烧结软磁是什么材料吗?

发布的法国葡头牙欧洲杯亚盘- 2020年2月7日

你知道粉末冶金降低零件成本的能力。粉末冶金(PM)的另一个好处是您可以根据需要定制材料性能。

当目标是改进您的螺线管或类似的应用程序得到一个特定性能或性质的增加在美国,PM行业的许多人——甚至那些使用竞争工艺的人——都可以而且应该转向烧结软磁材料。

然后你就可以转向并简化你的设计——包括成本效益。很划算,对吧?

什么是软磁材料?

烧结金属和软磁是复杂的制造件。作为工程师或决策者,你应该知道的最重要的事情是:

  • 属性
  • 密度和孔隙度的影响以及高温烧结等先进工艺对这些性能的影响
  • 应用程序

软磁材料的定义是这样开始的:软磁铁不是永久的。你可以很容易地磁化和消磁软磁铁。

你把孩子的家庭作业贴在冰箱上的磁铁是硬的或永久的磁铁。软磁铁在那里不起作用,因为它不能持续保持磁性。

那么为什么要用软磁粉呢?我们主要用它们来增强或引导磁通量电流产生的。

烧结软磁材料性能研究

粉末冶金的关键步骤之一是烧结。金属是顽固的,烧结有助于确保粉末在你的零件成型后表现良好。

什么是软磁材料- bh曲线就磁性而言,这个BH曲线提供一些关键信息——如果你知道如何解释的话。在正确的人手中,它可以转化为高性能软磁材料。这张看似简单的图表教会了我们很多关于磁性能的知识,包括:

  • 磁导率
  • 强制力
  • 感应马克斯

磁导率

磁导率是一种衡量材料磁化难易程度的方法。高磁导率意味着要达到一定的磁感应水平,就需要更小的磁场或更小的电流。这实际上可以表示an节约能源选用合适的软磁材料。

(注:渗透率实际上是BH曲线的瞬时斜率。单位为奥斯特/高斯;然而,大多数科学家认为它是一个无单位的数。)

强制力

矫顽力或矫顽力是衡量材料退磁难易程度的指标。换句话说,它是与渗透率相反。

矫顽力越低,返回零感应所需的电流就越少。

(注:矫顽力以奥斯特或A/m[安培每米]计量。)

感应马克斯

这是衡量你的组件在给定的应用场水平上获得多少感应。知道最大值很重要如果你需要某种程度的诱导或强迫。

下面列出的特征可以称为结构敏感属性。

诱导的阈值取决于:

  • 材料类型
  • 磁导率
  • 制造商是如何烧结你的零件的
  • 烧结条件
  • 任何残留的碳和氧
  • 任何对零件进行的冷加工


其他的考虑

我们没有提到的一个因素是最大饱和度.这只是密度的函数。

(注:单位为高斯或特斯拉)

高温烧结如何影响磁性能?

传统的烧结温度在大多数情况下都能完成这项工作,但并非总是如此。

铁磷和铁硅,两种常见的粉末金属磁性材料,实际上是纯铁和磷铁或硅铁的预混物。你的制造商可以在2050年烧结铁磷°F,从你体内的磷中获得好处。然而,硅铁添加剂需要2300°均匀化你零件里的硅。

提高烧结温度超过要求水平提高零件的磁性性能感谢:

  • 更好的合金均匀性
  • 氧化物还原
  • 更大的烧结颈形成
  • 材料的晶粒生长
  • 提高烧结密度

软磁材料的应用

所有这些材料和工艺的神奇之处不仅仅是为了展示。就像粉末冶金作为一个整体,软磁材料的性能允许几个利基应用。

烧结软磁材料的用途包括:

  • 螺线管(可能是最好的例子)
  • 直流转子和定子
  • 无刷直流电动机转子

在无刷直流电动机的情况下,烧结软磁粉末借给优异的强度加上高磁性。

它们与smc有何不同?

如果你在我们的博客和网站上花了超过2分钟的时间,你就听过我们的演讲软磁复合材料(smc)。这些粉末金属材料是软磁,但不是烧结的,这意味着他们有不同的品质和用途比烧结软磁材料。

通过烧结,您可以选择合金化,这在目前的SMC选项中是不可能的。因此,如果你想在你的混合物中添加磷或硅的好处,你需要使用烧结部分。

从应用的角度来看,有时smc比烧结材料更有意义。如果你要使用烧结粉末金属部件作为家用电机的定子,你所拥有的只是一个非常好的加热器和一个非常差的电气设备。这就是你需要SMC或层压钢最大限度地降低热效率,提高性能。

未来提升产品的机会

Magnetic-Performance-Chart

粉末冶金的众多优点之一是您可以根据需要定制性能。今天,PM是首选的技术,不仅因为它的磁性,而且它的有所创新能力

无论是烧结或非烧结材料,您都可以消除废料浪费并创建复杂的形状,而无需增加额外的二次操作。(尽管有时二次操作在PM中是一件好事。)

机械强度不再是问题,它曾经是烧结粉末金属。另一个误解是:一些PM零件生产商害怕将铁磷材料压缩到高密度,因为模具问题。我们已经开发出了控制它的技术。

高密度的一个潜在优势与最大感应及其与密度的直接关系有关。您的低密度PM部件可能会提供所需的性能,但由于使用了强磁铁,可能会有一些通量泄漏。这通常需要增加第二个部分或为现有部分增加质量,唯一目的是捕获多余的通量。使用密度更高的粉末金属部件可能会让你将两部分的装配减少为一个部分。

许多粉末冶金供应商提供传统的烧结磁性今天,但少数甚至可以让你7.3密度一致.随着粉末冶金技术的不断发展,如硅粉末和超高温烧结烧结软磁的未来是光明的,烧结软磁的未来也是光明的!

问一位工程师

主题:磁学材料应用程序属性流程烧结


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