مغناطيسات ألنيكو المُلبَّدة في الصين

عملية تصنيع مغناطيسات AlNiCo الملبدة خطوة بخطوة

1. تحضير المواد الخام وإنتاج المسحوق

تبدأ العملية بمواد خام عالية النقاء، تُشبه سبائك الألومنيوم والنيكل المصبوبة: الحديد (Fe)، والكوبالت (Co)، والنيكل (Ni)، والألومنيوم (Al)، ومواد مضافة مثل النحاس (Cu) أو النيوبيوم (Nb). تُصهر هذه المواد في فرن لتشكيل سبيكة.

• بعد ذلك، تُرشّ السبيكة بالغاز أو الماء، أو تُطحن ميكانيكيًا إلى مساحيق ناعمة (حجم الجسيمات: ١-١٠ ميكرون). يُنتج هذا مزيجًا متجانسًا من المساحيق.
• يتم نخل المساحيق وخلطها لضمان التوزيع المتساوي، وغالبًا ما يتم ذلك باستخدام المواد الرابطة أو مواد التشحيم للمساعدة في الضغط.

حقيقة ممتعة: جودة المسحوق أمر بالغ الأهمية - أي تلوث يمكن أن يضعف خصائص المغناطيس النهائي.

2. الخلط والضغط

تُخلط المساحيق جيدًا في الخلاط للحصول على تركيبة سبيكة متجانسة. لتحسين التدفق، يُمكن إضافة كمية صغيرة من مادة رابطة عضوية (مثل البارافين).

• يُضغط الخليط بعد ذلك تحت ضغط عالٍ (عادةً ما يتراوح بين ٥٠٠ و١٠٠٠ ميجا باسكال) باستخدام مكبس هيدروليكي أو آلة ضغط متوازنة الضغط. يُشكّل هذا مُركّبًا "أخضر" - وهو عبارة عن قالب مسبق هشّ ومُشكّل (مثل الأقراص أو الأسطوانات أو الأشكال المُخصصة).
• كثافة الضغط هي المفتاح: هدفك هو الحصول على 60-70% من الكثافة النظرية للسماح بالتلبيد دون تشقق.

تعمل هذه الخطوة على تشكيل المغناطيس دون أن يذوب، مما يجعله مثاليًا للأشكال الهندسية المعقدة.

3. التلبيد

يُسخّن المركب الأخضر في فرن مُتحكم به (غالبًا ما يكون مُفرغًا من الهواء أو الهيدروجين) إلى درجة حرارة تتراوح بين 1200 و1300 درجة مئوية، أي أقل من درجة انصهار السبائك (حوالي 1500 درجة مئوية). يُؤدي هذا إلى ترابط الجزيئات من خلال الانتشار، مما يُكثّف المادة إلى كثافة تتراوح بين 95 و99%.

• وقت التلبيد: 1-4 ساعات، يليه تبريد بطيء لمنع الإجهاد الحراري.
• بالنسبة لـ AlNiCo المتكلس المتباين الخواص (الأقل شيوعًا)، يتم تطبيق مجال مغناطيسي أثناء التلبيد لمحاذاة الحبوب.

النتيجة؟ مغناطيس صلب، خالٍ من المسامات، ذو بنية دقيقة ومتطورة.

4. المعالجة الحرارية والتلدين

لتحسين الخصائص المغناطيسية، تخضع القطعة الملبدة للمعالجة الحرارية:

• التلدين بالمحلول:يتم تسخينه إلى 1200 درجة مئوية ويتم الاحتفاظ به لإذابة المراحل بشكل موحد.
• التبريد والشيخوخة المتحكم بهما:يتم إخماده أو تبريده ببطء، ثم يتم تقادمه عند درجة حرارة 500-600 درجة مئوية لتشكيل رواسب مغناطيسية (على سبيل المثال، مراحل Fe-Co).
• يعمل تطبيق المجال المغناطيسي أثناء التبريد على تعزيز القوة القسرية والباقي للمغناطيسية الاتجاهية.

يعمل هذا على تحسين بنية البلورة، مما يعزز الأداء دون تغيير الشكل.

5. التصنيع والتشطيب

يعتبر AlNiCo المتكلس أكثر كثافة وصلابة من المضغوطات الخضراء، لذا فإن التشكيل النهائي يستخدم الطحن أو EDM (التشغيل بالتفريغ الكهربائي) أو أدوات الماس:

• يتم إزالة المواد الزائدة لتحقيق التسامح الدقيق (±0.01 ملم للتطبيقات المتطورة).
• يتم تلميع الأسطح وتطبيق الطلاءات الواقية (على سبيل المثال، الإيبوكسي أو طلاء النيكل) لمقاومة التآكل.

تضمن هذه الخطوة أن يتناسب المغناطيس بشكل مثالي مع الأجهزة مثل أجهزة الاستشعار أو المرحلات.

6. المغناطيسية واختبار الجودة

يتم مغناطيسية القطعة النهائية باستخدام مغناطيس كهربائي قوي أو نظام تفريغ مكثف لمحاذاة المجالات بشكل دائم.

• يتضمن الاختبار قياس التدفق المغناطيسي (Br) والقدرة القسرية (Hc) وناتج الطاقة من خلال أدوات مثل أجهزة قياس النفاذية أو الرسوم البيانية الهستيريسيس.
• تضمن الفحوصات غير المدمرة للشقوق والكثافة والتجانس الامتثال للمعايير مثل ASTM أو ISO.

يتم بعد ذلك تعبئة المغناطيسات المعتمدة، غالبًا مع حماية من إزالة المغناطيسية.