Hersteller von Samarium-Kobalt-Magneten in China
Bereitstellung hochwertiger magnetischer Lösungen für die Luft- und Raumfahrt, die Automobilindustrie und industrielle Anwendungen mit außergewöhnlicher Temperaturstabilität und magnetischer Stärke.
Eine kurze Einführung in Samarium-Kobalt-Magnete
Samarium-Kobalt-Magnete (SmCo) sind starke Permanentmagnete aus Samarium, Kobalt und anderen Nebenelementen. Sie sind bekannt für ihre hohe magnetische Stärke und gute Temperaturstabilität. Samarium-Kobalt-Magnete sind bei Raumtemperatur im Allgemeinen schwächer als Neodym-Magnete, funktionieren aber bei extremen Temperaturen zuverlässig, wenn Neodym-Magnete versagen. Da SmCo sehr korrosions- und oxidationsbeständig ist, sind Beschichtungen in der Regel nicht erforderlich. Da der Samarium-Kobalt-Magnet durch Sintern hergestellt wird, ist er sehr spröde und es können Risse im Inneren entstehen.
Sm1Co5
Die SmCo5-Legierung enthält ein Samariumatom pro fünf Kobaltatome und gehört zur ersten Generation von Samarium-Kobalt-Magneten. Der (BH)max-Wert von 1:5-SmCo-Legierungen liegt zwischen 15 und 25 MGOe, die Betriebstemperatur beträgt bis zu 250 °C. SmCo5 enthält hauptsächlich Sm und Co und kein Eisen, wodurch es eine höhere Korrosions- und Entmagnetisierungsbeständigkeit aufweist.
Sm2Co17
Im Vergleich zu Sm1Co5 sind die magnetischen Eigenschaften der 2:17 SmCo-Legierung besser. Ihr (BH)max variiert üblicherweise zwischen 24 MGOe und 32 MGOe, und ihre Betriebstemperatur kann bis zu 300 °C erreichen. Sm2Co17 enthält nur wenige andere Elemente wie Eisen, Kupfer, Samarium und Kobalt. Der Eisenentzug aus dieser Legierung kann in Umgebungen mit hoher Luftfeuchtigkeit leicht korrodieren, daher werden Sm2Co17-Magnete teilweise mit Nickel beschichtet.
Industrielle Anwendungen
SmCo-Magnete eignen sich hervorragend für anspruchsvolle Umgebungen, in denen andere Permanentmagnete versagen
Luft- und Raumfahrt & Verteidigung
Kritische magnetische Komponenten für Flugzeugsysteme, Satelliten und Verteidigungsanwendungen, die außergewöhnliche Zuverlässigkeit und Temperaturbeständigkeit erfordern.
- Hochtemperaturstabilität
- Strahlungsbeständigkeit
- Feinmechanik
Automobilindustrie
Fortschrittliche magnetische Lösungen für Elektrofahrzeuge, Sensoren und Automobilsysteme, die unter extremen Bedingungen eine überragende Leistung erfordern.
- Vibrationsfestigkeit
- Temperaturzyklen
- Kompakte Bauweise
Medizinische Geräte
Biokompatible magnetische Komponenten für MRT-Systeme, chirurgische Instrumente und medizinische Geräte, die höchste Qualitätsstandards erfordern.
- Biokompatibilität
- Präzisionstoleranzen
- Zuverlässige Leistung
Industrielle Ausrüstung
Robuste magnetische Lösungen für Pumpen, Generatoren und Industriemaschinen, die in rauen Umgebungen betrieben werden.
- Korrosionsbeständigkeit
- Lange Lebensdauer
- Hohe Effizienz
Energie & Leistung
Magnetische Komponenten für Windturbinen, Generatoren und erneuerbare Energiesysteme, die maximale Effizienz und Haltbarkeit erfordern.
- Hohe Energiedichte
- Wetterbeständigkeit
- Wartungsfrei
Elektronik
Präzise magnetische Komponenten für Lautsprecher, Mikrofone und elektronische Geräte, bei denen Größe und Leistung entscheidend sind.
- Miniaturisierung
- Hohe Leistung
- Kostengünstig
Schrittweiser Herstellungsprozess von gesinterten Samarium-Kobalt-Magneten
1. Rohstoffaufbereitung und Legierung
Beginnen Sie mit hochreinen Elementen: Samarium (Sm: 25-35% für SmCo5 oder 20-25% für Sm2Co17), Kobalt (Co: 50-60%) und Zusatzstoffe wie Eisen (Fe), Kupfer (Cu) oder Zirkonium (Zr) für verbesserte Eigenschaften in 2:17-Typen.
- Die Materialien werden in einem Vakuuminduktions- oder Lichtbogenofen bei 1.300–1.500 °C geschmolzen, um einen Barren zu bilden und so die Oxidation zu minimieren.
- Der Barren wird durch Strahlmahlen, Kugelmahlen oder Wasserstoffzerkleinerung zu feinem Pulver (1–5 Mikrometer) pulverisiert. Bei Sm2Co17 kann zusätzliches Glühen die Mikrostruktur verfeinern.
Die Handhabung des Pulvers erfolgt in inerten Atmosphären, um Reaktionen mit Sauerstoff oder Feuchtigkeit zu verhindern.
2. Pulvermischen und Verdichten
Zur Erzielung einer homogenen Konsistenz werden Pulver häufig mit kleinen Mengen Schmier- oder Bindemitteln vermischt.
- Die Mischung wird in einer Matrizenpresse bei 500–1.000 MPa verdichtet, wodurch ein „grüner“ Pressling mit einer Dichte von 50–70% entsteht.
- Bei anisotropen Magneten (der Norm) wird während des Pressens ein Magnetfeld (10.000–20.000 Oe) angelegt, um die Körner auszurichten und so den gerichteten Magnetismus zu optimieren.
In diesem Schritt werden Grundformen wie Scheiben, Blöcke oder Ringe geformt, während komplexe Designs nach dem Sintern bearbeitet werden.
3. Sintern und Verdichten
Der Grünling wird in einem Vakuum- oder Argonofen bei 1.100–1.250 °C 1–4 Stunden lang gesintert, wodurch nahezu die volle Dichte (8,0–8,5 g/cm³) erreicht wird.
- Flüssigphasensintern unterstützt die Bindung, insbesondere bei Sm2Co17-Legierungen, bei denen Zusatzstoffe ein niedrigschmelzendes Eutektikum erzeugen.
- Es folgt eine langsame Abkühlung oder Abschreckung, um die magnetischen Phasen zu fixieren und eine Phasentrennung zu verhindern.
Diese Hochtemperaturfusion erzeugt die charakteristische Hochtemperaturstabilität des Magneten.
4. Wärmebehandlung und Alterung
Nach dem Sintern optimiert eine mehrstufige Wärmebehandlung die Eigenschaften:
- Durch Lösungsglühen bei 800–1.200 °C werden die Phasen gleichmäßig aufgelöst.
- Durch Alterung bei 350–900 °C (mit kontrollierter Kühlung) werden feine magnetische Domänen abgeschieden, wodurch die Koerzitivfeldstärke erhöht wird.
Für Sm2Co17 ist dieser Schritt entscheidend, um hochenergetische Produkte zu erzielen, ohne die Temperaturbeständigkeit zu beeinträchtigen.
5. Bearbeitung und Oberflächenbehandlung
Gesintertes SmCo ist hart und spröde, daher wird zur Präzisionsbearbeitung Diamantschleifen, EDM oder Laserschneiden verwendet.
- Aufgrund der inhärenten Korrosionsbeständigkeit sind nur minimale Beschichtungen erforderlich, für zusätzlichen Schutz in aggressiven Umgebungen werden jedoch Optionen wie Nickel oder Epoxid aufgetragen.
- Bei Teilen in Luft- und Raumfahrtqualität betragen die Toleranzen ±0,01 mm.
Dadurch wird sichergestellt, dass der Magnet nahtlos in die Anwendung passt.
6. Magnetisierung und Qualitätsprüfung
Das fertige Stück wird mit einem Hochfeld-Elektromagneten oder einem Impulssystem magnetisiert.
- Bei den Tests werden Remanenz (Br), Koerzitivfeldstärke (Hc), Energieprodukt (BHmax) und Temperaturstabilität mittels Permeameter und thermischer Zyklen bewertet.
- Mittels mikrostruktureller Analyse (z. B. SEM) wird auf Defekte geprüft, um die Einhaltung der MIL-STD- oder ISO-Standards sicherzustellen.
Zugelassene Magnete werden sorgfältig verpackt, um ein Absplittern zu vermeiden.
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