Quali sono le differenze tra i magneti Sm1Co5 e Sm2Co17?

Quali sono le differenze tra i magneti Sm1Co5 e Sm2Co17?

Sommario

Esistono due tipi di magneti comunemente utilizzati nei motori ad alta temperatura o nella produzione aerospaziale: Sm1Co5 e Sm2Co17. Entrambi sono magneti di samario-cobalto (SmCo), un tipo di magnete di terre rare. Il numero nel nome rappresenta il rapporto atomico tra samario (Sm) e cobalto (Co). Per un ingegnere che deve scegliere il magnete adatto per un motore o per i componenti aerospaziali, è essenziale capire la differenza tra i due tipi di magnete.

Sm1Co5 rappresenta un rapporto samario/cobalto di 1:5, che è il tipo più vecchio, mentre Sm2Co17 rappresenta un rapporto 2:17, che è il tipo più recente e più comunemente usato.

Rispetto al comune magnete Nd FeB, la forza magnetica del magnete SmCo è più debole. Tuttavia, la resistenza al calore e alla corrosione del magnete SmCo è migliore di quella del magnete Nd FeB, rendendolo una scelta affidabile in ambienti ad alta temperatura o corrosivi. Sebbene il prezzo del magnete SmCo sia più elevato, è insostituibile in applicazioni di fascia alta come quelle aerospaziali, mediche e di difesa. La domanda di magneti SmCo continua a crescere grazie ai motori dei veicoli elettrici, ai droni e agli strumenti di precisione.

1. Che cos'è un magnete Sm1Co5?

Sm1Co5 è stato scoperto negli anni '60 ed è il primo magnete in samario-cobalto scoperto. Contiene solo samario e cobalto. Il suo prodotto energetico è di livello medio, pari a 16-25 MGOe, e la temperatura massima di esercizio è di 250 °C. È resistente alla ruggine perché non contiene ferro e non richiede uno strato protettivo. È resistente alla ruggine perché non contiene ferro e non è necessario uno strato protettivo. La proprietà di assenza di ferro è importante nell'industria oceanica o chimica perché può ridurre i costi di lavorazione delle superfici anche in un ambiente corrosivo. Il prodotto energetico di 16-25 MGOe è sufficiente per le applicazioni industriali generali.

È adatto anche per ordini di piccoli lotti o campionamenti, in quanto può essere facilmente lavorato per ottenere pareti sottili, piccoli anelli o altri componenti di forma complessa, ed è comunemente utilizzato in attrezzature marine, pompe chimiche e altri strumenti che operano in un ambiente sottovuoto.

Sebbene il costo di lavorazione sia inferiore, il costo del materiale è superiore a quello del magnete Sm2Co17 a causa del maggiore contenuto di cobalto. Questo è il motivo per cui il magnete Sm1Co5 viene sostituito sul mercato, ma è ancora essenziale in applicazioni specifiche.

2. Che cos'è un magnete Sm2Co17?

Sm2Co17 è il tipo più recente ed è comunemente presente sul mercato odierno. Oltre al samario e al cobalto, contiene anche piccole quantità di rame, ferro e zirconio. Il suo prodotto energetico è forte, pari a 22-32 MGOe, e la temperatura massima di esercizio è di 350°C. A causa delle proprietà del ferro, può arrugginire in ambienti umidi e si raccomanda l'aggiunta di uno strato protettivo.

L'aggiunta di piccole quantità di rame, ferro e zirconio può migliorare la forza magnetica in uscita e la stabilità termica, motivo per cui è un'opzione predefinita nella maggior parte dell'industria e dell'ingegneria, sostituendo la posizione dominante del magnete Sm1Co5.

Il coefficiente di temperatura del magnete Sm2Co17 è inferiore a quello del magnete Sm1Co5. Ciò indica che il calo della forza magnetica in uscita è minore quando la temperatura di lavoro aumenta. È essenziale nelle applicazioni con grandi fluttuazioni della temperatura di esercizio, come i sensori incorporati nei motori degli aerei.

La forte forza magnetica in uscita e l'elevata resistenza al calore massimo ne fanno un prodotto ampiamente utilizzato nei motori dei veicoli elettrici, nei componenti dei satelliti e nei robot industriali.

3. Vantaggi e svantaggi dei magneti Sm1Co5

La caratteristica dei magneti Sm1Co5 è quella di "sostituire la lavorazione con la forza magnetica". Il sacrificio della forza magnetica in uscita in cambio di una migliore flessibilità di lavorazione e resistenza alla corrosione.

Vantaggi

Svantaggi

Resistenza alla ruggine

Prodotto di energia debole e forza magnetica

Facile calibrazione dei campi magnetici

La temperatura massima di esercizio è di soli 250°C

Facile da lavorare in forme complesse

Costo più elevato a causa della maggiore composizione del cobalto

Nonostante la debole forza magnetica, la sua proprietà di assenza di ferro è più importante in alcuni settori, come le apparecchiature mediche.

Le sue proprietà di coercitività lo rendono più adatto alle applicazioni che richiedono un controllo preciso del campo magnetico, come gli scanner a risonanza magnetica (MRI) e gli acceleratori di particelle.

4. Vantaggi e svantaggi dei magneti Sm2Co17

Le caratteristiche dei magneti Sm2Co17 sono invertite rispetto ai magneti Sm1Co5. La forza magnetica in uscita e la massima resistenza al calore sono la priorità, mentre il costo è rappresentato dalla difficoltà di lavorazione e dalla sensibilità all'umidità.

Vantaggi

Svantaggi

Prodotto a forte energia e forza magnetica

In ambienti umidi è necessario uno strato protettivo

La temperatura massima di lavoro può raggiungere i 350°C

Più difficile da lavorare o modellare a causa della sua fragilità.

Coefficiente di temperatura inferiore

(Forza magnetica più stabile al variare della temperatura di lavoro)

 

L'aggiunta di uno strato protettivo di NiCuNi (nichel-rame-nichel) è sufficiente a ridurre la ruggine nella maggior parte dei casi e quindi l'aumento dei costi è limitato.

Sebbene sia fragile per natura, l'uso di utensili da taglio diamantati e di una rettifica lenta può ridurre efficacemente il rischio di scheggiatura degli angoli.

5. Come scegliere tra i magneti Sm1Co5 e Sm2Co17?

Non esiste una superiorità tra i due tipi di magneti. L'aspetto fondamentale è rappresentato dai requisiti e dall'ambiente di applicazione.

Condizione

La scelta

Richiedono una forza magnetica più forte

Sm2Co17

Temperatura di lavoro superiore a 250°C

Sm2Co17

Ambiente umido e non aggiungerà uno strato protettivo

Sm1Co5

Richiedono una forma complicata/una parete più sottile

Sm1Co5

Budget limitato

Sm2Co17

Se è difficile scegliere il tipo di magnete, si raccomanda di considerare innanzitutto Sm2Co17 per le sue migliori prestazioni, il prezzo più basso e l'ampia applicazione. L'Sm1Co5 viene preso in considerazione solo quando l'aggiunta di uno strato protettivo non è possibile in ambienti corrosivi o quando è richiesta una forma complessa.

Sebbene il prezzo unitario del magnete Sm2Co17 sia inferiore, il costo complessivo sarà più elevato se è necessario uno strato protettivo, e le differenze di costo tra i due si ridurranno. Se il lotto è di grandi dimensioni, è opportuno chiedere al fornitore un confronto tra i preventivi.

Se dopo le considerazioni di cui sopra si è ancora indecisi, il modo più affidabile è contattare il fornitore e fornire la temperatura di lavoro, le condizioni ambientali e le dimensioni del componente. Il fornitore può consigliare una scelta in base a questi tre parametri.

6. Come distinguere tra Sm1Co5 e Sm2Co17 magneti?

Etichetta sulla confezioneLa marcatura del grado è solitamente stampata sull'etichetta della confezione, come SmCo5 o SmCo26 (il grado più comune di Sm2Co17). In caso di mancanza dell'etichetta, è possibile richiedere al fornitore un certificato del materiale.

Prova di trazione (per la stessa dimensione)La maggiore forza magnetica di Sm2Co17 lo rende più forte nel test. La differenza è visibile a occhio nudo.

Test della ruggine: Su Sm2Co17 in un ambiente umido per 48-72 ore possono comparire leggere macchie di ruggine, ma non su Sm1Co5.

Lavorabilità: la natura fragile dell'Sm2Co17 lo rende più incline alla scheggiatura angolare durante il taglio, e quindi la velocità di taglio ha dovuto rallentare.

Se il magnete viene acquistato da mercati di seconda mano o da fornitori sconosciuti, i metodi sopra descritti sono utili. Ci sono alcuni fornitori inaffidabili che spacciano il magnete Sm1Co5 per Sm2Co17, poiché l'aspetto di questi due magneti è lo stesso. In caso di acquisto di grandi quantità, si consiglia di richiedere un rapporto di prova di terzi, come l'analisi della fluorescenza a raggi X (XRF) e il test delle proprietà magnetiche, per assicurarsi di ricevere il tipo corretto di magnete.

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