Hohe-Temperaturstabilität von AlNiCo-Materialien
AlNiCo-Magnete behalten ihren magnetischen Fluss bis zu 550 Grad (gegossene Sorten) oder 450 Grad (gesinterte Sorten) und übertreffen damit bei weitem NdFeB (80-220 Grad) und SmCo (250–350 Grad). Der reversible Temperaturkoeffizient von Br für AlNiCo beträgt -0,02 bis -0,03 %/Grad, etwa ein Fünftel des von NdFeB (-0,11 bis -0,12 %/Grad). Für Anwendungen wie Automobil-Geschwindigkeitssensoren in der Nähe von Abgassystemen, Durchflussmesser in Dampfleitungen oder Luft- und Raumfahrtaktuatoren in der Nähe von Motorräumen ist AlNiCo oft die einzig praktische Wahl.
Allerdings hat AlNiCo im Vergleich zu NdFeB (12–30 kOe) eine niedrige Koerzitivfeldstärke (Hcj typischerweise 0,5–1,5 kOe). Das bedeutet, dass AlNiCo-Magnete durch umgekehrte Felder oder unsachgemäße Handhabung leicht entmagnetisiert werden können. Sie müssen nach der Montage in ihrem endgültigen Magnetkreis magnetisiert werden, nicht vorher. Außerdem ist AlNiCo aufgrund seines niedrigen Hcj-Werts für Motoren mit starken Statorfeldern oder für Anwendungen mit gegenläufigen Permanentmagneten ungeeignet.
Warum gegossenes AlNiCo ideal für komplexe Geometrien ist
AlNiCo-Guss wird durch Gießen einer geschmolzenen Legierung (ca. 1500 Grad) in Sand- oder Keramikformen hergestellt. Dieser Prozess ermöglicht komplizierte Formen: Hufeisen, U--Formen, Ringe mit Innenzähnen oder individuelle Logos, die auf der Polfläche eingeprägt sind. Minimale Strukturgröße: 2-3 mm. Maximales Gewicht pro Stück: bis zu 25 kg.
Tooling cost for cast AlNiCo ranges from $800-3000 per pattern, depending on complexity. For small quantities (50-500 pieces), cast AlNiCo is expensive due to machining requirements (the as-cast surface is rough, typically requiring grinding on critical faces). For large volumes (>2000 Stück) wird gegossenes AlNiCo kostengünstig-, da sich die Werkzeuge amortisieren und die Gießzykluszeit kurz ist (2–5 Minuten pro Stück).
Anwendungen: Magnetspannplatten, Haltemagnete, Lautsprechermagnete, magnetische Riemenscheiben, Sensoren für extreme Temperaturen.
Mechanische Festigkeitsverbesserungen in gesintertem AlNiCo
Bei gesintertem AlNiCo wird pulverförmiges Metall in eine Matrize gepresst (ähnlich wie bei der Herstellung von Keramikmagneten) und dann bei 1200 {2}}1300 Grad gesintert. Das resultierende Gefüge ist feinkörniger und homogener als bei Guss. Mechanische Eigenschaften: Zugfestigkeit 250–350 MPa gegenüber gegossenem AlNiCo 150–200 MPa. Gesintertes AlNiCo weist außerdem eine geringere Porosität auf, wodurch das Risiko interner Korrosion in feuchten Umgebungen verringert wird.
Maßtoleranzen: Gesintertes AlNiCo erreicht ±0,1 mm bei gepressten Maßen ohne Nachschleifen. Für hochpräzise Anwendungen wie magnetische Encoder oder Hall-Sensor-Targets wird gesintertes AlNiCo bevorzugt. Maximale Größe: aufgrund von Pressbeschränkungen typischerweise 50–60 mm in jeder Abmessung. Bei größeren Abmessungen ist ein Gießen erforderlich.
Vergleichstabelle: Gegossenes vs. gesintertes AlNiCo – Magnetische und mechanische Spezifikationen
| Eigentum | AlNiCo-Guss (Klasse 5/LNG40) | Gesintertes AlNiCo (Sorte 5S/LNGT40) | Technische Auswirkungen |
|---|---|---|---|
| Restinduktion, Br (kGs) | 10.5 – 11.2 | 8.0 – 9.5 | Guss ergibt einen um 15–25 % höheren Fluss |
| Intrinsische Koerzitivkraft, Hcj (kOe) | 0.6 – 0.7 | 0.5 – 0.6 | Beide lassen sich leicht entmagnetisieren; Griff nach der Montage |
| Maximales Energieprodukt, BHmax (MGOe) | 7.5 – 8.5 | 3.5 – 5.5 | Guss speichert etwa das Zweifache magnetischer Energie pro Volumen |
| Maximale Betriebstemperatur (Grad) | 550 | 450 | Guss für Ultra-Hochtemperaturen (Gasturbinen) |
| Zugfestigkeit (MPa) | 150 – 200 | 250 – 350 | Gesintert beständig gegen Rissbildung bei Vibration |
| Maßtoleranz (wie-hergestellt) | ±0,5 – 1,0 mm | ±0,1 – 0,2 mm | Gesintert, geeignet für Präzisionsmontagen ohne Schleifen |
| Werkzeugkosten (einmalig) | 800 – 3000 $ pro Muster | 300 – 1000 $ pro Würfel | Gusswerkzeuge teurer; besser für hohe Lautstärke |
| Mindestbestellmenge wirtschaftlich | 500 Stk | 200 Stk | Gesintert für kleinere Chargen |
| Typische Anwendungen | Spannfutter, schwere Halterungen, Lautsprecher, Hochtemperatursensoren | Encoder, Sensoren, Präzisionshaltegeräte, magnetostriktive Geräte |
Konstrukteure, die AlNiCO-Magnete mit kundenspezifischen Formen – einschließlich mehrpoliger Magnetisierung und Gewindelöchern – benötigen, finden Sie auf unserer Produktseite zu gegossenen AlNiCo-Magneten auf unserer Website. Wir liefern sowohl gegossene als auch gesinterte Sorten mit vollständigen Zertifikaten für die chemische Zusammensetzung (ISO 9001:2015).
Um den Temperaturbereich Ihrer Anwendung, das erforderliche Br und die Maßtoleranzen zu besprechen, wenden Sie sich an unser AlNiCo-Ingenieurteam. Wir bieten eine kostenlose Entmagnetisierungssimulation für Ihren Magnetkreis an.
Häufig gestellte Fragen
F: Kann ich einen gegossenen AlNiCO-Magneten magnetisieren, bevor ich ihn in meine Baugruppe einbaue?
A: Nein. Die niedrige Koerzitivfeldstärke von AlNiCO bedeutet, dass es während der Handhabung und Montage teilweise entmagnetisiert wird. Immer zuerst zusammenbauen und dann mit einem Impulsmagnetisierer an Ort und Stelle magnetisieren. Bei Großbestellungen bieten wir einen Magnetisierungsservice vor Ort an.
F: Welche AlNiCO-Sorte eignet sich am besten für ein magnetisches Encoderrad, das bei 200 Grad arbeitet?
A: Verwenden Sie gesintertes AlNiCO Grade 5S (LNGT40). Es bietet ausreichend Br (8,5–9,0 kGs) und eine engere Toleranz (±0,1 mm) für eine präzise Polteilung. Bei Temperaturen über 450 Grad wechseln Sie zu Guss der Güteklasse 8 (LNG44) mit Br bis zu 11,2 kGs.
F: Sind AlNiCO-Magnete ohne Beschichtung korrosionsbeständig-?
A: Ja. AlNiCO bildet auf natürliche Weise eine passive Oxidschicht und erfordert keine Ni-Cu-Ni- oder Epoxidbeschichtung. Bei Salzwasser- oder Chemikalieneinwirkung empfehlen wir jedoch ein klares Epoxidharzbad (10–20 μm), um einen alkalischen Angriff zu verhindern.
