Allgemeines

Hier sind einige wichtige und allgemeine Informationen zu Permanentmagnete bzw. Dauermagnete hinsichtlich Herstellung, Eigenschaften und Anwendungen.

Magnetwerkstoffe für Dauermagnete

Grundsätzlich gibt es zwei verschiedene Gruppen von Magnetwerkstoffen, die sich voneinander unterscheiden: keramische und metallische Werkstoffe bzw. Dauermagnete.

Während Hartferrit (abgekürzt HF) ein keramischer Werkstoff ist, gibt es metallische Werkstoffe wie:

  • AlNiCo (aus Aluminium, Nickel und Kobalt bestehend)
  • NdFeB (aus Neodym, Eisen und Bor bestehend)
  • SmCo (aus Samarium und Kobalt bestehend)

Diese Werkstoffe gibt es sowohl in kompakter als auch kunststoffgebunden Form. Um bestimmte Eigenschaften der Dauermagnete zu verändern oder zu betonen, werden den genannten Bestandteilen weitere Stoffe hinzugefügt.

Herstellung der Magnetwerkstoffe und Dauermagnete

Die Herstellung der kompakten Magnetwerkstoffe erfolgt üblicherweise auf pulvermetallurgische und sintertechnische Weise. Dabei wird eine Pulverlegierung in einem Presswerkzeug mechanisch verdichtet und durch anschließendes Sintern auf die endgültige Dichte gebracht. So entsteht ein mechanisch in Grenzen belastbarer Körper. Anschließend erfolgt eine mechanische Bearbeitung in Form von Schleifen oder Trennen, in der der Magnet in seine endgültige Form gebracht wird. So können die kundenspezifischen Anforderungen an die Maßhaltigkeit eingestellt werden. Aufgrund der Herstellung sind Magnetwerkstoffe spröder oder brüchiger bzw. bruchanfälliger als bspw. Stahl.

Durch Sintern – thermische Nachverdichten des Presslings (Grünling) – tritt eine Volumenverkleinerung ein, wodurch eine höhere Dichte des Magneten entsteht. Diese kann im Voraus berechnet werden. Bei diesem Prozess entstehen außerdem Toleranzen, die für die meisten industriellen Anwendungen inakzeptabel sind.

Deshalb sind auch bei formgepressten (Dauer-)Magneten, bei denen die Formgebung schon beim Pressen geschieht, mechanische Nachbearbeitungen nötig. Dies geschieht durch Schleifen bestimmter Funktionsmaße wie z.B. der Magnetisierungsrichtung.

Besonderheiten bei der Herstellung der Dauermagnete

Beim Herstellen der Dauermagnete gibt es abweichende Verfahren, die nun näher beschrieben werden sollen:

Am Ende des Herstellverfahrens geschieht die Magnetisierung. Es handelt sich dabei um die Aktivierung magnetischer Eigenschaften, die im Werkstoff enthalten sind. In der Regel erfolgt dieser Prozess auf dem Weg der Impulsmagnetisierung. Mithilfe einer Magnetisierungsspule, in die ein oder mehrere Magneten eingebracht sind, wird der Magnet aufmagnetisiert. An dieser Spule ist zudem ein Impulsmagnetisiergerät angeschlossen, das sie mit der notwendigen Energie versorgt.

Eigenschaften der Magnetwerkstoffen und Dauermagnete

Es gibt zwei verschiedene Eigenschaften der Magnetwerkstoffe und Dauermagnete:

  • Isotrop (in jede Richtung magnetisierbar)
  • Anisotrop (in nur eine Richtung magnetisierbar)

Die Anisotropie, also die Richtung, in welcher der Magnet magnetisierbar ist) wird bei den unterschiedlichen Magnetwerkstoffen auf verschiedene Weise eingestellt. Sie wird daher auch Vorzugsrichtung genannt.

Der Vorteil anisotroper Magnete derselben Werkstoffgruppe – im Gegensatz zu isotropen Magneten – liegt in deren höheren magnetischen Werten.

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