磁铁是一种强磁体，也被称为永久性磁石，是用于吸引和固定钢铁金属部件的功能性材料。
性质、用途、使用案例
性质
除了常规的铁氧体和铝镍钴材料外，随着钕和钴稀土磁铁的出现，磁铁的吸引力显著增强。磁石的种类与特征如表1所示。
表1.磁石的种类与特征
钕磁铁 | 它是现有材料中磁力最强的，能以小尺寸发挥出强大的磁力。但缺点是极易生锈。这一材料也与钴磁铁一起被称为稀土磁铁。 |
钴磁铁 | 正式名称也叫钐钴磁铁，是仅次于钕磁铁的第二强磁材料，具有耐生锈和耐高温的优点。但是其机械强度较差，非常容易破裂，因此使用时必须小心。 |
铁氧体磁铁 | 这种材料虽然磁性较弱，但由于具有较高的保持力，因此不易发生退磁。但是其机械强度较差，非常容易破裂，因此使用时必须小心。 |
铝镍钴磁铁 | 这种材料具有优良的温度特性和优良的机械强度。但缺点是非常容易消磁。 |
最强大的永磁体称为钕磁铁，它可以用很小的体积实现很大的吸引力。各种磁铁的种类与磁特性如表2所示。
表2.磁铁的磁特性值
项目 | 单位 | 强力钕磁铁 | 钕磁铁 | 耐热钕磁铁 | 钴磁铁 | 铁氧体磁铁 | 铝镍钴磁铁 |
残留磁束密度 | T | 1.42以上 | 1.26以上 | 1.23以上 | 1.03以上 | 0.385以上 | 1.25以上 |
保磁力bHC | KA/m | 796以上 | 859以上 | 923以上 | 640以上 | 230以上 | 47.7以上 |
保磁力iHC | KA/m | 875以上 | 955以上 | 1592以上 | 1190以上 | 235以上 | 47.7以上 |
最大磁能积 | kJ/m3 | 400以上 | 260以上 | 287以上 | 140以上 | 27.9以上 | 38.2以上 |
密度 | g/cm3 | 7.3～7.5 | 7.3～7.5 | 7.3～7.5 | 8.3 | 4.8～5.0 | 7.3～7.4 |
居里温度 | ℃ | 310 | 310 | 340～400 | 710 | 450～460 | 850 |
维氏硬度 | HV | 500～600 | 500～600 | 500～600 | 600 | 480～580 | 650 |
※最高使用温度 | ℃ | 60 | 80 | 150 | 200 | 300 | 400 |
※直径为D、长度为L的圆柱形，当L/D=0.7时
可以看出，最大磁能积和居里温度因材料而异。二者会受到使用环境温度的影响。表3显示了磁铁的种类以及作为其机械特性的“磁力”、“重复吸附”、“机械强度”、“耐腐蚀性”和“高温稳定性”等的强弱趋势。
表3.磁铁的特性
项目 | 参考特性值 | 弱 | |||
磁力 | 残留磁通密度 | 铁氧体磁铁 | 铝镍钴磁铁 | 钴磁铁 | 钕磁铁 |
重复吸附 | 保磁力 | 铝镍钴磁铁 | 铁氧体磁铁 | 钴磁铁 | 钕磁铁 |
机械强度 | - | 钴磁铁 | 铁氧体磁铁 | 钕磁铁 | 铝镍钴磁铁 |
耐腐蚀性 | - | 钕磁铁 | 铝镍钴磁铁 | 钴磁铁 | 铁氧体磁铁 |
高温稳定性 | 居里温度 | 钕磁铁 | 钴磁铁 | 铁氧体磁铁 | 铝镍钴磁铁 |
表4中记载了每种磁铁的使用环境温度。从表中可以看出，吸力大的磁铁，其可以使用的温度较低。
表4.磁铁的耐热温度
用途
用于吸附金属材料。为了使其吸引功能易于使用，制造商提供了各种形状的磁铁，还提供了将安装方法考虑在内的带支架磁铁。表5中显示了将磁铁作为材料使用时的形状。
表5.磁性材料形状
圆型 | 环型 |
 钕磁铁、钴磁铁 环氧树脂涂层 磁化方向：厚度 |  钕磁铁 镀镍 磁化方向：厚度 |
聚氨酯烧结型 | 方型 |
 钕磁铁 镀镍 磁化方向：厚度 可通过使用粘弹性聚氨酯压入固定的产品 |  钕磁铁、铁氧体磁铁 镀镍（钕磁铁） 磁化方向：厚度 |
环氧树脂涂层型 | 橡胶磁铁 |
 钕磁铁 环氧树脂涂层 磁化方向：厚度 |  钐铁氮橡胶磁铁 附带双面胶带 厚度:0.5,1.0,1.5 |
有“圆型”、“环型”、“方型”、“圆型带树脂型”、“橡胶磁铁”等。表6中给出了具有安装功能的磁铁。
表6.带有安装功能的磁铁
螺纹固定孔加工 | 嵌入固定用螺栓 | 嵌入螺栓端部 | 带特殊功能 |
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有螺丝固定、开槽、聚氨酯涂层等不同种类的产品，用户可选择符合规格要求的产品。
使用案例
图1中显示了利用橡胶磁铁将铰链门保持在“关闭”位置的示例。
图1.磁铁的使用案例
橡胶磁铁采用带有双面胶带的产品，当铰链门与橡胶磁铁接触时，即可发挥出其“关闭”功能。用户可以利用该磁铁的吸力打开铰链门。
选型要点
根据吸引力选型
在选择磁铁的吸引力时，重点在于吸引力会因磁铁的种类和大小而异。其参考值如图2所示。
图2.磁铁的吸引力
Type |
HXNN |
HXN |
HXNH |
HXMS |
型号 | L | 吸引力 | 表面磁通密度 | |||||
Type | D | HXNN | HXN | HXMS | HXNN | HXN | HXMS | |
HXNN 强力钕磁铁 | 1 | 2 | 0.08｛0.008｝ | 0.06｛0.006｝ | 0.04｛0.004｝ | 1900～2100 | 1100～1300 | 900～1100 |
3 | 0.09｛0.009｝ | 0.07｛0.007｝ | 0.05｛0.005｝ | 2100～2300 | 1200～1400 | 1000～1200 | ||
5 | 0.10｛0.010｝ | 0.08｛0.008｝ | 0.06｛0.006｝ | 2100～2300 | 1300～1500 | 1100～1300 | ||
2 | 2 | 0.77｛0.08｝ | 0.59｛0.06｝ | 0.39｛0.04｝ | 3500～3700 | 2400～2600 | 2000～2200 | |
3 | 0.90｛0.09｝ | 0.69｛0.07｝ | 0.49｛0.05｝ | 3700～3900 | 3100～3300 | 2600～2800 | ||
4 | 0.93｛0.09｝ | 0.72｛0.07｝ | - | 3700～3900 | 3400～3600 | - | ||
5 | 1.01｛0.10｝ | 0.78｛0.08｝ | 0.49｛0.05｝ | 4100～4300 | 3400～3600 | 2600～2800 | ||
3 | 1 | 1.39｛0.14｝ | 1.07｛0.11｝ | - | 2700～2900 | 2000～2400 | - | |
2 | 2.04｛0.21｝ | 1.57｛0.16｝ | 1.08｛0.11｝ | 3700～4000 | 3100～3300 | 2600～2800 | ||
3 | 2.55｛0.26｝ | 1.96｛0.20｝ | 1.37｛0.14｝ | 4200～4500 | 3300～3500 | 2800～3000 | ||
4 | 2.93｛0.30｝ | 2.25｛0.23｝ | 1.47｛0.15｝ | 4400～4700 | 3400～3600 | 2900～3100 | ||
5 | 3.06｛0.31｝ | 2.35｛0.24｝ | 1.57｛0.16｝ | 4500～4800 | 3500～3700 | 2900～3100 | ||
6 | 3.60｛0.37｝ | 2.82｛0.29｝ | - | 4600～4800 | 4100～4300 | - | ||
4 | 1 | 1.86｛0.190｝ | 1.47｛0.15｝ | - | 2400～2600 | 2000～2200 | - | |
2 | 3.69｛0.38｝ | 2.84｛0.29｝ | 1.86｛0.19｝ | 4100～4300 | 3100～3300 | 2600～2800 | ||
3 | 4.97｛0.51｝ | 3.82｛0.39｝ | 2.55｛0.26｝ | 4200～4500 | 3600～3800 | 3100～3300 | ||
4 | 5.60｛0.57｝ | 4.31｛0.44｝ | 2.94｛0.30｝ | 4500～4800 | 3800～4000 | 3200～3400 | ||
5 | 6.11｛0.62｝ | 4.70｛0.48｝ | 3.14｛0.32｝ | 4800～5100 | 4000～4200 | 3400～3600 | ||
8 | 8.50｛0.87｝ | 6.82｛0.69｝ | - | 5100～5400 | 4500～4700 | - | ||
10 | 9.04｛0.92｝ | 6.96｛0.72｝ | - | 5200～5500 | 4500～4700 | - | ||
5 | 1 | 2.65｛0.27｝ | 1.45｛0.16｝ | - | 2100～2300 | 1800～2000 | - | |
2 | 5.10｛0.52｝ | 3.92｛0.40｝ | 2.65｛0.27｝ | 3500～3700 | 3000～3200 | 2500～2700 | ||
3 | 7.51｛0.77｝ | 5.78｛0.59｝ | 3.82｛0.39｝ | 4200～4500 | 3800～4000 | 3200～3400 | ||
4 | 8.92｛0.91｝ | 6.86｛0.70｝ | 4.61｛0.47｝ | 4600～4900 | 4000～4200 | 3400～3600 | ||
5 | 9.93｛1.01｝ | 7.64｛0.78｝ | 5.10｛0.52｝ | 4900～5100 | 4300～4500 | 3600～3800 | ||
6 | 10.57｛1.08｝ | 8.13｛0.83｝ | 5.39｛0.55｝ | 5100～5400 | 4300～4500 | 3600～3800 | ||
8 | 11.64｛1.19｝ | 8.96｛0.92｝ | - | 5200～5500 | 4700～4900 | - | ||
10 | 12.74｛1.30｝ | 9.80｛1.00｝ | - | 5400～5700 | 4800～5000 | - | ||
6 | 2 | 6.50｛0.66｝ | 5.00｛0.51｝ | 3.33｛0.34｝ | 3100～3400 | 2900～3100 | 2400～2600 | |
3 | 9.93｛1.01｝ | 7.64｛0.78｝ | 5.10｛0.52｝ | 4000～4300 | 3700～3900 | 3100～3300 | ||
4 | 12.48｛1.27｝ | 9.60｛0.98｝ | 6.47｛0.66｝ | 4600～4900 | 3900～4100 | 3300～3500 | ||
5 | 12.75｛1.30｝ | 10.88｛1.11｝ | 7.25｛0.74｝ | 5000～5200 | 4300～4500 | 3600～3800 | ||
6 | 15.29｛1.56｝ | 11.76｛1.20｝ | 7.84｛0.80｝ | 5100～5400 | 4400～4600 | 3700～3900 | ||
8 | 15.34｛1.66｝ | 11.80｛1.28｝ | - | 5400～5600 | 4700～4900 | - | ||
10 | 15.39｛1.69｝ | 11.84｛1.30｝ | - | 5500～5800 | 4800～5000 | - | ||
用户只需选择符合规格的吸引力数值即可。如果在组装时需要调整吸力，也可在此时增加能够改变两者位置的功能。
根据安装方法选型
作为磁铁的安装方法，可以使用采用了表6中所示安装方法的产品，并采用适合于此的结构。由于以钕和钴作为材料的磁性材料是将烧结材料固化而成，所以不耐冲击力和应力集中，其安装方法需要考虑到这一点。安装注意事项如图3所示。
图3.安装注意事项
· 请务必将磁铁放在平面上。（插图B）
· 请确认磁体上的孔和螺孔位置没有错位。（插图C）
· 安装平头螺栓前请确认没有垃圾附着。（插图D）
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利用平头螺栓拧入平头螺栓固定型磁铁的固定孔中进行固定时，必须如图3所示，确保平头部分的形状和安装底面的形状构造不会在磁铁上造成应力集中。
环境的选择
如果磁铁安装环境中存在切屑等金属粉末，则吸力会降低。此外，在需要使用磁铁的环境中必须清除金属粉末，否则会在固定磁铁时引发应力集中。由于磁铁的吸引力可能会因其使用环境温度而降低，因此必须对可用温度进行管控。使用温度的限制值如表4所示，请在低于该值的温度环境下使用。
此外，磁性可能会因温度而丧失。当使用温度高于常温时，磁性会减弱，而当温度降低时，磁性会恢复到原来的状态。但是需要注意的是，当加热到“居里温度”时，磁铁会完全失去磁性。
另外，钕磁铁经过表面处理，其表面处理层可能会因吸附冲击或老化的影响而剥落进而导致生锈，因此为了避免表面处理层破损，必须小心使用，并且应尽量避免在潮湿环境中使用。
正确的保管方法
储存磁铁最合适的方法是将磁铁吸附于铁等磁性材料上。
磁铁的表面不断产生磁力，只要在没有压力的情况下使用，就可以像永久磁铁一样长期使用。
随着时间的推移，磁铁会逐渐发生退磁，为了减少退磁，必须稳定磁力线的流动，将磁铁吸附到铁等磁性材料上以形成磁路正是一种有效手段。
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关联类别
Ø 圆型磁铁
Ø 方型磁铁
Ø 橡胶磁铁
