Pse një magnet i vogël ka nevojë për një 'Veshje ari'?
Në ajër në një temperaturë të lartë prej 150°C, një i pambrojtur Magneti NdFeB mund të oksidohet plotësisht dhe të gërryhet në vetëm 51 ditë, duke humbur përfundimisht forcën e tij magjike magnetike.
Si 'Mbreti i Magnetëve' në industrinë moderne, magnetët NdFeB përdoren gjerësisht në automjetet me energji të reja, prodhimin e energjisë së erës, elektronikën e konsumit dhe fusha të tjera për shkak të vetive të tyre të shkëlqyera magnetike. Megjithatë, ky magnet i fuqishëm ka një dobësi fatale: është shumë i ndjeshëm ndaj korrozionit dhe oksidimit.
Pa trajtim sipërfaqësor, magnetët NdFeB oksidohen me shpejtësi në ajër, duke çuar në prishjen apo edhe humbjen e plotë të vetive magnetike, duke ndikuar përfundimisht në performancën dhe jetëgjatësinë e të gjithë makinës.
01 Pse është i nevojshëm trajtimi sipërfaqësor?
Magnetët NdFeB prodhohen duke përdorur proceset e metalurgjisë së pluhurit, duke i bërë ata një material pluhur shumë reaktiv kimik me mikropore dhe zbrazëtira të brendshme. Kjo strukturë poroze bën që magneti të veprojë si një sfungjer miniaturë, duke thithur lehtësisht lagështinë dhe ndotësit nga ajri.
Rezultatet eksperimentale tregojnë se një magnet i përhershëm NdFeB i sinterizuar 1 cm³ i vendosur në ajër në 150°C për 51 ditë do të oksidohet plotësisht dhe do të gërryhet . Edhe në temperaturën e dhomës, magnetët e pambrojtur NdFeB oksidohen gradualisht, duke çuar në një rënie të vetive magnetike.
Kur materialet magnetike gërryhen ose përbërja e tyre dëmtohet, kjo përfundimisht do të shkaktojë prishje apo edhe humbje të plotë të vetive magnetike, duke ndikuar kështu në performancën dhe jetëgjatësinë e të gjithë makinës. Prandaj, trajtimi sipërfaqësor nuk është vetëm një çështje estetike, por një teknologji kyçe për të siguruar besueshmërinë afatgjatë të magneteve.
02 Përgatitjet për trajtimin sipërfaqësor
Cilësia e elektrikimit NdFeB është e lidhur ngushtë me efektivitetin e para-trajtimit të tij. Trajtimi paraprak është problemi më kritik dhe më i prirur ndaj problemeve në të gjithë procesin e trajtimit sipërfaqësor.
Trajtimi paraprak në përgjithësi përfshin procese të tilla si bluarja dhe heqja e gërryes me gërryerje, heqja e yndyrës kimike me zhytje, larja me acid për të hequr filmat e oksidit dhe aktivizimi i dobët i acidit, i ndërthurur me pastrimin me ultratinguj. Qëllimi i këtyre proceseve është të ekspozojë një sipërfaqe të pastër bazë të magnetit NdFeB të përshtatshme për elektrik.
Krahasuar me pjesët e zakonshme të çelikut, para-trajtimi për produktet NdFeB është më i vështirë për shkak të sipërfaqes së tyre të ashpër dhe poroze , gjë që e bën të vështirë heqjen e plotë të papastërtive. Këto 'ndotës' mund të ndikojnë negativisht në forcën e lidhjes ndërmjet veshjes NdFeB dhe nënshtresës.
Aktualisht, para-trajtimi NdFeB në përgjithësi përfshin faza të shumta të pastrimit me ultratinguj. Efekti i kavitacionit të ultrazërit heq tërësisht njollat e vajit, acidet, alkalet dhe substancat e tjera nga mikroporet e NdFeB. Kjo metodë gjithashtu heq në mënyrë efektive hirin e borit të krijuar në sipërfaqen e NdFeB gjatë larjes me acid.
03 Teknologjitë e diversifikuara të trajtimit të sipërfaqes
Ka metoda të ndryshme për trajtimin kundër korrozionit të NdFeB, zakonisht duke përfshirë elektroplating, plating electroless, veshje elektroforetike, trajtim fosfatimi, etj. Secila metodë ka avantazhet e saj unike dhe skenarët e zbatueshëm.
Trajtimi i pasivimit
Pasivimi përfshin formimin e një filmi mbrojtës në sipërfaqen e magneteve Nd përmes metodave kimike për të arritur qëllime kundër korrozionit. Procesi i pasivimit përfshin: degreasing → shpëlarje me ujë → shpëlarje me ujë me ultratinguj → larje me acid → shpëlarje me ujë → shpëlarje me ujë me ultratinguj → shpëlarje me ujë të pastër → trajtim pasivizimi → shpëlarje me ujë të pastër → dehidratim → tharje.
Trajtimet tradicionale të pasivizimit përdorin kryesisht acidin kromik dhe kromatet si agjentë trajtues, të njohur si pasivimi i kromit. Filmi i konvertimit të kromatit i formuar në sipërfaqen e metalit pas trajtimit siguron mbrojtje të mirë kundër korrozionit për metalin bazë.
Trajtimi me fosfat
Trajtimi me fosfat përfshin gjenerimin e një filmi mbrojtës fosfati të patretshëm në sipërfaqen e metalit përmes një reaksioni kimik. Kjo metodë ka kosto relativisht të ulët dhe funksionim të thjeshtë, por performanca e saj kundër korrozionit është më e dobët në krahasim me pllakën me rrymë.
Një metodë e përmirësuar përfshin trajtimin e pasivimit pas fosfatimit, ku produkti i fosfatuar zhytet në një zgjidhje të përzier të derivateve të acidit stearik të shkrirë dhe rrëshirës epoksi. Filmi mbrojtës i marrë me këtë metodë ka ngjitje të fortë , një sipërfaqe uniforme dhe rezistencë të përmirësuar ndjeshëm ndaj korrozionit.
Trajtimi me elektroplacion
Si një metodë e pjekur e trajtimit të sipërfaqes së metalit, elektroplating përdoret gjerësisht. Elektrikimi NdFeB mund të adoptojë procese të ndryshme pllakosjeje në varësi të mjedisit të përdorimit të produktit.
Veshjet sipërfaqësore gjithashtu ndryshojnë, si p.sh. zinku, nikelimi, bakri, kallaji, metali i çmuar, rrëshira epoksi, etj. Tre proceset kryesore janë përgjithësisht zink, nikel + bakër + nikel dhe nikel + bakër + nikel pa elektronik.
Vetëm zinku dhe nikeli janë të përshtatshëm për veshjen direkte në sipërfaqen e magneteve NdFeB, kështu që teknologjia e elektrikimit me shumë shtresa zbatohet përgjithësisht pas veshjes me nikel. Sfida teknike e veshjes direkte të bakrit në NdFeB tani është tejkaluar dhe veshja e drejtpërdrejtë e bakrit e ndjekur nga nikelimi është një prirje zhvillimi.
04 Krahasimi i performancës së veshjeve të ndryshme
Veshjet më të përdorura për magnet të fuqishëm NdFeB janë zinku dhe nikel. Ato kanë dallime të dukshme në pamje, rezistencë ndaj korrozionit, jetëgjatësi, çmim, etj.
Karakteristikat e zinkut
Veshja me zink është opsioni më me kosto efektive. Avantazhi i tij kryesor është kostoja e ulët, duke e bërë atë të përshtatshëm për aplikime ku pamja nuk është një prioritet i lartë.
Megjithatë, zinku është një metal aktiv që mund të reagojë me acidet, kështu që rezistenca e tij ndaj korrozionit është relativisht e dobët . Me kalimin e kohës, veshja e sipërfaqes është e prirur të bjerë, duke shkaktuar oksidimin e magnetit dhe duke ndikuar në vetitë e tij magnetike.
Karakteristikat e nikelit
Veshja me nikel është superiore ndaj zinkut për sa i përket lustrimit dhe ka një pamje më të ndritshme. Ata që kërkojnë pamje të lartë të produktit zakonisht zgjedhin veshjen me nikel.
Pas trajtimit të sipërfaqes së nikelit, rezistenca e saj ndaj korrozionit është më e lartë. Për shkak të ndryshimit në rezistencën ndaj korrozionit, jeta e shërbimit të nikelit është më e gjatë se ajo e zinkut. Veshja me nikel ka fortësi më të lartë se zinku, gjë që mund të shmangë në masë të madhe copëzimin, plasaritjen dhe fenomenet e tjera në magnet të fuqishëm NdFeB të shkaktuara nga ndikimi gjatë përdorimit.
05 Si të zgjidhni veshjen e duhur?
Kur zgjidhni magnet të fuqishëm NdFeB, është e nevojshme të merren parasysh në mënyrë gjithëpërfshirëse faktorë të tillë si temperatura e funksionimit, ndikimi mjedisor, kërkesat e rezistencës ndaj korrozionit, pamja e produktit, ngjitja e veshjes, efekti ngjitës, etj., për të vendosur se cila veshje të përdoret.
Për aplikime me kërkesa të larta për pamjen , si p.sh. produktet e elektronikës së konsumit, zakonisht zgjidhet veshje me nikel sepse ka një pamje më të ndritshme dhe rezistencë më të mirë ndaj korrozionit.
Për aplikimet ku magneti nuk është i ekspozuar dhe kërkesat për pamjen e produktit janë relativisht të ulëta, zinku mund të konsiderohet për të ulur kostot.
Në mjedise me temperaturë të lartë, me lagështi të lartë ose gërryes, është e nevojshme të zgjidhni veshje me rezistencë më të mirë ndaj korrozionit , si p.sh. elektrik me shumë shtresa (nikel + bakër + nikel).
06 Trendet e zhvillimit të teknologjisë së trajtimit sipërfaqësor
Teknologjia e trajtimit sipërfaqësor NdFeB po zhvillohet dhe inovohet vazhdimisht. Vitet e fundit, kërkesat për rezistencën ndaj korrozionit të filmave të konvertimit NdFeB janë bërë gjithnjë e më të larta, duke e bërë të vështirë përmbushjen e kërkesave duke u mbështetur vetëm në teknologjinë e pasivimit.
Një proces i përdorur zakonisht është teknologjia e filmit të përbërë të konvertimit , e cila përfshin fosfatimin së pari të ndjekur nga pasivimi. Duke mbushur poret e filmit fosfatues, rezistenca ndaj korrozionit të filmit të përbërë të konvertimit përmirësohet në mënyrë efektive.
Veshja e drejtpërdrejtë e bakrit e ndjekur nga nikelimi është një prirje zhvillimi. Një dizajn i tillë i veshjes është më i favorshëm për arritjen e treguesve të demagnetizimit termik të komponentëve NdFeB.
Studiuesit po zhvillojnë gjithashtu teknologji të reja trajtimi miqësore me mjedisin për të reduktuar ndikimin mjedisor. Gjatë zgjedhjes së një procesi të pllakëzimit, duhet të merret parasysh jo vetëm natyra mbrojtëse e procesit dhe praktika e prodhimit, por edhe ndikimi dhe shkalla e dëmtimit të emetimeve të elektrizimeve në mjedis.
Tani, teknologjia e trajtimit të sipërfaqes për magnetët NdFeB tashmë mund t'u mundësojë veshjeve t'i rezistojnë 500-1000 orë testimi të spërkatjes së kripës, duke zgjatur ndjeshëm jetën e shërbimit të magneteve.
Teknologjia e trajtimit të sipërfaqes është ende duke u përmirësuar vazhdimisht. Veshja e drejtpërdrejtë e bakrit e ndjekur nga nikelimi është një tendencë zhvillimi, pasi një dizajn i tillë i veshjes është më i dobishëm për arritjen e treguesve të demagnetizimit termik të komponentëve NdFeB.
Në të ardhmen, me rritjen e kërkesave për mbrojtjen e mjedisit, teknologjitë e reja të trajtimit të sipërfaqes së gjelbër do të bëhen një fokus kërkimi dhe zhvillimi, duke na lejuar të mbrojmë më mirë planetin tonë duke shijuar komoditetet e teknologjisë.
