Що таке магніт?
Магніт — це матеріал, який діє на нього без фізичного контакту з іншими матеріалами. Ця сила називається магнетизмом. Магнітна сила може притягувати або відштовхувати. Більшість відомих матеріалів містять деяку магнітну силу, але магнітна сила в цих матеріалах дуже мала. Для деяких матеріалів магнітна сила дуже велика, тому ці матеріали називаються магнітами. Сама земля також є величезним магнітом.
На всіх магнітах є дві точки, де магнітна сила найбільша. Вони відомі як полюси. На прямокутному стрижневому магніті полюси розташовані прямо один навпроти одного. Їх називають Північним полюсом або північним полюсом, і Південним полюсом або південним.
Магніт можна просто зробити, якщо взяти існуючий магніт і потерти ним шматок металу. Цей металевий шматок, який використовується, необхідно безперервно терти в одному напрямку. Це змушує електрони в цьому металевому шматку починати обертатися в одному напрямку. Електричний струм також здатний створювати магніти. Оскільки електрика — це потік електронів, коли рухливі електрони рухаються по дроту, вони несуть із собою той самий ефект, що й електрони, що обертаються навколо атомного ядра. Це називається електромагнітом.
Завдяки тому, як у них розташовані електрони, метали нікель, кобальт, залізо та сталь є дуже хорошими магнітами. Ці метали можуть назавжди залишатися магнітами, коли вони стають магнітами. Тому вони отримали назву жорстких магнітів. Однак ці та інші метали можуть тимчасово поводитися як магніти, якщо вони піддалися впливу або наблизилися до жорсткого магніту. Тоді вони носять назву м'які магніти.
Як працює магнетизм
Магнетизм виникає, коли крихітні частинки, звані електронами, рухаються певним чином. Уся речовина складається з одиниць, званих атомами, які, у свою чергу, складаються з електронів та інших частинок, які є нейтронами та протонами. Ці електрони мають тенденцію обертатися навколо ядра, яке містить інші частинки, згадані вище. Крихітна магнітна сила спричинена обертанням цих електронів. У деяких випадках багато електронів в об’єкті обертаються в одному напрямку. Результатом усіх цих крихітних магнітних сил від електронів є великий магніт.
Приготування порошку
Відповідні кількості заліза, бору та неодиму нагрівають для плавлення у вакуумі або в індукційній плавильній печі з використанням інертного газу. Використання вакууму покликане запобігти хімічним реакціям між матеріалами, що плавляться, і повітрям. Коли розплавлений сплав охолоне, його розламують і подрібнюють, утворюючи невеликі металеві смужки. Після цього дрібні шматочки подрібнюють і подрібнюють у дрібний порошок діаметром від 3 до 7 мікрон. Новоутворений порошок має високу реакційну здатність і здатний викликати займання на повітрі, тому його слід тримати подалі від контакту з киснем.
Ізостатичне ущільнення
Процес ізостатичного ущільнення також називають пресуванням. Металевий порошок беруть і поміщають у форму. Цю форму також називають матрицею. Для того, щоб порошковий матеріал знаходився на одній лінії з частинками порошку, діє магнітна сила, і протягом періоду, коли магнітна сила прикладається, використовуються гідравлічні циліндри, щоб повністю стиснути його в межах 0,125 дюйма (0,32 см) від запланованого значення. товщина. Зазвичай використовується високий тиск від 10 000 psi до 15 000 psi (70 МПа до 100 МПа). Інші конструкції та форми виготовляються шляхом поміщення речовин у герметичну вакуумну ємність перед пресуванням у потрібну форму під тиском газу.
Більшість матеріалів, наприклад, дерево, вода та повітря, мають дуже слабкі магнітні властивості. Магніти дуже сильно притягують предмети, що містять колишні метали. Вони також притягують або відштовхують інші жорсткі магніти, коли їх наближають. Це тому, що кожен магніт має два протилежні полюси. Південні полюси притягують північні полюси інших магнітів, але вони відштовхують інші південні полюси, і навпаки.
Виробництво магнітів
Найпоширеніший метод виробництва магнітів називається порошковою металургією. Оскільки магніти складаються з різних матеріалів, процеси їх виготовлення також різні та унікальні самі по собі. Наприклад, електромагніти виготовляються за допомогою методів лиття металу, тоді як гнучкі постійні магніти виготовляються за допомогою процесів, що включають екструзію пластику, під час якої сировину змішують у теплі перед тим, як проштовхнути її через отвір під екстремальним тиском. Нижче показаний процес виготовлення магніту.
Усі найважливіші та важливі аспекти вибору магнітів повинні бути обговорені як з інженерними, так і з виробничими командами. Процес намагнічування на процесах виробництва магнітів, до цього моменту матеріал є шматком стисненого металу. Незважаючи на те, що під час процесу ізостатичного пресування на нього працювала магнітна сила, ця сила не принесла магнітного ефекту на матеріал, вона лише вирівнювала сипучі частинки порошку. Частину вводять між полюсами сильного електромагніту, а потім орієнтують у напрямку намагнічення. Коли електромагніт подається під напругу, магнітна сила вирівнює магнітні домени всередині матеріалу, роблячи деталь дуже сильним постійним магнітом.
Розігрів матеріалу
Після процесу ізостатичного ущільнення заготовка металевого порошку відокремлюється від фільєри і поміщається в піч. Спікання — це процес або метод додавання тепла до стисненого порошку металу, щоб потім перетворити його на розплавлені тверді металеві шматки.
Процес спікання в основному складається з трьох етапів. На початковій стадії процесу спресований матеріал нагрівається при дуже низьких температурах, щоб видалити всю вологу або всі забруднюючі речовини, які могли бути захоплені під час процесу ізостатичного ущільнення. Під час другого етапу спікання відбувається підвищення температури приблизно до 70-90% від точки плавлення сплаву. Потім температура підтримується протягом кількох годин або днів, щоб дрібні частинки збіглися, з’єдналися та злилися разом. Останній етап спікання - це коли матеріал дуже повільно охолоджується з контрольованим кроком температури.
Відпал матеріалу
Після процесу нагрівання йде процес відпалу. Це коли спечений матеріал проходить ще один крок за кроком контрольований процес нагрівання та охолодження, щоб усунути будь-які або всі залишкові напруги, які залишилися в матеріалі, і зробити його міцнішим.
Оздоблення магнітом
Вищезазначені спечені магніти мають певний рівень або ступінь механічної обробки, починаючи від гладкого та паралельного шліфування або формування менших частин із блокових магнітів. Матеріал, з якого виготовлений магніт, дуже твердий і крихкий (Rockwell C 57 до 61). Тому цей матеріал потребує алмазних кругів для процесів різання, вони також використовуються для абразивних кругів для процесів шліфування. Процес нарізання можна виконати з високою точністю і зазвичай усуває потребу в процесі подрібнення. Вищезазначені процеси потрібно виконувати дуже обережно, щоб зменшити відколи та тріщини.
Бувають випадки, коли остаточна структура або форма магніту дуже сприятлива для обробки за допомогою фасонного алмазного шліфувального круга, як хлібні буханки. Кінцевий результат у кінцевій формі проходить через шліфувальний круг, і шліфувальний круг забезпечує точні та точні розміри. Відпалений виріб настільки близький до готової форми та розмірів, що його бажано виготовити. Близька сітчаста форма - це назва, яка зазвичай дається цьому стану. Останній і останній процес механічної обробки видаляє будь-який надлишок матеріалу та створює дуже гладку поверхню, де це необхідно. Нарешті, щоб ущільнити поверхню, на матеріал наноситься захисне покриття.
Процес намагнічування
Намагнічування слідує за процесом обробки, і коли процес виробництва завершено, магніт потребує зарядки, щоб створити зовнішнє магнітне поле. Для цього використовується соленоїд. Соленоїд — це порожнистий циліндр, у який можна розміщувати магніти різних розмірів і форм, або за допомогою фіксаторів соленоїд створюється для надання різних магнітних візерунків або дизайнів. Щоб уникнути переміщення та збирання цих потужних магнітів у намагнічених умовах, можна намагнічувати великі вузли. . Слід звернути увагу на вимоги до поля намагнічування, які є дуже значними.
Час публікації: 05 липня 2022 р