Im Gegensatz zu herkömmlichen Magneten, die längs oder radial magnetisiert sind, werden diametral magnetisierte Zylindermagnete ausschließlich über ihren Durchmesser magnetisiert. Sie werden am Ende einer Welle montiert und dienen der Erzeugung von Rotation. Dadurch entstehen einzigartige Magnetfeldanordnungen, die vielfältige industrielle Anwendungen ermöglichen.
Zylindrische Magnete Sie gelten als eine der gängigsten Formen für diese Art der Magnetisierung. Für alle Eigentümer und Lieferanten von Magnetprodukten ist es wichtig zu wissen, wie Neodym-Zylindermagnete hergestellt und ausgewählt werden. Dieser Artikel wird Ihnen sicherlich helfen, die richtige Kaufentscheidung zu treffen.
Was bedeutet “diametral magnetisiert”?
Magnete haben natürlich immer an ihren beiden Enden Pole. Wenn wir jedoch von diametral magnetisierten Magneten sprechen, meinen wir, dass ihre Pole quer zum Durchmesser des Magneten liegen und einen Winkel von 180° zueinander bilden. Der Nordpol befindet sich an einer der gekrümmten Flächen, der Südpol an der anderen.
Das Feld dreht sich mit dem Zylinder. Diese spezielle Konstruktion ermöglicht Drehbewegungen, da an den Befestigungspunkten der Wellen stets eine Kraft wirkt.
Wie werden zylindrische Magnete mit Durchmesser hergestellt?
Hochleistungsfähige zylindrische Magnete mit Durchmesser Sie werden aus einer gesinterten Neodym-Eisen-Bor-Legierung hergestellt, um eine gleichbleibende Leistung der Endprodukte zu gewährleisten. Die wichtigsten Schritte sind nachfolgend aufgeführt.
1. Erste Legierungsherstellung
Nach der Auswahl der hochwertigsten Seltenerdmetalle wird die Legierung geschmolzen, rasch abgekühlt und zu einem feinen Magnetpulver vermahlen. Ein präzises Elementverhältnis gewährleistet stabile magnetische Eigenschaften.
2. Pressing in einem Transversalfeld
Das Pulver wird anschließend in einer Form unter einem quer verlaufenden Magnetfeld gepresst, um die Kristallachsen über den Durchmesser auszurichten. Es wird zu einem dichten, zylindrischen Rohling mit gleichmäßiger Struktur verdichtet.
3. Sintern
Diese gepressten Blöcke werden bei etwa 1000–1100 °C gesintert, um die innere Materialstruktur durch Verschmelzen der Partikel zu verdichten. Dies bildet die Grundlage für die magnetische Formgebung.
4. Magnetische Bearbeitung
Hersteller verwenden Präzisionswerkzeuge zum Schleifen und Schneiden von Sinterblöcken mit festgelegter Länge, um Verformungen zu korrigieren und die Oberflächen zu glätten. Die kundenspezifischen zylindrischen Magnete erfüllen durch mechanische Bearbeitung die Anforderungen an die Maßtoleranzen.
5. Magnetisierung
Diese fertig geformten Rohlinge werden anschließend zwischen die Pole eines starken Elektromagneten in einer speziellen Vorrichtung oder Spule platziert. Da der Sinterprozess die kristallographische Textur fixiert, bevorzugt das Material eine diametrale Magnetisierung.
6. Coating
Eine Oberflächenschutzbeschichtung ist notwendig, um Korrosion zu verhindern, da Neodym-Magnete oxidationsanfällig sind. Die Beschichtungsoptionen sind individuell anpassbar und umfassen Nickel-Kupfer-Nickel-, Zink- oder Epoxidbeschichtungen.
7. Qualität Control
Jede Charge wird einer Magnetfestigkeitsprüfung unterzogen, um den Gauss-Wert, den magnetischen Fluss und die Güteklasse jedes fertigen Zylindermagneten zu ermitteln. Maßgenauigkeit und sicherer Transport haben vor der Auslieferung ebenfalls höchste Priorität.
Bei BMAG werden in jeder Phase Qualitätskontrollen und Standardprüfungen durchgeführt, um eine lange Lebensdauer zu gewährleisten.
Warum benötigen Industrien zylindrische Magnete mit den Maßen 3x3 mm?
Industrielle Anwendungen benötigen zylindrische Magnete mit einem Durchmesser von 3 x 3 mm für effiziente Rotationsanwendungen. Da sie ein quer verlaufendes Magnetfeld erzeugen, werden sie in miniaturisierten Sensoren, Motoren, Encodern, Kupplungen, Verriegelungssystemen und Durchflussmessern für Drehbewegungen und berührungslose Sensorik eingesetzt.
Drehgeber (Hall-Effekt-Sensor)
Die Winkel lassen sich präzise mit nur einem diametral ausgerichteten Magneten in der Nähe eines Halbleiterchips messen. Das sich ändernde Magnetfeld wird von Sensoren erfasst und zur Bewegungsverfolgung in Automatisierungsgeräten genutzt.
Hochleistungs-Gleichstrommotoren
Bürstenlose Gleichstrommotoren und Linearantriebe verwenden diametrale Magnete im Rotor, um dem Controller die Überwachung der Wellenposition zu ermöglichen.
Magnetische Couplings
Durch die Anordnung zweier Magnete mit unterschiedlichem Durchmesser auf verschiedenen Wellen rotieren diese synchron durch eine Barriere hindurch. Dies kann in Flüssigkeits- oder Pumpensystemen eingesetzt werden, um das Risiko von Leckagen durch mechanischen Kontakt zu vermeiden.
Richtungsverriegelung
Durch den Querzug wird sichergestellt, dass sich die Schnappverschlüsse in magnetischen Verriegelungen und Schließmechanismen in einer ganz bestimmten Ausrichtung zusammenfügen.
Wissenschaftliche Instrumente
Instrumente wie NMR-Spektrometer und Durchflussmesser, die die Umdrehungen einer Turbine aufzeichnen, tragen einen Magneten mit großem Durchmesser.
Worin unterscheidet sich die diametrale Magnetisierung von der axialen Magnetisierung?
Die flachen Enden und die abgerundete Seitenwandfläche machen diese zylindrischen Magnete vielseitig einsetzbar und ermöglichen sowohl axiale als auch diametrale Magnetisierungen.
Im Gegensatz zu axial magnetisierten Zylindermagneten befinden sich die Pole diametraler Magnete nicht an den Stirnflächen, sondern an der Seitenfläche des Zylinders.
Bei der Zusammenfügung neigen axial magnetisierte Magnete dazu, sich an den Enden zu verbinden, während diametral magnetisierte Magnete an den Seiten zusammenhaften.
Um den Unterschied zu verdeutlichen, folgt hier eine Tabelle zur besseren Verständlichkeit.
| Merkmal | Axial (Standard) | Diametrisch |
| Standort des Mastes | Flache Enden | Gekrümmte Oberfläche |
| Common Verwendung | Holding, Sensorik | Rotieren, Kodieren |
| Fertigungskomplexität | Standard | Höher |
| Kosten | Untere | Etwas höher |
| Verfügbare Noten | Alle | Die meisten (bitte beim Hersteller nachfragen) |
Eine solche Unterscheidung führt zu einer Änderung der Magnetfeldkonfiguration und beeinflusst im Allgemeinen die Positionierung des Magneten innerhalb der Anordnung.
Technische Daten von diametralen Zylindermagneten nach Consider
Die Lebensdauer von Neodymium-Magneten kann sich durch Faktoren wie Hitze, Korrosion und mechanische Beschädigung verkürzen. Daher sollten bei der Verwendung von Neodym-Zylindermagneten die technischen Spezifikationen beachtet werden.
1. Maßvorgaben
Die Abmessungen und die Magnetqualität hängen eng zusammen. Die Abmessungen eines diametral magnetisierten Zylindermagneten werden durch sein Längen-Durchmesser-Verhältnis (L/D) bestimmt. Ein ideales L/D-Verhältnis von 1 erzeugt die maximale Feldstärke, während eine dünnere Bauweise (L/D > 2) das quer verlaufende Oberflächenfeld reduziert. Längere Zylinder sind zudem schwieriger herzustellen und neigen zu Rissen.
Die empfohlenen Verhältnisse je nach Anwendungsbereich umfassen:
- Drehgeber und -sensoren: 0,4 bis 0,6 für gute Linearität und präzise Winkelerfassung
- Motoren, Kupplungen und Aktuatoren: 0,8 bis 1,2 für die mechanische Steifigkeit gegen Entmagnetisierungskräfte innerhalb
Ein kleiner, hochwertiger Magnet ist einem größeren, minderwertigen Magneten vorzuziehen. Bei Verwendung von Materialien mit hoher Koerzitivfeldstärke wie Neodymium (NdFeB) sind flache Bauformen möglich.
2. Magnetisierungswinkel
Die Wahl des Magnetisierungswinkels (geneigt, ein- oder mehrpolig) erfolgt vor der Bestellung. Mehrpolige Magnetisierungen erhöhen die Komplexität und erfordern Hall-Sensoren, die mehrpolige Signale verarbeiten können. Echte diametrale Magnete ermöglichen eine volle Rotation und müssen während des Sinterprozesses mit einem transversalen Magnetfeld gepresst werden. Einpolige Zylinder eignen sich für Drehgeber und Sensoren, während mehrpolige Zylinder für Hochgeschwindigkeitsmotoren verwendet werden.
3. Toleranz und Konzentrizität
Die Maßtoleranzen von diametralen Magneten sind entscheidend für die Bestimmung der Größe und Positionierung der Pole. Für engere Toleranzen ist ein zylindrisches Schleifen nach dem Sintern erforderlich. Ist der Zylinder nicht zentriert, erzeugt seine Rotation ein “taumelndes” Magnetfeld, was in bestimmten Anwendungen zu Winkelpositionsfehlern führen kann.
4. Coating Auswahl
NdFeB rostet leicht, wenn es nicht beschichtet ist, und kann den Magneten von innen beschädigen. Wählen Sie das Beschichtungsmaterial je nach Ihren spezifischen Installationsanforderungen. Beispielsweise eignet sich eine Epoxidbeschichtung für Anwendungen mit hoher Luftfeuchtigkeit und eine dreifache Nickelbeschichtung für trockene Umgebungen.
- Die Ni-Cu-Ni-Beschichtung ist die gängigste Wahl für eine glänzende Silberoberfläche, eignet sich jedoch nicht für salzhaltige Umgebungen.
- Epoxidharz bietet chemische Beständigkeit und eignet sich am besten für Motoren und industrielle Sensoren.
- Nickel-Gold-Beschichtungen können in medizinischen Bereichen eingesetzt werden, in denen ein direkter Kontakt mit Gewebe erforderlich ist.
- Zink bietet zwar eine günstige Beschichtungsbeständigkeit, ist aber für Präzisions-Encodermagnete nicht empfehlenswert.
Berücksichtigen Sie außerdem den Einfluss der Beschichtungsdicke bei der Berechnung der Bohrungsdurchmesser.
5. Klassenstufenauswahl
Für zylindrische Magnete mit Durchmesser N42–N45 ist der Bereich optimal. Je höher die Güteklasse, desto stärker der Magnet. Der Neodym-Durchmessermagnet N52 weist daher die höchste magnetische Anziehungskraft auf.
Die Wahl der Magnetisierungsklasse hängt vom Temperatursuffix (M, H, SH, UH, EH) ab, das die Koerzitivfeldstärke angibt. So zeigt beispielsweise N52SH eine bessere Beständigkeit gegen Entmagnetisierung bei erhöhten Temperaturen als einfaches N52, das mit der Zeit entmagnetisieren würde.
Warum BMAG wählen?
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Schlussfolgerung
Bei diametral magnetisierten Zylindern befinden sich Nord- und Südpol auf den gekrümmten Oberflächen anstatt an den flachen Enden. Ein hochwertiger diametral magnetisierter Magnet besteht aus Neodym-Edelstahl mit Nickelbeschichtung und weist minimale Toleranzen auf. Er wird hauptsächlich in Rotationsanwendungen wie Winkelsensoren und Drehgebern eingesetzt.
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