Як вырабляюцца неадымавыя кольцавыя магніты?

Калі вы калі-небудзь распакоўвалі партыю кольцавых магнітаў, якія не падыходзілі да вашага ротара, гублялі трываласць праз месяц або праржавелі яшчэ да ўстаноўкі, вы ведаеце гэтае пачуццё. Праблема звычайна не ў матэрыяле, а ў тым, як быў зроблены магніт.

Я назіраў, як пакупнікі мяркуюць, што ўсе кальцавыя магніты вырабляюцца з адной і той жа лініі. Гэта не так. Розніца паміж «дастаткова добрым» кальцавым магнітам і тым, які працуе гадамі ў рухавіку або датчыку, залежыць ад этапаў вытворчасці, якіх вы ніколі не бачыце.

Вось што насамрэч адбываецца ў краме магнітаў на заказ — і дзе прабіраюцца найбольш дарагія памылкі.

Хуткі здымак

Падрыхтоўка матэрыялу
Працэс спякання
Апрацоўка і пакрыццё
Кірунак намагнічвання
Тэставанне кантролю якасці

Асноўныя характарыстыкі неадымавых кольцавых магнітаў

Перш чым мы пройдзем па вытворчым цэху, давайце ўдакладнім адну рэч. Нельга правільна вырабіць кальцавы магніт, калі характарыстыкі невыразныя.
Вызначэнне правільных памераў кальцавога магніта — гэта першы фільтр паміж дэталлю, якая падае ў вашу зборку, і той, якая захрасае або хістаецца. Мы вернемся да допускаў пазней, але майце на ўвазе, што кожны наступны крок залежыць ад вашага чарцяжа.

 

Агляд працэсу вырабу неадымавых кольцавых магнітаў

Падрыхтоўка матэрыялу

Пачынаецца з неапрацаванага неадыму, жалеза і бору, а таксама некалькіх дадатковых элементаў, такіх як дыспразій або тэрбій, для цеплаўстойлівасці. Сплаў плавіцца ў вакуумнай індукцыйнай печы, а затым адліваецца ў тонкія лускавінкі. Гэтыя лускавінкі ператвараюцца ў буйны парашок.

Вось тут і хітрасці даюць: танныя вытворцы выкарыстоўваюць непаслядоўныя адходы або прапускаюць праверку чысціні. Вынік? Кальцавыя магніты, якія вымяраюць добра, але працуюць на 15-20% ніжэй за заяўленыя. Мы адпраўляем кожную партыю сыравіны ў знешнюю лабараторыю. Калі ўтрыманне вугляроду або кіслароду адрозніваецца на 0,05%, мы яе адбракоўваем. Гэта гучыць апантана, пакуль вы не заменіце 10 000 кольцаў, таму што яны страцілі флюс у гарачым рухавіку.

Працэс спякання (парашковая металургія)

Дробны парашок прэсуецца ў прэс-форме пад уздзеяннем моцнага магнітнага поля. У выпадку з кальцавымі магнітамі гэтае поле выраўноўвае часціцы — гэта выраўноўванне непасрэдна вызначае канчатковую магнітную магутнасць. Затым прэсаваныя «зялёныя» прэсаваныя заготовкі трапляюць у печ для спякання.

Спяканне награвае матэрыял амаль да тэмпературы плаўлення (каля 1060–1100°C) у вакууме або ў асяроддзі інэртнага газу. Часціцы зліваюцца разам, кантралявана сціскаючы дэталь прыкладна на 15–20%. Гэта ўсаджванне прадказальнае, але толькі калі тэмпература і час печы правільна падабраныя. Змена на 10°C на працягу гадзіны можа прывесці да таго, што кольцы стануць занадта сітаватымі або занадта далікатнымі.

Пасля спякання магніты астуджаюцца, а затым падвяргаюцца старэнню (адпачынку) у некалькі этапаў. Гэта развівае канчатковую каэрцытыўнасць — супраціў магніта размагнічванню. Калі прапусціць цыкл адпачынку, ваш кальцавы магніт самастойна размагніціцца ў цёплым корпусе.

Апрацоўка і фарміраванне

Спечаныя кальцавыя магніты выходзяць з печы цвёрдымі і далікатнымі, але яшчэ не маюць канчатковых памераў. Апрацоўка выконваецца алмазнымі інструментамі або электраэрозійнай апрацоўкай (EDM), таму што звычайны цвёрды сплав не рэжа іх.

Унутраны дыяметр (ID) і вонкавы дыяметр (OD) шліфуюцца з дапушчальным адхіленнем. Для тыповага прамысловага кольца мы прытрымліваемся ±0,05 мм па ўнутраным і вонкавым дыяметрах. Для дакладных прымяненняў, такіх як кольцы энкодэраў, гэта адхіленне памяншаецца да ±0,01 мм. Я памятаю партыю, дзе кліент указаў «стандартны дапушчальны адхіленне», а потым скардзіўся, што біццё ў 0,1 мм прывяло да перагрэву падшыпніка. Цяпер мы заўсёды пытаемся: што такое спалучаная дэталь і які зазор?

 

Працэс намагнічвання і пакрыцця

Восевая супраць радыяльнай намагнічанасці

Вось тут кальцавы магніт становіцца альбо карысным, альбо бескарысным. Намагнічанасць не з'яўляецца наладай па змаўчанні — яе трэба ўказаць.

- Восевая намагнічанасць азначае, што паўночны і паўднёвы полюсы знаходзяцца на дзвюх плоскіх паверхнях. Гэта звычайная з'ява для магнітных муфт, утрымлівальных кольцаў і зборак дынамікаў.
- Радыяльная намагнічанасць азначае, што полюсы знаходзяцца на ўнутраным і вонкавым дыяметрах - адзін бок накіраваны на поўнач, процілеглы бок - на поўдзень, але магнітнае поле накіравана радыяльна. Гэта тое, што патрэбна для ротараў бесшчоткавых рухавікоў пастаяннага току, магнітных падшыпнікаў і некаторых датчыкаў.

Я бачыў, як інжынеры заказвалі 5000 радыяльна намагнічаных кольцаў, але потым разумелі, што забыліся паведаміць заводу колькасць полюсаў (2-полюсныя, 4-полюсныя, 8-полюсныя). Завод зрабіў іх усе 2-полюснымі. Кольцы працавалі, але не для іх прымянення. Заўсёды пацвярджайце кірунак намагнічанасці кольцавых магнітаў з дапамогай чарцяжа, які паказвае арыентацыю полюсаў адносна шпоначнай пазы або маркіроўкі.

Метады пакрыцця і іх эфекты

Неадымавыя кольцавыя магнітыпрыкладна на 60% складаюцца з жалеза — у вільготным паветры яны іржавеюць праз некалькі гадзін. Пакрыццё не з'яўляецца касметычным.

- NiCuNi (нікель-медзь-нікель): стандарт для сухога прамысловага выкарыстання. Цвёрды, праводзячы і тонкі (10–20 мкм). Але адна драпіна — і пачынаецца карозія.
- Эпаксідная смалка: больш густая (25–50 мкм), неправодная і значна больш устойлівая да саляных туманаў і вільгаці. Яна непрыгожая, але трывалая. Мы выкарыстоўваем яе для вонкавых датчыкаў і марскіх прымяненняў.
- Цынк: танны і бяспечны. Добра падыходзіць для ўнутраных зборак, дзе ніколі не ўтвараецца кандэнсат.
- Пасівацыя / фасфатаванне: вельмі тонкі пласт — толькі для магнітаў, якія будуць прыклейвацца або пакрывацца ліццём, бо клеі лепш трымаюцца на шурпатай, сітаватай паверхні.

Аднойчы кліент адмовіўся ад эпаксіднай смалы і выкарыстаў нікель на кольцах для датчыка вадзянога помпы. Праз тры месяцы кожнае кольца пакрылася іржай. Гарантыйны прэтэнзія каштавала даражэй, чым уся партыя. Не здагадвайцеся — праверце ўзор у рэальных умовах.

 

Кантроль якасці ў вытворчасці магнітаў

Дапушчальныя памеры і выпрабаванні

Кожны кальцавы магніт правяраецца, але не на кожным заводзе гэта робіцца аднолькава. Мы выкарыстоўваем аўтаматызаваныя аптычныя вымярэнні для знешняга дыяметра, унутранага дыяметра і таўшчыні на 100% індывідуальных заказаў. Лазерны мікраметр скануе кожную дэталь менш чым за секунду. Любое кальцо, якое выходзіць за межы ўзгодненага дапушчальнага адхілення, трапляе ў кантэйнер для металалому.

Але вось у чым пастка: талерантнасць распаўсюджваецца на ўсе трыпамеры незалежнаКальцо можа мець ідэальны вонкавы дыяметр, унутраны дыяметр на 0,03 мм меншы, а таўшчыню — адхіленую на 0,1 мм. Зборка ўсё роўна не атрымаецца. Таму трэба ўказаць, якія памеры з'яўляюцца крытычнымі, а якія — эталоннымі.

Тэставанне прадукцыйнасці і даўгавечнасці

Магнітны паток вымяраецца шпулькай Гельмгольца або гаўс-метрам у некалькіх кропках вакол кольца. Для аксіяльна намагнічаных кольцаў мы правяраем цэнтральнае поле і поле паблізу краёў. Для радыяльна намагнічаных кольцаў мы паварочваем дэталь і шукаем кансістэнцыю паміж полюсамі — адхіленне больш за 3% азначае, што выраўноўванне падчас прэсавання было нераўнамерным.

Тэмпературныя выпрабаванні — гэта яшчэ адзін узровень. Мы бярэм пяць кольцаў з кожнай партыі, змяшчаем іх у печ пры зададзенай вамі максімальнай тэмпературы (напрыклад, 120°C) на дзве гадзіны, астуджаем іх і зноў вымяраем флюс. Калі яны губляюць больш за 5% ад першапачатковай магутнасці, партыя бракуецца. Гэта стандартнае выпрабаванне, якое многія «танныя» пастаўшчыкі прапускаюць, бо яно займае шмат часу і прыводзіць да страты матэрыялу.

 

Што пакупнікі павінны пацвердзіць перад замовай неадымавых кольцавых магнітаў

Памеры і дапушчальныя адхіленні

Будзьце канкрэтнымі. Не пішыце «Знешні дыяметр 20 мм». Пішыце «Знешні дыяметр 20,00 ±0,05 мм, унутраны дыяметр 10,00 +0,02/-0,00 мм, таўшчыня 5,00 ±0,03 мм». Паведаміце вытворцу, якія паверхні з'яўляюцца спалучанымі паверхнямі. І заўсёды, заўсёды запытвайце справаздачу аб праверцы першага вырабу перад пачаткам поўнай вытворчасці.

Матэрыяльныя класы

Маркі ад N35 да N55 паказваюць максімальны энергетычны прадукт. Больш высокі лік N = мацнейшы, але больш далікатны і менш устойлівы да цяпла. Кальцавы магніт N52 пры пакаёвай тэмпературы ўражвае. Кальцавы магніт N52 пры 70°C губляе 12% сваёй трываласці. N42SH пры той жа тэмпературы амаль нічога не губляе. Супастаўце марку з вашай рабочай тэмпературай, а не толькі з нумарам у каталогу.

Кірунак намагнічанасці

Гэта не «прыемна мець». Гэта адзін з самых няправільна вызначаных параметраў. Пастаўце стрэлку на свой малюнак. Напішыце «восевае намагнічванне, поўнач на верхняй грані». Або «радыяльнае 4-полюснае, вонкавы дыяметр поўнач». Калі вы не можаце ўявіць сабе гэта, папрасіце намагнічаны ўзор — кавалак паперы і жалезныя стружкі імгненна пакажуць вам заканамернасць.

 

Вытворчасць на заказ неадымавых кольцавых магнітаў

Працэс стварэння для друку

Калі вам патрэбен кальцавы магніт, якога няма ў каталогу — з нестандартным суадносінамі ўнутранага і вонкавага дыяметраў, спецыяльным пакрыццём, шматполюснай схемай — вы шукаеце...неадымавыя магніты на заказПрацэс просты: вы дасылаеце чарцёж або ўзор, мы разглядаем дапушчальныя адхіленні і магчымасць выкарыстання інструмента, затым вызначаем кошт інструмента (калі такі маецца) і цану за дэталь.

Інструменты для кольцавых магнітаў звычайна ўяўляюць сабой набор штампаў і шліфавальных прыстасаванняў. За нестандартныя памеры трэба будзе аплаціць ад 500 да 2000 долараў ЗША загадзя. Гэты кошт амартызуецца ў залежнасці ад аб'ёму замовы. Для вялікіх аб'ёмаў (больш за 10 000 штук) кошт інструментаў на адну дэталь нязначны.

Мінімальны заказ і тэрмін выканання

Мінімальныя аб'ёмы замовы на заказ кольцавых магнітаў звычайна пачынаюцца ад 2000–5000 штук для вытворчасці метадам спякання. Некаторыя пастаўшчыкі ідуць на меншыя заказы (500–1000 штук), выкарыстоўваючы звязаны неадым або мадыфікаваныя нарыхтоўкі, але прадукцыйнасць не такая ж — звязаныя магніты прыкладна на 30% слабейшыя.

Тэрміны выканання: 4–6 тыдняў для вырабу інструментаў і першых узораў, затым яшчэ 4–6 тыдняў для вытворчасці і пакрыцця пасля зацвярджэння ўзораў. Тэрміновыя заказы (усяго 2–3 тыдні) магчымыя, але трэба будзе заплаціць 30–50% больш і пагадзіцца на больш жорсткія дапушчэнні ў адпаведнасці з графікам завода, а не вашым.

 

Неадымавыя кольцавыя магніты выкарыстоўваюцца ва ўсім: ад рухавікоў электрамабіляў да медыцынскіх энкодэраў і мацаванняў. Вытворчы працэс даволі прадуманы, але няўмольны. Правільна падбярыце спецыфікацыі, пратэстуйце прататып і працуйце з пастаўшчыком, які задае пытанні, а не з тым, хто проста кажа «так» на кожную лічбу, якую вы запісваеце.

Калі вы хочаце, каб яшчэ адна пара вачэй зірнула на ваш малюнак з магнітам-кольцам, перш чым рабіць аптовы заказ, звяжыцеся з намі. Мы выяўлялі памылкі ў дапушчальных адхіленнях, якія маглі б каштаваць нашым кліентам шасцізначных сум. Такую памылку можна зрабіць толькі адзін раз.

Fullzen Technology | Вытворца неадымавых магнітаў на заказ

Ад матэрыялу да намагнічвання — зроблена так, як вам трэба.