Aimant AlNiCo fritté

Les aimants Alnico sont divisés en aimants Alnico coulés et en aimants Alnico frittés en fonction du processus de fabrication. Avec le développement vigoureux des aimants permanents en terres rares ces dernières années, la part de marché de l’Alnico a progressivement diminué, mais l’Alnico occupe toujours une place dans certains domaines nécessitant des températures élevées en raison de ses propriétés physiques uniques. Les aimants Alnico frittés utilisent un processus de métallurgie des poudres, et le taux de qualification des aimants Alnico frittés peut atteindre plus de 95 %. En raison de la finesse du grain et de l’absence de défauts de coulée, les aimants Alnico frittés présentent, par rapport aux matériaux Alnico coulés, des propriétés mécaniques élevées et conviennent à des environnements soumis à de fortes vibrations et à des chocs importants. De plus, en raison de sa composition chimique précise et de sa structure uniforme, les propriétés magnétiques de l’Alnico fritté sont donc uniformes et stables. Les aimants Alnico frittés sont largement utilisés dans les secteurs de l’instrumentation électrique, de la radio et de la commande automatique en raison des avantages qu’ils présentent en termes de processus et d’économie.

Dans le processus de fabrication de l’aluminium-nickel-cobalt fritté, l’aluminium a un point de fusion bas, environ 660˚C, et une mauvaise résistance à l’oxydation, et les points de fusion des autres composants métalliques dans les aimants alnico frittés sont plus élevés que lui, de sorte que l’aluminium est ajouté sous la forme d’alliages intermédiaires, tels que l’alliage fer-aluminium ou l’alliage cobalt-aluminium. Afin d’obtenir des grains plus gros et de meilleures propriétés magnétiques, le processus comprend généralement quatre types de poudre à élément unique, à savoir la poudre de nickel, la poudre de cobalt, la poudre de fer et la poudre de cuivre, ainsi que quatre types de poudre d’alliage intermédiaire, à savoir l’alliage fer-aluminium, l’alliage cobalt-aluminium, l’alliage niobium-fer et l’alliage titane-fer. Ils sont pesés séparément et bien mélangés pour produire des aimants AlNiCo frittés. Contrairement au processus de production de l’alnico fritté étranger, l’alnico fritté chinois présente des particules de mousse de poudre plus raisonnables dans le processus de production, et il n’est pas nécessaire d’ajouter de liant dans le processus de pressage et de formage, ce qui rend le processus de frittage sans nécessité d’évacuer le gaz volatilisé par le liant, de sorte qu’en termes de propriétés magnétiques, il est meilleur que les fabricants étrangers. C’est pourquoi certains micro-moteurs BLDC utilisent généralement des aimants alnico frittés provenant de fabricants chinois. Notre processus de fabrication réduit la poudre d’alliage intermédiaire à deux types d’alliage : l’alliage cobalt-aluminium et l’alliage titane-fer, ainsi qu’à des puissances d’éléments plus pures afin d’augmenter les propriétés magnétiques et leur stabilité.

Par rapport à l’Alnico moulé, la densité de l’Alnico fritté est inférieure à celle de l’Alnico moulé en raison des différents processus de fabrication, de sorte que les propriétés magnétiques de la même catégorie d’aimants Alnico frittés sont légèrement inférieures à celles des aimants Alnico moulé. Prenons l’exemple de l’Alnico 5. Selon la méthode de dénomination de la CEI, l’aimant Alnico fritté est généralement l’Alnico 34/5, où 34 signifie la taille de l’énergie magnétique produite, 34 kJ/m3, et la coercivité est proche de 50 kA/m, ce qui correspond à environ 48 kA/m. L’Alnico coulé est souvent appelé Alnico 37/5, avec un produit d’énergie magnétique de 37 kJ/m3, et la rémanence est généralement plus élevée que celle de l’aimant Alnico fritté, environ 12 500 Gs.

Mais les aimants Alnico frittés peuvent éviter les défauts des aimants Alnico coulés. Les aimants Alnico moulés utilisant la méthode de fusion atmosphérique, les aimants Alnico moulés présentent facilement des défauts tels que des trous de sable et des pores à l’intérieur, ce qui affecte les performances magnétiques des aimants ; la composition du matériau n’est pas très uniforme, et la dispersion des performances du produit est relativement importante. le processus de production étant limité, il n’est pas possible de fabriquer de petits produits. Les produits plus petits doivent être traités par découpe au fil et par d’autres procédés d’usinage. L’Alnico fritté peut compenser ces défauts. C’est pourquoi les aimants Alnico frittés sont souvent utilisés pour fabriquer des produits plus petits, sous forme de pressage direct, et pour réduire les coûts. Il est utilisé pour les produits à basse tension tels que les découpleurs et les relais, ainsi que certains capteurs automobiles, etc.

Processus de fabrication de l'aimant alnico fritté

Fusion sous vide d’alliages intermédiaires

L’alliage intermédiaire est un élément relativement important du processus de fabrication des aimants AlNiCo frittés, car l’aluminium a un point de fusion relativement bas et est très sensible à l’oxydation, ce qui n’est pas possible à l’état de poudre pure, et le titane est également très sensible à l’oxydation, de sorte que ces deux métaux doivent être transformés en poudre à l’état d’alliage. D’autres fabricants utilisent également un alliage de fer et d’aluminium, nous améliorons maintenant le processus, principalement avec ces deux alliages intermédiaires pour fabriquer la poudre.

Poudre Alliages intermédiaires

L’alliage intermédiaire doit d’abord être broyé, puis réduit en poudre. Dans l’ancienne version du procédé, la poudre est broyée par des billes d’acier, car la poudre doit être plus fine que 150 mesh, de sorte que l’utilisation d’un équipement de broyage à billes d’acier nécessite un broyage répété et un tamisage à l’aide d’un tamis. Les billes d’acier sont maintenant remplacées par un broyeur à flux d’air, et la taille de la poudre est plus uniforme.

Matériau en poudre pour la réduction de l’hydrogène

La poudre de fer, la poudre de cobalt, la poudre de cuivre et la poudre de nickel, ces différentes poudres de métaux de haute pureté contiennent un oxyde, de sorte que ces métaux doivent être réduits thermiquement. Habituellement, des dispositifs de décomposition de l’ammoniac sont utilisés pour produire de l’hydrogène gazeux afin de réduire ces poudres métalliques, dans la cuve de réduction thermique pendant 2 heures, et la protection contre l’hydrogène gazeux est également nécessaire pour le refroidissement.

Mélange de poudres métalliques

Calculer le poids nécessaire pour chaque type de poudre métallique, le peser à l’aide d’une balance électronique, le mélanger en proportion et le placer dans l’équipement de mélange pour un mélange répété pendant 60 minutes afin de rendre la composition plus homogène. Utiliser ensuite l’emballage de la machine à emballer sous vide pour éviter l’humidité ou l’oxydation lors de la conservation.

Presse et formage

Les aimants Alnico frittés se distinguent de tous les autres matériaux magnétiques en termes de formage à la presse. Tout d’abord, l’aimant Alnico fritté n’a pas besoin d’être orienté dans le processus de pressage, même s’il s’agit d’une qualité anisotrope (comme l’aimant Alnico 8). Il n’est donc pas nécessaire que la machine de pressage pour le formage soit dotée d’un champ magnétique. (Les aimants NdFeB et SmCo ont besoin d’un champ magnétique pour être orientés dans la direction magnétique lors du processus de pressage). Deuxièmement, l’avantage de l’alnico fritté est qu’il s’agit de produits de petite taille, donc essentiellement d’une seule pièce formée en place, contrairement aux aimants NdFeB ou SmCo, qui sont formés en grands carrés ou cylindres et nécessitent un traitement ultérieur de découpage du fil. Par conséquent, la pression utilisée pour les aimants Alnico frittés est relativement faible, les machines de presse 10T-50T peuvent répondre aux exigences. Seule une petite quantité d’agent de formation (stéarate) est ajoutée pendant le processus de mélange pour faciliter le pressage et la formation.

Processus de frittage

Le processus de frittage de l’aimant Alnico fritté est réalisé dans un four de frittage sous vide et le processus de frittage passe par plusieurs intervalles de température et peut se dérouler en 6 à 8 étapes. La température de frittage la plus élevée peut atteindre environ 1400˚C et nécessite des étapes de maintien et d’augmentation à différents stades de température. Cela permet à l’Alnico fritté de produire la taille de grain souhaitée à l’intérieur de l’Alnico fritté et la densité du produit après le frittage.

Traitement thermique

Le processus de traitement thermique des aimants Alnico frittés n’a pas lieu dans le four de frittage sous vide, alors que les aimants NdFeB et SmCo sont traités dans le four de frittage sous vide. Le traitement thermique des aimants Alnico frittés peut être divisé en plusieurs étapes. un prétraitement entre 800 et 900˚C pendant 30 à 50 minutes, un traitement thermique à l’état fondu entre 1260 et 1280˚C pendant environ 30 minutes, puis un refroidissement à l’air. Les anisotropes sont placés dans un four à champ magnétique à une température comprise entre 750˚C et 850˚C pendant 20 à 30 minutes pour être orientés et soumis à un traitement de trempe supplémentaire. Elle se situe entre 500 et 650˚C. Après un traitement thermique aussi complexe, les aimants auront des propriétés magnétiques. Un processus de traitement thermique approprié garantit la précipitation des phases α1 et α2 et réduit et supprime la précipitation des phases γ. En effet, la phase γ nuit aux propriétés magnétiques. les matériaux isotropes comme l’Alnico 2 et l’Alnico 7 n’ont pas besoin d’être traités thermiquement dans un champ magnétique pour être orientés. mais les matériaux anisotropes comme l’Alnico 5 et l’Alnico 8 doivent être orientés dans un champ magnétique pendant le traitement thermique à une température d’environ 750˚C à 850˚C, les différents matériaux nécessitant des températures différentes.

Usinage 

La plupart des matériaux magnétiques étant très fragiles, les méthodes d’usinage sont relativement limitées. La rectification est la méthode d’usinage la plus courante. Comme la plupart des aimants frittés en AlNiCo sont de petits produits dont la taille est presque parfaite au stade du formage, la plupart d’entre eux ne nécessitent qu’un simple processus d’usinage par meulage. Certains produits peuvent également être divisés en deux catégories : l’usinage grossier, placé devant le processus de traitement thermique, puis, lorsque le traitement thermique est terminé, l’usinage de finition, qui consiste à rectifier le produit en fonction des dimensions et des tolérances requises. Quelques produits Alnico frittés utilisent d’autres méthodes de traitement, telles que le découpage au fil, le tournage, etc. Pour le traitement des tailles spéciales.

Propriétés magnétiques de l'aimant Alnico fritté

Les grades SAlnico N/M- S signifie fritté, N signifie (BH)max kJ/M3, M signifie coercitivité kA/m. China Grades FLNG+numéro, le F signifie fritté en poudre, LNG signifie Alnico, le numéro signifie (BH)max. Le T signifie Titanium material, pour Alnico 6,7,8.

MMPA – norme américaine, Alnico 7 est la version isotrope Alnico 8.

Les propriétés des aimants Alnico peuvent être modifiées dans une certaine mesure par rapport aux propriétés standard du matériau, en fonction des exigences du client. C’est pourquoi de nouvelles propriétés sont ajoutées à nos grades de matériaux et à la norme européenne IEC et à la norme américaine MMPA.

Grade (IEC) Rémanence(Br) Coercivité (Hcb) Coercitive intrinsèque (Hcj) Produit max.BH Qualité de la Chine MMPA
T(kGs) kA/m(kOe) kA/m(kOe) kJ/m3(MGOe)
SAlNiCo4/1 0.87-0.89
(8.7-8.9)
9-11
(0.11-0.14)
10-12
(0.13-0.15)
3.2-4.8
(0.40-0.60)
FLNG4
SAlNiCo8/5 0.53-0.62
(5.3-6.2)
45-50
(0.57-0.63)
47-52
(0.59-0.65)
8.5-9.5
(1.07-1.19)
FLNG8
SAlNiCo10/5 0.63-0.70
(6.3-7.0)
48-56
(0.60-0.70)
50-58
(0.63-0.73)
9.5-11
(1.19-1.38)
FLNG10
SAlNiCo12/5 0.70-0.75
(7.0-7.5)
50-56
(0.62-0.70)
53-58
(0.66-0.73)
11-13
(1.38-1.63)
FLNG12 Alnico 2
SAlNiCo14/5 0.73-0.80
(7.3-8.0)
47-50
(0.59-0.63)
50-53
(0.63-0.67)
13-15
(1.63-1.88)
FLNG14
SAlNiCo14/6 0.62-0.81
(6.2-8.1)
56-64
(0.70-0.81)
58-66
(0.73-0.83)
14-16
(1.76-2.00)
SAlNiCo14/8 0.55-0.61
(5.5-6.1)
75-88
(0.94-1.11)
80-92
(1.00-1.16)
14-16
(1.76-2.00)
SAlNiCo18/10 0.57-0.62
(5.7-6.2)
92-100
(1.16-1.26)
99-107
(1.24-1.34)
16-19
(2.00-2.39)
FLNGT18 Alnico 7
SAlNiCo29/6 0.97-1.20
(9.7-12)
58-64
(0.73-0.80)
60-66
(0.75-0.83)
29-33
(3.64-4.15)
FLNGT28 Alnico6
SAlNiCo30/6 1.00-1.10
(10-11)
58-64
(0.73-0.80)
60-66
(0.75-0.83)
30-34
(3.77-4.27)
SAlNiCo42/10 0.95-1.10
(9.5-11)
100-110
(1.26-1.38)
104-114
(1.30-1.43)
42-46
(5.27-5.77)
FLNGT42
SAlNiCo33/11 0.70-0.80
(7-8)
107-115
(1.34-1.45)
111-119
(1.39-1.50)
33-38
(4.14-4.77)
FLNGT33 Alnico8
SANiCo35/5 1.10-1.20
(11-12)
48-52
(0.60-0.65)
50-54
(0.63-0.68)
35-39
(4.40-4.90)
FLNG35 Alnico 5
SAlNiCo37/15 0.70-0.80
(7.0-8.0)
140-147
(1.76-1.85)
150-158
(1.88-1.98)
37-41
(4.65-5.15)
FLNGT37J Alnico8HC
SAlNiCo39/12 0.83-0.90
(8.3-9.0)
115-123
(1.45-1.54)
119-127
(1.50-1.60)
39-43
(4.90-5.40)
FLNGT40
SAlNiCo44/12 0.90-0.95
(9-9.5)
119-127
(1.50-1.60)
124-132
(1.56-1.66)
44-48
(5.53-6.03)
FLNGT44
SAlNiCo40/15 0.75-0.85
(7.5-8.5)
143-151
(1.80-1.90)
155-163
(1.95-2.05)
40-48
(5.02-6.03)
FLNGT40J
SAlNiCo44/15 0.80-0.88
(8.0-8.8)
148-160
(1.86-2.00)
155-163
(1.95-2.05)
44-48
(5.53-6.03)
FLNGT44J