵都比較脆硬,容易損壞。因此,使用時,建議進行適當保護。
5、磁鐵都能做成什么?
其實,應(yīng)用確實很廣的:永磁電機,磁力起重器,磁力吸盤,磁性傳動器(同步傳動,磁滯傳動,渦流傳動),磁力彈簧(相吸的時候,曲線與拉簧形狀相反),安全傳感器,傳感器,除鐵器,選礦機,日常用品,玩具,工具等。
6,使用永磁材料的優(yōu)點是什么?
很多場合的電磁應(yīng)用,都可以使用永磁替代。有點如:無電能消耗,不發(fā)熱(這個非常重要),不用擔心斷電等。如,電磁吸盤有個很大的問題,就是斷電保護。所以電磁起重一般都需要不間斷電源,導致成本增加。使用永磁吸盤,沒有這個后顧之憂。
7,磁鐵的壽命。
磁鐵的壽命到底有多長?主要有兩個因素:腐蝕和退磁。
易腐蝕的磁鐵,電鍍或者材料本身不好的話,可能用不了一年就粉化掉了,如釹鐵硼。粉末冶金產(chǎn)品內(nèi)部,與鑄造產(chǎn)品不同,內(nèi)部是松散結(jié)合的。磁鐵內(nèi)部有高內(nèi)應(yīng)力。因此微觀顆??偸勤呄蛉ド㈤_的。氧化作用下,可能不久就變成粉末了。
另外一點就是退磁。退了磁的磁體,特別是高溫退磁的,內(nèi)部發(fā)生相變,即使再進行充磁,也恢復(fù)不到原有性能了。
8、磁鐵的加工性能。
磁鐵硬度高,很難進行冷切削加工。常見的加工方法有金剛石刀片切割,線切割,磨削等。