كيف تُصنع المغناطيسات؟

مغناطيسات النيوديميوم الملبدة وهي مصنوعة من سبيكة مكونة من النيوديميوم والحديد والبورون. وقد تُضاف عناصر أخرى لأن المغناطيس المستخدم داخل مستشعر صغير يعمل في درجة حرارة الغرفة لا يواجه نفس الظروف التي يواجهها المغناطيس المركب بالقرب من دوار محرك ساخن.

تُصهر المعادن الخام في بيئة خاضعة للرقابة، ثم تُبرد لتتحول إلى رقائق من السبائك. وتُجعل هذه الرقائق هشة — وغالبًا ما تُستخدم معالجة الهيدروجين في ذلك — ثم تُطحن لتصبح مسحوقًا ناعمًا جدًّا.

هذا المسحوق مادة لا يُنصح بتركها مكشوفة. فهو يتفاعل بسهولة مع الأكسجين، كما أن سوء التعامل معه يؤثر سلبًا على كل من السلامة والأداء المغناطيسي. ولذلك، يتم تحضير المسحوق في ظل ظروف خاضعة للرقابة.

بعد ذلك، يتم تحميل المسحوق في قالب ثم ضغطه. بالنسبة للمغناطيس غير المتناظر، يعمل مجال مغناطيسي خارجي على محاذاة الجسيمات قبل أو أثناء عملية الضغط. واتجاه هذه المحاذاة مهم. وبمجرد تصميم المغناطيس وضغطه وفق اتجاه معين، فإن تغيير اتجاه المغنطة لاحقًا لا يكون عادةً أمرًا سهلاً.

تُسمى القطعة المضغوطة «الكتلة الخضراء». ولا ينبغي أن تسقط واحدة منها. فهي هشة قبل عملية التلبيد، وتظل هشة إلى حد كبير بعدها أيضًا، وإن كان ذلك لأسباب مختلفة.

بعد أن يتم تلبيد المغناطيس ومعالجته حرارياً، يتم طحنه حتى يصل إلى الحجم النهائي. وتُعد عمليات الطحن بالماس، والتقطيع، والقطع بالأسلاك من الأساليب الشائعة. أما استخدام مثقاب عادي، فليس من بينها.

تعاملنا مع تصميم مغناطيس حلقي صغير بدا غير ضار في الرسم الهندسي. كان المغناطيس ذو جدار رقيق، ويتطلب دقة عالية في التراكز، وله حافة داخلية حادة. اجتازت العينات الأولى فحص الأبعاد، لكن عدة عينات تصدعت عندما قام العميل بضغطها داخل غلاف فولاذي.

كان الإجراء الأول هو التجميع الأولي.

تم تصنيع عينة جديدة للغلاف بتصميم أكثر مرونة قليلاً. ومع ذلك، استمرت بعض المغناطيسات في التصدع. ثم قمنا بزيادة سماكة جدار المغناطيس، لكن العميل أراد الحفاظ على التفاوت المسموح به في التراكز الأصلي، مما أدى إلى تحسن طفيف جدًّا في تكلفة عملية الصقل. ولم يتم التوصل إلى النسخة الصالحة للتطبيق إلا بعد مراجعة كل من المقاس، وسماكة الجدار، والحافة الداخلية، والتفاوت المسموح به معًا.

كان المغناطيس نفسه صغيرًا جدًّا. أما المشكلة فلم تكن كذلك.

تحتاج مغناطيسات النيوديميوم أيضًا إلى الحماية من التآكل في العديد من التطبيقات. ويُعد الطلاء بالنيكل-النحاس-النيكل خيارًا مألوفًا، لكن كونه مألوفًا لا يعني بالضرورة أنه مناسب. ويمكن النظر في استخدام الإيبوكسي والزنك والفوسفات والباريلين وغيرها من الطلاءات، اعتمادًا على عوامل الرطوبة والملوحة ودرجة الحرارة والترابط والمتطلبات الكهربائية.

لا يمكن للدرجة المغناطيسية الأعلى أن تعوض عن الطلاء غير المناسب.