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磁铁材料加工与制造

1.我可以钻一个洞和/或磁铁吗?
2.定义EDM过程; 什么是过程限制?
3.铸造和烧结Alnico零件之间有什么区别,以及工艺是什么?
4.加工磁性材料时,预期的表面光洁度是多少?
5. Alnico最常见的质量问题是什么?
6.用压制的高能磁体,取向不是完全平行或垂直于压制方向,为什么?

1.我可以钻一个洞和/或磁铁吗?

作为一般规则,铸造或烧结磁体材料非常硬(RC46)。 这是洛氏“C”刻度上的46,比市售的钻头和龙头更硬,因此在使这些磁体材料凹陷之前,工具将变热和变钝,变钝或断裂。 必须使用倾斜EDM工艺来制造孔,并且如果需要螺纹,则可以螺纹插入。 可以钻制粘结的NdFeB和用环氧树脂粘合剂制成的其它磁体,但是该方法对粘合剂而不是磁体材料起作用。 这些材料中的螺纹可以容易地剥离。

2.定义EDM过程; 什么是过程限制?

执行两种类型的EDM(电火花加工)工艺;线切割和下沉电火花加工。
沉降EDM是一种通常由石墨,黄铜或铜管状电极组成的工艺,其被缓慢地供给到浸入油中的工件中。来自电极的脉冲放电引起火花跳到工件,每个都撕裂出小颗粒。油,也称为切削液,通常流过电极的中心,以帮助将颗粒冲离切削路径。电极逐渐腐蚀通过工件的路径。表面光洁度通常比研磨过程中更粗糙,但是二次切割或较慢的切割速度可以改善光洁度。根据被切割的材料和切割的长度(或电极行程),公差通常在+/- .001“至+/- .005”的范围内。
陶瓷磁体不能利用EDM加工,因为该材料不允许在电极和工件之间发生“电弧”。

除了载有电脉冲的电极是一根非常薄的(0.010“)镀锌黄铜线之外,线电火花加工是一个非常类似于沉降电火花加工的过程,而铜电极在沉降电火花加工中逐渐崩解, 当工件从线轴上松开时,电流流入工件,利用超细线,可以保持非常紧的公差。表面处理与Blanchard磨削类似,但是通常进行二次切割以获得更光滑的抛光, 典型的公差可以保持在+/- .0002“至+/- .0005”。
正如在沉降EDM中,工件必须是导电的,以便EDM工艺工作。 硬和软铁氧体材料(陶瓷磁体)以及一些环氧树脂粘结磁性材料不能利用EDM工艺切割。 Precision Magtech具有两种能够进行无人值守操作的CNC方式。

3.铸造和烧结Alnico零件之间有什么区别,以及工艺是什么?

铸件是通过将熔融金属或合金浇注到砂或陶瓷模具中而形成的。 模具具有浇口和跑道,以将熔融金属引导到具有期望的磁体形状的一个或多个阴型腔。 空腔为形成的气体排出,并且在冷却时存在收缩,因此通常需要后铸造清洁和/或研磨操作。
烧结是纯金属粉末或合金与热的分子接合,但是不液化它们。 在压制之前将蜡掺入烧结粉末中,使得压制的部件保持其形状。 在烧结过程开始之前,粘合剂在炉中燃烧。

自动压力机允许快速且连续地形成烧结磁体,因此这通常是较低成本的工艺,但模压将尺寸的实际限制设置为约150克,并且长度限制为直径的大约2.5倍。 烧结部件在烧制时略微收缩,但尺寸非常一致,因此它们通常可以直接使用,或者用最少量的后烧结加工。 烧结部件倾向于更均匀,具有小得多的晶粒尺寸和晶界。
铸造和烧结铝镍钴磁体必须在磁场中经历热处理循环以产生其磁性能。 等效尺寸的烧结Alnico部件的磁性能一次低于铸造部件的磁性能,但是对于大多数等级和几何形状,该差异实际上消失了。

4.加工磁性材料时,预期的表面光洁度是多少?

磁体可以使用任何数量的加工工艺成形,例如切割,研磨,EDM或甚至磨料水喷射。 通常,通过利用研磨工艺使大多数磁体达到最终尺寸。 大多数研磨机将使用标准砂轮在大多数磁体上产生至少16G的表面光洁度(当研磨Alnico时,由于材料硬度,表面光洁度将得到改善[8G])。
Blanchard研磨机将使用标准轮在所有磁体上产生至少32BL的表面光洁度。 (再次,Alnico理论上应该更高[16BL]到期
到硬度)。可以通过改变切割速度来控制其它加工过程(EDM,水喷射),以便产生与在研磨过程中看到的相似的表面光洁度。 因此,记住磁铁表面光洁度的最简单方法是记住数字16和32。

5. Alnico最常见的质量问题是什么?

一般来说,Alnico的物理质量已经大大改善,因为这种材料已经存在了很长时间,许多生产商竞争这项业务。 内部空隙和裂缝是最令人沮丧的问题,因为它们只有在大量工作完成后才会出现。

6.用压制的高能磁体,取向不是完全平行或垂直于压制方向,为什么?

通过在磁场中按压部件来引起取向。 磁场由一对线圈产生,每个线圈在部件的每一侧。 高压用于制造部件,使得粉末不能在模腔中“流动”太多,这导致部件中的一定程度的不均匀压缩。 即使定向线圈处于非常良好的机械对准,密度的变化导致能量容量的不均匀分布。 在磁化时,这反映为具有部件体积的平均特性的磁矩,并且有效的外部磁场对准可以与期望的不同。

只有具有亥姆霍兹几何(平均线圈半径=平均线圈间距)的线圈产生非常均匀的定向场。 这将需要通常比可用空间大得多的线圈。 最终结果是必须使用不太理想的线圈,并且定向场弯曲远离被按压的部件的中心线。 如果使用整个压制零件,或中心部分,这并不重要,因为平均场对齐是相当好的。 然而,由压制块的边缘或角部制成的小部件可以表现出磁化轴线的一些可测量的不对准。 应当注意,我们很少测量超过3°的偏差,这通常是由于一些其他因素。 外部磁矩相对于部件轴的角偏移通常更多地是部件形状比块取向的结果。

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