Wie werden Magnete hergestellt? Vom Pulver zum Magneten
Wie werden Permanentmagnete hergestellt?
Die Herstellung eines Magneten umfasst üblicherweise die Materialvorbereitung, das Pressen oder Gießen, die Wärmebehandlung, die Präzisionsbearbeitung, den Oberflächenschutz und die abschließende Magnetisierung. Der konkrete Ablauf hängt davon ab, ob ein Neodym-, Ferrit-, Samarium-Cobalt- oder AlNiCo-Magnet hergestellt wird.
- Neodym- und Ferritmagnete werden häufig pulvermetallurgisch hergestellt.
- Nach dem Pressen folgt das Sintern bei hoher Temperatur.
- Der fertige Rohling wird auf das genaue Maß geschliffen oder geschnitten.
- Neodym-Magnete benötigen einen Korrosionsschutz.
- Sein Magnetfeld erhält das Produkt erst bei der abschließenden Magnetisierung.
Grundlegender Ablauf der Magnetherstellung
Es gibt kein einheitliches Verfahren für alle Permanentmagnete. Bei gesinterten Neodym-, Samarium-Cobalt- und Ferritmagneten wird jedoch üblicherweise die Pulvermetallurgie eingesetzt.
- Die Rohstoffe werden im gewünschten Verhältnis vorbereitet.
- Das Material wird zerkleinert und zu feinem Pulver vermahlen.
- Das Pulver wird in eine Form gefüllt und gepresst.
- Bei anisotropen Magneten werden die Partikel während des Pressens durch ein Magnetfeld ausgerichtet.
- Der Pressling wird bei hoher Temperatur gesintert.
- Der Rohling wird geschliffen, geschnitten oder anderweitig fertig bearbeitet.
- Je nach Material wird eine Schutzbeschichtung aufgebracht.
- Das Produkt wird durch ein starkes gepulstes Magnetfeld magnetisiert.
- Anschließend werden Abmessungen und magnetische Eigenschaften geprüft.
Wie werden Neodym-Magnete hergestellt?
Neodym-Magnete aus NdFeB werden aus einer Legierung aus Neodym, Eisen, Bor und weiteren Zusätzen hergestellt, die ihre Eigenschaften beeinflussen.
Grundlegender Ablauf:
- Die Rohstoffe werden im Vakuum oder unter Schutzatmosphäre geschmolzen.
- Die erstarrte Legierung wird zu sehr feinem Pulver vermahlen.
- Die Partikel werden im Magnetfeld in die gewünschte Richtung ausgerichtet.
- Das Pulver wird gepresst und gesintert.
- Der Rohling wird auf die endgültigen Maße geschnitten und geschliffen.
- Die Oberfläche wird beispielsweise mit Nickel, Zink oder Epoxidharz geschützt.
- Zum Schluss wird der Magnet magnetisiert.
Gesintertes Neodym-Material ist sehr hart und gleichzeitig spröde. Die genauen Abmessungen werden daher durch Diamantschleifen, Schneiden oder funkenerosive Bearbeitung hergestellt.
Warum werden Neodym-Magnete beschichtet?
Die NdFeB-Legierung reagiert empfindlich auf Feuchtigkeit und Korrosion. Eine Schutzschicht aus Nickel, Zink oder Epoxidharz verringert den Kontakt des Magnetmaterials mit Wasser und Luft.
Wie werden Ferritmagnete hergestellt?
Ferritmagnete sind keramische Materialien auf Basis von Eisenoxiden und weiteren Elementen, beispielsweise Strontium oder Barium.
Die Herstellung umfasst üblicherweise:
- Mischen und Wärmebehandeln der Rohstoffe,
- Mahlen zu feinem Pulver,
- Trocken- oder Nasspressen in einer Form,
- Sintern bei hoher Temperatur,
- Schleifen der Funktionsflächen,
- Magnetisieren und Endkontrolle.
Anisotrope Ferritmagnete werden während der Herstellung in einem Magnetfeld ausgerichtet, damit sie in einer bestimmten Richtung eine höhere Leistung erreichen.
Wie werden AlNiCo-Magnete hergestellt?
AlNiCo-Magnete enthalten vor allem Eisen, Aluminium, Nickel und Cobalt. Sie können durch Gießen in Formen oder pulvermetallurgisch hergestellt werden.
Bei gegossenen Ausführungen folgen nach dem Erstarren:
- eine kontrollierte Wärmebehandlung,
- bei anisotropen Güten das Abkühlen in einem Magnetfeld,
- das Schleifen wichtiger Flächen,
- gegebenenfalls die Montage in einen Magnetkreis,
- die abschließende Magnetisierung.
AlNiCo besitzt eine sehr gute Temperaturstabilität, lässt sich im Vergleich zu Neodym jedoch durch ein ungünstiges Gegenfeld leichter teilweise entmagnetisieren.
Wann wird das Werkstück tatsächlich zum Magneten?
Nach Pressen, Sintern und Schleifen muss das Produkt noch kein ausgeprägtes äußeres Magnetfeld besitzen. Dieses erhält es erst bei der Magnetisierung.
Der Magnet wird in eine Spule oder eine spezielle Vorrichtung eingesetzt. Ein kurzer, sehr starker Magnetimpuls richtet seine magnetischen Domänen in der gewünschten Richtung aus.
Wie erfolgt die Qualitätskontrolle?
Je nach Produkttyp werden insbesondere geprüft:
- Länge, Breite, Höhe und Maßtoleranzen,
- Risse, Absplitterungen und der Zustand der Kanten,
- Dicke und Unversehrtheit der Beschichtung,
- Magnetisierungsrichtung und Pollage,
- magnetische Flussdichte,
- magnetischer Fluss oder magnetisches Moment,
- Abreißkraft unter definierten Bedingungen.
Fertige Magnete nicht mit gewöhnlichen Mitteln bohren oder schneiden
Gesinterte Neodym- und Ferritmagnete sind hart und spröde. Beim Bohren oder Schleifen zu Hause können sie zerbrechen, überhitzen und gefährlichen Staub erzeugen. Benötigen Sie ein Loch, wählen Sie einen Magneten, der bereits in der gewünschten Form hergestellt wurde.
Ausgewählte Magnete
Neodym-Quadermagnet 3 × 1,2 × 0,8 mm
Sehr kleiner Magnet für Modellbau, Miniaturverschlüsse, Elektronik und präzise technische Baugruppen.
- Abmessungen 3 × 1,2 × 0,8 mm
- Abreißkraft 0,8 N
- Gewicht 0,03 g
- Magnetgüte N35
- Senkrecht zur Fläche magnetisiert
- Vernickelte Oberfläche
- Temperaturbeständigkeit bis 80 °C
- Produktcode 24058
Ferrit-Zylindermagnet 15 × 5 mm
Preisgünstiger Magnet für einfache Halterungen, Schulversuche und weniger anspruchsvolle technische Anwendungen.
- Durchmesser 15 mm
- Höhe 5 mm
- Abreißkraft 5,5 N
- Gewicht 4,4 g
- Anisotroper Ferrit MF35
- Temperaturbeständigkeit bis 200 °C
- Produktcode 10337
Neodym-Zylindermagnet 12 × 3 mm
Kompakter Permanentmagnet für Halterungen, Verschlüsse, Modellbau und kleine technische Projekte.
- Durchmesser 12 mm
- Höhe 3 mm
- Abreißkraft 20,3 N
- Gewicht 2,65 g
- Neodym-Material VMM4
- Parallel zur Achse magnetisiert
- Vernickelte Oberfläche
- Temperaturbeständigkeit bis 80 °C
- Produktcode 20067
Häufig gestellte Fragen
Sind Magnete bereits nach dem Pressen magnetisch?
Nicht unbedingt. Ein ausgeprägtes äußeres Feld erhalten sie in der Regel erst bei der abschließenden Magnetisierung.
Warum werden Magnete gesintert?
Das Sintern verdichtet das gepresste Pulver und bildet ein festes Magnetmaterial mit der gewünschten Struktur.
Warum sind Neodym-Magnete vernickelt?
Die Nickelschicht schützt das NdFeB-Material vor Feuchtigkeit und Korrosion.
Kann ein Magnet in jeder beliebigen Form hergestellt werden?
Technisch sind viele Formen möglich. Komplexe Bohrungen und Kanten erhöhen jedoch den Preis und das Beschädigungsrisiko.
Wie wird die Magnetkraft geprüft?
Durch Messung des Magnetfelds, des magnetischen Flusses oder der Abreißkraft unter zuvor festgelegten Bedingungen.
Zusammenfassung
Gesinterte Magnete werden meist durch Mahlen der Rohstoffe, Pressen des feinen Pulvers und Sintern bei hoher Temperatur hergestellt. Anschließend folgen präzises Schleifen, gegebenenfalls Oberflächenschutz und Magnetisierung.
Neodym-Magnete bieten eine hohe Leistung, benötigen aber Korrosionsschutz. Ferritmagnete sind keramisch, beständig und preisgünstig. AlNiCo wird häufig gegossen und zeichnet sich durch Temperaturstabilität aus.
Magnete nach Material und Herstellungsverfahren auswählen
Vergleichen Sie Neodym-, Ferrit-, Samarium-Cobalt- und AlNiCo-Magnete anhand von Kraft, Abmessungen und Temperaturbeständigkeit.