Sinterirani alnico magneti uglavnom se sastoje od željeza, aluminija, nikla, kobalta i drugih elemenata, a pripremaju se tehnologijom metalurgije praha. Ova vrsta magneta ima visoku magnetizaciju zasićenja, dobru temperaturnu stabilnost i otpornost na koroziju, kao i visoku remanenciju i koercitivnost, što mu omogućuje održavanje dobrih magnetskih svojstava u raznim ekstremnim okruženjima. Međutim, unutarnja mikrostruktura svježe sinteriranih magneta često sadrži nedostatke, kao što su pore, inkluzije i nejednoliko raspoređena zrnca. Ti će nedostaci izravno utjecati na magnetska i mehanička svojstva magneta.
Toplinska obrada, kao važna tehnologija u procesu pripreme magnetskih materijala, može značajno optimizirati mikrostrukturu magneta točnim kontroliranjem procesa zagrijavanja, držanja i hlađenja, čime se smanjuju unutarnji nedostaci, poboljšava orijentacija zrna, a time i poboljšavaju magnetska svojstva.
Smanjite unutarnje nedostatke:
Tijekom procesa sinteriranja unutar magneta mogu se stvoriti defekti kao što su pore i inkluzije zbog metalurškog povezivanja između čestica praha. Ovi nedostaci ne samo da smanjuju gustoću magneta, već također utječu na raspored magnetskih domena, što rezultira smanjenjem magnetske izvedbe. Toplinska obrada može učinkovito smanjiti te nedostatke i poboljšati gustoću i ujednačenost magneta kroz difuziju tvari i preraspodjelu na visokim temperaturama.
Poboljšajte orijentaciju zrna:
Orijentacija zrnaca ima važan utjecaj na magnetska svojstva magneta. Idealna orijentacija zrna omogućuje više magnetskih domena da budu poravnate u istom smjeru, čime se povećava produkt magnetske energije i koercitivna sila magneta. Podešavanjem temperature i vremena, toplinska obrada može potaknuti preferencijalni rast kristalnih zrnaca i učiniti orijentaciju kristalnih zrnaca dosljednijom, čime se poboljšavaju ukupna magnetska svojstva magneta.
Optimizirajte strukturu granica zrna:
Granice zrna su prijelazna područja između različitih zrna u magnetu. Njihova struktura i svojstva imaju važan utjecaj na magnetska i mehanička svojstva magneta. Toplinska obrada može promijeniti sastav i strukturu granica zrna, smanjiti nedostatke i naprezanje na granicama zrna, čime se poboljšavaju magnetska svojstva i stabilnost magneta.
Kako bi se toplinskom obradom optimizirala izvedba sinteriranih Alnico magneta, potrebno je precizno kontrolirati sljedeće ključne čimbenike:
Temperatura grijanja:
Odabir temperature grijanja je ključan. Previsoka temperatura može uzrokovati promjene u unutarnjoj strukturi magneta, kao što je abnormalni rast zrnaca, čime se smanjuje magnetska izvedba; dok preniska temperatura možda neće moći u potpunosti eliminirati unutarnje nedostatke i optimizirati orijentaciju zrna. Stoga je odgovarajuću temperaturu grijanja potrebno odabrati na temelju specifičnog sastava i očekivane učinkovitosti magneta.
Vrijeme čuvanja:
Duljina vremena očuvanja topline izravno utječe na učinak toplinske obrade. Ako je vrijeme zadržavanja prekratko, difuzija i preraspodjela tvari možda se neće u potpunosti ostvariti; ako je vrijeme držanja predugo, to može dovesti do prekomjernog rasta zrna i degradacije magnetskih svojstava. Stoga se vrijeme zadržavanja mora razumno odrediti na temelju temperature zagrijavanja i specifičnih uvjeta magneta.
Brzina hlađenja:
Brzina hlađenja ima značajan utjecaj na konačnu izvedbu magneta. Brzo hlađenje može popraviti organizacijsku strukturu na visokim temperaturama i postići veću tvrdoću i snagu; dok sporo hlađenje pomaže smanjiti unutarnje naprezanje i poboljšati žilavost. Za sinterirane Alnico magnete obično se koristi odgovarajuća brzina hlađenja kako bi se uravnotežile potrebe magnetskih i mehaničkih svojstava.
Nakon pažljivo osmišljenog procesa toplinske obrade, magnetska svojstva sinteriranih alnico magneta značajno će se poboljšati:
Poboljšani proizvod magnetske energije: Proizvod magnetske energije važan je pokazatelj sposobnosti magneta da pohranjuje magnetsku energiju. Toplinska obrada poboljšava orijentaciju kristalnih zrna i učinkovitost rasporeda magnetskih domena optimiziranjem mikrostrukture magneta, čime se značajno povećava produkt magnetske energije magneta. Zbog toga su sinterirani Alnico magneti izvrsni u aplikacijama koje zahtijevaju visoku gustoću energije, kao što su motori s trajnim magnetima za električna vozila, rotori za vjetroturbine itd.
Poboljšana koercitivnost: koercitivnost je važan pokazatelj sposobnosti magneta da se odupre interferenciji vanjskih magnetskih polja. Toplinska obrada poboljšava otpornost magneta na magnetsku degradaciju smanjenjem unutarnjih nedostataka i optimiziranjem strukture granica zrna, čime se značajno povećava prisilna sila. To daje sinteriranim Alnico magnetima značajne prednosti u aplikacijama koje zahtijevaju visoku stabilnost i otpornost na smetnje, kao što su senzori visoke preciznosti, magnetski mediji za snimanje itd.
