Wymagania magnetyczne dotyczące silników wycieraczek i siedzeń
Typowy silnik wycieraczek samochodowych wytwarza moment obrotowy 3–5 N·m przy 30–60 obr./min, wykorzystując 4–6 segmentów łuku ferrytowego (anizotropowy ferryt strontu, gatunek FB9B, Br 4,2–4,4 kGs). Obudowa stojana zawiera magnesy ferrytowe, natomiast wirnik stanowi standardowy twornik silnika prądu stałego. Niski poziom Br ferrytu jest akceptowalny, ponieważ silnik pracuje z przerwami (cykl pracy<20%) and space under the hood is not extremely constrained.
W przypadku silników regulacji siedzenia (mały, 10-20 W) stosuje się ferryt izotaktyczny (Br 2,2-2,5 kGs) lub pierścienie ferrytowe zespolone. Wymagają one magnesowania wielo-biegunowego (12-24 biegunów) bezpośrednio na wewnętrznej średnicy pierścienia ferrytowego. Formowane wtryskowo pierścienie ferrytowe osiągają grubość ścianki zaledwie 3 mm i średnicę zewnętrzną do 50 mm, z możliwością zmiany bieguna na biegun<3%.
Kluczowa zaleta: ferryt nie wymaga pierwiastków ziem rzadkich (neodymu, dysprozu ani prazeodymu), dzięki czemu łańcuch dostaw jest odporny na zmienność cen pierwiastków ziem rzadkich. W przypadku producentów OEM z branży motoryzacyjnej, którzy chcą stabilnych-terminowych cen, w przypadku silników nie-krytycznych preferowany jest ferryt zamiast NdFeB.
Odporność twardego ferrytu na rozmagnesowanie-w niskiej temperaturze
Magnesy ferrytowe wykazują rosnącą koercję wraz ze spadkiem temperatury – zachowanie odwrotne do NdFeB. W temperaturze -40 stopni Hcj ferrytu wzrasta o 15-20% w porównaniu z temperaturą pokojową, podczas gdy Hcj NdFeB spada o 10-15%. W zimnym klimacie silniki wycieraczek i silniki wentylatorów chłodzących na bazie ferrytu nie są narażone na ryzyko rozmagnesowania podczas zimnego rozruchu, nawet przy zablokowanym wirniku (wysoki prąd).
To sprawia, że ferryt idealnie nadaje się do zastosowań motoryzacyjnych, które muszą przejść testy przechowywania i działania w temperaturze -40 stopni (ISO 16750). NdFeB w takich warunkach wymaga drogich dodatków ciężkich metali ziem rzadkich (Dy lub Tb) w celu utrzymania Hcj, co zwiększa koszt materiału o 30-50%.
Koszt-Analiza korzyści: ferryt kontra NdFeB w przypadku rygorystycznych budżetów
| Metryczny | Ferryt (Y40/FB9B) | NdFeB (N35) | Wpływ na koszty |
|---|---|---|---|
| Koszt materiału luzem (USD/kg) | $3 – 8 | $25 – 35 | Ferryt jest o 80-90% tańszy |
| Br (kG) | 3.8 – 4.4 | 11.7 – 12.2 | NdFeB daje 2,5-3x większy strumień na objętość |
| Wymagana objętość przy tym samym momencie obrotowym | 2,5 – 3x większy | 1x linia podstawowa | Silniki ferrytowe są większe i cięższe |
| Maksymalna temperatura robocza (stopnie) | 250 (irreversible loss >300 stopni) | 80-150 (w zależności od klasy) | Ferryt wytrzymuje wyższe temperatury bez powłoki |
| Odporność na korozję | Doskonały (nie wymaga powlekania) | Słaby (wymaga Ni lub żywicy epoksydowej) | Ferryt obniża koszty powlekania |
| Koszt oprzyrządowania (odcinki łuku) | 500-1500 dolarów za kostkę | 800-2500 dolarów za kostkę | Nieco niższa dla ferrytu |
| MOQ (szt.) | 10,000+ | 1,000+ | Ferryt preferuje dużą głośność |
W przypadku typowego silnika wycieraczek wytwarzającego moment obrotowy 4 N·m, konstrukcja oparta na NdFeB- wykorzystuje 50 g materiału magnesu N35, którego koszt wynosi 1,50. Konstrukcja oparta na aferrycie wykorzystuje 150 kosztów materiału 1,50. Konstrukcja oparta na aferrycie wykorzystuje 150 kosztów materiału 0,90. Większy silnik ferrytowy wymaga o 30% więcej drutu miedzianego i 20% więcej laminacji stali, co daje 0,60-0,60-0,80. Całkowity koszt systemu jest mniej więcej taki sam, ale ferryt pozwala uniknąć ryzyka związanego z dostawami pierwiastków ziem rzadkich.
W przypadku silników z regulacją siedzenia (5–10 W) ferryt jest zawsze tańszy, ponieważ różnica w wielkości silnika jest niewielka i dominują koszty miedzi/stal.
Rozwój narzędzi i kompatybilność zautomatyzowanych zespołów
Ferrite magnets are produced by dry pressing or wet pressing of calcined strontium ferrite powder. Wet pressing achieves higher Br (up to 4.4 kGs vs 4.1 kGs for dry) but requires drying after pressing, increasing cycle time. For high-volume automotive orders (>sztuk/rok), uzasadnione jest prasowanie na mokro.
Oprzyrządowanie: oferujemy matryce z wieloma-gniazdami (4-16 gniazd), aby obniżyć koszt jednostkowy. Tolerancja: ±0,1 mm na długości/szerokości, ±0,05 mm na grubości po szlifowaniu. W przypadku zautomatyzowanych linii montażowych magnesy ferrytowe są dostarczane na tacach z oznaczoną stałą orientacją biegunów (N/S). Oferujemy również zespoły magnesów z wstępnie nałożonym klejem-do wstawiania w linii.
Dostawców silników samochodowych wymagających segmentów łuku ferrytowego, pierścieni lub niestandardowych kształtów z magnesowaniem wielobiegunowym- prosimy odwiedzić naszą stronę produktu z magnesami ferrytowymi w naszej witrynie internetowej. Posiadamy certyfikat IATF 16949 i zaopatrujemy klientów z branży motoryzacyjnej Tier 1 na całym świecie.
Aby omówić docelowy moment obrotowy silnika, cykl pracy i roczną objętość, skontaktuj się z naszym zespołem zajmującym się magnesami motoryzacyjnymi. Zapewniamy szczegółowe porównanie BOM pomiędzy ferrytem i NdFeB dla Twojego konkretnego projektu.
Często zadawane pytania
P: Czy w bezszczotkowym silniku prądu stałego (BLDC) do elektrycznej pompy wspomagania układu kierowniczego można zastosować magnesy ferrytowe?
Odp.: Tak, ale silnik będzie 2-2,5 razy cięższy niż odpowiednik NdFeB. W przypadku EPS priorytetem jest redukcja masy; większość używa N42SH lub N48SH. W przypadku pomp elektrycznych innych niż pojazdy (np. hydraulika przemysłowa) dopuszczalny jest ferryt.
P: Jaka jest minimalna wielkość zamówienia na niestandardowe segmenty łuku ferrytowego?
Odp.: Koszt oprzyrządowania wynosi zazwyczaj 800–800–1500 na matrycę. Zalecamy MOQ wynoszące 10 000 sztuk w celu amortyzacji oprzyrządowania. Do prototypowania możemy dostarczyć obrobiony ferryt ze standardowych bloków (czas realizacji 2-3 tygodnie).
P: Czy magnesy ferrytowe wymagają powłoki antykorozyjnej do użytku-w samochodach?
O: Nie. Materiał ferrytowy jest materiałem ceramicznym (Fe2O3, SrO) i jest z natury odporny na korozję. Jeśli jednak magnes zostanie wystawiony bezpośrednio na działanie mgły soli drogowej (np. czujnik prędkości koła), w celu dodatkowej ochrony zalecamy pokrycie parylenem o grubości 5–10 μm.
