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Beschichtungen

Beschichtungen

Machen spezielle Anforderungen besonderen Schutz erforderlich, lassen sich mit geringen Einschränkungen sämtliche Magnetwerkstoffe problemlosbeschichten. Die verschiedenen Beschichtungen unterscheiden sich hinsichtlich ihrer Eignung je nach Grundwerkstoff und Anwendungsfall. Eine Universalbeschichtung, die allen potentiellen Anforderungen gleichermaßen gut gewachsen ist, konnte bislang noch nicht entwickelt werden.


In Tabelle 1 gibt einen Überblick über Beschichtungen und ihre Anwendungs-schwerpunkte. Die Beschichtungsqualität wird bei uns serienbegleitend überwacht.

 

 

 

In Tabelle 2 sind die zur Verfügung stehenden Korrosionstest dargestellt.

Grundsätzlich ist zu beachten, dass eine Ni-Beschichtung einen „magnetischen Kurzschluss“ auslöst. Die magnetischen Kenndaten (Remanenz Br, das Energieprodukt (B • H)max. und die Koerzitivfeldstärke HCB) werden dadurch um bis zu 5 – 7 % reduziert.

Metallische Beschichtung
Metallische Schichten schützen den relativ spröden Werkstoff vor Kanten-verletzungen und werden im Allgemeinen galvanisch aufgebracht. Gute galvanische Schichten sind Mehrfachschichtsysteme, da sie einen höheren Schutz bieten als Einschichtsysteme.

Geeignet für SmCo- und für NdFeB-Magnete, zeichnen sie sich durch eine sehr gute Schutzfunktion vor Feuchtigkeit und Dampf aus. Korrosiven Medien gegenüber sind jedoch Kunststoffbeschichtungen den metallischen Schichten normalerweis e überlegen.

Kleinteile werden meist als Schüttgut beschichtet, d.h. ohne Kontaktstellen ausgeführt, denn Verletzungen oder Beschädigungen an der metallischen Schicht können, außer bei Passivschichten, zu beschleunigter Korrosion führen.

Kunststoffbeschichtung
Organische Beschichtungen werden nach der Beschichtungstechnologie und dem Schichtwerkstoff unterschieden. Anders als metallische Beschichtungen sind sie für alle Magnettypen geeignet. Nachteilig im Vergleich zu diesen sind die niedrigen Anwendungstemperaturen und die geringere Beständigkeit gegen Wasserdampf, von Vorteil ist die bessere Beständigkeit gegen korrosive Medien.

Die wiederstandsfähigste und gleichmäßigste Schicht ist die kathodische Tauchlackierung (KTL). Allerdings kann sie nur an leitfähigen Magneten ausgeführt werden und es verbleiben prozessbedingt kleine Kontaktstellen auf dem Magnet. Nasslackierungen und Passivlacke lassen sich auf nahezu allen Magneten aufbringen und bieten einen sehr guten Korrosionsschutz. Prozessbedingt sind jedoch größere Schichtdicken-Toleranzen notwendig. Für besondere Korrosionsanforderungen kommen auch Zweischichtsysteme aus Passivlack und Decklack in Frage. Die Teflonschicht ist wegen ihrer Prozesstemperatur von ca. 300 C° und dem vergleichs-weise hohen Preis eher ein Nischenprodukt, obwohl sie höchsten Korrosionsschutz, weitgehend Chemikalien-beständigkeit und hohe Temperaturbeständigkeit bietet.

Die Parylenebeschichtung - ein aus der Gasphase abgeschiedener relativ weicher Kunststoff - ist für alle Magnetwerkstoffe geeignet und bildet einen dichten, konturgetreuen und geschlossenen Überzug. Sie ist lebensmittelecht, gewährleistet wirksamen Schutz gegen Feuchtigkeit und macht die Magnete in hohem Maße gegen chemische Einflüsse beständig. Lediglich mechanischen Belastungen kann die Beschichtung nicht ausgesetzt werden.

Toxikologie und Radioaktivität

Toxikologie und Radioaktivität

Ferritmagnete gehören zur Materialgruppe der Oxidkeramiken. Von ihnen geht nahezu keine Gesundheitsgefährdung aus. Zu beachten ist das in einem Teil der Magnete enthaltenen Barium. Unter besonderen Bedingungen (z.B. saure Medien) können Minimalmengen dieses Stoffes ausgelöst werden. Da es sich bei Barium um ein Schwermetall handelt, ist es für bestimmte Anwendungen sinnvoll, Strontiumferritmagnete einzusetzen.

Über die Toxizität von Seltenerdmetallen und deren Verbindungen ist nur wenig bekannt. Sie galten lange als völlig ungiftig und wurden teilweise sogar in der Medizin zu therapeutischen Zwecken eingesetzt. Als Gefahrenquelle im Bereich der mechanischen Bearbeitung ist das Einatmen von Magnetstaub, besonders in Verbindung mit Cobalt, von Bedeutung. Durch das Einatmen der löslichen Salze als Schwebstoffe in der Luft erfolgt eine geringe Aufnahme in den Blutkreislauf. Die Resorption geringer Mengen bei Aufnahme in den Verdauungstrakt gilt dagegen als bedeutungslos. In der Trinkwasserverordnung sind keine Grenzwerte für Cobalt aufgeführt. Untersuchungen haben die weitgehende Beständigkeit von SmCo-Magneten gegenüber neutralen und alkalischen Medien gezeigt. Aufgrund des metallischen Charakters der Verbindung ist keine Säurebeständigkeit gegeben. Natürliches Samarium, ein Hauptbestandteil der SmCo-Magnete, besteht zu ca. 15 % aus dem Isotop147 Sm. Trotzdem sind äußerliche Kontakte völlig bedenkenlos. Die Bestandteile bei NdFeB-Magneten sind unbedenklich, allerdings sollte die Aufnahme von Stäuben und gelösten Bestandteilen vermieden werden.

Einfluss von radioaktiver Strahlung auf Permanentmagnete
Werden Permanentmagnete radioaktiver Strahlung ausgesetzt, können strukturelle Defekte auftreten. Dadurch werden die strukturabhängigen Eigenschaften wie Koerzitivkraft, Induktion und Remanenz direkt, intrinsische Eigenschaften wie Sättigungsmagnetisierung und Curie-Temperatur indirekt beeinflusst. Magnetisch messbare Veränderungen entstehen erst bei Erreichen einer definierten Strahlungsintensität, die von Werkstoff zu Werkstoff variieren. Liegen bisher auch noch keine verlässlichen Grenzwerte vor, so wurden in Einzelexperimenten Schädigungen bzw. Veränderungen bei starken Bestrahlungen nachgewiesen. Zum Beispiel bewirkt Strahlung im Bereich von 5,4 • 1018 thermischer und 1,2 • 1017 schneller Neutronen pro Quadratzentimeter bei 50 C° eine 3%-ige Verringerung der Sättigungsmagnetisierung bei Fe2O3, dem Grundbaustein der Hartferrite. NdFeB-Magnete weisen einen Magnetisierungsverlust von mehr als 50 % bei einer Protonenstrahlung mit einer Äquivalentbelastung von 4 • 106 rad und einen Totalverlust bei 4,5 • 107 rad auf. SmCo-Magnete zeigen signifikante Störungen erst bei 109 bis 1010 rad, wobei Sm2Co17 unempfindlicher als SmCo5 ist.

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