Alnico-Magnete - ein umfassender Leitfaden

Wenn Sie auf der Suche nach einer ausführlichen Quelle mit allen Informationen über Alnico-Magnete sind, dann lesen Sie diesen Leitfaden.

Hier finden Sie alles - von der Zusammensetzung der Magnete, dem Herstellungsverfahren, den Verwendungszwecken, den Klassifizierungskriterien, der Magnetstärke, der Qualitätsprüfung und vieles mehr.

Lesen Sie weiter.

Was ist ein Alnico-Magnet?

Alnico-Magnete werden aus einer speziellen Eisenlegierung - Alnico - hergestellt. Außerdem sind sie die ersten Dauermagnete.

Alnico ist vor allem für 3 Hauptelemente in seiner Zusammensetzung bekannt:

• Aluminium
• Nickel
• Kobalt

Alnico-Magnete Geschichte

Alnico sind die ältesten Dauermagnete, die je erfunden wurden. Die Geschichte reicht bis in die 1930er Jahre zurück, als eine Legierung aus Aluminium, Nickel und Kobalt hergestellt wurde.

Damals waren sie die besten Dauermagnete. Heute haben wir Seltene-Erden-Magnete. Seit den 1970er Jahren haben sie in einigen Anwendungen Alnico ersetzt.

Auch hier gilt, dass die Erfindung von Ferritmagnete auch die Nachfrage nach Magneten aus der Legierung AL-NI-CO.

Es ist auch wichtig zu wissen, dass die Verwendung von Magneten über 2500 Jahre zurückreicht. Ursprünglich, magnetische Magnete waren für die meisten Anwendungen eine perfekte Wahl.

Weitere Ressourcen:

• Geschichte des Magnetismus - Quelle: University College London
• Alnico - Quelle: Wikipedia

Vorteile von Alnico-Magneten

• Hohe Magnetkraft (obwohl Seltenerdmagnete die perfekte Alternative sind)
• Sie sind leicht zu magnetisieren
• Bieten überragende Korrosionsbeständigkeit
• Diese Magnete können extrem hohen Temperaturen von bis zu 555 °C standhalten.
• Während des Herstellungsprozesses sind die Werkzeugkosten gering.

Andererseits sollte man auch bei der Wahl von Alnico-Permanentmagneten beachten, dass sie es sind:

• Anfällig für Entmagnetisierung aufgrund von geringe Koerzitivkraft
• Spröde in der Natur, daher wird eine Kaltbearbeitung während des Herstellungsprozesses nicht empfohlen
• Weniger leistungsfähig als Seltenerdmetalle
• Schwankende Preise für Kobalt und Nickel, die Preise neigen dazu, zu schwanken

Alnico-Magnete Herstellungsverfahren

Es gibt zwei Möglichkeiten:

• Gießtechnik
• Technik des Sinterns

Auch wenn Sie überlegen, welches Verfahren Sie bei der Herstellung von Alnico-Magneten anwenden sollten, ist es wichtig, Folgendes zu beachten:

Auswahl von Rohstoffen

Die Zusammensetzung der Alnico-Legierung ist im Wesentlichen wie folgt:

• Aluminium
• Nickel
• Kobalt

Diese drei sind die Hauptelemente dieser Magnete. Unter bestimmten Umständen können Sie jedoch auch andere Elemente hinzufügen, wie z. B.:

• Eisen
• Titan
• Kupfer

Im Idealfall tragen diese Elemente zur Verbesserung der Magnetkraft von Alnico-Dauermagneten bei.

Gießen vs. Sintern - Was ist die beste Option?

Wenn es um Gussmagnete geht, können Sie das:

• Erzielen einer Reihe von magnetischen Eigenschaften
• Größere Magnete herstellen
• Magnete mit komplexen Formen, Designs und Konfigurationen haben

Wenn Sie eine Großserienproduktion in Betracht ziehen, ist das Sintern eine perfekte Alternative. Außerdem funktioniert das Sintern gut bei kleinen Magneten.

Gießen von Alnico-Magneten

Wenn Sie diese Magnete mit der Gusstechnik herstellen wollen, folgen Sie diesem einfachen Verfahren:

Material für die Herstellung von Magneten vorbereiten

Die Zusammensetzung des Magnetmaterials kann je nach den spezifischen Leistungszielen, die Sie erreichen möchten, variieren. Sie bestimmt die Qualität des Alnico-Magneten.

Eine normale Alnico-Sorte kann bestehen aus:

Wenn Sie zum Beispiel einen Alnico 6-Magneten herstellen wollen, sieht die Materialzusammensetzung wie folgt aus (die Prozentangaben beziehen sich auf das Gewicht):

• Aluminium - 8%
• Nickel - 16%
• Kobalt - 24%
• Kupfer - 3%
• Titan - 1%
• Der verbleibende Betrag wird eisern sein

Sobald Sie alle Materialien bereit haben, mischen und erhitzen Sie das Material in einem Induktionsofen. Die Erhitzungstemperatur beträgt etwa 1750 °C.

In diesem Stadium sollten Sie die Materialzusammensetzung analysieren, um sicherzustellen, dass die Verhältnisse perfekt sind. Geräte wie die Röntgenspektrometrie helfen bei der Bestimmung der Materialzusammensetzung von Alnico-Magneten.

Gießereimagnet

Bereiten Sie zunächst eine Schalenform vor.

Normalerweise eignet sich grüner Sand am besten für die Herstellung von Formen. In den meisten Fällen sollte der Entwurf für die Form etwas größer sein als die erforderliche Größe des Magneten.

Denken Sie daran, dass beim Gießen von Magneten die Eigenschaften des Sandes für die endgültige Oberflächenbeschaffenheit ausschlaggebend sind.

Das Muster für die Formgestaltung ermöglicht:

• Mögliche Schrumpfungen und Bearbeitungen, um eine präzise Größe und Gestaltung zu ermöglichen. Denken Sie daran, dass es Anwendungen gibt, die enge Toleranzen erfordern.
• Kufen und Hohlräume lassen das Material leicht in die Form fließen

Sie gießen geschmolzenes Magnetmaterial in die Form.

Wenn Sie den Inhalt in die Form gießen, schmilzt oder zerfällt die Schale der Form. Schließlich lassen Sie den Inhalt der Form abkühlen, bevor Sie ihn auswerfen.

Denken Sie daran, dass Sie mit einer einzigen Form mehr als einen Alnico-Dauermagneten gießen können. In solchen Fällen sollte die Form einen Anschnitt haben. Durch diese Anschnitte kann das geschmolzene Material in die einzelnen Formen für jeden Magneten fließen.

Schließlich erhalten Sie ein Material, das der Struktur der Form ähnelt.

Fettling-Prozess

Hier entfernen Sie überschüssiges Material von dem Gussteil. Das heißt, Sie entfernen alle Angüsse und anderes überschüssiges Material auf der Oberfläche.

In der Regel funktionieren Schleifmaschinen bei diesem Verfahren gut. Es ist jedoch zu beachten, dass das Verfahren heikel ist. Denken Sie daran, dass diese Magnete spröde sind.

Prozess der Wärmebehandlung

Die Wärmebehandlung ist ein wichtiger Prozess beim Magnetguss. Durch sie werden die gewünschten magnetischen Eigenschaften erzielt.

Darüber hinaus trägt das Verfahren dazu bei, dass Alnico eine hervorragende Temperaturbeständigkeit aufweist.

Zu den wichtigsten grundlegenden Aspekten, die während des Wärmebehandlungsprozesses zu beachten sind, gehören:

• Die Wärmebehandlungstemperatur beträgt etwa 1250°C.
• Der Prozess findet in Magnetisierern statt
• Kühlen Sie den Magneten in einem starken Magnetfeld
• Um das Magnetfeld zu stabilisieren, werden die Alnico-Magnete mehrere Tage lang in einem Temperofen gelagert

Veredelungsarbeiten

Verwenden Sie eine Schleifmaschine, um den Magneten auf eine geeignete Größe und Form zu bringen. Je nach den spezifischen Anforderungen können Sie sehr enge Toleranzen erreichen.

Hinweis: Denken Sie daran, dass die Endbearbeitung manchmal nicht notwendig ist. Denn manche Kunden können diese Phase selbst durchführen.

Danach müssen Sie natürlich die Qualität prüfen, eine Beschichtung auftragen (wo möglich) und magnetisieren. Darauf wird später in diesem Leitfaden eingegangen.

Schauen wir uns zunächst an, wie der Sinterprozess funktioniert.

Sintern von Alnico-Magneten

Das Verfahren umfasst die folgenden Phasen:

Materialien vorbereiten

Mahlen Sie das Material zunächst zu sehr feinem Pulver. Wenn das Pulver fertig ist, mischen Sie alle Materialien im richtigen Verhältnis.

Pulver komprimieren

Zunächst wird eine Gussform angefertigt. Die Form der Matrize wird der Form oder dem Design des Magneten entsprechen.

Zweitens, wenn sowohl das Pulver als auch die Matrize fertig sind, gießen Sie das Material und verdichten es dann unter starkem Druck. Als Ergebnis erhalten Sie ein verpacktes Material, das den endgültigen Magneten, die Sie herstellen möchten, ähnelt.

Normalerweise kann die Verpressung entweder senkrecht oder parallel erfolgen.

Sinterprozess

Der Sinterungsprozess helfen, die magnetische Achse auszurichten.

Nach dem Pressen des Pulvermaterials in der Matrize wird es in einen Ofen gegeben. Die spezifischen Ofenbedingungen für diesen Prozess sollten sein:

• Die Temperatur sollte etwa 1200°C in einem Hitzeschildofen betragen.
• Die Atmosphäre in der Umgebung sollte Wasserstoff enthalten

Bei diesem Verfahren wird das Material nicht unbedingt geschmolzen. Es trägt dazu bei, dass Pulverpartikel zu einem festen Material verschmelzen.

Kühlung Alnico

Die Abkühlung ist ein wichtiger Prozess, der die Art der Alnico-Magnete bestimmt. Normalerweise findet der Abkühlungsprozess in Anwesenheit oder Abwesenheit eines Magnetfeldes statt.

• Das Vorhandensein eines Magnetfeldes erzeugt anisotrope Magnete
• Bei Abwesenheit eines Magnetfeldes erhält man isotrope Magnete

Wie beim Gussverfahren haben Sie zu diesem Zeitpunkt ein festes Material, das für die nächsten Schritte bereit ist. Unabhängig davon, ob Sie sich für das Gießen oder das Sintern entscheiden, weisen die beiden Verfahren in jeder Phase viele Gemeinsamkeiten auf.

Prüfung von Alnico-Magneten

Die Prüfung ist ein wichtiger Prozess bei der Herstellung von Alnico-Magneten. Er hilft, die Qualität vor den nachfolgenden Prozessen zu bestimmen.

Einige der gängigsten Magnetprüfverfahren sind:

Anstrich oder Beschichtung Magnet

Manchmal möchten Sie die Magnete auch bemalen oder beschichten. In den meisten Fällen werden Sie Magnete mit verschiedenen Bildern zur Kennzeichnung der Pole verwenden.

Bei Alnico ist eine Beschichtung oder Lackierung möglicherweise nicht erforderlich. Sie bieten eine bessere Korrosionsbeständigkeit.

Der jeweilige Zustand kann jedoch besondere Behandlungen erfordern. Es kann Umgebungen mit umfassen:

• Anorganische Säuren
• Alkalilösung
• Salzwasser

Wie man Alnico-Magnete magnetisiert

Magnetisierung aktiviert die magnetischen Eigenschaften. Vor der Magnetisierung sind sie in der Tat Butzen.

Für die Magnetisierung können Sie wählen:

• Statische Methode - eine geeignete Technik für kleine Magnetfelder
• Puls-Methode - eine perfekte Wahl für Alnico-Magnete mit starken Feldern

Sie werden einen Magnetisierer verwenden.

Weitere Ressourcen:

Alnico Werkstoff - Quelle: Wissenschaft Direkt

Fakten zu Alnico-Dauermagneten - Quelle: IQS-Verzeichnis

Herstellungsverfahren für Magnete - Quelle: BE Magnet

Wie der Magnet hergestellt wird - Quelle: Wie gemacht

Alnico-Magnete vs. Neodym-Magnete

Neodym ist ein beliebter Dauermagnet aus Seltenerdmaterial. Seit ihrer Erfindung haben sie die Alnico-Dauermagnete in vielen Anwendungen ersetzt.

Aber wann sollte man sich für Alnico- oder Neodym-Magnete entscheiden?

Weitere Ressourcen:

Neodym-Magnet - Quelle: Bemagnet

Neodym - Quelle: Wikipedia

Alnico-Magnete vs. Keramik-Magnete

Manchmal ist es schwierig zu entscheiden, ob Sie sich für Alnico- oder Keramikmagnete entscheiden sollen. Schauen wir uns einige wichtige Fakten an:

Weitere Ressourcen:

Neodym-Ferrit-Magnete - Quelle: Bemagnet

Keramische Magnete - Quelle: IQS-Verzeichnis

Arten von Alnico-Magneten

In diesem Abschnitt werden wir uns auf die wichtigsten Klassifizierungskriterien konzentrieren:

Isotrope vs. anisotrope Alnico-Magnete

Klassifizierung von Alnico-Dauermagneten anhand ihrer Form

Bilder einfügen kombiniert alle Magnete:

Klassifizierung nach Besoldungsgruppen

Unterschiedliche chemische Zusammensetzungen führen zu verschiedenen Alnico-Magnetsorten. Weitere Variablen, die bei diesen Klassifizierungskriterien eine wesentliche Rolle spielen, sind;

• Residuale Induktion
• Nötigungskraft
• Betriebstemperatur
• Maximale Energie

Einige gängige Noten sind:

Magnetsicherheit - Umgang mit Magneten aus Alnico-Material

Wann immer Sie mit Dauermagneten aus Alnico umgehen, sollten Sie sich der Gefahren oder möglichen negativen Auswirkungen bewusst sein. Denken Sie daran, dass die sichere Verwendung von Magneten überall üblich ist.

Hier sind einige Sicherheitsaspekte, die Sie berücksichtigen sollten:

• Achten Sie darauf, dass die Magnete nicht splittern - das starke Magnetfeld kann dazu führen, dass die Magnete “fliegen” und Verletzungen verursachen. Daher ist es ratsam, beim Umgang mit Alnico-Magneten eine Schutzausrüstung zu tragen.
• Das Verschlucken von Magneten kann zu Erstickungsgefahr und Verstopfung des Verdauungssystems führen. Das ist gefährlich, besonders für Kinder.
• Halten Sie magnetisch empfindliche Gegenstände immer von Alnico-Magneten fern. Sie können den normalen Betrieb einiger Geräte beeinträchtigen
• Denken Sie beim Schneiden von Magneten an die notwendige Schutzausrüstung. Sie hilft, unnötige Schäden oder das Zerbrechen von Magneten zu vermeiden.

Kurzum, Sie müssen alle Sicherheitsvorschriften und Anweisungen des Herstellers Ihrer Alnico-Magnete beachten.

Wie sich die Temperatur auf Alnico-Dauermagnete auswirkt

Ihre Leistung bei extremen Temperaturen ist besser als die von Keramikmagneten oder Seltenerdmagneten.

Nehmen Sie zum Beispiel:

• Bei extremen Temperaturen von etwa 550 °C können sie stabil und in gutem Betriebszustand bleiben.
• Selbst bei niedrigen Temperaturen -70 °C bis -100 °C verlieren diese Magnete ihren Magnetismus nicht.

Obwohl die steigende Temperatur zu einem Verlust an Magnetismus führen kann, ist dies bei Alnico nicht so bedeutend. Der Verlust des Magnetismus hängt von der Größe und Form des Magneten ab.

Trotz der ausgezeichneten Beständigkeit gegen hohe Temperaturen kann das externe Magnetfeld eine Entmagnetisierung verursachen.

Als allgemeine Regel gilt hier die maximale Arbeitstemperatur für Magnete aus Alnico.

Anmerkung: Die Temperaturen können je nach Magnetsorte leicht variieren.

Alnico-Magnete Verwendungszwecke

Auch nach der Erfindung der Seltenen Erden spielen diese Magnete immer noch eine wichtige Rolle in der Fertigung:

• Sensoren
• Lautsprecher
• Gitarren-Tonabnehmer
• Relais
• Hebemagnete
• Haushaltsgegenstände
• Elektropermanentmagnete
• Lautsprecher
• Wanderfeldröhren
• Mikrofone
• Motoren

Zu den wichtigsten Industriezweigen, die von Magneten aus Alnico profitieren, gehören die Luft- und Raumfahrt, die Elektronik, das Militär und andere technische Anwendungen.

Schlussfolgerung

Wie Sie sehen können, haben Alnico-Dauermagnete die besten Temperatureigenschaften. Darüber hinaus haben sie eine breite Palette von Eigenschaften und Herstellungsverfahren, die die Preise für Alnico-Magnete bestimmen.

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