1970年代稀土永磁材料发明之前,AlNiCo铝镍钴合金一直是磁性能最强的永磁材料,不过由于成分中包含战略性金属钴和镍,导致成本较高,随着铁氧体永磁和稀土永磁的相继问世,铝镍钴材料在众多应用中逐步被取代。但在一些高温应用及磁稳定性要求高的场合,AlNiCo磁体仍占据不可撼动的地位。
铝镍钴永磁材料
优点:剩磁较高,温度系数极小,具有良好的抗腐蚀能力;
缺点:机械强度低,可加工性差,并且内禀矫顽力很小,不耐振动和冲击。
依据铝镍钴永磁材料矫顽力低的特点,为增强其抗退磁能力,磁极面往往设计成长柱体或长棒形,同时要严格控制磁钢使用环境下的反向磁场,避免磁钢局部的不可逆退磁或磁通密度分布的畸变。铝镍钴的退磁曲线是非线性变化,回复线与退磁曲线不重合,充磁后需要进行稳磁老化处理。
性能牌号
商用铝镍钴牌号一般可分为2、3、4、5、6、8 和 9 级,主要根据磁性能和成分区分。其中2、3和4级为各向同性磁钢,其余为各向异性磁钢。AlNiCo 磁体的理论最大磁能积可达到 30~35MGOe,而现实中商用磁钢只达到了理论值的约1/3。铝镍钴如能像铁氧体、钐钴和钕铁硼等其它永磁材料一样达到理论值80%左右,凭借其优异的抗腐蚀性和温度稳定性,应用前景将有更大的拓展。
生产工艺
铝镍钴磁体有【铸造】和【烧结】两种工艺,其中铸造铝镍钴性能更高,也是市场应用的主流。但由于铸造铝镍钴加工性差,对于小件的、形状复杂的或者均匀性要求的场景,会选用烧结铝镍钴。
铸造铝镍钴铸造的生产流程:配料→熔炼→浇铸→热处理→性能检测→机械加工→检验→包装。铸造铝镍钴产品主要应用于计量检测、仪表磁体、汽车零件、高端音响、军事装备以及航天航空等领域。
烧结铝镍钴采用粉末冶金的方法生产而成,生产流程为:配料→制粉→压制→烧结→热处理→性能检测→机械加工→检验→包装。烧结铝镍钴适合于生产复杂、轻、薄、小的产品,主要应用于电子通讯、永磁吸盘、磁电开关及各种传感器。
市场现状
目前国外除日立金属等少数企业,大部分生产厂家已经基本停产转向其他产业,而国内高质量的铝镍钴磁体完全填补了这方面的需求。铝镍钴磁体的前景不可避免的受限于钴镍两种战略金属的资源供应和市场价格,同时铝镍钴产线还存在自动化程度低,作业环境差,需耗费大量人工的现状,只有通过提升产线自动化水平并优化磁路和器件设计水平,开拓新的应用领域,才有利于铝镍钴在永磁材料中继续占有一席之地。
参考文献:
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