Какво е магнит?
Магнитът е материал, който упражнява очевидна сила върху него без физически контакт с други материали.Тази сила се нарича магнетизъм.Магнитната сила може да привлича или отблъсква.Повечето известни материали съдържат известна магнитна сила, но магнитната сила в тези материали е много малка.За някои материали магнитната сила е много голяма, така че тези материали се наричат магнити.Самата Земя също е огромен магнит.
Има две точки на всички магнити, където магнитната сила е най-голяма.Те са известни като полюсите.На правоъгълен лентов магнит полюсите са точно един срещу друг.Те се наричат Северен полюс или полюс на север, и Южен полюс или полюс на юг.
Магнит може просто да бъде направен, като вземете съществуващ магнит и натъркате парче метал с него.Това метално парче, което се използва, трябва да се търка непрекъснато в една посока.Това кара електроните в това метално парче да започнат да се въртят в същата посока.Електрическият ток също е способен да създава магнити.Тъй като електричеството е поток от електрони, когато подвижните електрони се движат по жица, те носят със себе си същия ефект като електроните, въртящи се около атомното ядро.Това се нарича електромагнит.
Поради начина, по който са подредени техните електрони, металите никел, кобалт, желязо и стомана правят много добри магнити.Тези метали могат да останат магнити завинаги, след като станат магнити.Така носят името твърди магнити.Въпреки това, тези и други метали могат временно да се държат като магнити, ако са били изложени или са били близо до твърд магнит.Тогава те носят името меки магнити.
Как работи магнетизмът
Магнетизмът възниква, когато малки частици, наречени електрони, се движат по някакъв начин.Цялата материя е съставена от единици, наречени атоми, които от своя страна са съставени от електрони и други частици, които са неутрони и протони.Тези електрони са склонни да се въртят около ядрото, което съдържа другите частици, споменати по-горе.Малката магнитна сила се причинява от въртенето на тези електрони.В някои случаи много електрони в обекта се въртят в една посока.Резултатът от всички тези малки магнитни сили от електроните е голям магнит.
Приготвяне на праха
Подходящи количества желязо, бор и неодим се нагряват, за да се стопят под вакуум или в индукционна топилна пещ, като се използва инертен газ.Използването на вакуума е за предотвратяване на химични реакции между топящите се материали и въздуха.Когато разтопената сплав се охлади, тя се счупва и смачква, образувайки малки метални ленти.След това малките парчета се пулверизират и натрошават на фин прах с диаметър от 3 до 7 микрона.Новообразуваният прах е силно реактивен и може да причини възпламеняване във въздуха и трябва да се държи далеч от излагане на кислород.
Изостатично уплътняване
Процесът на изостатично уплътняване се нарича още пресоване.Металът на прах се взема и се поставя във форма.Тази форма се нарича още матрица.За да може прахообразният материал да бъде в една линия с прахообразните частици, се упражнява магнитна сила и по време на периода на прилагане на магнитната сила се използват хидравлични цилиндри, за да се компресира изцяло до 0,125 инча (0,32 cm) от планираното дебелина.Обикновено се използват високи налягания от 10 000 psi до 15 000 psi (70 MPa до 100 MPa).Други дизайни и форми се произвеждат чрез поставяне на веществата в херметически вакуумиран контейнер преди пресоването им в желаната форма чрез налягане на газ.
Повечето от материалите, като например дърво, вода и въздух, имат магнитни свойства, които са много слаби.Магнитите много силно привличат предмети, които съдържат предишните метали.Те също привличат или отблъскват други твърди магнити, когато се доближат.Този резултат е така, защото всеки магнит има два противоположни полюса.Южните полюси привличат северните полюси на други магнити, но отблъскват други южни полюси и обратно.
Производство на магнити
Най-разпространеният метод, използван при производството на магнити, се нарича прахова металургия.Тъй като магнитите се състоят от различни материали, процесите на тяхното производство също са различни и уникални сами по себе си.Например, електромагнитите се произвеждат с помощта на техники за леене на метал, докато гъвкавите постоянни магнити се произвеждат в процеси, включващи екструдиране на пластмаса, при които суровините се смесват на топлина, преди да бъдат изкарани през отвор при условия на екстремно налягане.По-долу е процесът на производство на магнит.
Всички решаващи и важни аспекти на избора на магнити трябва да бъдат обсъдени както с инженерните, така и с производствените екипи.Процесът на магнетизиране при производствените процеси на магнити, до този момент материалът е парче пресован метал.Въпреки че е била упражнена върху магнитна сила по време на процеса на изостатично пресоване, силата не е довела до магнитен ефект върху материала, а само е подредила свободните прахообразни частици.Парчето се поставя между полюсите на силен електромагнит и след това се ориентира в желаната посока на намагнитване.След като електромагнитът се зареди, магнитната сила подравнява магнитните домени в материала, което прави парчето много силен постоянен магнит.
Нагряване на материала
След процеса на изостатично уплътняване заготовката от прахообразния метал се отделя от матрицата и се поставя в пещ.Агломерирането е процес или метод за добавяне на топлина към компресирани прахообразни метали, за да се превърнат след това в разтопени твърди метални парчета.
Процесът на синтероване се състои основно от три етапа.По време на процеса на началния етап компресираният материал се нагрява при много ниски температури, за да се отстрани цялата влага или всички замърсители, които може да са били уловени по време на процеса на изостатично уплътняване.По време на втория етап на синтероване има повишаване на температурата до около 70-90% от точката на топене на сплавта.След това температурата се поддържа там за часове или дни, за да могат малките частици да съвпаднат, да се свържат и да се слеят заедно.Последният етап на синтероване е, когато материалът се охлажда много бавно при контролирани температурни стъпки.
Отгряване на материала
След процеса на нагряване идва процесът на отгряване.Това е моментът, в който синтерованият материал преминава през друг контролиран стъпка по стъпка процес на нагряване и охлаждане, за да се отстранят всички или всички остатъчни напрежения, които са останали в материала и да го направят по-здрав.
Довършителни работи с магнит
Горепосочените синтеровани магнити се състоят от известно ниво или степен на машинна обработка, варираща от смилането им гладко и успоредно или формирането на по-малки части от блокови магнити.Материалът, който прави магнита, е много твърд и чуплив (Rockwell C 57 до 61).Следователно този материал се нуждае от диамантени колела за процесите на рязане, те се използват и за абразивни колела за процесите на смилане.Процесът на нарязване може да се извърши с голяма прецизност и обикновено премахва необходимостта от процеса на смилане.Гореспоменатите процеси изискват да се извършват много внимателно, за да се намали раздробяването и напукването.
Има случаи, при които крайната магнитна структура или форма е много благоприятна за обработка с оформено диамантено шлифовъчно колело като хляб.Крайният резултат в крайната форма се прекарва покрай шлифовъчното колело и шлифовъчното колело осигурява точни и прецизни размери.Закаленото изделие е толкова близко до готовата форма и размери, че е желано да бъде изработено.Почти мрежеста форма е името, което обикновено се дава на това състояние.Последният и окончателен процес на обработка премахва излишния материал и представя много гладка повърхност, където е необходимо.Накрая, за да се запечата повърхността, на материала се нанася защитно покритие.
Процес на намагнитване
Магнетизирането следва процеса на довършване и когато производственият процес приключи, магнитът се нуждае от зареждане, за да произведе външно магнитно поле.За да се постигне това, се използва соленоид.Соленоидът е кух цилиндър, в който могат да се поставят магнити с различни размери и форми или с фиксиращи елементи, соленоидът е изработен, за да придаде различни магнитни модели или дизайни. За да се избегне боравене и сглобяване на тези мощни магнити в техните намагнитни условия, големи сглобки могат да бъдат намагнетизирани .Трябва да се вземат предвид изискванията за магнетизиращо поле, които са много съществени.
Време на публикуване: 05 юли 2022 г