图表:粉末冶金电机性能材料

张贴了Fran Hanejko.——2021年8月3日

为什么磁性材料很重要?没有磁力,现代科技就不会存在。它们存在于马达、变压器、汽车等等。粉末冶金材料通常是提供关键磁性材料的最佳方式,而这些磁性材料正是驱动这些应用的关键。

下面的图表和信息是一本介绍先进磁性材料及其特性的小册子。即使是竞争材料也会被引入!

粉末冶金材料为什么需要磁性?

很高兴你发问。工程师们利用磁力把电能转化为机械能。一些最明显的例子是:

  • 电磁发生器设计
  • 交流发电机
  • 水电
  • 变压器铁芯选材(供恒压)


先进粉末冶金磁性材料

铁磁材料(磁性和含铁的那些)对于寻求先进的粉末金属部件的人来说非常棒。它们包括:

  • 这些材料的合金

它们也可以是铁氧体或氧化铁化合物。有关粉末冶金中使用的不同金属的更详细信息,下面滚动。

铁磁材料的高磁导率是一个关键特征。这种质量适用于您需要闪电快速响应施加的电流的应用。

关于粉末金属部件的磁性性能

磁性能是一个函数:

  • 合金系统
  • 最终部分的密度
  • 饱和感应和磁导率,它们受密度的影响
  • 烧结温度
  • 烧结后碳、氮含量


粉末金属烧结磁性材料 - 密度和更多

粉末冶金材料

上图为您提供了粉末金属材料特性期望的好主意。“归纳”是指的磁感应,AKA磁通或磁通密度。这些术语是指通过外部磁场磁化材料的过程。

(相关文章:完整流程图的材料可能性,包括结构部件

属性比较

有时您需要一些优点来赞美您的设备的磁性。下表显示了电气应用中使用的普通钢的两个粉末金属替代品的比较。

粉末冶金材料

符合美国钢铁协会的1008是一种普通的碳钢。45P钢是一种粉末金属,含0.45%的磷或磷铁。1000B是纯铁。

将1000B视为DC应用的基础材料。45p更先进,但仍然不如说,比说是3%的硅材料。这两个也朝向DC应用程序进行了辅助。

SMC 700 1P,3P和5P软磁材料在这里都专门用于AC应用。

无论您的磁性应用,游戏的名称都是良好的磁性能平衡机械性能

更多关于金属类型的资料

不锈钢

粉末冶金用不锈钢主要是铁素体等级适用于腐蚀性环境

马氏体不锈钢409L和434L的磁性传感器广泛应用于耐腐蚀性很重要的应用。

不锈钢一般比铁或铁磷体系具有较低的感应强度。

铁镍材料

铁镍预合金是50%镍和50%的铁。预计高磁性渗透性材料和具有低强制力的快速运动 - 想到旧点阵打印机。

低感应和低施加的磁场是铁镍的商标。

由于这种合金的高镍含量,成本很高

Iron-Phosphorus

铁磷材料特征高诱导,力量和硬度.它的电阻率只是一般。

这是值得注意的是,这种合金的延展性允许铆接操作。

这种金属的应用包括:

  • 低速步进电机定子铁芯和转子材料
  • 电动启动电机和杆帽
  • 用于阀门控制的执行器


铁硅

在中等频率下,铁硅烧结件的响应优于铁磷烧结件。这种粉末材料用于涉及冲击的执行机构,如撞击打印机磁头。

软磁与硬磁材料

软磁材料可以很容易磁化和退磁。例子包括:

  • 镍铁
  • 纹理钢

在这种情况下,“软”仅指磁性,与材料的强度或硬度无关。

硬磁性材料,就像你可能猜到的,很难磁化和退磁。例子包括:

  • 铁酸盐
  • Iron-neodymium-boron
  • Samarium-cobalt

硬磁性看到流行使用作为电机芯材

等等,什么是软磁复合材料?

一个软磁复合材料(SMC)是涂有绝缘层的铁粉,可用于AC电气应用。电绝缘边界提供独特的磁性性能:

电机材料图。磁芯损耗SMC vs .叠层堆叠组件

大多数公布的数据评估的核心损失层合钢基于一个单一的薄片。但是当你把它们堆叠起来时会发生什么呢?smc开始在低至60hz时表现优于它们,如上所示。

请注意这些部件如何优于电气钢层压组件,即使在更高的高度:

粉末冶金电磁电机材料性能铁芯损耗图

顶级粉末金属部件制造商的三个最常用的等级是前面提到的1P,3P和5P材料。其他等级的软磁复合材料可用于更高频率的应用。由于这些是先进的材料,咨询《地平线》的具体细节。欧洲杯手机投注

软磁复合材料对层压的B-H曲线

电机材料图- B-H曲线-粉末冶金- SMC vs-叠层这个B-H曲线图表显示了软磁复合材料与频繁竞争对手,叠片的性能。图表显示了磁通密度(B)与特定材料的磁场强度(H)之间的关系。

软磁复合材料的诱导是密度的函数。复合材料的饱和感应是密度的函数,由下式可知:

Bs = 2.2 x density (g/cm³)/ 7.85

b的单位是特斯拉。

这些是工程师和购买者应该看的关键价值观在选择磁性材料时。这都是关于磁场的响应,当你施加一个磁场,又移开一个磁场。对于想要与零部件供应商达成一致的购买者来说,这确实是很有帮助的。如果这一切都太令人困惑了,那就寻求帮助吧!

软磁材料的应用

烧结磁性粉末的典型应用包括:

  • 直流电机的磁通回路
  • ABS轮传感器
  • 螺线管柱和尸体
  • EGR阀机构
  • 永磁电动机的电动转子材料
  • 扬声器用磁性材料

烧结粉末金属可以提供一系列的磁性能。二次加工会影响渗透性和矫顽力。

免责声明:软磁复合材料,虽然一般令人惊叹,但不会烧结。因此,它们是脆性的,不建议用于旋转部件。我们已经彻底地覆盖了一切软磁复合材料在这里可以做的事情

需要更多的信息吗?专业知识吗?令人困惑的图表吗?

我们还有更多的图表和资源,进入电磁电机设计材料的复杂性:

  • 粉末冶金1P,3P和5P的机械性能
  • 温度对零件密度的影响
  • 可压缩比较
  • 多得多

查看电动机效率的工程师集线器:
电机效率工程师中心-点击这里

(本文最初发表于2018年10月,最近进行了更新。)

主题:粉末冶金磁性材料应用程序特性烧结电机


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