Què és un imant?
Un imant és un material que exerceix una força evident sobre ell sense contacte físic amb altres materials. Aquesta força s'anomena magnetisme. La força magnètica pot atraure o repel·lir. La majoria de materials coneguts contenen força magnètica, però la força magnètica en aquests materials és molt petita. Per a alguns materials, la força magnètica és molt gran, de manera que aquests materials s'anomenen imants. La terra mateixa també és un imant enorme.
Hi ha dos punts en tots els imants on la força magnètica és més gran. Es coneixen com els pols. En un imant de barra rectangular, els pols es troben directament entre ells. S'anomenen pol nord o pol de recerca del nord, i pol sud o pol de recerca del sud.
Un imant es pot fer simplement agafant un imant existent i fregant-hi una peça de metall. Aquesta peça metàl·lica que s'utilitza s'ha de fregar contínuament en una direcció. Això fa que els electrons d'aquesta peça metàl·lica comencin a girar en la mateixa direcció. El corrent elèctric també és capaç de crear imants. Com que l'electricitat és un flux d'electrons, quan els electrons mòbils es mouen en un cable porten amb ells el mateix efecte que els electrons que giren al voltant del nucli atòmic. Això s'anomena electroimant.
A causa de la disposició dels seus electrons, els metalls níquel, cobalt, ferro i acer són molt bons imants. Aquests metalls poden romandre imants per sempre una vegada que es converteixen en imants. Així porta el nom d'imants durs. Tanmateix, aquests metalls i altres poden comportar-se com imants temporalment si han estat exposats o s'apropen a un imant dur. Llavors porten el nom imants tous.
Com funciona el magnetisme
El magnetisme es produeix quan partícules diminutes anomenades electrons es mouen d'alguna manera. Tota la matèria està formada per unitats anomenades àtoms, que al seu torn estan compostes per electrons i altres partícules, que són neutrons i protons. Aquests electrons tendeixen a girar al voltant del nucli, que conté les altres partícules esmentades anteriorment. La petita força magnètica és causada per la rotació d'aquests electrons. En alguns casos, molts electrons de l'objecte giren en una direcció. El resultat de totes aquestes petites forces magnètiques dels electrons és un gran imant.
Preparant la pols
Les quantitats adequades de ferro, bor i neodimi s'escalfen per fondre al buit o en un forn de fusió per inducció utilitzant gas inert. L'ús del buit és per evitar reaccions químiques entre els materials en fusió i l'aire. Quan l'aliatge fos s'ha refredat, es trenca i es tritura formant petites tires metàl·liques. Després, les peces petites es polveritzan i es trituran en una pols fina que oscil·la entre 3 i 7 micres de diàmetre. La pols acabada de formar és altament reactiva i és capaç de provocar ignició a l'aire i s'ha de mantenir lluny de l'exposició a l'oxigen.
Compactació isostàtica
El procés de compactació isostàtica també s'anomena premsat. El metall en pols es pren i es col·loca en un motlle. Aquest motlle també s'anomena matriu. Per tal que el material en pols estigui en línia amb les partícules de pols, s'exerceix una força magnètica i, durant el període en què s'aplica la força magnètica, s'utilitzen ariets hidràulics per comprimir-lo completament fins a 0,125 polzades (0,32 cm) de la seva planificació. gruix. Les altes pressions s'utilitzen normalment de 10.000 psi a 15.000 psi (70 MPa a 100 MPa). Altres dissenys i formes es fabriquen posant les substàncies en un recipient evacuat hermètic abans de pressionar-les en la forma desitjada per pressió de gas.
La majoria dels materials que prenen per exemple la fusta, l'aigua i l'aire tenen propietats magnètiques que són molt febles. Els imants atrauen objectes que contenen els metalls anteriors amb molta força. També atrauen o repel·leixen altres imants durs quan s'apropen. Aquest resultat és perquè cada imant té dos pols oposats. Els pols sud atrauen els pols nord d'altres imants, però repel·leixen altres pols sud i viceversa.
Fabricació d'imants
El mètode més comú utilitzat en la fabricació d'imants s'anomena pulvimetal·lúrgia. Com que els imants contenen materials diferents, els processos de fabricació d'ells també són diferents i únics per si mateixos. Per exemple, els electroimants es fabriquen mitjançant tècniques de fosa metàl·lica, mentre que els imants permanents flexibles es fabriquen en processos d'extrusió de plàstic en què les matèries primeres es barregen a la calor abans de ser forçades a través d'una obertura en condicions de pressió extrema. A continuació es mostra el procés de fabricació d'imants.
Tots els aspectes crucials i importants de la selecció d'imants s'han de discutir tant amb els equips d'enginyeria com de producció. El procés de magnetització en els processos de fabricació d'imants, fins a aquest punt, el material és una peça de metall comprimit. Tot i que es va exercir sobre una força magnètica durant el procés de premsa isostàtica, la força no va provocar un efecte magnètic al material, només va alinear les partícules de pols soltes. La peça es porta entre els pols d'un electroimant fort i després s'orienta en la direcció prevista de magnetització. Després d'activar l'electroimant, la força magnètica alinea els dominis magnètics dins del material, fent de la peça un imant permanent molt fort.
Escalfament del material
Després del procés de compactació isostàtica, el llimac del metall en pols es separa de la matriu i es posa al forn. La sinterització és el procés o mètode d'afegir calor als metalls en pols comprimit per transformar-los després en peces de metall sòlides i foses.
El procés de sinterització consta principalment de tres etapes. Durant l'etapa inicial del procés, el material comprimit s'escalfa a temperatures molt baixes per expulsar tota la humitat o totes les substàncies contaminants que hagin pogut quedar atrapades durant el procés de compactació isostàtica. Durant la segona etapa de sinterització, hi ha un augment de la temperatura al voltant del 70-90% del punt de fusió de l'aliatge. Aleshores, la temperatura es manté allà durant un espai d'hores o dies perquè les partícules petites coincideixen, s'uneixin i es fusionin. L'etapa final de sinterització és quan el material es refreda molt lentament en increments de temperatura controlats.
Recuit del material
Després del procés d'escalfament ve el procés de recuit. Això és quan el material sinteritzat se sotmet a un altre procés d'escalfament i refrigeració controlat pas a pas per descartar qualsevol o totes les tensions residuals que queden dins del material i fer-lo més fort.
Acabat amb imant
Els imants sinteritzats anteriors consisteixen en algun nivell o grau de mecanitzat, que van des de la mòlta suau i paral·lela o la formació de peces més petites amb imants de bloc. El material que fa l'imant és molt dur i trencadís (Rockwell C 57 a 61). Per tant, aquest material necessita rodes de diamant per als processos de tall, també s'utilitzen per a rodes abrasives per als processos de mòlta. El procés de tall es pot fer amb gran precisió i normalment elimina la necessitat del procés de mòlta. Els processos esmentats anteriorment s'han de fer amb molta cura per tal de reduir les esquerdes i esquerdes.
Hi ha casos en què l'estructura o la forma de l'imant final són molt favorables per al processament amb una mola de diamant amb forma com els pans de pa. El resultat final en la forma final passa més enllà de la mola i la mola proporciona unes dimensions precises i precises. El producte recuit està tan a prop de la forma i les dimensions acabades que es vol fer. La forma gairebé neta és el nom que se sol donar a aquesta condició. Un darrer i definitiu procés de mecanitzat elimina l'excés de material i presenta una superfície molt llisa quan calgui. Finalment, per segellar la superfície, se li dóna un recobriment protector al material.
Procés de magnetització
La magnetització segueix el procés d'acabat i, quan es fa el procés de fabricació, l'imant necessita carregar-se per produir un camp magnètic extern. Per aconseguir-ho, s'utilitza un solenoide. Un solenoide és un cilindre buit en el qual es poden col·locar diferents mides i formes d'imants o amb accessoris es crea un solenoide per impartir diversos patrons o dissenys magnètics. Per evitar la manipulació i el muntatge d'aquests imants potents en les seves condicions magnetitzades, es poden magnetitzar grans conjunts. . Cal tenir en compte els requisits del camp de magnetització, que són molt substancials.
Hora de publicació: 05-jul-2022