Cum sunt fabricați magneții de ferită?
Magneți de ferită, denumite uneori ceramică datorită procesului lor de producție, sunt cel mai ieftin tip de material cu magnet permanenți. Materialul a devenit disponibil comercial la mijlocul anilor 1950 și de atunci și-a găsit drumul în nenumărate aplicații, inclusiv magneți curbați pentru motoare electrice, mandrine magnetice și unelte magnetice. Materia primă pentru acești magneți este oxidul de fier amestecat cu stronțiu sau bariu și măcinat într-o pulbere fină. Pulberea este apoi amestecată cu un liant ceramic pentru a produce magneți prin tehnici de compresie sau extrudare, urmate de un proces de sinterizare. Natura procesului de fabricație are ca rezultat produse care conțin adesea defecte precum fisuri, goluri, așchii etc. Din fericire, aceste defecte afectează rareori performanța magnetului.
Pentru a îmbunătăți performanța magneților de ferită, compusul de ferită poate fi afectat de un câmp magnetic în timpul procesului de presare. Această părtinire induce o orientare de magnetizare preferată în magnet, degradând semnificativ performanța acestuia în orice altă orientare. Prin urmare, magneții de ferită sunt disponibili în ambele clase direcționale (anizotrope) și nedirecționale (izotrope). Datorită proprietăților sale magnetice mai scăzute, clasele izotrope de ferită sunt utilizate în mod obișnuit acolo unde sunt necesare modele complexe de magnetizare, iar influențarea procesului ar fi prohibitivă.
Magneții de ferită sunt predispuși la demagnetizare atunci când sunt expuși la temperaturi extreme, sunt cei mai puțin stabili din punct de vedere termic dintre toate familiile magnetice, dar pot fi utilizați în medii de până la 300°C (570°F). Unele clase au o rezistență mai bună la temperaturi ridicate și scăzute, dar există mai mulți factori care vor determina performanța unui magnet de neodim. Geometriile magnetice care utilizează plăci din spate, juguri sau structuri de cale de întoarcere vor răspunde mai bine la schimbările de temperatură. Ca și în cazul majorității ceramicii, magneții de ferită nu trebuie încălziți sau răciți mai mult de 100°C pe oră.
Magneții de ferită sunt foarte rezistenți la coroziune și acoperirile pot fi aplicate din motive estetice sau pentru a reduce pulberea fină de ferită asociată cu magneții de ferită.
Materialul magnetului de ferită este foarte dur și fragil, iar duritatea medie Mohs a materialului este de 7, ceea ce nu este potrivit pentru mașinile-unelte tradiționale și uneltele de tăiere. Uneltele diamantate și unii abrazivi sunt metodele convenționale de realizare a acestui aliaj de magnet. Majoritatea materialelor magnetice sunt prelucrate în stare nemagnetizată. Odată ce operațiunile de fabricare și curățare sunt finalizate, magneții sunt magnetizați până la saturație.
Magneții de ferită sunt destul de ușor de magnetizat, necesitând doar un câmp de magnetizare rezonabil. Ele sunt adesea folosite cu componente din oțel moale, cum ar fi carcasele motorului sau plăcile din spate, și este adesea necesară magnetizarea unui magnet de ferită montat pe/în acea componentă.
Magneții de ferită sunt în mod inerent fragili și sunt în special predispuși la crăpare atunci când aplicarea implică șocuri sau îndoire. Ca toate materialele magnetice, feritele nu trebuie folosite ca elemente structurale în proiecte.
Magneții de ferită sunt obținuți prin calcinarea unui amestec de oxid de fier și carbonat de stronțiu pentru a forma oxizi metalici. O operație de măcinare în mai multe etape reduce materialul calcinat la o dimensiune mică a particulei. Este compactat într-o matriță prin una din două metode. pudra. În prima metodă, pulberile sunt compactate uscat pentru a forma magneți izotropi cu proprietăți magnetice mai slabe, dar toleranțe dimensionale mai bune. În mod normal, magneții presați uscati nu necesită măcinare fină. În a doua metodă, pulberea este amestecată cu apă pentru a forma o suspensie. În prezența unui câmp magnetic, suspensia este compactată în matriță. Un câmp magnetic aplicat produce un magnet anizotrop care prezintă proprietăți magnetice excelente, dar de obicei necesită șlefuire finală.
Piesa compactată, care este aproape de geometria finită, este sinterizată la temperatură ridicată pentru a realiza fuziunea finală a particulelor individuale, iar modelarea finală este realizată cu abrazivi diamantati. De obicei, fețele polare ale magneților de ferită sunt șlefuite, iar suprafețele rămase preiau"ca-sinterizat"toleranțe și proprietăți fizice.