FeCrCo-Magnethersteller in China

Schrittweiser Herstellungsprozess von FeCrCo-Magneten

1. Rohstoffaufbereitung und Schmelzen

Hochreine Elemente – Eisen (Fe), Chrom (Cr), Kobalt (Co) und Zusatzstoffe – werden genau abgewogen, um die gewünschte Zusammensetzung zu erreichen (z. B. Fe-25Cr-15Co).

• Diese werden in einem Vakuuminduktionsofen oder Lichtbogenofen bei 1.400–1.600 °C geschmolzen, um eine homogene Legierung zu bilden und Oxidation und Einschlüsse zu verhindern.
• Aus Effizienzgründen wird die geschmolzene Legierung im Stranggussverfahren zu Barren, Stäben oder Streifen gegossen.

Dieser Schritt gewährleistet ein einheitliches Ausgangsmaterial ohne Verunreinigungen, die die magnetische Leistung beeinträchtigen könnten.

2. Lösungsbehandlung (Homogenisierung)

Die Gusslegierung wird einer Hochtemperatur-Lösungsbehandlung unterzogen, um Phasen aufzulösen und eine einphasige Struktur zu erzeugen.

• 1–2 Stunden lang in einer kontrollierten Atmosphäre (z. B. Argon) auf 900–1.200 °C erhitzt und dann schnell in Wasser oder Öl abgeschreckt, um die Mikrostruktur zu „einfrieren“.
• Dadurch wird die Legierung weich und dehnbar und wird so für die Verformung vorbereitet.

Das Abschrecken ist entscheidend, um die spinodale Zersetzung zu ermöglichen, die später zur magnetischen Härtung erfolgt.

3. Verformung und Kaltverformung

Im Gegensatz zu spröden Magneten zeichnet sich FeCrCo durch seine Verformbarkeit aus:

• Die lösungsgeglühte Legierung wird bei Raumtemperatur kaltgewalzt, gezogen oder in die endgültige Form (z. B. Drähte, Bleche oder Sonderformen) gestanzt, wobei die Dicke um 50–90 % reduziert wird.
• Durch mechanische Verformung wird die Mikrostruktur ausgerichtet und Spannung erzeugt, wodurch die magnetischen Eigenschaften während der Alterung verbessert werden.

Dieser Schritt ermöglicht komplexe Geometrien ohne Nachbearbeitung, wodurch Abfall und Kosten reduziert werden.

4. Alterung (magnetische Härtung)

Die verformte Legierung wird einer Alterung bei niedrigen Temperaturen unterzogen, um durch spinodale Zersetzung ihre permanentmagnetischen Eigenschaften zu entwickeln.

• Mehrere Stunden (bis zu 24 Stunden) in einem Ofen auf 500–700 °C erhitzt, anschließend kontrolliert abgekühlt.
• Dadurch werden feine magnetische Phasen (z. B. Co-reiche und Fe-reiche Bereiche) abgeschieden, wodurch die Koerzitivfeldstärke und Remanenz erhöht werden.

Die Alterungsparameter werden auf bestimmte Güteklassen abgestimmt, um Festigkeit und Duktilität auszugleichen.

5. Bearbeitung und Endbearbeitung

FeCrCo ist auch nach Alterung gut bearbeitbar:

• Eine zusätzliche Formgebung durch Stanzen, Bohren oder Biegen veredelt das Produkt.
• Bei Bedarf werden Oberflächenbehandlungen wie Polieren oder Plattieren (z. B. Nickel für zusätzlichen Korrosionsschutz) durchgeführt.

Die Toleranzen können sehr eng sein (±0,01 mm), sodass es für die Feinmechanik geeignet ist.

6. Magnetisierung und Qualitätsprüfung

Die fertige Legierung wird in einem starken elektromagnetischen Feld magnetisiert, um Domänen auszurichten.

• Beim Testen werden wichtige Eigenschaften wie Remanenz (Br), Koerzitivfeldstärke (Hc) und Energieprodukt mithilfe von Hysteresediagrammen oder Pull-Testern gemessen.
• Durch Untersuchungen der Mikrostruktur (mittels Metallografie) und von Defekten wird die Qualität sichergestellt, häufig gemäß ASTM-Standards.

Magnete können im magnetisierten oder entmagnetisierten Zustand geliefert werden.