Povrchové úpravy magnetů: nikl, nebo epoxid?
Jak zvolit povrchovou úpravu NdFeB magnetů: porovnání typických variant, vliv teploty a rozměru a jak ji uvést v objednávce.
1. Proč se NdFeB opatřuje povrchovou úpravou
Slinutý NdFeB koroduje sám od sebe. Jeden dodavatel uvádí, že neošetřené magnety ve vlhkém vzduchu začínají degradovat během dnů až týdnů [1], a jiný neošetřené magnety vůbec nedoporučuje [2]. Povrchová úprava také pomáhá chránit křehký materiál před odštípnutím [2]. Skutečnou otázkou tedy není, zda povrchovou úpravu použít, ale která vyhovuje vašemu prostředí, teplotě a sestavě.
2. Hlavní varianty vedle sebe
Níže uvedené hodnoty jsou typické rozsahy uváděné dodavateli. Liší se podle zdroje i továrny, proto je používejte k porovnání, nikoli jako specifikaci.
| Povrchová úprava | Typická tloušťka | Odolnost proti korozi | Hlavní omezení |
|---|---|---|---|
| Ni-Cu-Ni (nikl) | asi 10–25 µm [1][2][3] | Dobrá ve vnitřním prostředí; zkouška solnou mlhou 24–96 h v jednom průvodci [1]; špatná ve slaném prostředí [3] | Odštěpuje se na ostrých hranách; špatně se lepí [1][3] |
| Ni-Cu-Ni + epoxid | asi 15–30 µm [1][3] | Dobrá; zkouška solnou mlhou 96–240 h v jednom průvodci [1] | Měkčí; epoxid omezuje teplotu (120–180 °C podle zdroje) [1][3] |
| Pouze epoxid | asi 10–25 µm [1][3] | Dobrá [3]; 72–120 h v jednom průvodci [1] | Měkčí než pokovení; teplotní limit kolem 120 °C [1][3] |
| Zinek | asi 4–15 µm [1][2][3] | Slabší než nikl [2] | Krátká životnost; vhodný pro suché nebo uzavřené použití [1] |
3. Nikl (Ni-Cu-Ni)
Toto je standardní povrchová úprava a jeden dodavatel uvádí, že pokrývá většinu aplikací NdFeB [1]. Je tvrdá, vodivá a rozměrově předvídatelná. Hodí se pro uzavřená zařízení, motory, senzory a spotřební sestavy [1]. Jejími slabými místy jsou odštěpování na ostrých hranách a nízká odolnost při trvalém vlhkém nebo slaném působení [1][3]. Lesklý nikl se také špatně lepí, pokud není zdrsněn nebo opatřen základním nátěrem [1][3].
4. Epoxid
Epoxid, samotný nebo na niklu, je obvyklou volbou pro venkovní, námořní, omývané prostředí a prostředí s cyklickou kondenzací [1]. Je nevodivý, což odstraňuje jeden zdroj ztrát vířivými proudy, a dobře se lepí [1][3]. Za to se platí tím, že je měkčí a při nárazu se může drolit; poškození, i když není viditelné, může propustit vlhkost a časem magnet poškodit [2][3]. Omezuje také pracovní teplotu: jeden zdroj uvádí příklad N42SH dimenzovaného na 150 °C, který se s epoxidem stává dílem pro 120 °C [1]. Zeptejte se na teplotní limit skutečné povrchové úpravy, nejen třídy.
5. Další povrchové úpravy ve stručnosti
Parylen poskytuje tenkou vrstvu bez pórů pro lékařské použití nebo složité tvary; PTFE poskytuje nepřilnavost a použití při vysokých teplotách, ale špatně se lepí; zlato na niklu je určeno pro kontakt s tělem nebo stabilní elektrický kontakt a je drahé [1][2][3]. Fosfát je pouze základní nátěr a není samostatnou ochranou [1]. Jde o speciální případy; u většiny průmyslových magnetů je volba mezi niklem a epoxidem.
6. Povrchová úprava mění rozměr
Povrchová úprava se přidává na každý povrch, takže průměr se zvětší o dvojnásobek tloušťky. Jeden průvodce uvádí asi 0,020–0,040 mm na průměru u niklu a 0,030–0,060 mm u epoxidu na niklu a poznamenává, že to může spotřebovat větší část tolerančního pásma ±0,05 mm [1]. Na výkrese uveďte, zda rozměry platí před povrchovou úpravou, nebo po ní; tentýž průvodce doporučuje „po povrchové úpravě“ [1]. Pokovení se také na ostrých hranách ztenčuje, takže hrany mají nejmenší ochranu [1].
7. Co říká zkouška solnou mlhou
Zkouška neutrální solnou mlhou (ASTM B117 nebo ISO 9227) vystavuje díly nepřetržité solné mlze. Je užitečná pro porovnání povrchových úprav a odhalení vad procesu, ale není předpovědí životnosti a výsledky se liší podle geometrie a stavu hran [1]. Pokud chcete zkoušku, uveďte v objednávce dobu trvání a kritérium přijetí, například počet hodin a „žádná červená rez ani koroze podkladu“. Delší zkouška stojí více a trvá déle, proto zvolte dobu podle povrchové úpravy a použití.
8. Co uvést v objednávce
- Typ povrchové úpravy a v případě potřeby minimální tloušťku.
- Zda rozměry platí před povrchovou úpravou, nebo po ní.
- Provozní teplotu včetně limitu povrchové úpravy.
- Prostředí: suché vnitřní, vlhké, venkovní, omývané, slané.
- Zda budou magnety lepeny a k čemu.
- Zkoušku a přijetí: dobu zkoušky solnou mlhou a kritérium, je-li požadováno.
Literatura
- [1] Radial Magnets, Inc. (n.d.). Magnet coatings guide. https://radialmagnet.com/magnet-coatings-guide/
- [2] supermagnete (n.d.). Which magnet coatings are there? https://www.supermagnete.it/eng/faq/Which-magnet-coatings-are-there
- [3] Goudsmit Magnetics (n.d.). Magnet coating selection guide [PDF]. https://www.goudsmitmagnetics.com/uploads/pdf/MagnetCoating_SelectionGuide_A3RGB.pdf
Důležité upozornění: Tento průvodce obsahuje obecné technické informace vycházející z citovaných publikací dodavatelů. Tloušťky, doby zkoušek a teplotní limity jsou typické hodnoty, které se liší podle zdrojů a továren; nejsou specifikací, nabídkou ani závazkem společnosti Rami Technics. Povrchovou úpravu pro svou aplikaci ověřte podle technického listu skutečného produktu a vzorek odzkoušejte za reálných podmínek.