מהו מגנט?
מגנט הוא חומר שמפעיל עליו כוח ברור ללא מגע פיזי עם חומרים אחרים.כוח זה נקרא מגנטיות.כוח מגנטי יכול למשוך או להדוף.רוב החומרים המוכרים מכילים כוח מגנטי כלשהו, אך הכוח המגנטי בחומרים אלו קטן מאוד.עבור חומרים מסוימים, הכוח המגנטי גדול מאוד, ולכן חומרים אלו נקראים מגנטים.כדור הארץ עצמו הוא גם מגנט ענק.
ישנן שתי נקודות בכל המגנטים שבהן הכוח המגנטי הוא הגדול ביותר.הם ידועים בתור הקטבים.על מגנט מוט מלבני, הקטבים נמצאים ישירות זה על פני זה.הם נקראים הקוטב הצפוני או הקוטב המחפש צפוני, והקוטב הדרומי או המחפש הדרומי.
ניתן ליצור מגנט פשוט על ידי לקיחת מגנט קיים ושפשוף איתו חתיכת מתכת.יש לשפשף את חתיכת המתכת הזו בשימוש ברציפות בכיוון אחד.זה גורם לאלקטרונים בחתיכת המתכת הזו להתחיל להסתובב באותו כיוון.זרם חשמלי מסוגל גם ליצור מגנטים.מכיוון שחשמל הוא זרימה של אלקטרונים, כאשר האלקטרונים הניידים נעים בחוט הם נושאים איתם את אותה השפעה כמו אלקטרונים המסתובבים סביב גרעין האטום.זה נקרא אלקטרומגנט.
בשל האופן שבו האלקטרונים שלהם מסודרים, המתכות ניקל, קובלט, ברזל ופלדה מייצרות מגנטים טובים מאוד.מתכות אלו יכולות להישאר מגנטים לנצח ברגע שהן הופכות למגנטים.ובכך נושאים את השם מגנטים קשים.אולם מתכות אלו ואחרות יכולות להתנהג כמו מגנטים באופן זמני אם הן נחשפו או מתקרבות למגנט קשיח.ואז הם נושאים את השם מגנטים רכים.
איך מגנטיזם עובד
מגנטיות מתרחשת כאשר חלקיקים זעירים הנקראים אלקטרונים נעים בדרך כלשהי.כל החומר מורכב מיחידות הנקראות אטומים, אשר בתורם מורכבים מאלקטרונים וחלקיקים אחרים, שהם נויטרונים ופרוטונים.אלקטרונים אלה נוטים להסתובב סביב הגרעין, המכיל את החלקיקים האחרים שהוזכרו לעיל.הכוח המגנטי הזעיר נגרם מסיבוב האלקטרונים הללו.במקרים מסוימים, אלקטרונים רבים באובייקט מסתובבים בכיוון אחד.התוצאה של כל הכוחות המגנטיים הזעירים הללו מאלקטרונים היא מגנט גדול.
הכנת האבקה
כמויות מתאימות של ברזל, בורון וניאודימיום מחוממות להמסה תחת ואקום או בתנור היתוך אינדוקציה באמצעות גז אינרטי.השימוש בוואקום נועד למנוע תגובות כימיות בין חומרי ההיתוך לאוויר.כאשר הסגסוגת המותכת התקררה, היא נשברת ונמעכת ויוצרות רצועות מתכת קטנות.לאחר מכן, החתיכות הקטנות מרוסקות ונמעכות לאבקה דקה שקוטרה נע בין 3 ל-7 מיקרון.האבקה החדשה שנוצרה היא מאוד תגובתית ומסוגלת לגרום להצתה באוויר ויש להרחיק אותה מחשיפה לחמצן.
דחיסה איזוסטטית
תהליך הדחיסה האיזוסטטי נקרא גם לחיצה.אבקת המתכת נלקחת וממקמת אותה בתבנית.תבנית זו נקראת גם קובייה.על מנת שהחומר האבקה יהיה בקנה אחד עם חלקיקי האבקה מופעל כוח מגנטי, ובמהלך התקופה המופעלת הכוח המגנטי, נעשה שימוש באילים הידראוליות כדי לדחוס אותו במלואו עד לטווח של 0.125 אינץ' (0.32 ס"מ) מהמתוכנן. עוֹבִי.משתמשים בלחצים גבוהים בדרך כלל מ-10,000 psi ל-15,000 psi (70 MPa עד 100 MPa).עיצובים וצורות אחרים מיוצרים על ידי הכנסת החומרים למיכל מפונה אטום לפני לחיצתם לצורה הרצויה על ידי לחץ גז.
לרוב החומרים הנוטלים למשל עץ, מים ואוויר יש תכונות מגנטיות שהן חלשות מאוד.מגנטים מושכים חפצים המכילים את המתכות לשעבר בצורה חזקה מאוד.הם גם מושכים או דוחים מגנטים קשים אחרים כאשר מקרבים אותם.תוצאה זו היא משום שלכל מגנט יש שני קטבים מנוגדים.הקטבים הדרומיים מושכים את הקטבים הצפוניים של מגנטים אחרים, אך הם דוחים קטבים דרומיים אחרים ולהיפך.
ייצור מגנטים
השיטה הנפוצה ביותר בשימוש בייצור מגנטים נקראת מטלורגיית אבקה.מכיוון שמגנטים מורכבים מחומרים שונים, גם תהליכי ייצורם שונים וייחודיים בפני עצמם.לדוגמה, אלקטרומגנטים מיוצרים באמצעות טכניקות יציקת מתכת, בעוד שמגנטים קבועים גמישים מיוצרים בתהליכים הכוללים שחול פלסטי בהם מערבבים חומרי גלם בחום לפני שהם נדחפים דרך פתח בתנאי לחץ קיצוניים.להלן תהליך ייצור המגנטים.
יש להביא את כל ההיבטים החיוניים והחשובים של בחירת מגנטים לדיון עם צוותי ההנדסה והייצור כאחד.תהליך הממגנט על תהליכי ייצור של מגנטים, עד לנקודה זו, החומר הוא חתיכת מתכת דחוסה.למרות שהוא הופעל על כוח מגנטי במהלך תהליך הלחיצה האיזוסטטית, הכוח לא הביא השפעה מגנטית לחומר, הוא רק סידר את חלקיקי האבקה הרופפים.היצירה מובאת בין הקטבים של אלקטרומגנט חזק ולאחר מכן מכוונת בכיוון המיועד למגנטיזציה.לאחר הפעלת האלקטרומגנט, הכוח המגנטי מיישר את התחומים המגנטיים בתוך החומר, מה שהופך את היצירה למגנט קבוע חזק מאוד.
חימום החומר
לאחר תהליך הדחיסה האיזוסטטית, מופרד הקליע של אבקת המתכת מהתבנית ומכניסים לתנור.סינטרה היא התהליך או השיטה של הוספת חום למתכות אבקות דחוסות על מנת להפוך אותן לחתיכות מתכת מותכות ומוצקות לאחר מכן.
תהליך הסינטרינג כולל בעיקר שלושה שלבים.בתהליך השלב הראשוני, החומר הדחוס מחומם בטמפרטורות נמוכות מאוד על מנת לסלק את כל הלחות או את כל החומרים המזהמים שייתכן ונלכדו בתהליך הדחיסה האיזוסטטי.בשלב השני של הסינטרינג, יש עלייה בטמפרטורה לכ-70-90% מנקודת ההיתוך של הסגסוגת.לאחר מכן הטמפרטורה נשמרת שם במשך שעות או ימים על מנת שהחלקיקים הקטנים יתאימו, יתחברו ויתמזגו יחד.השלב האחרון של הסינטרינג הוא כאשר החומר מתקרר באיטיות רבה במרווחי טמפרטורה מבוקרים.
חישול החומר
לאחר תהליך החימום מגיע תהליך החישול.זה כאשר החומר הסינטר עובר תהליך חימום וקירור מבוקר שלב אחר שלב על מנת להשליך כל או את כל הלחצים הנותרים בתוך החומר ולחזק אותו.
גימור מגנט
המגנטים הסנטרים לעיל מורכבים מרמה או מידה כלשהי של עיבוד שבבי, החל משחיקתם חלקה ומקבילה או יצירת חלקים קטנים יותר ממגנטים בלוקים.החומר המייצר את המגנט הוא מאוד קשה ושביר (Rockwell C 57 עד 61).לכן חומר זה זקוק לגלגלי יהלום לתהליכי החיתוך, הם משמשים גם לגלגלים שוחקים לתהליכי השחזה.תהליך החיתוך יכול להתבצע בדיוק רב ולרוב מסיר את הצורך בתהליך הטחינה.התהליכים שהוזכרו לעיל מחייבים להיעשות בזהירות רבה על מנת להפחית סתתים וסדקים.
ישנם מקרים שבהם המבנה או הצורה הסופית של המגנט מתאימים מאוד לעיבוד עם גלגל שיוף יהלום מעוצב כמו כיכרות לחם.התוצאה הסופית בצורה הסופית מובאת על פני גלגל השחזה וגלגל השחזה מספק מידות מדויקות ומדויקות.המוצר המחושל כל כך קרוב לצורה ולמידות המוגמרות עד שרצוי לעשות אותו.צורת ליד נטו היא השם שניתן בדרך כלל למצב זה.תהליך עיבוד אחרון ואחרון מסיר כל עודפי חומר ומציג משטח חלק מאוד במידת הצורך.לבסוף על מנת לאטום את המשטח החומר מקבל ציפוי מגן.
תהליך מגנטיזציה
המגנט מלווה את תהליך הגימור, וכאשר תהליך הייצור נעשה, המגנט זקוק לטעינה על מנת לייצר שדה מגנטי חיצוני.כדי להשיג זאת, נעשה שימוש בסולנואיד.סולנואיד הוא גליל חלול שניתן להכניס לתוכו גדלים וצורות שונות של מגנטים או עם מתקנים סולנואיד יוצר כדי להקנות דפוסים או עיצובים מגנטיים שונים. על מנת להימנע מטיפול והרכבה של מגנטים חזקים אלה בתנאים הממגנטים שלהם ניתן למגנט מכלולים גדולים .יש לקחת בחשבון את דרישות השדה המגנטיות, שהן משמעותיות מאוד.
זמן פרסום: יולי-05-2022