¿Cuáles son las diferencias entre los imanes Sm1Co5 y Sm2Co17?

¿Cuáles son las diferencias entre los imanes Sm1Co5 y Sm2Co17?

Tabla de contenido

Hay dos opciones de imán que se utilizan habitualmente en motores de alta temperatura o en la fabricación aeroespacial: Sm1Co5 y Sm2Co17. Ambos son imanes de samario-cobalto (SmCo), un tipo de imán de tierras raras. El número del nombre representa la relación atómica entre el samario (Sm) y el cobalto (Co). Para un ingeniero que esté eligiendo un imán adecuado para un motor o unos componentes aeroespaciales, es esencial comprender la diferencia entre los dos tipos de imán.

Sm1Co5 representa una relación samario-cobalto de 1:5, que es el tipo más antiguo, mientras que Sm2Co17 representa una relación 2:17, que es el tipo más nuevo y más utilizado.

En comparación con el imán Nd FeB, la fuerza magnética del imán SmCo es más débil. Sin embargo, la resistencia al calor y a la corrosión del imán de SmCo es mejor que la del imán de Nd FeB, lo que lo convierte en una opción fiable en entornos de alta temperatura o corrosivos. Aunque el precio del imán de SmCo es más elevado, resulta insustituible en aplicaciones de gama alta como la aeroespacial, los equipos médicos y las aplicaciones de defensa. La demanda de imanes de SmCo sigue creciendo debido al motor de los vehículos eléctricos, los drones y los instrumentos de precisión.

1. ¿Qué es un imán Sm1Co5?

Sm1Co5 fue descubierto en la década de 1960, siendo el primer imán de samario-cobalto descubierto. Sólo contiene samario y cobalto. Su producto energético se sitúa en un nivel medio, que es de 16-25 MGOe, y la temperatura máxima de trabajo es de 250 °C. Es resistente a la oxidación porque no contiene hierro, no necesita capa protectora. La propiedad de no contener hierro es importante en la industria oceánica o química porque puede reducir el coste del tratamiento de superficies incluso en un entorno corrosivo. El producto energético de 16-25 MGOe es suficiente para la aplicación industrial general.

También es adecuado para pedidos de lotes pequeños o muestreo, ya que se puede procesar fácilmente para obtener anillos pequeños de paredes finas u otros componentes con formas complejas, y es habitual verlo en equipos marinos, bombas químicas y otros instrumentos que funcionan en un entorno de vacío.

Aunque el coste de mecanizado es inferior, el coste del material es superior al del imán Sm2Co17 debido al mayor contenido de cobalto. Esa es la razón por la que el imán Sm1Co5 está siendo sustituido en el mercado, pero sigue siendo esencial en aplicaciones específicas.

2. ¿Qué es un imán Sm2Co17?

Sm2Co17 es el tipo más nuevo y se ve con frecuencia en el mercado actual. Además de samario y cobalto, también contiene pequeñas cantidades de cobre, hierro y circonio . Su producto energético es fuerte, de 22-32 MGOe, y la temperatura máxima de trabajo es de 350°C. Debido a su contenido en hierro, puede oxidarse en ambientes húmedos, por lo que se recomienda añadir una capa protectora.

La adición de pequeñas cantidades de cobre, hierro y circonio puede mejorar el rendimiento de la fuerza magnética y la estabilidad térmica, razón por la cual es una opción por defecto en la mayoría de la industria y la ingeniería, sustituyendo la posición dominante del imán Sm1Co5.

El coeficiente de temperatura del imán Sm2Co17 es inferior al del imán Sm1Co5. Indica que la caída de la fuerza magnética de salida es menor cuando aumenta la temperatura de trabajo. Es esencial en la aplicación con una gran fluctuación de la temperatura de trabajo, como los sensores integrados en los motores de los aviones.

Su gran fuerza magnética de salida y su alta resistencia al calor máximo hacen que se utilice ampliamente en motores de vehículos eléctricos, componentes de satélites y robots industriales.

3. Ventajas e inconvenientes de los imanes Sm1Co5

La característica de los imanes Sm1Co5 es "sustituir el mecanizado por la fuerza magnética". El sacrificio del rendimiento de la fuerza magnética a cambio de una mayor flexibilidad de mecanizado y resistencia a la corrosión.

Ventajas

Desventajas

Resistencia a la corrosión

Producto de energía débil y fuerza magnética

Fácil calibración de los campos magnéticos

La temperatura máxima de trabajo es de sólo 250°C

Fácil de mecanizar en formas complicadas

Mayor coste debido a la mayor composición del cobalto

A pesar de su débil fuerza magnética, su propiedad de no contener hierro es más importante en algunas industrias, como la de equipos médicos.

Su propiedad de coercitividad también hace que funcione mejor en aplicaciones que requieren un control preciso del campo magnético, como los escáneres de resonancia magnética (IRM) y los aceleradores de partículas.

4. Ventajas e inconvenientes de los imanes Sm2Co17

La característica de los imanes Sm2Co17 es inversa a la de los imanes Sm1Co5. La salida de fuerza magnética y la máxima resistencia al calor es la primera prioridad, y el coste es la dificultad de procesamiento y la sensibilidad a la humedad.

Ventajas

Desventajas

Producto de gran energía y fuerza magnética

Se requiere una capa protectora en entornos húmedos

La temperatura máxima de trabajo puede alcanzar los 350°C

Más difícil de mecanizar o moldear debido a su fragilidad

Coeficiente de temperatura inferior

(Más estable en fuerza magnética cuando cambia la temperatura de trabajo)

 

La adición de una capa protectora de NiCuNi (Níquel-Cobre-Níquel) es suficiente para reducir la oxidación en la mayoría de los casos, por lo que el aumento del coste es limitado.

Aunque es frágil por naturaleza, el uso de herramientas de corte de diamante y el rectificado lento pueden reducir eficazmente el riesgo de astillado de las esquinas.

5. ¿Cómo elegir entre imanes Sm1Co5 y Sm2Co17?

No hay uno superior entre dos tipos de imán. La clave está en los requisitos y el entorno de aplicación.

Condición

La elección

Requieren una mayor fuerza magnética

Sm2Co17

Temperatura de trabajo superior a 250°C

Sm2Co17

Ambiente húmedo y no va a añadir una capa protectora

Sm1Co5

Requieren forma complicada/pared más fina

Sm1Co5

Presupuesto limitado

Sm2Co17

Si resulta difícil elegir el tipo de imán, se recomienda considerar en primer lugar el Sm2Co17 por su mejor rendimiento, menor precio y aplicación más amplia. El Sm1Co5 sólo se considera cuando no es posible añadir una capa protectora en un entorno corrosivo o cuando se requiere una forma compleja.

Aunque el precio unitario del imán Sm2Co17 es inferior, el coste total será superior si se requiere una capa protectora, y las diferencias de coste entre ambos se reducirán. Merece la pena pedir una comparación de presupuestos al proveedor si el tamaño del lote es grande.

Si después de lo anterior sigue indeciso, lo más fiable es ponerse en contacto con el proveedor y facilitarle la temperatura de trabajo, las condiciones ambientales y el tamaño del componente. El proveedor puede recomendar una elección en función de los tres parámetros.

6. Cómo distinguir entre Sm1Co5 y Sm2Co17 ¿Imanes?

Etiqueta en el envaseEl marcado del grado suele estar impreso en la etiqueta del envase, como SmCo5 o SmCo26 (el grado más común de Sm2Co17). En caso de que falte la etiqueta, se puede solicitar un certificado de material al proveedor.

Prueba de fuerza de tracción (para el mismo tamaño)la mayor fuerza magnética del Sm2Co17 lo hace más fuerte en la prueba. La diferencia es visible a simple vista.

Prueba de óxido: pueden aparecer ligeras manchas de óxido en Sm2Co17 en un ambiente húmedo durante 48-72 horas, pero no en Sm1Co5

MaquinabilidadLa naturaleza frágil del Sm2Co17 lo hace más propenso a astillarse en las esquinas durante el corte, por lo que la velocidad de corte tuvo que reducirse.

Si el imán se compra en mercados de segunda mano o a proveedores desconocidos, los métodos anteriores son útiles. Hay algunos proveedores poco fiables que hacen pasar el imán Sm1Co5 por el imán Sm2Co17, ya que la apariencia de estos dos imanes es la misma. En caso de una compra de gran cantidad, se recomienda solicitar un informe de pruebas a terceros, como un análisis de fluorescencia de rayos X (XRF) y pruebas de propiedades magnéticas, para garantizar que se recibe el tipo correcto de imán.

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