Магниты Алнико (AlNiCo) техническая характеристика

Магниты Алнико (AlNiCo) техническая характеристика

Алнико (AlNiCo) — аббревиатура семейства магнитных сплавов на основе железа. Соответственно, исходя из расшифровки аббревиатуры, несложно определить состав материала: алюминий (Al), никель (Ni), кобальт (Co). Однако помимо основных химических элементов, магниты Алнико также содержат медь (Cu), а в отдельных вариациях ещё и титан (Ti). Типичное исполнение магнита характеризуется содержанием 7–12% алюминия, 14–25% никеля, 5–38% кобальта, 3–4% меди, всё остальное – чистое железо.

Техническая характеристика на магниты Алнико

Магниты Алнико в первую очередь выделяются среди аналогичных материалов тем, что выдерживают достаточно высокую температуру точки Кюри (около 800°C). Структура обладает выраженной термической стабильностью, что допускает применение в температурных условиях до 540°C.

Традиционный магнит Алнико структурно хрупкое изделие, обладающее электропроводящими свойствами. Остаточная индукция отмечается на высоком уровне (до 13,5 кГс). Однако собственная коэрцитивная сила магнита крайне низкая  (550 — 2000 Эрстед). Именно этот фактор позволяет относительно легко размагнитить материал воздействием внешних электрических полей.

Таблица физических характеристик:

Характеристика Символ Единица измерения Значение
Плотность D g/cc 6.9 – 7.3
Твёрдость по Виккерсу Hv D.P.N. 520 — 700
Температура Кюри Тс T°C 800 — 860
Сила сжатия C.S N/mm2 300 — 400
КТР C// 10-6 /°C 11.5 — 13
Удельное сопротивление R µ.Ω.cm2 45 — 70
Предел прочности Su X106Pa 20 — 450
Твёрдость 45 — 55

Также эффект саморазмагничивания следует учитывать при проектировании магнитных систем на магнитах Алнико (AlNiCo). Рабочая точка должна быть достаточно высокой, чтобы избежать саморазмагничивания. Для магнитного узла удаление других магнитных компонентов может привести к изменению магнитного потока.

Низкая собственная коэрцитивная сила магнитов Алнико успешно может быть использована как преимущество, поскольку позволяет выполнить  намагничивание части магнитного узла. Магнитные свойства материала Алнико также предоставляют возможности легко настроить или отрегулировать систему в сборке.

Сопротивление размагничиванию магнитов Алнико можно улучшить, увеличив размер вдоль лёгкой оси (направление намагничивания). Увеличение соотношения L / D помогает эффективно переместить рабочую точку выше. Для большинства технических применений изделия обычно выбирают длинные, выполненные наиболее распространёнными формами:

  • полосы,
  • бруска,
  • стержня,
  • подковы и т.д.

Рабочая точка или коэффициент проницаемости рекомендуется тщательно продумывать в процессе проектирования, чтобы получить максимальную отдачу от изделий такого вида.

Магниты Алнико (AlNiCo) - разнообразие форм продукта
Разнообразием производственных форм, пригодных под различное применение, выделяется магнитный сплав Алнико среди аналогичных технических изделий

При условии правильной конструкции, доступно получить очень мощный магнит, наделённый превосходной термической стабильностью и коррозийной устойчивостью. Применения таких изделий часто связаны с производством:

Несмотря на то, что редкоземельные магниты популярны по причине высокой плотности магнитного потока и собственной коэрцитивной силы, магниты Алнико не уступают. Этот вид продукта часто выбирается для магнитных систем, особенно тех, где предполагается работа в условиях высоких температур.

Каким способом производятся магниты Алнико?

Изготовление конечного продукта обычно осуществляется методом литья или спекания. Кроме этого способа используется технология склеивания в связующем материале. Литой продукт — наиболее распространённая форма. Литьё часто используется для получения изделий практически полностью чистой формы.

Технология литья выглядит экономически более выгодной, как для малых, так и для больших объёмов производства, малых или очень больших магнитов. Технология спекания экономически эффективна для средних и больших серий производства по причине доступной стоимости инструментов.

Детали обычно имеют размерность от малой до средней размерности. Спечённые изделия не так широко используются ввиду более низких магнитных характеристик и ограничений на производство более простых форм.

Анизотропные магниты стабильно имеют направление намагничивания внутри конструкции и обеспечивают максимальную производительность. Изотропные структуры допустимо намагничивать разными способами, поскольку этот тип изделий не имеет предпочтительного направления намагничивания, но даёт пониженные характеристики.

Производственные сортовые марки

Продукт AlNiCo 3 считается наиболее распространённым сортом. Одним из популярных по распространённости является вариант «LNG44 Alnico 5» (Alcomax III). Также существуют сортовые марки:

  • AlNiCo5,
  • AlNiCo 8,
  • AlNiCo 9.

Каждый сорт отличается наличием нескольких подгрупп с различными характеристиками производительности. Как правило, поверхности полюсов магнита обрабатываются до чистового уровня.

Возможным производственным дополнением сплава являются конфигурации с дополнением «Br», «Hc», «Hci», «BHmax». Изготовленные на заказ формы магнитов могут потребовать дополнительных затрат на инструменты. Есть возможности приобретать магнитные сборки Алнико.

Электрический воздушный компрессор, 220В/110В 30 мпаЭлектрический воздушный компрессор высокого давленияЭлектрический воздушный насос высокого давления

Некоторые рекомендации относительно применения

Форма магнита, технологическое окружение, фактическое применение – эти факторы оказывают влияние на работу продукта. Огибающая кривая (касательная) необходима для помощи в определении пригодности магнита. Для этой серии важно, чтобы рабочая точка находилась выше «изгиба» собственной кривой, дабы избежать сильного эффекта размагничивания.

Отношение длины к диаметру в соотношении не менее 4 или 5 — это практический совет на применение. Высокое отношение L / D важно для противодействия эффекту размагничивания. Необходимо учитывать внешние размагничивающие факторы, такие как наличие по соседству электромагнитов.

Даже близкое расположение двух магнитов на основе сплава Алнико способно существенно ослабить мощность обоих. Однако осторожное обращение решит эту проблему. К тому же всегда есть возможность намагнитить структуру.

Риск размагничивания снижается за счёт улучшения рабочей точки, например, за счёт:

  • использования изделия удлинённой формы,
  • увеличенного соотношения параметров L / D,
  • выбора более высокого Hc,
  • введения магнитной стали в цепь и т. д.

Намагничивание непосредственно на месте способствует повышению производительности. Вращающиеся машины и генераторы, где применён такого типа продукт, нуждаются в тщательном проектировании по причине переменного воздушного зазора в момент вращения ротора.

 

Внешне допускается почерневшая поверхность (отделка «As Cast»), получаемая от формы для литья. Обработка продукта (например, точная шлифовка поверхностей полюсов) сопровождается остаточной блестящей (серебристого вида) металлической поверхностью. Нередко литая структура содержит небольшие отверстия. Это вполне естественно для литых изделий (особенности процесса литья).


При помощи информации: EclipseMagnetics