Was sind die wichtigsten Arten von Magneten?
Die meisten praxisnahen Erläuterungen teilen Magnete danach, wie das Magnetfeld erzeugt oder aufrechterhalten wird, in drei Hauptarten ein: Permanentmagnete, temporäre oder induzierte Magnete und Elektromagnete.
Für Konstruktion und Einkauf werden Permanentmagnete daher nach Werkstoff eingeteilt. Die vier wichtigsten kommerziell genutzten Permanentmagnet-Werkstoffgruppen sind: Neodym-Eisen-Bor (NdFeB), Samarium-Kobalt (SmCo), Ferrit bzw. Keramik und Alnico.
Die Bezeichnung als Scheiben-, Ring-, Block-, Stab- oder Hufeisenmagnet beschreibt Form, nicht einen bestimmten Magnettyp. Ebenso beschreibt der Begriff “künstlicher Magnet” eher die Herkunft als ein bestimmtes technisches Material.
Wie viele Arten von Magneten gibt es?
Solange die Klassifizierungsmethode nicht festgelegt ist, gibt es keine aussagekräftige Einzelgröße.
Wenn es um das magnetische Verhalten geht, bieten drei Kategorien den klarsten Ausgangspunkt:
- Permanentmagnete
- Temporäre oder induzierte Magnete
- Elektromagnete
Wenn es um handelsübliche Permanentmagnetwerkstoffe geht, vergleichen Käufer üblicherweise vier Werkstofffamilien: NdFeB, SmCo, Ferrit und Alnico.
In manchen Listen werden fünf, sieben oder sogar zehn Magnetarten aufgeführt, da dort Materialgruppen, Formen, Magnetsysteme und Anwendungsbereiche in einer Liste zusammengefasst werden. Das mag für eine Übersicht im Unterricht praktisch sein, ist jedoch keine geeignete Grundlage für eine technische Entscheidung.
Die Nationales MagLab erläutert den Unterschied zwischen permanentem, temporärem und elektromagnetischem Magnetverhalten. Bei der Beschaffung besteht der nächste Schritt nicht darin, weitere Kategorien zu berücksichtigen, sondern herauszufinden, welche Magnetquelle und welches Permanentmagnetmaterial den Einsatzbedingungen entsprechen.
Die 3 Haupttypen von Magneten nach ihrem magnetischen Verhalten
| Magnettyp | Wie das Feld entsteht | Was passiert, wenn die Quelle fehlt? | Technische Gründe für den Einsatz |
|---|---|---|---|
| Permanentmagnet | Magnetisiertes hartmagnetisches Material behält seine Remanenz bei | Erzeugt weiterhin ein Magnetfeld, kann jedoch unter ungünstigen Bedingungen dennoch entmagnetisiert werden | Kompaktes, passives Magnetfeld ohne kontinuierliche Stromversorgung |
| Temporärer / induzierter Magnet | Ein magnetisch weiches Material wird in einem äußeren Magnetfeld magnetisiert. | Der größte Teil der induzierten Magnetisierung verschwindet, wenn das äußere Feld entfernt wird, obwohl eine gewisse Remanenz bestehen bleiben kann | Flussführung, Kerne und Systeme, bei denen eine niedrige Koerzitivfeldstärke von Vorteil ist |
| Elektromagnet | Elektrischer Strom in einer Spule erzeugt das Feld, häufig mit einem ferromagnetischen Kern | Das Magnetfeld fällt ab, wenn der Strom abgeschaltet wird; im Kern kann Restmagnetismus verbleiben | Schaltbares oder steuerbares Feld, in dem Strom, Wärme und Steuerungen zulässig sind |
Permanentmagnete
Ein Permanentmagnet behält seine nutzbare Magnetisierung auch nach dem Wegfall des Magnetisierungsfeldes bei. “Permanent” bedeutet nicht, dass er nicht entmagnetisiert werden kann. Übermäßige Temperaturen, ein starkes Gegenmagnetfeld, ein ungünstiger Magnetkreis, mechanische Beschädigungen oder Materialverschleiß können die Leistungsfähigkeit beeinträchtigen.
Bei einem OEM-Projekt ist die Materialfamilie nur die erste Entscheidung. Geometrie, Güteklasse, Magnetisierungsrichtung, Luftspalt, Rückleitweg, Beschichtung, Montageverfahren und Abnahmeprüfung können das Endergebnis beeinflussen.
Eine ausführlichere Definition finden Sie im Leitfaden von OSENC zu Permanentmagneten.
Temporäre oder induzierte Magnete
Temporärer Magnetismus entsteht, wenn ein magnetisch weiches Material einem äußeren Magnetfeld ausgesetzt wird. Das Material wird so ausgewählt, dass es sich relativ leicht magnetisieren und entmagnetisieren lässt, was bei Kernen und flussleitenden Bauteilen von Nutzen ist.
Dies ist nicht mit einem Elektromagneten zu verwechseln. Ein temporärer oder induzierter Magnet beschreibt das Verhalten des magnetischen Materials. Ein Elektromagnet beschreibt ein System, in dem elektrischer Strom das Magnetfeld erzeugt.
Elektromagnete
Ein Elektromagnet erzeugt mithilfe des durch eine Spule fließenden Stroms ein Magnetfeld. Das Feld lässt sich durch elektrische Eingangsgrößen und durch den Magnetkreis steuern, zu dem die Spulengeometrie, der Kern, der Luftspalt und der Rückleitungsweg gehören.
Der Vorteil liegt in der Steuerbarkeit, nicht in einem pauschalen Versprechen von “mehr Stärke”. Stromstärke, Spulenwindungen, Wärmeentwicklung, Einschaltdauer, Leistungselektronik, Kernsättigung und der Arbeitsspalt schränken das nutzbare Feld ein. Permanentmagnete sind nach wie vor vorzuziehen, wenn ein passives Feld, eine kompakte Bauweise oder der Verzicht auf eine elektrische Dauerleistung wichtiger sind.
Die 4 wichtigsten Materialfamilien für Permanentmagnete
Bei der B2B-Auswahl kommt hier die Unterscheidung nach “Magnetarten” wirtschaftlich zum Tragen.
| Material für Permanentmagnete | Relative magnetische Leistung | Temperatur- und Entmagnetisierungsverhalten | Korrosionsverhalten | Typische Entscheidungslogik |
|---|---|---|---|---|
| NdFeB | Höchste magnetische Leistung unter den gängigen handelsüblichen Permanentmagneten | Neigung, Geometrie, Arbeitspunkt, Temperatur und Gegenfelder müssen gemeinsam überprüft werden | Erfordert in der Regel einen geeigneten Oberflächenschutz bei korrosiven oder feuchten Einsatzbedingungen | Eine gute Wahl, wenn der Platz begrenzt ist und eine hohe magnetische Leistung erforderlich ist |
| SmCo | Hohe magnetische Leistung | Wird häufig aufgrund hoher Anforderungen an Temperaturstabilität und Koerzitivfeldstärke ausgewählt | Im Allgemeinen hohe Korrosionsbeständigkeit, doch die Umgebungsbedingungen spielen weiterhin eine Rolle | Prüfen Sie, ob thermische Stabilität oder raue Betriebsbedingungen gegenüber den Materialkosten überwiegen |
| Ferrit / Keramik | Geringere Energiedichte als Seltenerdmagnete | In vielen gängigen Umgebungen stabil, jedoch können die Geometrie und sehr niedrige Temperaturen die Entmagnetisierungsreserve beeinträchtigen | Von Natur aus korrosionsbeständig in vielen Umgebungen | Eine gute Wahl, wenn Kosten, Korrosionsbeständigkeit und ein größeres verfügbares Volumen wichtiger sind als eine kompakte Leistungsdichte |
| Alnico | Hohe Remanenz bei ausgezeichneter Temperaturstabilität | Da die Koerzitivfeldstärke geringer ist als bei modernen Seltenerdmagneten, kommt der Auslegung des Magnetkreises eine wichtige Rolle zu | Im Allgemeinen korrosionsbeständig | Eignet sich für Anwendungen, bei denen Temperaturstabilität und ein günstiger geschlossener Magnetkreis wichtiger sind als eine hohe Entmagnetisierungsbeständigkeit |
Das Ames Laboratory des U.S. Department of Energy bezeichnet NdFeB als die stärkste weitverbreitete Permanentmagnetfamilie, gefolgt von SmCo hinsichtlich der Magnetstärke. Das bedeutet nicht, dass NdFeB automatisch der beste Werkstoff für jedes Projekt ist.
Neodym-Eisen-Bor (NdFeB)
NdFeB ist in der Regel das erste Material, das in Betracht gezogen wird, wenn bei einer Konstruktion eine hohe magnetische Leistung auf begrenztem Raum erforderlich ist. Dank seiner hohen Energiedichte lässt sich das Magnetvolumen im Vergleich zu Materialien mit geringerer Energiedichte reduzieren.
Die einschränkenden Faktoren sind ebenso wichtig wie der Festigkeitsvorteil. NdFeB ist spröde, seine Korrosionsbeständigkeit erfordert oft eine geeignete Beschichtung oder eine schützende Konstruktion, und die temperaturbedingte Entmagnetisierung hängt von der jeweiligen Sorte und dem Betriebspunkt ab. Eine höhere N-Zahl ist kein Ersatz für die Überprüfung der Koerzitivfeldstärke, der Temperatureinwirkung, der Geometrie und des Magnetkreises.
Nutzen Sie den OSENC-Leitfaden zu Magnetgüten und den Leitfaden zu Beschichtungen für Neodym-Magnete für die nächste Auswahlstufe.
Samarium-Kobalt (SmCo)
SmCo vereint hohe magnetische Leistungsfähigkeit mit hoher Temperaturstabilität und einer allgemein guten Korrosionsbeständigkeit. Es wird häufig in Betracht gezogen, wenn eine NdFeB-Konstruktion keine ausreichende thermische Reserve oder Entmagnetisierungsreserve aufweist.
Der Kompromiss betrifft nicht nur den Preis. SmCo ist zudem spröde, und die genaue Materialgüte, Geometrie, mechanische Abstützung sowie die Betriebstemperatur müssen noch technisch geprüft werden. “Hochtemperaturmagnet” ist keine vollständige Spezifikation.
Ferrit- oder Keramikmagnete
Ferritmagnete sind weit verbreitet, weil ihre Rohstoffe vergleichsweise kostengünstig sind und der Magnet in vielen Umgebungen von Natur aus korrosionsbeständig ist. Der wesentliche Kostenfaktor bei der Wahl von Ferrit ist meist das erforderliche Magnetvolumen. Aufgrund der geringeren Energiedichte benötigt die Konstruktion häufig einen größeren Magneten oder einen anderen Magnetkreis, um dasselbe Ziel für das Arbeitsfeld zu reach.
Ferrit ist zudem spröde. Darüber hinaus können bestimmte Ferritkonstruktionen bei sehr niedrigen Temperaturen ihre Entmagnetisierungsreserve verlieren, weshalb der Einsatz bei niedrigen Temperaturen nicht automatisch als unbedenklich angesehen werden sollte.
AlNiCo-Magnete
Alnico wird wegen seiner hohen Remanenz, seiner sehr guten Temperaturstabilität und seiner Korrosionsbeständigkeit geschätzt. Seine größte technische Einschränkung ist die im Vergleich zu modernen Seltenerd-Dauermagneten relativ geringe Koerzitivfeldstärke.
Das bedeutet, dass die Geometrie und die Bedingungen des Magnetkreises eine entscheidende Rolle spielen. Ein offener Stromkreis, eine kurze magnetische Länge oder ein starkes Gegenfeld können bei einem Alnico-Design zur Entmagnetisierung führen. Alnico kann in der richtigen Schaltung eine ausgezeichnete Wahl sein, aber die Auswahl allein aufgrund der Tatsache, dass “es hohe Temperaturen verträgt”, lässt die wichtigste Auslegungsbedingung außer Acht.
Wann ist welches Permanentmagnetmaterial ein aussichtsreicher Kandidat?
Ein aussagekräftiger Vergleich sollte sich nicht auf Begriffe wie “stärker”, “kostengünstiger” oder “höhere Temperatur” beschränken. Die bessere Frage lautet vielmehr, ob eine Materialfamilie den magnetischen Anforderungen, der verfügbaren Geometrie, den Umgebungsbedingungen, dem Entmagnetisierungsrisiko und der Kostenstruktur des Projekts gerecht wird.
| Werkstoff | Ein aussichtsreicher Kandidat, wenn | Überdenken Sie, wann |
|---|---|---|
| NdFeB | Eine kompakte Bauweise und eine hohe magnetische Leistung sind wichtig, und die Konstruktion erfüllt die Anforderungen hinsichtlich Temperatur, Korrosionsschutz und Entmagnetisierungsspanne. | Die Umgebung ist stark korrosiv, die thermische oder Gegenfeldreserve ist ungünstig, oder das Anwendungsvolumen ist so groß, dass ein Material mit geringerer Energie die Anforderungen wirtschaftlicher erfüllen könnte. |
| SmCo | Thermische Stabilität, Koerzitivfeldstärke und Korrosionsbeständigkeit sind so wichtig, dass sie höhere Materialkosten rechtfertigen. | Die Anwendung benötigt diese Vorteile nicht, oder die Sprödigkeit, die Kosten und die fertigungstechnischen Einschränkungen überwiegen den magnetischen Nutzen. |
| Ferrit / Keramik | Kosten und Korrosionsbeständigkeit sind relevant, und die Konstruktion bietet genügend Bauraum für die geringere Energiedichte. | Der Platz ist begrenzt, der Arbeitsabstand stellt hohe Anforderungen, oder die Baugruppe erfordert eine hohe magnetische Leistung bei geringem Magnetvolumen. |
| Alnico | Die Temperaturstabilität ist wichtig, und der Magnetkreis kann ein Material mit hoher Remanenz, aber vergleichsweise geringer Koerzitivfeldstärke aufnehmen. | Der Magnet ist für den Betrieb bei großem Leerlauf, starken Gegenfeldern oder unter Bedingungen ausgelegt, bei denen die Beständigkeit gegen irreversible Entmagnetisierung die wichtigste Anforderung ist. |
Natürliche und künstliche Magnete
Ein Naturmagnet kommt in der Natur vor; das klassische Beispiel ist Magnetstein oder Magnetit. Ein künstlicher Magnet ist ein vom Menschen hergestellter magnetischer Werkstoff oder eine entsprechende Vorrichtung.
Diese nach der Herkunft vorgenommene Klassifizierung ist für die Grundausbildung nützlich, für den Einkauf jedoch nicht präzise genug. Ein technisch hergestellter Permanentmagnet kann künstlich sein, und auch ein Elektromagnet ist von Menschenhand geschaffen. Ein Einkäufer muss dennoch das tatsächliche Material, die Geometrie, die Magnetisierung, die Betriebsbedingungen und das erforderliche magnetische Ergebnis genau angeben.
Sind Scheiben-, Ring-, Block-, Stab- und Hufeisenmagnete verschiedene Arten?
Es handelt sich um unterschiedliche Formen, nicht um grundsätzlich unterschiedliche Magnetwerkstoffklassen.
Die Form spielt nach wie vor eine Rolle, da die Geometrie den Magnetkreis und die Feldverteilung beeinflusst. Eine dünne Scheibe, ein langer Stab, ein Ring, ein Bogensegment und ein Block aus derselben Werkstoffsorte können sehr unterschiedliche Oberflächenfelder und Arbeitsabstandsfelder erzeugen.
Die Magnetisierungsrichtung ist wiederum eine eigene Variable. Ein Ringmagnet kann je nach Bauart axial, diametral, radial oder multipolig magnetisiert sein. Siehe den Leitfaden von OSENC zu Magnetfeld und Magnetisierungsrichtung.
Gängige NdFeB-Geometrien finden Sie unter Scheibenmagnete, Blockmagnete, und Ringmagnete.
Was bestimmt eigentlich die Leistung eines Magneten?
Der Materialname ist nur der Anfang. Die tatsächliche magnetische Leistung ergibt sich aus dem Zusammenspiel der Materialeigenschaften und des gesamten Magnetkreises.
Die Note spiegelt nicht die gesamte Leistung wider
Bei NdFeB bezeichnet eine Güteklasse einen Leistungsbereich des Materials. Sie gibt keine direkten Angaben zur Zugkraft, zum Oberflächenfeld, zum Arbeitsabstandsfeld oder zur Temperaturspanne des fertigen Magneten.
- Br (Remanenz): verbleibende magnetische Flussdichte nach der Magnetisierung unter definierten Bedingungen.
- Hcb (normale Koerzitivfeldstärke): Koerzitivfeldstärke bezogen auf die normale Entmagnetisierungskurve.
- Hcj (intrinsische Koerzitivfeldstärke): Widerstand gegen irreversible Entmagnetisierung; besonders wichtig, wenn Temperatur oder Gegenfelder eine Rolle spielen.
- BHmax (maximales Energieprodukt): ein Materialkennwert, der die Energiedichte auf der Entmagnetisierungskurve beschreibt.
Ein höherer BHmax-Wert kann dazu beitragen, das Magnetvolumen zu reduzieren, doch eine höhere Güteklasse ist nicht automatisch die bessere Lösung, wenn sich Hcj, die Temperaturreserve, die Geometrie oder die Kosten in die falsche Richtung entwickeln.
Ein technischer Bericht des U.S. Department of Energy beschreibt die remanente Induktion als Maß für die Stärke eines Permanentmagneten, die intrinsische Koerzitivfeldstärke als Widerstand gegen Entmagnetisierung und das Energieprodukt als Kenngröße für die Magnetauslegung. Dies sind Werkstoffeigenschaften, keine Leistungswerte der fertigen Baugruppe.
Die Oberflächenflussdichte in Gauss ist keine Abreißkraft
„Surface Gauss“ misst die magnetische Flussdichte an oder in der Nähe eines definierten Punktes. „Pull Force“ misst die mechanische Kraft unter bestimmten Befestigungs- und Zielbedingungen. „Working-Distance-Field“ misst die Flussdichte an dem tatsächlichen Spalt, in dem das System arbeitet.
Ein Magnet mit einem hohen Oberflächenwert kann bei der erforderlichen Entfernung dennoch eine schlechte Leistung erbringen, wenn Geometrie, Polanordnung, Luftspalt oder der Rückweg ungünstig sind. Ebenso sind zwei Zugkraftwerte nur dann vergleichbar, wenn Zielstahl, Dicke, Kontaktbedingungen, Zugrichtung, Luftspalt, Magnetgeometrie und Prüfverfahren hinreichend ähnlich sind.
Luftspalt und Magnetkreis können das Ergebnis maßgeblich beeinflussen
Farbe, Klebstoff, Kunststoffwände, Beschichtungen, Montageabstände, raue Kontaktflächen und mechanische Abstandshalter führen alle zu einem effektiven Luftspalt. Schon ein kleiner Spalt kann die nutzbare Kraft erheblich verringern.
Die MIT-Unterlagen zu Magnetkreisen modellieren einen Permanentmagneten, der einen Luftspalt magnetisch erregt, und zeigen, weshalb Luftspaltgeometrie und magnetischer Widerstand des Kreises den Arbeitspunkt und den nutzbaren magnetischen Fluss wesentlich beeinflussen. Deshalb muss der Luftspalt bei der Auswahl berücksichtigt werden und darf nicht nur als unwesentliches Einbaudetail gelten.
- Legen Sie das erforderliche Feld oder die erforderliche Kraft an der tatsächlichen Arbeitsposition fest.
- Legen Sie die verfügbare Geometrie und das Zielmaterial fest.
- Schätzen Sie den Magnetkreis und den Luftspalt.
- Wählen Sie die Werkstofffamilie und die in Frage kommende Güteklasse aus.
- Überprüfen Sie die Temperatur, Gegenfelder, Korrosion und Montagegefahren.
- Überprüfen Sie dies je nach Bedarf mittels Simulation, anhand von Proben oder anhand einer festgelegten Prüfmethode.
So wählen Sie den richtigen Magnettyp für ein technisches Projekt aus
Eine zuverlässige Auswahl richtet sich nach den Betriebsbedingungen und nicht nach einer bevorzugten Güteklasse.
1. Den Magnetauftrag definieren
Geben Sie an, ob der Magnet halten, erfassen, betätigen, koppeln, trennen, positionieren oder ein Feld über einen Spalt hinweg erzeugen soll. Falls die Kraft von Bedeutung ist, legen Sie die Belastungsrichtung und das Zielmaterial fest. Falls das Feld von Bedeutung ist, legen Sie den Messort und den Arbeitsabstand fest.
2. Spielraum und Geometrie prüfen
Die verfügbaren Durchmesser, Wandstärken, Längen, Lochpositionen, Polflächen und Stahlrückleitungswege können dazu führen, dass ansonsten attraktive Werkstoffe ausgeschlossen werden müssen. Die Geometrie beeinflusst zudem den Arbeitspunkt und die Entmagnetisierungsreserve.
3. Die thermischen und magnetischen Rahmenbedingungen definieren
Erfassen Sie die normale Betriebstemperatur, die Spitzentemperatur, die Dauer, die Temperaturwechselbeanspruchung sowie etwaige entgegenwirkende Magnetfelder. Die Curie-Temperatur ist nicht mit der sicheren Betriebstemperatur gleichzusetzen. Die tatsächliche Güteklasse, die Geometrie, der Betriebspunkt und die bisherige Einsatzgeschichte bestimmen den nutzbaren Spielraum.
Weitere Informationen zur Temperaturauswahl finden Sie unter Wie sich die Temperatur auf die Magnetkraft auswirkt.
4. Festlegung der Anforderungen hinsichtlich Korrosion und Korrosionsschutz
Feuchtigkeit, Salz, Chemikalien, Abrieb, Sterilisation, Reinigungsprozesse und Beschädigungen der Beschichtung können die Wahl des Werkstoffs oder der Beschichtung beeinflussen. Eine Beschichtung verringert das Korrosionsrisiko nur dann, wenn das Beschichtungssystem und die Beschaffenheit des fertigen Bauteils auf die jeweilige Umgebung abgestimmt sind. Sie macht nicht jeden Magneten korrosionsbeständig.
Open-Access-Forschung zu gesinterte NdFeB-Magnete und Korrosionsschutzbeschichtungen beschreibt die Korrosionsanfälligkeit von Nd-reichen Phasen und die Rolle von Schutzbeschichtungen. Die geeignete Beschichtung hängt nach wie vor von der jeweiligen Umgebung und den Anforderungen an die Lebensdauer ab.
Falls Korrosion ein Problem darstellt, finden Sie im Leitfaden von OSENC zum Thema Warum rosten Neodym-Magnete? erläutert den Fehlerverlauf genauer.
5. Definition von Magnetisierung und Montage
Die Magnetisierungsrichtung und die Polanordnung müssen mit dem endgültigen Magnetkreis übereinstimmen. Auch Klebeverbindungen, Presspassungen, Stahlgehäuse, Kunststoffumspritzungen und Montageabstände können das magnetische und mechanische Verhalten beeinflussen.
Gesintertes NdFeB, SmCo, Ferrit und viele Alnico-Varianten sind spröde Werkstoffe. Die Montagekräfte sollten so ausgelegt werden, dass Kantenausbrüche, Risse, unkontrollierte Stoßbelastungen beim Zusammenstecken und Beschädigungen der Beschichtung vermieden werden.
6. Legen Sie fest, wie der Erfolg überprüft wird
Die Prüfmethode sollte auf den Ausfallmodus abgestimmt sein. Je nach Projekt können nützliche Prüfungen unter anderem die Maßprüfung, die Messung des Magnetfelds an einem definierten Punkt, Zugkraftprüfungen unter definierten Bedingungen, die Prüfung der Beschichtung, Korrosionsprüfungen oder die Validierung auf Baugruppenebene umfassen.
Eine Katalognummer oder ein Oberflächen-Gauss-Ziel allein reichen nicht aus, um eine endgültige Magnetspezifikation zu erstellen.
Welche Informationen können die Magnetspezifikation beeinflussen?
Der Name der Anwendung allein reicht nicht aus, um einen bestimmten Magneten zu bestimmen. Die folgenden Eingaben sind hilfreicher, da mit jeder einzelnen davon die Materialgruppe, die Güteklasse, die Geometrie, die Beschichtung, die Magnetisierung, die Montage oder die Überprüfung geändert werden können.
| Technische Beiträge | Warum diese Angabe wichtig ist | Was ist mitzubringen? |
|---|---|---|
| Magnetischer Job | Das Halten, Erfassen, Koppeln, Betätigen, Trennen oder Erzeugen von Feldern kann unterschiedliche Feldformen und Erfassungsmethoden erfordern. | Erforderliche Funktion, Belastungsrichtung, Messpunkt oder Zielzustand. |
| Arbeitsabstand / Luftspalt | Das nutzbare Feld und die Kraft können sich bei Änderungen des Spaltes und des Magnetkreises stark verändern. | Einbauspalt, nichtmagnetische Schichten, Beschichtungen, Klebstoffdicke und Zielmaterial. |
| Verfügbare Geometrie | Durchmesser, Dicke, Länge, Polfläche, Bohrungen und Stahlrücklaufwege beeinflussen den Arbeitspunkt und das Magnetvolumen. | Zeichnung, Maßhüllkurve, Schnittstellen und umgebende ferromagnetische Teile. |
| Temperaturprofil | Die Normaltemperatur, die Spitzentemperatur, die Dauer, Temperaturwechsel und Gegenfelder beeinflussen die irreversible Entmagnetisierungsreserve. | Normal- und Spitzentemperatur, Expositionsdauer sowie relevante magnetische oder thermische Zyklen. |
| Umgebung | Feuchtigkeit, Salz, Chemikalien, Abrieb und Reinigungsbedingungen beeinflussen die Entscheidungen hinsichtlich der Material- und Oberflächenschutzmaßnahmen. | Umgebungsbedingungen und voraussichtliche Einsatzumgebung. |
| Magnetisierung | Axiale, diametrische, radiale oder multipolare Anordnungen erzeugen unterschiedliche Feldrichtungen und können die Herstellbarkeit beeinflussen. | Erforderliche Polausrichtung, Polanzahl und Beziehung zur Endmontage. |
| Montageverfahren | Stahlgehäuse, Klebstoffe, Presspassungen, Umspritzungen, Spielmaße und Stoßbelastungen können die magnetischen und mechanischen Eigenschaften verändern. | Gehäusematerial, Klebefuge, Passgenauigkeit, Umspritzen und Montageverfahren. |
| Prüfziel | Eine Spezifikation ist nur dann sinnvoll, wenn die Abnahmemethode dem tatsächlichen Ausfallmodus entspricht. | Messposition vor Ort, Zugkraftvorrichtung, Maßkriterien, Beschichtungskriterien oder Prüfbedingungen auf Baugruppenebene. |
Was Sie OSENC für eine individuelle NdFeB-Prüfung zusenden sollten
OSENC hat sich auf kundenspezifische Neodym-Magnete und Magnetbaugruppen spezialisiert. Damit eine Projektanfrage technisch aussagekräftig ist, sollten Sie zunächst die Bedingungen angeben, die die endgültige Spezifikation beeinflussen können, anstatt allein anhand der Anwendungsbezeichnung eine Güteklasse auszuwählen.
1. Geometrie und Magnetkreis
Bitte senden Sie uns die Zeichnung oder die Maßangaben, den Arbeitsabstand, das Zielmaterial, die in der Nähe befindlichen Stahlteile sowie die kritischen Schnittstellen der Baugruppe.
2. Anforderungen an die Magnetisierung
Legen Sie das erforderliche Feld bzw. die erforderliche Kraft an der tatsächlichen Arbeitsposition fest, einschließlich Messort, Belastungsrichtung und Sollzustand.
3. Umgebung und Montage
Berücksichtigen Sie dabei die Normal- und Spitzentemperatur, die Korrosionsbelastung, Beschränkungen hinsichtlich der Beschichtung, die Magnetisierungsrichtung, das Gehäuse, den Klebstoff, die Umspritzung sowie die Einpressbedingungen.
4. Abnahmebedingungen
Geben Sie an, wie das Projekt bewertet werden soll: Abmessungen, Messwert an einem definierten Punkt, Zugkraftvorrichtung, Beschichtungsanforderung, Vergleich mit einem Muster oder Ergebnis auf Baugruppenebene.
Die endgültige Magnetspezifikation sollte anhand projektspezifischer Zeichnungen, Muster, Berechnungen oder Prüfnachweise – je nach Bedarf – bestätigt werden. Ein angegebener Oberflächenwert in Gauss oder eine Gütebezeichnung allein reicht nicht aus.
Ihre Zeichnung zur Prüfung eines kundenspezifischen NdFeB-Magneten sendenVerwandte technische Leitfäden
Nutzen Sie diese Leitfäden, wenn das Projekt von der allgemeinen Magnetart zu einer konkreten technischen Entscheidung übergeht.
Magnetgüten
Verstehen Sie, welche Aussagen Magnetgüten über die Leistung des fertigen Produkts zulassen – und welche nicht.
Temperatur und Magnetstärke
Prüfen Sie Betriebstemperatur, irreversible Verluste, Koerzitivfeldstärke und warum die Curie-Temperatur keine sichere Einsatzgrenze ist.
Neodym-Magnetbeschichtungen
Vergleichen Sie Optionen für den Oberflächenschutz mit der tatsächlichen Korrosions- und Montageumgebung.
Magnetisierungsrichtung
Unterscheiden Sie axiale, diametrale, radiale und mehrpolige Magnetisierung von Werkstofffamilie und Geometrie.
FAQ
Welche drei Haupttypen von Magneten gibt es?
Die drei Haupttypen sind Permanentmagnete, temporäre oder induzierte Magnete und Elektromagnete. Diese Klassifizierung basiert darauf, wie das Magnetfeld erzeugt oder aufrechterhalten wird.
Was sind die vier wichtigsten Arten von Permanentmagnetmaterialien?
Die vier wichtigsten kommerziellen Materialfamilien sind NdFeB, SmCo, Ferrit oder Keramik sowie Alnico. Sie unterscheiden sich hinsichtlich ihrer magnetischen Eigenschaften, Koerzitivfeldstärke, Temperaturverhalten, Korrosionsbeständigkeit, Kosten und konstruktiven Einschränkungen.
Warum werden in manchen Quellen 5, 7 oder 10 Magnetarten aufgeführt?
In diesen Listen werden in der Regel verschiedene Klassifizierungssysteme miteinander vermischt. Dabei werden Formen, Materialien, natürliche und künstliche Magnete, flexible Magnete, supraleitende Systeme oder anwendungsspezifische magnetische Vorrichtungen möglicherweise als separate “Typen” gezählt. Bei der technischen Arbeit sollten Material, Form, Feldquelle und Magnetisierung als separate Variablen betrachtet werden.
Welcher Permanentmagnettyp ist der stärkste?
NdFeB bietet unter den gängigen handelsüblichen Permanentmagnetmaterialien die höchste magnetische Leistung. Doch “am stärksten” bedeutet nicht automatisch “am besten”. Faktoren wie Temperatur, Entmagnetisierungsspanne, Korrosion, verfügbarer Platz, Luftspalt, Montage und Kosten können die richtige Wahl beeinflussen.
Ist die Magnetform dasselbe wie der Magnettyp?
Nr. „Scheibe“, „Ring“, „Block“, „Bogen“, „Stab“ und „Hufeisen“ beschreiben die Geometrie. „NdFeB“, „SmCo“, „Ferrit“ und „Alnico“ beschreiben die Materialfamilien der Permanentmagnete. „Axial“, „diametral“, „radial“ und „multipol“ beschreiben die Magnetisierung. Die klare Trennung dieser Variablen ermöglicht eine präzisere Auswahl und Beschaffung.
Ist ein künstlicher Magnet dasselbe wie ein Permanentmagnet?
Nein. “Künstlich” bedeutet lediglich, dass etwas vom Menschen hergestellt wurde. Ein künstlicher Magnet kann ein industriell gefertigter Dauermagnet oder ein anderes technisch hergestelltes magnetisches Bauteil sein. Der Begriff sagt nichts über das Material oder die magnetischen Eigenschaften aus.
Welcher Magnettyp eignet sich am besten für hohe Temperaturen?
Die Temperatur allein liefert keine allgemeingültige Antwort. SmCo und Alnico werden häufig für anspruchsvolle Temperaturbedingungen in Betracht gezogen, während NdFeB-Typen mit hoher Koerzitivfeldstärke ebenfalls für viele Konstruktionen mit erhöhten Temperaturen geeignet sein können. Die richtige Wahl hängt vom tatsächlichen Temperaturprofil, der Geometrie, dem Betriebspunkt, dem Gegenfeld, der erforderlichen magnetischen Leistung und der Umgebung ab.
Ben — Osenc
Ben verfügt über mehr als 10 Jahre Erfahrung in der Permanentmagnetindustrie und arbeitet seit 2019 mit Osenc zusammen. Sein Schwerpunkt liegt auf kundenspezifischen NdFeB-Magneten, magnetischem Zubehör und Magnetbaugruppen.
Er unterstützt Kunden dabei, Anforderungen an Werkstoff, Beschichtung, Magnetisierung, Prüfung und Produktion eindeutig festzulegen. Dadurch werden Missverständnisse in der Kommunikation und unnötige Iterationen bei der Musterfertigung reduziert.
