Mengapa Magnet Kecil Memerlukan 'Salutan Emas'?
Di udara pada suhu tinggi 150°C, tidak dilindungi Magnet NdFeB boleh teroksida dan terhakis sepenuhnya dalam masa 51 hari sahaja, akhirnya kehilangan daya magnet ajaibnya.
Sebagai 'Raja Magnet' dalam industri moden, magnet NdFeB digunakan secara meluas dalam kenderaan tenaga baharu, penjanaan kuasa angin, elektronik pengguna dan bidang lain kerana sifat magnetiknya yang sangat baik. Walau bagaimanapun, magnet berkuasa ini mempunyai kelemahan yang boleh membawa maut: ia sangat terdedah kepada kakisan dan pengoksidaan.
Tanpa rawatan permukaan, magnet NdFeB cepat teroksida di udara, membawa kepada pereputan atau kehilangan sifat magnet sepenuhnya, akhirnya menjejaskan prestasi dan jangka hayat keseluruhan mesin.
01 Mengapa Rawatan Permukaan Perlu?
Magnet NdFeB dihasilkan menggunakan proses metalurgi serbuk, menjadikannya bahan serbuk yang sangat reaktif secara kimia dengan liang mikro dalaman dan lompang. Struktur berliang ini menyebabkan magnet bertindak seperti span kecil, mudah menyerap lembapan dan bahan pencemar dari udara.
Keputusan eksperimen menunjukkan bahawa magnet kekal NdFeB tersinter 1cm³ diletakkan di udara pada suhu 150°C selama 51 hari akan teroksida dan terhakis sepenuhnya . Walaupun pada suhu bilik, magnet NdFeB yang tidak dilindungi secara beransur-ansur teroksida, membawa kepada penurunan sifat magnetik.
Apabila bahan magnetik terhakis atau komposisinya rosak, ia akhirnya akan menyebabkan pereputan atau kehilangan sifat magnet sepenuhnya, sekali gus menjejaskan prestasi dan jangka hayat keseluruhan mesin. Oleh itu, rawatan permukaan bukan hanya soal estetik tetapi teknologi utama untuk memastikan kebolehpercayaan jangka panjang magnet.
02 Persediaan untuk Rawatan Permukaan
Kualiti penyaduran NdFeB berkait rapat dengan keberkesanan pra-rawatannya. Pra-rawatan adalah yang paling kritikal dan paling terdedah kepada isu-isu dalam keseluruhan proses rawatan permukaan.
Pra-rawatan secara amnya merangkumi proses seperti pengisaran dan deburring yang kasar, penyahgris kimia melalui rendaman, pencucian asid untuk mengeluarkan filem oksida, dan pengaktifan asid lemah, diselangi dengan pembersihan ultrasonik. Tujuan proses ini adalah untuk mendedahkan permukaan asas yang bersih dari magnet NdFeB yang sesuai untuk penyaduran elektrik.
Berbanding dengan bahagian keluli biasa, pra-rawatan untuk produk NdFeB adalah lebih sukar kerana permukaannya yang kasar dan berliang , yang menjadikannya sukar untuk membuang kotoran sepenuhnya. 'Pencemar' ini boleh menjejaskan daya ikatan antara salutan NdFeB dan substrat.
Pada masa ini, pra-rawatan NdFeB secara amnya melibatkan pelbagai peringkat pembersihan ultrasonik. Kesan peronggaan ultrabunyi menghilangkan kotoran minyak, asid, alkali dan bahan lain secara menyeluruh daripada mikropori NdFeB. Kaedah ini juga berkesan menghilangkan abu boron yang dihasilkan pada permukaan NdFeB semasa mencuci asid.
03 Teknologi Rawatan Permukaan Terpelbagai
Terdapat pelbagai kaedah untuk rawatan anti-karat NdFeB, biasanya termasuk penyaduran elektro, penyaduran tanpa elektro, salutan elektroforetik, rawatan fosfat, dll. Setiap kaedah mempunyai kelebihan unik dan senario yang boleh digunakan.
Rawatan Pasif
Pempasifan melibatkan pembentukan filem pelindung pada permukaan magnet Nd melalui kaedah kimia untuk mencapai tujuan anti-karat. Proses pempasifan termasuk: penyahgaraman → pembilasan air → pembilasan air ultrasonik → basuh asid → pembilasan air → pembilasan air ultrasonik → pembilasan air tulen → rawatan pempasifan → pembilasan air tulen → penyahhidratan → pengeringan.
Rawatan pempasifan tradisional kebanyakannya menggunakan asid kromat dan kromat sebagai agen rawatan, yang dikenali sebagai pempasifan kromat. Filem penukaran kromat yang terbentuk pada permukaan logam selepas rawatan memberikan perlindungan anti-karat yang baik untuk logam asas.
Rawatan Fosfat
Rawatan fosfat melibatkan penjanaan filem pelindung fosfat tidak larut pada permukaan logam melalui tindak balas kimia. Kaedah ini mempunyai kos yang agak rendah dan operasi mudah, tetapi prestasi anti-karatnya lebih buruk berbanding dengan penyaduran elektrik.
Kaedah yang lebih baik melibatkan rawatan pempasifan selepas memfosfatkan, di mana produk berfosfat direndam dalam larutan campuran derivatif asid stearik cair dan resin epoksi. Filem pelindung yang diperoleh dengan kaedah ini mempunyai lekatan yang kuat , permukaan yang seragam, dan rintangan kakisan yang bertambah baik dengan ketara.
Rawatan Elektroplating
Sebagai kaedah rawatan permukaan logam matang, penyaduran elektrik digunakan secara meluas. Penyaduran NdFeB boleh menerima pakai proses penyaduran yang berbeza bergantung pada persekitaran penggunaan produk.
Salutan permukaan juga berbeza-beza, seperti penyaduran zink, penyaduran nikel, penyaduran tembaga, penyaduran timah, penyaduran logam berharga, resin epoksi, dan lain-lain. Tiga proses arus perdana secara amnya adalah penyaduran zink, penyaduran nikel + tembaga + nikel, dan penyaduran nikel + tembaga + nikel tanpa elektro..
Hanya zink dan nikel yang sesuai untuk penyaduran langsung pada permukaan magnet NdFeB, jadi teknologi penyaduran berbilang lapisan biasanya dilaksanakan selepas penyaduran nikel. Cabaran teknikal penyaduran kuprum langsung pada NdFeB kini telah dipecahkan, dan penyaduran kuprum langsung diikuti oleh penyaduran nikel adalah trend pembangunan.
04 Perbandingan Prestasi Salutan Berbeza
Salutan yang paling biasa digunakan untuk magnet NdFeB berkuasa ialah penyaduran zink dan penyaduran nikel. Mereka mempunyai perbezaan yang jelas dalam penampilan, rintangan kakisan, hayat perkhidmatan, harga, dll.
Ciri-ciri Penyaduran Zink
Penyaduran zink adalah pilihan yang paling kos efektif. Kelebihan utamanya ialah kos rendah, menjadikannya sesuai untuk aplikasi di mana penampilan bukanlah keutamaan yang tinggi.
Walau bagaimanapun, zink ialah logam aktif yang boleh bertindak balas dengan asid, jadi rintangan kakisannya agak lemah . Dari masa ke masa, salutan permukaan terdedah kepada jatuh, menyebabkan pengoksidaan magnet dan dengan itu menjejaskan sifat magnetnya.
Ciri-ciri Penyaduran Nikel
Penyaduran nikel adalah lebih baik daripada penyaduran zink dari segi penggilap dan mempunyai penampilan yang lebih cerah. Mereka yang memerlukan penampilan produk yang tinggi biasanya memilih penyaduran nikel.
Selepas rawatan permukaan penyaduran nikel, rintangan kakisannya lebih tinggi. Oleh kerana perbezaan rintangan kakisan, hayat perkhidmatan penyaduran nikel lebih lama daripada penyaduran zink. Penyaduran nikel mempunyai kekerasan yang lebih tinggi daripada penyaduran zink, yang sebahagian besarnya boleh mengelakkan kerepek, retak dan fenomena lain dalam magnet NdFeB berkuasa yang disebabkan oleh hentaman semasa penggunaan.
05 Bagaimana Memilih Salutan yang Betul?
Apabila memilih magnet NdFeB yang berkuasa, adalah perlu untuk mempertimbangkan secara menyeluruh faktor seperti suhu operasi, kesan alam sekitar, keperluan rintangan kakisan, penampilan produk, lekatan salutan, kesan pelekat, dsb., untuk memutuskan salutan yang hendak digunakan.
Untuk aplikasi dengan keperluan penampilan yang tinggi , seperti produk elektronik pengguna, penyaduran nikel biasanya dipilih kerana ia mempunyai penampilan yang lebih cerah dan rintangan kakisan yang lebih baik.
Untuk aplikasi di mana magnet tidak terdedah dan keperluan penampilan produk agak rendah, penyaduran zink boleh dipertimbangkan untuk mengurangkan kos.
Dalam persekitaran suhu tinggi, kelembapan tinggi atau menghakis, adalah perlu untuk memilih salutan dengan rintangan kakisan yang lebih baik , seperti penyaduran berbilang lapisan (nikel + tembaga + nikel).
06 Trend Pembangunan Teknologi Rawatan Permukaan
Teknologi rawatan permukaan NdFeB sentiasa membangun dan berinovasi. Dalam tahun-tahun kebelakangan ini, keperluan untuk rintangan kakisan filem penukaran NdFeB telah menjadi semakin tinggi, menjadikannya sukar untuk memenuhi permintaan bergantung semata-mata pada teknologi pempasifan.
Proses yang biasa digunakan ialah teknologi filem penukaran komposit , yang melibatkan fosfat terlebih dahulu diikuti dengan pempasifan. Dengan mengisi liang-liang filem phosphating, rintangan kakisan filem penukaran komposit dipertingkatkan dengan berkesan.
Penyaduran kuprum langsung diikuti dengan penyaduran nikel adalah trend pembangunan. Reka bentuk salutan sedemikian adalah lebih kondusif untuk mencapai penunjuk penyahmagnetan haba komponen NdFeB.
Penyelidik juga sedang membangunkan teknologi rawatan mesra alam baharu untuk mengurangkan kesan alam sekitar. Apabila memilih proses penyaduran elektrik, bukan sahaja sifat perlindungan proses dan kepraktisan pengeluaran harus dipertimbangkan, tetapi juga kesan dan tahap kerosakan pelepasan penyaduran terhadap alam sekitar.
Kini, teknologi rawatan permukaan untuk magnet NdFeB sudah boleh membolehkan salutan untuk menahan 500-1000 jam ujian semburan garam, memanjangkan hayat perkhidmatan magnet dengan ketara.
Teknologi rawatan permukaan masih terus bertambah baik. Penyaduran kuprum langsung diikuti dengan penyaduran nikel adalah trend pembangunan, kerana reka bentuk salutan sedemikian lebih bermanfaat untuk mencapai penunjuk penyahmagnetan haba komponen NdFeB.
Pada masa hadapan, dengan peningkatan keperluan perlindungan alam sekitar, teknologi rawatan permukaan hijau baharu akan menjadi tumpuan penyelidikan dan pembangunan, membolehkan kita melindungi planet kita dengan lebih baik sambil menikmati kemudahan teknologi.
