-
sales@tujinmagnet.com
-
+86-18858010843
Контент
Когда инженер по снабжению получает два предложения на один и тот же дуговой магнит марки N42SH, строки состава в сертификатах на материалы редко совпадают. Один производитель магнитов NdFeB может указывать более высокое содержание неодима, а другой — более высокое содержание диспрозия. Оба магнита соответствуют основным спецификациям, однако их поведение при температуре 160 °C не будет идентичным.
Поэтому для инженеров-мотористов и специалистов по снабжению состав магнита NdFeB не является лабораторной деталью. От сплава зависит, какой магнитный поток производит ротор, насколько хорошо магнит противостоит размагничиванию при высокой температуре, как быстро он корродирует во влажной среде и сколько стоит изготовление готового двигателя. Магнит, который выходит из строя в поле, обычно представляет собой магнит, состав которого никогда не проверялся.
В этой статье поэлементно объясняется состав коммерческих спеченных магнитов NdFeB. В нем описаны типичные весовые проценты, функции каждой добавки, как состав переводится в такие марки, как N35, N42, Н45Ш и N52, а также какие вопросы следует задать перед размещением оптового заказа у поставщика. Цель состоит в том, чтобы дать инженерам и покупателям практическое руководство по определению, проверке и поиску спеченных магнитов моторного класса.
NdFeB означает неодим, железо и бор — три элемента, которые образуют основную магнитную фазу магнита. Эта фаза имеет химическую формулу Nd2Fe14B и тетрагональную кристаллическую структуру с высокой одноосной магнитокристаллической анизотропией. В элементарной ячейке 68 атомов расположены в точном порядке: 16 атомов неодима, 56 атомов железа и 8 атомов бора. Именно такое расположение атомов дает магниту максимальную максимальную энергию, поэтому NdFeB является самым прочным доступным коммерческим материалом для постоянных магнитов.
На бумаге чистый кристалл Nd2Fe14B содержит около 26,7% неодима, 72,3% железа и 1,0% бора по весу. Но коммерческий магнит NdFeB никогда не изготавливается только из чистой фазы. Производители намеренно добавляют от двух до пяти дополнительных процентов неодима, чтобы на границах зерен образовывалась тонкая, богатая неодимом фаза. Во время спекания эта граничная фаза плавится примерно при 1030–1080 °С и смачивает каждое зерно Nd2Fe14B, что устраняет поверхностные дефекты и предотвращает магнитное сцепление соседних зерен. Без этого дополнительного неодима коэрцитивная сила рушится, и магнит не может выдерживать поля, используемые для его намагничивания или размагничивания.
Практический результат состоит в том, что коммерческий спеченный сплав содержит немного больше неодима и немного меньше железа, чем предполагает стехиометрия, при этом бор удерживается в очень узком окне. В типичном сертификате на материал указано содержание неодима 29,0–32,0 %, железа 64,2–68,5 % и бора 1,0–1,2 %, а также группа небольших добавок, которые мы рассмотрим позже в этой статье.
| Элемент | Типичное содержание (весовой %) | Основная роль |
|---|---|---|
| Неодим (Nd) | 29,0–32,0 | Обеспечивает анизотропию и коэрцитивность; образует богатую Nd зернограничную фазу |
| Железо (Fe) | 64,2–68,5 | Переносит большую часть магнитного потока и определяет остаточную намагниченность. |
| Бор (Б) | 1,0–1,2 | Стабилизирует фазу Nd2Fe14B и предотвращает образование магнитомягких фаз железа. |
| Празеодим (Pr) | 0–1,5 | Заменяет неодим и снижает стоимость материала. |
| Диспрозий (Dy) | 0–6,0 (Ч, Ш, УХ, ЭХ) | Повышает коэрцитивность и максимальную рабочую температуру. |
| Кобальт (Со) | 0–1,0 | Улучшает температуру Кюри и температурный коэффициент. |
| Алюминий (Al) | 0,2–0,4 | Улучшает смачивание границ зерен и коэрцитивную силу. |
| Ниобий (Nb) | 0,3–0,6 | Уменьшает размер зерна и стабилизирует микроструктуру. |
| Медь (Cu) | 0–0,2 | Повышает коэрцитивную силу и однородность коррозии. |
| Галлий (Ga) | 0–0,1 | Очень эффективный стимулятор принуждения при низком содержании |
Композиция также содержит примеси, содержание которых необходимо поддерживать на очень низком уровне, особенно кислород и углерод. Типичный спеченный магнит удерживает кислород ниже 500 ppm и углерод ниже 500 ppm, поскольку оба элемента реагируют с неодимом и снижают эффективное содержание редкоземельных элементов. Производитель, который жестко контролирует эти остатки, будет производить магниты с более стабильной принудительной силой и меньшим количеством сюрпризов от партии к партии.
Неодим — это элемент, который делает магнит NdFeB сильным. Его электронная оболочка 4f создает очень высокую магнитокристаллическую анизотропию, а это означает, что электронная спиновая система предпочитает располагаться вдоль одной оси кристалла. В решетке Nd2Fe14B эта одноосная анизотропия является источником внутренней коэрцитивной силы — свойства, которое позволяет магниту противостоять размагничиванию. Коммерческие сплавы содержат 29–32% неодима по массе, что немного выше стехиометрического уровня чистой фазы. Излишек неодима сегрегирует по границам зерен в виде фазы, богатой Nd, которая улучшает характеристики спекания и залечивает поверхностные дефекты зерен Nd2Fe14B.
Железо составляет большую часть потока магнита. Атомы железа внутри структуры Nd2Fe14B несут большую часть обменно-связанного спинового момента, поэтому удаление железа и замена его немагнитными элементами снижает остаточную намагниченность. Железо также является самым дешевым элементом в сплаве, а высокое содержание железа снижает стоимость материала. Однако содержание железа нельзя повышать бесконечно. Если сплав охлаждается со слишком большим количеством железа, образуются магнитомягкие выделения α-Fe, которые закорачивают магнитотвердую фазу, резко снижая коэрцитивную силу. Вот почему бор необходим, а не необязателен.
Бор присутствует всего в количестве 1,0–1,2% по массе, но он контролирует всю фазовую структуру. Бор стабилизирует тетрагональное соединение Nd2Fe14B; без него сплав распадается на Nd2Fe17 и α-Fe, оба из которых магнитомягки и бесполезны для постоянного магнита. Борное окно намеренно закрыто. Слишком мало бора оставляет свободное железо, создавая магнитно-мягкие области. Слишком большое количество бора образует немагнитную фазу Fe2B и ослабляет поток. Наличие бора также является причиной того, что магниты NdFeB можно производить всего с тремя доминирующими элементами вместо того, чтобы требовать самарий и кобальт, которые использовались в более ранних семействах редкоземельных магнитов.
Помимо трех базовых элементов, каждый серьезный поставщик NdFeB использует небольшую группу добавок для точной настройки коэрцитивной силы, температурной чувствительности, коррозионной стойкости и стоимости. Проценты крошечные, но их влияние на готовый магнит двигателя непропорционально велико.
Празеодим и неодим сосуществуют в большинстве редкоземельных руд и образуют непрерывный твердый раствор в решетке Nd2Fe14B. Поэтому производители принимают празеодим в качестве частичного заменителя, обычно до примерно 1,5%. Празеодим немного снижает поле анизотропии, но практическая потеря остаточной намагниченности незначительна. Его основная ценность — стоимость, поскольку отделение празеодима от неодима обходится дорого. Многие поставщики указывают в сертификате комбинированное содержание «Pr Nd» вместо того, чтобы указывать их по отдельности.
Диспрозий — наиболее распространенный тяжелый редкоземельный элемент, используемый в жаропрочных сплавах NdFeB. Это увеличивает поле анизотропии магнита, что увеличивает внутреннюю коэрцитивную силу и увеличивает максимальную рабочую температуру. Наказание — падение остаточной намагниченности, причем финансовое наказание еще больше, поскольку диспрозий в несколько раз дороже неодима. Тербий работает еще лучше на процентный пункт, но стоит дороже, поэтому он зарезервирован для экстремальных марок EH и AH, обычно наносится путем диффузии по границам зерен, а не добавляется во весь расплав.
Кобальт частично заменяет железо и повышает температуру Кюри сплава примерно с 310 °C до примерно 350 °C. Это также улучшает обратимый температурный коэффициент остаточной намагниченности, перемещая его примерно с -0,12% на градус Цельсия до -0,09% на градус Цельсия. Магниты двигателя, подверженные сильным колебаниям окружающей среды, выигрывают даже от 0,5–1,0% кобальта. Однако избыток кобальта несколько снижает принудительность и увеличивает стоимость.
Эти элементы намеренно помещены в зернограничную фазу, богатую Nd, а не в зерна Nd2Fe14B. Они улучшают смачивающие свойства жидкой фазы во время спекания, создавая более гладкие границы, которые более эффективно блокируют перемагничивание. Медь также способствует более равномерному коррозионному поведению, а галлий обладает удивительно сильным действием: всего лишь 0,1% может заметно повысить коэрцитивную силу, поэтому она и появляется, несмотря на высокую цену за единицу.
Ниобий и цирконий тормозят рост зерен при спекании. Более мелкий размер зерна повышает коэрцитивную силу и улучшает прямоугольность кривой размагничивания, что имеет значение, когда двигатель работает близко к наихудшему полю размагничивания. Сохраняя мелкую структуру зерен, производитель может достичь целевой коэрцитивной силы с немного меньшим количеством диспрозия, снижая как стоимость, так и потери остаточной намагниченности.
| Элемент | Типичная добавка (весовой %) | Влияние на остаточную намагниченность | Влияние на принуждение | Влияние на температурное поведение |
|---|---|---|---|---|
| Празеодим | 0–1,5 | От нейтрального до слегка позитивного | Нейтральный | Нейтральный |
| Диспрозий | 0–6,0 | Уменьшается примерно на 0,3–0,5% на 1% Dy. | Сильно улучшает | Повышает максимальную рабочую температуру |
| Тербий | 0–2,0 | Немного уменьшает | Улучшает более Dy за единицу | Повышает максимальную рабочую температуру |
| Кобальт | 0–1,0 | Нейтральный | Немного уменьшает | Улучшает температуру Кюри и температурный коэффициент. |
| Алюминий | 0,2–0,4 | Нейтральный | Улучшает | Нейтральный |
| Медь | 0–0,2 | Немного уменьшает | Улучшает | Нейтральный |
| Галлий | 0–0,1 | Нейтральный | Сильно улучшает per unit | Нейтральный |
| Ниобий | 0,3–0,6 | Немного уменьшает | Улучшает via grain refinement | Нейтральный |
Обозначение марки спеченного магнита NdFeB является сокращением минимального набора магнитных свойств. Буква N обозначает нормальную коэрцитивность, а число относится к максимальному энергетическому произведению в MGOe. N35 обычно имеет остаточную намагниченность 1170–1220 гг. мТл, а N52 достигает 1420–1470 гг. мТл. Переход от N35 к N52 достигается главным образом за счет повышения плотности спекания, улучшения ориентации зерен в магнитном поле и уменьшения количества немагнитных фаз внутри магнита при сохранении базового состава в том же неодимовом диапазоне.
Композиция проявляется благодаря тяжелым редкоземельным элементам. Стандартный магнит N-класса почти не содержит диспрозия. В тот момент, когда покупатель запрашивает температурные возможности H, SH, UH или EH, производитель должен добавить диспрозий или тербий или использовать диффузию по границам зерен. Это изменение незаметно для класса остаточной намагниченности, но хорошо заметно по цене и поведению при высоких температурах.
Буквы температуры не определяются числом остаточной намагниченности. Они определяются внутренней коэрцитивной силой, которую может обеспечить сплав. Чтобы достичь более высокого значения Hcj, производитель увеличивает содержание тяжелых редкоземельных элементов в сплаве. Диспрозий является наиболее широко используемым элементом для этой цели, поскольку он увеличивает поле анизотропии фазы Nd2Fe14B. На приведенной ниже диаграмме показано типичное добавление диспрозия в разных температурных диапазонах, рассчитанных на один и тот же уровень остаточной намагниченности N35.
Тенденция постоянна: каждый шаг от N к EH требует существенно большего добавления диспрозия. Магнит N35H обычно содержит около 1,5% диспрозия по весу. Для марки N35SH требуется около 3,0%, для N35UH — около 4,5%, а для N35EH — до 6,0% или более. Это ориентировочные цифры, поскольку точное количество зависит от размера зерна, уровня кислорода и того, использует ли поставщик зернограничную диффузию. Первое практическое последствие — стоимость, поскольку диспрозий в несколько раз дороже неодима. Второе последствие — потеря остаточной намагниченности, поскольку диспрозий ослабляет намагниченность основной фазы. На каждую дополнительную массовую долю диспрозия остаточная индукция падает примерно на 0,3–0,5 % по сравнению с тем же сплавом без добавки.
Этот компромисс объясняет, почему магнит двигателя N45SH может иметь меньшую остаточную намагниченность, чем магнит N45, но при этом выдерживать размагничивающее поле, которое сотрет N45 за секунды. Разработчику двигателя не следует выбирать высший буквенный класс просто на всякий случай, потому что сверхтяжелый редкоземельный металл стоит денег и снижает флюс. Современные поставщики все чаще используют диффузию по границам зерен, чтобы разместить диспрозий именно там, где он блокирует перемагничивание, сокращая потребление тяжелых редкоземельных металлов на 60–80% при той же коэрцитивной силе. Вот почему два производителя, указывающие один и тот же сорт, могут поставлять разные составы и разные цены. Покупатель всегда должен спрашивать, возникает ли коэрцитивная сила из-за однородных добавок сплава, из-за диффузии по границам зерен или из-за комбинации того и другого. Ответ влияет на долгосрочную безопасность поставок и каждое будущее предложение.
| Обозначение | Остаточная намагниченность Br (мТл) | Коэрцитивная сила Hcj (кА/м) | Максимальная рабочая температура | Типичное содержание тяжелых редкоземельных элементов |
|---|---|---|---|---|
| N35 | 1170–1220 | ≥ 955 | 80 °С | 0–0,5% Ди |
| N42 | 1290–1330 гг. | ≥ 955 | 80 °С | 0–0,5% Ди |
| N45SH | 1320–1370 гг. | ≥ 1592 | 150 °С | ~3% Ди |
| N48UH | 1360–1420 гг. | ≥ 1990 г. | 180 °С | ~4,5% Ди |
| N52 | 1420–1470 | ≥ 876 | 80 °С | 0–0,5% Ди |
Приведенные выше максимальные рабочие температуры являются приблизительными и предполагают коэффициент проводимости около 2. Для тонкого сегмента дуги может потребоваться буква с более высокой температурой при той же температуре окружающей среды, поскольку его форма создает более сильное поле саморазмагничивания.
Постоянные магниты теряют поток при повышении температуры. Обратимый температурный коэффициент остаточной намагниченности стандартного сплава NdFeB составляет от -0,11 до -0,12% на градус Цельсия, поэтому при 150 °С магнит незаметно теряет примерно 15% своего потока при комнатной температуре. Более опасным является поведение принуждения. Внутренняя коэрцитивность Hcj падает примерно от -0,5 до -0,6% на градус Цельсия, что означает, что способность магнита сопротивляться противоположному полю убывает намного быстрее, чем его поток.
Максимальная рабочая температура достигается, когда собственная коэрцитивная сила падает близко к размагничивающему полю, которое магнит действительно испытывает при эксплуатации. Вот почему выбор оценок не может быть сделан только на основе таблицы. Тонкий плоский дуговой магнит с коэффициентом магнитной проницаемости 1,0 испытывает гораздо более сильное поле саморазмагничивания, чем толстый блок с коэффициентом 3,0, и поэтому требует более высокого уровня коэрцитивной силы при той же температуре окружающей среды. Магнит, который работает при температуре 150 °C, ориентируясь только на температуру, указанную в инструкции, представляет собой риск для надежности, а не для конструкции.
Для применения в двигателях при температуре выше 150 °C композиция должна содержать значительное количество диспрозия или тербия, либо границы зерен должны быть диффузными тяжелыми редкоземельными элементами. Мы регулярно оцениваем как изменения температуры влияют на работу неодимовых кольцевых магнитов поскольку кольцевая форма оказывает особенно сильное размагничивающее воздействие на внутреннее отверстие. Добавление кобальта в сплав помогает по-другому: оно повышает температуру Кюри и смягчает температурный коэффициент остаточной намагниченности, что замедляет падение флюса между 100°C и 180°C.
Обсуждаемый до сих пор состав описывает спеченные магниты NdFeB, которые являются стандартом для роторов двигателей, поскольку они обеспечивают самый высокий магнитный поток и самую высокую температурную устойчивость. Спеченные магниты представляют собой полностью плотные сплавы плотностью 7,4–7,6 г/см3, полученные методом жидкофазного спекания при высокой температуре с целью создания магнитотвердой микроструктуры.
Связанные магниты NdFeB относятся к другому семейству. Они начинаются с порошка неодим-железо-бор, но порошок смешивается с органическим связующим, обычно эпоксидной смолой для компрессионного склеивания или нейлоном для литья под давлением. Связующее занимает значительную объемную долю: прессованные магниты содержат примерно 3–5% связующего по массе, а литьевые детали - до 12% и более. Сам порошок тоже имеет другую формулу. Связанные порошки содержат меньше зернограничного материала, богатого неодимом, поскольку отсутствует этап спекания и для уплотнения не требуется граничная фаза. Производители добавляют больше кобальта, а иногда и циркония или ниобия, чтобы улучшить коррозионную стойкость чистого порошка, поскольку полимерное связующее не полностью изолирует каждую частицу от влаги.
| Недвижимость | Спеченный NdFeB | Скрепленный NdFeB |
|---|---|---|
| Плотность | 7,4–7,6 г/см3 | 5,5–6,2 г/см3 |
| Остаточность | 1,17–1,47 Тл | 0,55–0,95 Тл |
| Максимальный энергетический продукт | 35–52 МГОэ | 8–18 МГОэ |
| Максимальная рабочая температура | 80–200 °С в зависимости от сорта | 100–150 °C в зависимости от связующего |
| Коррозионная стойкость | Требуется покрытие | Лучше в мягкой среде |
| Свобода формы | Изготовлен из спеченных блоков | Возможно прямое литье под давлением. |
| Типичный допуск | ±0,05 мм или лучше путем шлифования | ±0,03 мм в направлении формования |
Для валов двигателей, роторов и высокоэффективных приводов преобладают спеченные марки, поскольку их плотность энергии незаменима. Связанные магниты появляются в очень маленьких бесщеточных двигателях, насосах, энкодерах и других устройствах, где низкая стоимость сложной почти чистой формы перевешивает более низкий поток. Эти два семейства никогда не следует сравнивать только по номеру класса, поскольку их логика составления и пределы применения совершенно различны.
Состав сплава фиксируется до прессования магнита, но окончательные магнитные свойства определяются в ходе процесса. Типичная линия по производству спеченного NdFeB работает по хорошо зарекомендовавшему себя маршруту:
Каждый шаг немного меняет эффективную композицию. Поглощение кислорода во время работы с порошком превращает некоторое количество неодима в оксид, который больше не участвует в жидкой фазе, поэтому производитель, плохо обращающийся с порошком, должен компенсировать это дополнительным количеством редкоземельных элементов. Температура спекания контролирует размер зерна, а размер зерна определяет, сколько диспрозия необходимо для достижения целевой коэрцитивной силы. Хорошо организованный процесс позволяет достичь плотности спекания выше 7,45 г/см3, что обычно коррелирует с остаточной намагниченностью, близкой к теоретическому максимуму.
Вот почему покупателю следует полагаться на измеренные данные, а не на номинальный состав. Надежный полные технические данные NdFeB В листе должны быть указаны магнитные характеристики, допуски на размеры, покрытие поверхности и направление намагничивания каждого сорта. В таком случае состав лучше всего подтверждается сертификатом партии с использованием анализа индуктивно-связанной плазмы.
Та же самая богатая неодимом зернограничная фаза, которая обеспечивает спекание, также является слабым местом магнита. Фаза, богатая Nd, электрохимически активна и во влажной или соленой среде корродирует преимущественно по границам зерен. Магнит NdFeB без покрытия может потерять свою поверхностную структуру в течение нескольких часов в камере солевого тумана и в течение нескольких месяцев в уличном двигателе. По этой причине почти каждый промышленный магнит NdFeB перед отправкой с завода подвергается поверхностной обработке.
Выбор покрытия зависит от состава и применения. Никель-медь-никель стал наиболее распространенным покрытием для магнитов двигателей, поскольку оно твердое, гладкое и обеспечивает одинаковую толщину по всей поверхности. Цинк обеспечивает защитную защиту и более низкую стоимость. Эпоксидная смола хорошо подходит для изделий неправильной формы, где толщину покрытия трудно контролировать. Для тяговых двигателей с масляным охлаждением после испытаний на совместимость с охлаждающей жидкостью предпочтительны специальные смолы или высококачественные никелированные покрытия.
| Тип покрытия | Типичная толщина | Максимальная рабочая температура | Устойчивость к солевому туману | Примечания |
|---|---|---|---|---|
| Ni-Cu-Ni | 12–25 мкм | 200 °С | 96–500 ч в зависимости от качества | Стандарт для магнитов двигателя; твердый и однородный |
| Цинк | 8–15 мкм | 120 °С | 24–72 ч. | Жертвенный и экономный |
| Эпоксидная смола | 15–30 мкм | 150 °С | 200–500 ч | Хорошее покрытие кромок, отсутствие гальванического взаимодействия. |
| Фосфатирование | 1–3 мкм | 200 °С | Низкий сам по себе | Слой предварительной обработки, часто используемый с маслом. |
| Золото | 3–8 мкм | 250 °С | Очень высокий | Используется для медицинских и точных инструментов. |
Толщина покрытия увеличивает общий размер, а магнит с покрытием из никеля толщиной 25 мкм увеличивается на 50 мкм по всему размеру. В прецизионных двигателях покрытие и конечный размер обычно указываются как один общий допуск, чтобы избежать посадок с натягом. Лучший магнитный состав NdFeB выйдет из строя раньше, если покрытие не будет соответствовать рабочей среде, поэтому покрытие должно быть частью спецификации марки, а не второстепенной мыслью.
Практический выбор начинается с пяти вопросов: какова максимальная постоянная температура в месте расположения магнита, какое размагничивающее поле может возникнуть во время запуска или перегрузки, какая плотность потока необходима ротору, какова коррозионная среда и какова целевая стоимость. Когда эти числа известны, решение о составе становится кратким списком, а не предположением.
Для тягового двигателя или серводвигателя магниты ротора обычно представляют собой сегменты дуги, намагниченные радиально. В этой геометрии рабочая температура и ток перегрузки определяют минимальную букву температуры, а энергетический продукт определяет остаточную намагниченность. Многие производители двигателей используют N38SH или N42SH для сервоприводов и N38UH или N42EH для более тяжелых тепловых циклов тягового привода. Исследования по как неодимовые дуговые магниты уменьшают объем и вес двигателей показывает, что магнит с более высокой производительностью может сжать корпус ротора без увеличения стоимости за киловатт. Наш нестандартные дуговые магниты для электродвигателей производятся с жестким контролем радиальной стенки, что напрямую стабилизирует поток в воздушном зазоре и снижает зубцовый момент.
Изготовленные на заказ неодимовые дуговые магниты NdFeB, поставщики Ningbo Tujin Magnetic Industry Co., Ltd. является китайским производителем неодимовых дуговых магнитов и поставщиками неодимовых дуговых магнитов Ndfeb. Наша компания ... Посмотреть продукт → Там, где вал должен проходить через магнит, например, в рулевом управлении с электроусилителем, небольших насосах или вспомогательных вентиляторах, естественным выбором являются кольцевые магниты. Кольцевое поперечное сечение уменьшает площадь магнитного материала, поэтому как класс, так и допуск отверстия должны быть точными. Спеченные неодимовые кольцевые магниты шлифуются по внутреннему и наружному диаметрам, а состав подбирается таким, чтобы коэрцитивная сила оставалась выше рабочего размагничивающего поля на внутреннем отверстии.
Изготовленные на заказ неодимовые кольцевые магниты NdFeB, поставщики Ningbo Tujin Magnetic Industry Co., Ltd. является китайским производителем неодимовых кольцевых магнитов и поставщиками неодимовых кольцевых магнитов Ndfeb. Наш комп... Посмотреть продукт → Если стандартная геометрия не может соответствовать конструкции ротора, следующим шагом является индивидуальная форма. Состав может оставаться стандартным, а геометрия, покрытие и направление намагничивания адаптируются к сборке. Индивидуальные формы NdFeB включают потайные блоки, ступенчатые цилиндры, трапеции и составные магнитные сборки, изготовленные из одних и тех же проверенных сплавов.
Изготовленные на заказ неодимовые магниты Ndfeb специальной формы Компания Ningbo Tujin Magnetic Industry Co., Ltd. является китайским производителем неодимовых магнитов специальной формы и магнитов ndfeb специальной формы. Посмотреть продукт → Тяговый двигатель электромобиляПостоянная горячая точка до 180 °C и ток перегрузки, создающий сильное противоположное поле. Основное внимание при выборе: N38UH/N42EH или N38AH с зернограничной диффузией; высокий Hcj при 180 °C; тонкие дуговые сегменты с жестким допуском на стенки; маслосовместимое покрытие. Сознательно планируйте расходы на тяжелые редкоземельные элементы. | Промышленный серводвигательНепрерывная работа при температуре 120–150 °С с частым изменением скорости и высокими динамическими нагрузками. Основное внимание при выборе: дуговые магниты N38SH/N42SH; постоянство остаточной намагниченности в разных партиях для обеспечения линейности крутящего момента; сбалансированный температурный коэффициент; никелирование равномерным слоем 15–20 мкм; Схема намагничивания согласована по чертежу. |
Помимо этих двух сценариев, характеристики магнитов двигателя можно сгруппировать в общие типы конфигурации:
Разница между дешевым магнитом и правильным магнитом редко заключается в форме. Это соответствие состава и условий эксплуатации. Серьезный производитель магнитов NdFeB запросит профиль полной нагрузки, прежде чем рекомендовать марку, поскольку сплав не может быть улучшен после спекания магнита.
Рынки редкоземельных металлов далеки от стабильности. Цены на неодим, празеодим и особенно диспрозий сильно колеблются, а большая часть мирового производства спеченного NdFeB сосредоточена в Китае. Для покупателя это означает, что состав также является решением цепочки поставок. Конструкция, привязанная к 6% диспрозия, подвержена сильной волатильности цен на редкоземельные элементы, в то время как конструкция, в которой используется диффузия по границам зерен или более низкое содержание диспрозия, имеет другой, часто лучший, профиль затрат.
Лучшая защита – это прозрачность. Перед заказом запросите у поставщика сертификат на материал, в котором указан диапазон химического состава, плотность, магнитные свойства и характеристики покрытия для каждой партии. По возможности проверьте состав магнита NdFeB в независимой лаборатории, используя ICP-анализ случайных образцов. Также запросите кривые размагничивания при реальной рабочей температуре, а не только при комнатной температуре, поскольку прямоугольность кривой при повышенной температуре показывает, насколько хорошо были спроектированы состав и границы зерен.
Поскольку мы являемся производителем и оптовым поставщиком магнитов NdFeB в Нинбо, проверка состава является частью нашего процесса расчета цен. Прежде чем рекомендовать марку, мы подтверждаем диапазон рабочих температур, ожидаемое поле размагничивания и класс коррозии. Для OEM-проектов мы предоставляем предварительные образцы и сертификат материала с каждой партией, а также поддерживаем клиентов техническими данными, которые им необходимы при рассмотрении конструкции двигателя.
Чем состав магнита NdFeB отличается от формулы чистого Nd2Fe14B?Чистая фаза Nd2Fe14B соответствует примерно 26,7% неодима, 72,3% железа и 1,0% бора по массе. Коммерческие спеченные магниты содержат от двух до пяти дополнительных процентных пунктов неодима, поскольку избыток образует зернограничную фазу, которая обеспечивает жидкофазное спекание и изолирует магнитные зерна. Таким образом, практические диапазоны составов составляют около 29–32% неодима, 64,2–68,5% железа и 1,0–1,2% бора, а также небольшие количества диспрозия, кобальта, алюминия, ниобия и других добавок. |
Почему коммерческие сплавы NdFeB содержат больше неодима, чем требуется для стехиометрической фазы?Дополнительный неодим образует тонкую межзеренную фазу, которая плавится во время спекания при температуре около 1030–1080 ° C. Эта жидкая фаза смачивает зерна Nd2Fe14B, удаляет поверхностные дефекты и предотвращает магнитное взаимодействие соседних зерен. Без него коэрцитивность будет низкой, а плотность спекания низкой. Таким образом, фаза, богатая Nd, не является отходом; это функциональный компонент магнитного состава NdFeB, который напрямую контролирует коэрцитивную силу и термическую стабильность. |
Какова роль диспрозия в составе магнита NdFeB и почему это так противоречиво?Диспрозий increases the anisotropy field of the magnet and therefore raises intrinsic coercivity and maximum operating temperature. It is the standard element for H, SH, UH, and EH grades. The controversy comes from cost and supply: dysprosium is expensive, its mining has a heavy environmental footprint, and its price is volatile. Many manufacturers now use grain boundary diffusion to put dysprosium only at the grain boundaries, reducing total consumption by 60–80% while keeping the same coercivity. |
Можно ли проверить состав готового магнита NdFeB?Да. Оптическая эмиссионная спектроскопия с индуктивно связанной плазмой, обычно называемая ICP-OES, является стандартным методом проверки неодима, железа, бора и микропримесей в спеченном магните. Покупатели могут запросить заводской сертификат с результатами ICP на партию или отправить случайные образцы в независимую лабораторию. Измерение плотности и магнитные испытания при номинальной температуре являются полезными дополнениями, поскольку они подтверждают, что композиция действительно преобразовалась в ожидаемую микроструктуру. |
Какой магнитный состав NdFeB лучше всего подходит для высокотемпературных магнитов двигателей?Для двигателей, работающих при температуре 150–200 °C, лучшим выбором является марка SH, UH или EH с тщательно сбалансированным содержанием диспрозия или сплав с диффузией по границам зерен. N42SH и N45SH хорошо подходят для серводвигателей, а N38UH и N42EH чаще встречаются в тяговых приводах. Оптимальный состав сводит к минимуму количество тяжелых редкоземельных элементов, сохраняя при этом внутреннюю коэрцитивную силу, вдвое превышающую поле размагничивания для наихудшего случая при максимальной рабочей температуре. |
Отличается ли состав связанного NdFeB от состава спеченного магнита?Да. Порошки магнитов на связке содержат меньше зернограничной фазы, богатой неодимом, поскольку отсутствует стадия спекания и жидкая фаза не требуется для уплотнения. Они также содержат больше кобальта, а иногда и циркония или ниобия, чтобы уменьшить коррозию чистого порошка. Полимерное связующее добавляет еще одно отличие, поскольку оно немагнитно и разбавляет флюс. Таким образом, магниты на связке не являются версией того же сплава более низкого качества; это другое семейство составов, предназначенное для другого процесса. |
Магнитный состав NdFeB является основой каждого свойства, которое заботит разработчика двигателя. Неодим обеспечивает анизотропию, железо — флюс, бор стабилизирует фазу, а несколько добавок адаптируют сплав к реальным условиям эксплуатации. Одна и та же базовая система может обслуживать экономичный блок N35 и требовательную моторную дугу N48UH, при условии, что состав и процесс разработаны соответствующим образом.
Что касается закупок, то вывод прост: укажите температурный класс и поле размагничивания, запросите сертификат на материал, проверьте содержание тяжелых редкоземельных элементов и выберите производителя с технологической дисциплиной, позволяющей удерживать сплав в узком диапазоне. Магнит, который выдерживает десятилетие термических циклов, является самым дешевым магнитом, который когда-либо купит производитель двигателей. Понимание сплава до заказа первого образца — это самый дешевый способ снижения рисков во всей цепочке поставок двигателей.
№ 107 промышленный парк Юньшань, поселок Санциши, уезд Юяо, город Нинбо, провинция Чжэцзян , Китай
+86-18858010843
sales@tujinmagnet.com
Авторское право © Компания Ningbo Tujin Magnetic Industry Co., Ltd. Все права защищены.
