Acerca de los imanes de ferrita dura (cerámica)
Los imanes cerámicos, también conocidos como imanes de ferrita, contienen materiales como óxido de hierro sinterizado y carbonato de bario o estroncio. Los imanes de ferrita son conocidos por su bajo costo, buena resistencia a la corrosión y estabilidad a altas temperaturas de hasta 250 °C. Aunque sus propiedades magnéticas difieren significativamente de lasImanes de NdFeB, su costo es muy bajo debido a las materias primas baratas, abundantes y no estratégicas utilizadas para fabricar estos imanes, lo que hace que los imanes cerámicos de imanes permanentes sean adecuados para la producción a gran escala.
Los imanes de ferrita se fabrican moldeando una mezcla de polvo de aproximadamente 80 % de Fe2O3 y 20 % de BaCo3 o SrO3. Junto con más investigaciones, se combinan aditivos como el cobalto (Co) y el lantano (La) para mejorar el rendimiento magnético. El polvo moldeado de color verde metálico se sinteriza dentro de un horno de temperatura controlada que se calienta con electricidad o carbón. Aunque los imanes de ferrita dura tienen propiedades magnéticas bajas, siguen siendo la opción preferida de los ingenieros debido a varios factores, como la abundante disponibilidad de materia prima, el costo más bajo entre las familias de imanes permanentes, la baja densidad, la excelente estabilidad química, la alta temperatura máxima de trabajo y Curie. temperatura.
Ferrita de segmento&Imán de ferrita de anilloes el producto más comercializado y sirve como un importante pilar comercial para nuestra empresa en sus primeras etapas. Al darnos cuenta de la creciente demanda de estas aplicaciones, hemos centrado nuestros esfuerzos en la promoción de imanes de ferrita dura de tipo segmento de arco y hemos acumulado una amplia experiencia en la producción adecuada de imanes para maximizar el rendimiento y optimizar otras intenciones de aplicaciones. También logramos desarrollar un imán de ferrita dura con una estructura irregular, geometría complicada y alta precisión. Nuestros imanes de ferrita dura comercializados ahora se utilizan ampliamente dentro de motores, generadores, sensores, altavoces, medidores, relés, separadores y una variedad de otras aplicaciones en defensa, automoción, robótica, electrodomésticos, estaciones base de comunicación inalámbrica y plantas minerales.
Diagrama esquemático de comparación de fuerza magnética entre el imán de ferrita y el imán de neodimio--->
Los imanes de ferrita tienen productos de baja energía y buena resistencia a la corrosión y generalmente se usan en componentes que contienen acero con bajo contenido de carbono, capaces de funcionar a temperaturas moderadas. Para fabricar imanes cerámicos es necesario prensar y sinterizar. Debido a su posible fragilidad, se deben utilizar muelas abrasivas de diamante si es necesario realizar un rectificado. Los imanes de ferrita logran un equilibrio entre fuerza magnética y rentabilidad, mientras que su tendencia a la fragilidad equilibra su excelente resistencia a la corrosión. También tienen una fuerte coercitividad y resistencia a la desmagnetización, lo que los convierte en una opción económica para aplicaciones comunes como juguetes, artesanías y motores. Los imanes de tierras raras pueden mejorar enormemente el peso o el tamaño, mientras que la ferrita se ha convertido en una mejor opción para aplicaciones con requisitos de baja densidad de energía, como ventanas eléctricas en vehículos, asientos, interruptores, ventiladores, sopladores en aparatos eléctricos, algunas herramientas eléctricas y parlantes y zumbadores en equipos electroacústicos.
Imán de ferrita dura de estroncio e imán de ferrita dura de bario
La composición química del imán de ferrita dura de bario y del imán de ferrita dura de estroncio se describe mediante las fórmulas BaO-6Fe2O3 y SrO-6Fe2O3. El imán de ferrita dura de estroncio supera al imán de ferrita dura de bario en términos de rendimiento magnético y fuerza coercitiva. Debido al menor coste del material, los imanes de ferrita dura de bario todavía se utilizan ampliamente. Para lograr altas propiedades magnéticas y al mismo tiempo ahorrar dinero, a veces se utiliza una mezcla de carbonato de estroncio y carbonato de bario para fabricar ferrita dura.
El contacto directo con un imán de ferrita de bario generalmente se considera seguro, siempre que se utilice de acuerdo con los procedimientos de manipulación adecuados. Sin embargo, es importante tener en cuenta que el bario es un elemento tóxico y se deben tomar precauciones para evitar la ingestión o inhalación de polvo o partículas de bario. Es recomendable lavarse siempre bien las manos después de manipular imanes de ferrita de bario y evitar actividades que puedan generar partículas finas o polvo. Si surge alguna inquietud o si es necesario obtener información de seguridad específica, se recomienda consultarnos o consultar las pautas de seguridad pertinentes.
Formas yTolerancia dimensionalde imanes de ferrita dura
Los imanes de ferrita dura vienen en varias formas y tipos. Las formas más comunes incluyen anillos, arcos, rectángulos, discos, cilindros y trapecios. Estas formas se pueden personalizar y combinar para satisfacer necesidades específicas. Además, los imanes de ferrita dura están disponibles en diferentes tipos, como isotrópicos y anisotrópicos. Los imanes isotrópicos tienen propiedades magnéticas uniformes en todas las direcciones, mientras que los imanes anisotrópicos tienen una dirección de magnetización preferida. Esto permite un mecanizado adicional según los requisitos de la aplicación. Con su versatilidad en forma y tipo, los imanes de ferrita dura se utilizan ampliamente en industrias como la automotriz, la electrónica y la energía.
Ampliamente utilizado en el campo educativo.
Antes de ser mecanizado, la desviación dimensional de un imán de ferrita dura se controla dentro de +/-2%, y después de ser simplemente rectificado con una herramienta de diamante, se puede controlar dentro de +/-0,10 mm. Es posible una tolerancia aduanera o un control preciso de hasta +/-0,015 mm, pero debe negociarse. Los imanes de ferrita dura anisotrópica húmeda normalmente se suministran con superficies paralelas a la orientación anisotrópica sin tierra y otras superficies rectificadas. Para obtener definiciones de concentricidad, redondez, cuadratura, perpendicularidad y otras tolerancias, consultecontacta con nuestro equipo.
Proceso de fabricación de imanes de ferrita dura
El proceso de fabricación de imanes de ferrita dura consta de varios pasos.
1. Las materias primas, incluido el óxido de hierro y el carbonato de estroncio o carbonato de bario, se mezclan en una proporción precisa. Luego la mezcla se muele hasta obtener un polvo fino.
2. El polvo se compacta hasta darle la forma deseada utilizando una prensa hidráulica o una prensa isostática. Luego, el polvo compactado se sinteriza a altas temperaturas, normalmente entre 1200 y 1300 grados Celsius, en una atmósfera controlada para promover el crecimiento del grano y aumentar las propiedades magnéticas.
3. Después del proceso de sinterización, los imanes se enfrían lentamente a temperatura ambiente para minimizar la tensión y evitar grietas. Luego se mecanizan o rectifican para lograr la forma y dimensiones finales deseadas.
4. En algunos casos, se requiere un paso adicional de magnetización. Esto implica someter los imanes a un fuerte campo magnético para alinear los dominios magnéticos en una dirección específica, mejorando aún más sus propiedades magnéticas.
5. Finalmente, los imanes se someten a controles de calidad para garantizar que cumplan con las especificaciones y requisitos deseados antes de ser empaquetados y enviados a los clientes.
Herramientas de imán de ferrita dura
El moldeo con herramientas es el método más rentable para producir grandes cantidades de imanes de ferrita dura. La creación de imanes de ferrita dura anisotrópica requiere herramientas costosas, mientras que la fabricación de imanes de ferrita dura isotrópica es mucho menos costosa. Podemos utilizar las herramientas listas para moldear imanes de espesor/altura alternativos dentro del rango permitido si el imán requerido tiene el mismo diámetro que las herramientas actuales, o la misma longitud y ancho cuando es del tipo bloque.
En realidad, ocasionalmente cortamos bloques grandes, rectificamos anillos o discos de mayor diámetro y mecanizamos segmentos de arco de dimensiones cercanas a las necesarias. Cuando la cantidad del pedido no es muy grande (especialmente en la fase de prototipo), este enfoque es efectivo para obtener dimensiones precisas, ahorrar costos de herramientas y homogeneizar el peso y el flujo de cada pieza del producto. El coste de producción de imanes fabricados a máquina es muy elevado.
Imán de ferrita dura anisotrópico húmedo, isotrópico seco y anisotrópico
La mayoría de los imanes de ferrita dura se moldean mediante una prensa equipada con una bobina capaz de producir un campo magnético externo, lo que da como resultado un imán anisotrópico. El material utilizado para fabricar imanes de ferrita dura anisotrópicos suele estar en estado de suspensión húmeda, lo que permite que las moléculas se alineen perfectamente durante el proceso de moldeo. A los imanes fabricados mediante este proceso los llamamos imanes de ferrita dura anisotrópica húmeda porque solo pueden magnetizarse siguiendo una orientación previa. El (BH)max de un imán de ferrita dura anisotrópico es varios órdenes de magnitud mayor que el de un imán de ferrita dura isotrópico.
La materia prima utilizada para fabricar imanes de ferrita dura isotrópica suele ser polvo seco. El moldeado se realiza con una máquina punzonadora, que no puede aplicar un campo magnético externo al imán. Como resultado, los imanes resultantes se conocen como imanes de ferrita dura isotrópicos secos. La magnetización en un imán de ferrita dura isotrópica podría tener lugar en cualquier orientación y patrón deseados, dependiendo del yugo magnetizante.
Los imanes de ferrita dura anisotrópicos secos son otro tipo de imán de ferrita dura. Está hecho de polvo seco que ha sido orientado por un campo magnético externo. La propiedad magnética de un imán de ferrita dura anisotrópico seco es menor que la de un imán de ferrita dura anisotrópico húmedo. Normalmente, se utiliza un proceso seco y anisotrópico para moldear imanes con estructuras complejas pero propiedades superiores a las de los imanes isotrópicos.
Imán de ferrita dura anisotrópico, orientado diametralmente
Con la magnetización axial, los imanes de ferrita dura anisotrópicos de tipo anillo se utilizan con mayor frecuencia (paralelos a la orientación de prensado). Existen algunas necesidades en el mercado de imanes de ferrita dura anisotrópica en forma de anillo con magnetización diametral (orientada perpendicular al eje de presión), que son particularmente difíciles de producir. Los rotores de tiempo, sensores, motores paso a paso y motores de bomba de electrodomésticos, como lavadoras, lavavajillas, acuarios y sistemas de suministro de calor, deben utilizar este tipo de imán. El choque entre el aumento de la fuerza magnética y la caída de la proporción de grietas del producto plantea un desafío de producción. Con frecuencia se producirán grietas en el imán durante los procedimientos de sinterización y de inyección del eje. Después de más de diez años de investigación, nuestro ingeniero pudo eliminar el cuello de botella y adquirió una experiencia única en la producción de este tipo de imán.
Propiedades térmicas del imán de ferrita dura
Coeficiente de remanencia de temperatura negativo de la ferrita dura. Los imanes de ferrita dura tienen un coeficiente de temperatura positivo de fuerza coercitiva intrínseca en comparación con los imanes de tierras raras. La remanencia de los imanes de ferrita dura disminuirá a medida que la temperatura aumente un 0,18%/°C, mientras que su fuerza coercitiva intrínseca aumentará aproximadamente un 0,30%/°C. La fuerza coercitiva de un imán de ferrita dura disminuirá a medida que disminuya la temperatura externa. Como resultado, se recomienda tener componentes con imanes de ferrita dura que no funcionen a bajas temperaturas. Los imanes de ferrita dura tienen una temperatura Curie de aproximadamente 450°C. El rango de temperatura de funcionamiento recomendado para el imán de ferrita dura es de -40 °C a 250 °C. Los imanes de ferrita dura experimentarán un cambio en la estructura del grano cuando la temperatura ambiente alcance aproximadamente 800 °C. Esta temperatura impidió que el imán funcionara.
Estabilidad química y recubrimiento
Los imanes de ferrita dura tienen una alta estabilidad química en la mayoría de situaciones. Es resistente a una amplia gama de sustancias, incluidas salmueras, ácidos diluidos, hidróxidos de potasio y sodio, soluciones alcalinas y disolventes orgánicos. Los ácidos orgánicos e inorgánicos concentrados, incluidos los ácidos sulfúrico, clorhídrico, fosfórico, fluorhídrico y oxálico, tienen la capacidad de grabarlo. La concentración, la temperatura y el tiempo de contacto afectan el grado y la velocidad del grabado. No requiere recubrimiento para protección porque no se producirá corrosión incluso cuando opere en un ambiente húmedo y cálido. Podría estar pintado o niquelado y dorado, por ejemplo, para fines de adorno de belleza o limpieza de superficies.
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