Bester Klebstoff für Magnete: So kleben Sie Neodym-Magnete

Welche Klebstoffart sollten Sie in Betracht ziehen?

Die folgende Tabelle dient zur Vorauswahl und stellt keine Produktfreigabe dar.

Unterschiedliche Klebstoffchemien weisen verschiedene Eigenschaften hinsichtlich Oberflächenvorbereitung, Offenzeit, Festigkeitsaufbau, Flexibilität und Schlagfestigkeit auf. Die Auswahl muss daher auf Produktebene erfolgen und darf sich nicht nur auf die Wahl einer Klebstofffamilie beschränken. Ressourcen zu 3M-Strukturklebstoffen

Ist Epoxidharzklebstoff für Magnete immer die beste Wahl?

Nein. Epoxidharz ist eine mögliche Klebstofffamilie, aber Epoxidprodukte unterscheiden sich hinsichtlich Steifigkeit, Spaltüberbrückungsvermögen, Aushärteprozess, Temperaturbeständigkeit und Substratverträglichkeit.

Ein Klebstoff, der für eine starre Stahlbaugruppe geeignet ist, muss nicht für ein Kunststoffgehäuse, wiederholte Stoßbelastungen, einen schnellen Produktionszyklus oder einen großen Unterschied in der Wärmeausdehnung geeignet sein.

Wann sollte ein Strukturacrylatklebstoff in Betracht gezogen werden?

Strukturacrylatprodukte werden häufig für Magnet-Metall-Baugruppen und Produktionsprozesse bewertet, bei denen eine relativ schnelle Fixierung erforderlich ist.

Einige Produkte erfordern einen Aktivator, Primer oder ein bestimmtes Mischverfahren. Diese Anforderung muss in die Produktionsplanung aufgenommen werden, statt erst nach der Bemusterung entdeckt zu werden.

Kann Sekundenkleber einen Neodym-Magneten halten?

Cyanacrylat, allgemein als Sekundenkleber bezeichnet, kann für kleine Teile mit sauberen, passgenauen Oberflächen geeignet sein.

Nehmen Sie nicht an, dass eine schnelle Fixierung bedeutet, dass die Verbindung einen großen Spalt, wiederholte Schälbelastungen, Stoßbelastungen, Feuchtigkeit oder langfristige Temperatureinwirkung toleriert. Prüfen Sie die Dokumentation des exakten Produkts und testen Sie die reale Baugruppe.

Was sollten Sie vor der Auswahl eines Magnetklebstoffs prüfen?

1. Welche Beschichtung befindet sich auf dem Magneten?

Ein Neodym-Magnet wird normalerweise über seine äußere Beschichtung verklebt. Die Beschichtungsoptionen von Osenc können NiCuNi, Zink, Epoxid, Gold, PTFE, Parylene und andere projektspezifische Systeme umfassen.

Der Klebstoff muss daher an der Beschichtung haften – nicht einfach an “Neodym”.”

NdFeB-Material ist korrosionsanfällig und wird üblicherweise durch eine Beschichtung geschützt. Wird dieser Schutz bei der Oberflächenvorbereitung beschädigt, kann dadurch ein Korrosionsrisiko entstehen. Leitfaden von Arnold Magnetic Technologies zur Magnetherstellung

Mögliche Versagensstellen sind:

• Zwischen Klebstoff und Magnetbeschichtung.
• Innerhalb des Klebstoffs.
• Innerhalb des Beschichtungssystems.
• Zwischen Beschichtung und Magnet.
• Zwischen Klebstoff und Gegenbauteil.
• Zwischen Lack- oder Pulverbeschichtung und dem Grundmetall.

Prüfen Sie die genaue Beschichtung, bevor Sie den Klebeprozess festlegen. Weitere Informationen finden Sie in der Übersicht von Osenc zu Beschichtungen für Neodym-Magnete bei der Erstellung der Magnetspezifikation.

2. Wie sieht die tatsächliche Fügefläche aus?

Stahl, Edelstahl, blankes Aluminium, eloxiertes Aluminium, Kunststoff, Lack und Pulverbeschichtung sind unterschiedliche Klebeoberflächen.

Der Klebstoff kommt mit der Oberflächenbeschaffenheit in Kontakt – nicht mit dem in der Zeichnung angegebenen Grundwerkstoff. Öl, Staub, Oxide, Trennmittel, Korrosionsschutzmittel, Lack und Kunststoffadditive können die Klebeverbindung beeinträchtigen.

Laut dem Leitfaden von 3M zu Strukturklebstoffen hängen Reinigung und Oberflächenvorbereitung vom Substrat und von der erforderlichen Leistungsfähigkeit der Klebeverbindung ab. Technisches Merkblatt von 3M zur Oberflächenvorbereitung

Wählen Sie ein Reinigungsmittel nicht aus Gewohnheit. Prüfen Sie es anhand der Klebstoffanweisungen, der Angaben zur Substratverträglichkeit und des Sicherheitsdatenblatts (SDS) des Lösemittels.

3. Wie wird die Verbindung belastet?

Klebeverbindungen können Zug-, Druck-, Scher-, Schäl- und Spaltbeanspruchungen ausgesetzt sein.

Schäl- und Spaltbeanspruchungen konzentrieren die Last nahe einer Kante. Scher-, Zug- und Druckbeanspruchungen können die Last auf einen größeren Teil der Klebfläche verteilen, wenn die Verbindung entsprechend ausgelegt ist. Häufige Beanspruchungsarten bei Klebeverbindungen laut 3M

Die angegebene Abreißkraft eines Magneten entspricht nicht automatisch der Auslegungslast seiner Klebeverbindung. Der Magnet wird möglicherweise durch geradliniges Abziehen geprüft, während der Klebstoff im eingebauten Zustand Scher-, Schäl-, Torsions- oder Stoßbelastungen beziehungsweise einer Kombination dieser Belastungen ausgesetzt ist.

Dokumentieren Sie beides:

• Die vom Magneten geforderte magnetische Funktion.
• Die mechanische Belastung, der die Klebeverbindung standhalten muss.

4. Welchen Umgebungsbedingungen ist die Baugruppe ausgesetzt?

Prüfen Sie:

• Minimale und maximale Einsatztemperatur.
• Montage- und Aushärtetemperatur.
• Temperaturwechsel.
• Einwirkung von Feuchtigkeit oder Wasser.
• Öle, Reinigungsmittel, Kraftstoffe oder andere Chemikalien.
• Einsatz im Innen- oder Außenbereich.
• Vibrationen und Stöße.
• Erforderliche Lebensdauer.
• Folgen eines Versagens der Klebeverbindung.

Verwechseln Sie die Verarbeitungstemperatur des Klebstoffs, die Aushärtetemperatur, die kurzzeitige Temperaturbelastung und die Dauereinsatztemperatur nicht miteinander.

Die Magnetgüte, die Beschichtung, der Klebstoff, das Substrat und die benachbarten Komponenten müssen den jeweiligen Bedingungen standhalten. Es gibt keine von der Magnetgüte unabhängige Temperaturgrenze, die pauschal für jeden Neodym-Magneten gilt.

5. Welcher Fügespalt und welcher Fertigungsprozess stehen zur Verfügung?

Prüfen Sie:

• Vorgesehener Klebespalt.
• Maßabweichungen zwischen den Bauteilen.
• Mischungsverhältnis, falls zutreffend.
• Dosierverfahren.
• Verarbeitungszeit.
• Fixierzeit.
• Bedingungen für die vollständige Aushärtung.
• Produktionsstückzahl.
• Zulässiger Klebstoffaustritt.
• Prüfverfahren.

Die Fixierzeit ist nicht mit der vollständigen Aushärtung gleichzusetzen. Klebstoffhersteller geben diese als separate Prozessbedingungen an; beide können je nach Produkt und Aushärtungsumgebung variieren. 3M – Auswahl und Anwendung eines Strukturklebstoffs

Wie werden Neodym-Magnete Schritt für Schritt verklebt?

Schritt 1: Beschichtung und Klebstoffhinweise prüfen

Bestimmen Sie die Magnetbeschichtung, den Werkstoff des Fügepartners und die Oberflächenbeschaffenheit.

Prüfen Sie die aktuellen TDS und SDS für den ausgewählten Klebstoff. Klären Sie die Anforderungen an Oberflächenvorbereitung, Klebespalt, Dosierung, Mischungsverhältnis, Fixierzeit, vollständige Aushärtung, Temperatur, Lagerung und Sicherheit.

Schritt 2: Baugruppe probeweise montieren und Polarität prüfen

Prüfen Sie vor dem Klebstoffauftrag Abmessungen, Freigängigkeit, den für den Klebstoff vorgesehenen Raum, Magnetisierungsrichtung, Polarität und Zugänglichkeit für die Fixiervorrichtung.

Starke Magnete können Stahlwerkzeuge, Vorrichtungen und andere Magnete schlagartig anziehen. Sichern Sie den Arbeitsbereich, um die Gefahr von Zusammenstößen, Abplatzungen, Quetschungen und Polaritätsfehlern zu verringern.

Gesinterte Seltenerdmagnete sind spröde und müssen vorsichtig gehandhabt werden. Arnold Magnetic Technologies – Leitfaden zur Magnetauswahl

Klären Sie außerdem, ob das Verkleben vor oder nach der Magnetisierung erfolgt. Eine allgemein optimale Reihenfolge gibt es nicht. Der Lieferant des Magneten und der Baugruppe sollte die Handhabung, die Kontrolle der Polarität, die Auslegung der Fixiervorrichtung, die umgebenden Komponenten sowie die Frage prüfen, ob sich die fertiggestellte Baugruppe wie vorgesehen magnetisieren lässt.

Schritt 3: Klebeflächen reinigen

Entfernen Sie Verunreinigungen mit einem Verfahren, das mit Folgendem kompatibel ist:

• Der Magnetbeschichtung.
• Dem Werkstoff des Fügepartners.
• Dem ausgewählten Klebstoff.
• Den Arbeitsschutzanforderungen.

Gehen Sie nicht davon aus, dass ein einziges Lösungsmittel für jede Beschichtung, jeden Kunststoff, jeden Lack oder jeden Klebstoff geeignet ist. Warten Sie vor dem Verkleben, bis die Oberflächen den in den Klebstoffhinweisen geforderten Zustand erreicht haben.

Schritt 4: Nur die erforderliche Oberflächenbehandlung durchführen

Schleifen, Primer, Plasmabehandlung oder eine andere Vorbehandlung dürfen nur eingesetzt werden, wenn dies gemäß den Verarbeitungshinweisen des ausgewählten Klebstoffs erforderlich oder zulässig ist und die Verträglichkeit mit der Magnetbeschichtung bestätigt wurde.

Legen Sie kein Verfahren fest, das die Schutzbeschichtung beschädigt oder entfernt. Ist die Beschichtungsverträglichkeit nicht bekannt, unterbrechen Sie den Prozess und holen Sie eine Bestätigung der Magnet- und Klebstofflieferanten ein.

Schritt 5: Kontrollierte Klebstoffmenge auftragen

Halten Sie das vorgeschriebene Dosier- und Mischverfahren ein.

Zu wenig Klebstoff kann zu einer unvollständigen Flächenabdeckung führen. Zu viel Klebstoff kann aus der Klebefuge austreten, angrenzende Oberflächen verunreinigen, die Endmaße beeinträchtigen oder einen unkontrollierten Fügespalt verursachen.

Schätzen Sie das Mischungsverhältnis eines Zweikomponentenklebstoffs nicht, sofern die Produktanweisungen dieses Verfahren nicht ausdrücklich zulassen.

Schritt 6: Magnet positionieren und fixieren

Bringen Sie den Magneten in die richtige Ausrichtung und fixieren Sie ihn, ohne ihn zu verschieben oder zu verdrehen.

Die Vorrichtung muss den erforderlichen Fügespalt und die korrekte Ausrichtung aufrechterhalten. Sie darf keinen unkontrollierten Druck ausüben, durch den zu viel Klebstoff aus der Klebefuge verdrängt wird.

Schritt 7: Vorgeschriebene Aushärtung vollständig durchführen

Halten Sie die im TDS des Produkts angegebene Zeit und Temperatur ein. Belasten oder prüfen Sie die Baugruppe nicht allein deshalb, weil der Klebstoff bereits Handhabungsfestigkeit erreicht hat.

Falls Wärme eingesetzt wird, stellen Sie sicher, dass der gesamte Zyklus mit Magnetwerkstoffgüte, Beschichtung, Substrat, Vorrichtung, Klebstoff und den umgebenden Bauteilen kompatibel ist.

Schritt 8: Klebeverbindung prüfen

Prüfen Sie:

• Ausrichtung und Polarität des Magneten.
• Sichtbare Lageveränderungen.
• Ausgetretenen Klebstoff.
• Unvollständige Flächenabdeckung oder sichtbare Hohlräume.
• Beschädigung der Beschichtung.
• Beeinträchtigungen angrenzender Bauteile.
• Übereinstimmung mit dem vorgeschriebenen Aushärtungsprotokoll.

Eine Sichtprüfung kann die Langzeitfestigkeit der Klebeverbindung nicht nachweisen, aber offensichtliche Prozessfehler vor der Validierungsprüfung erkennen.

Wie wird ein Magnet auf Metall geklebt?

Klären Sie vor der Auswahl des Vorbereitungsverfahrens, um welche Metalloberfläche es sich tatsächlich handelt.

Bei lackierten, pulverbeschichteten, galvanisch beschichteten oder eloxierten Teilen haftet der Klebstoff auf der Oberflächenschicht. Ein hochfester Klebstoff kann nicht ausgleichen, wenn sich diese Schicht vom Grundwerkstoff ablöst.

Wenn das verklebte Metall zugleich Teil des Magnetkreises ist, sind die Klebstoffposition und der vorgesehene Klebespalt in der technischen Zeichnung anzugeben. Osenc kann die magnetische Auslegung bewerten, wenn die vollständige Geometrie, Magnetisierungsrichtung, Stahlkomponente und Betriebsanforderung vorliegen.

Sollte ein Neodym-Magnet vor dem Verkleben angeschliffen werden?

Nicht grundsätzlich.

Ein Anschleifen sollte nur erfolgen, wenn die Verarbeitungshinweise für den ausgewählten Klebstoff dies verlangen oder zulassen und das Verfahren mit der Magnetbeschichtung verträglich ist. Aggressives Schleifen kann die Schutzschicht beschädigen.

Legen Sie nicht pauschal Körnung, Schleifdauer, Anpressdruck oder den prozentualen Anteil der bearbeiteten Oberfläche fest. Schleifen Sie die Beschichtung nicht gezielt durch, um eine andere Schicht freizulegen, sofern nicht ein qualifiziertes Verfahren für genau dieses Magnet- und Klebstoffsystem geprüft und freigegeben wurde.

Wenn das Anschleifen freigegeben ist, sollten die Fertigungsanweisungen Folgendes festlegen:

• Schleifmittel.
• Schleifrichtung.
• Anpressdruck oder Maschineneinstellungen.
• Reinigung nach dem Schleifen.
• Prüfung der Beschichtung.
• Annahmekriterien.

Ohne diese Kontrollen kann manuelles Schleifen zu uneinheitlichen Fertigungsergebnissen führen.

Warum versagen Klebeverbindungen mit Magneten?

Untersuchen Sie die Bruchfläche, bevor Sie den Klebstoff wechseln.

Dokumentieren Sie die Anzahl der ausgefallenen Muster, die Versagensstelle, die Aushärtungsbedingungen, die Umwelteinwirkung und die Belastungsrichtung. Diese Angaben sind aussagekräftiger als die bloße Feststellung, dass “der Klebstoff versagt hat”.”

Wann reicht Klebstoff allein nicht aus?

Ziehen Sie eine mechanische Sicherung in Betracht, wenn bei der Baugruppe Folgendes vorliegt:

• Wiederholte Schäl- oder Stoßbelastung.
• Starke Vibrationen.
• Drehbewegung.
• Starke thermische oder umgebungsbedingte Wechselbeanspruchung.
• Schwer kontrollierbare Oberflächen.
• Sicherheitsrelevante Folgen, falls sich der Magnet löst.

Mögliche Konstruktionsoptionen sind eine Aufnahmetasche, eine Schulter, eine Abdeckung, eine Sicherungskappe oder ein Gehäuse, das die Bewegung begrenzt.

Dies sind Konstruktionsoptionen, keine universell einsetzbaren Lösungen. Geometrie, Werkstoff, Spiel, magnetische Funktion, Montageverfahren und die Beanspruchung des spröden Magneten müssen projektspezifisch geprüft werden.

Der 3M-Leitfaden zur Gestaltung von Klebverbindungen zeigt außerdem, dass sich konzentrierte Spalt- oder Schälbelastungen durch die Geometrie umverteilen lassen und eine zusätzliche mechanische Abstützung möglich ist. 3M-Leitfaden zur Gestaltung von Klebverbindungen

Wie sollten Sie die Klebverbindung vor der Serienfertigung validieren?

Prüfen Sie serienrepräsentative Bauteile, statt sich ausschließlich auf eine manuelle Zugprobe oder einen allgemeinen Wert für die Klebstofffestigkeit zu verlassen.

Für das Projekt müssen Musteranzahl, Konditionierung, Belastungsverfahren, Akzeptanzwert und Sicherheitsfaktor festgelegt werden. Dieser Artikel enthält keine allgemeingültigen Prüfwerte.

Welche Angaben sollten Sie in einer Angebotsanfrage für eine Magnetverklebung machen?

Senden Sie:

• Technische Zeichnung, Abmessungen und Form des Magneten.
• Erforderliche magnetische Funktion.
• Magnetgüte, sofern bereits ausgewählt.
• Magnetisierungsrichtung und Polanordnung.
• Magnetbeschichtung.
• Werkstoff und Oberflächenbeschaffenheit der Gegenkomponente.
• Verfügbare Klebfläche.
• Vorgesehener Klebespalt und Maßabweichungen.
• Richtung der mechanischen Belastung.
• Erforderliche Abreißkraft, Magnetfeldstärke, Drehmoment-, Positionier-, Sensor- oder Kopplungswirkung.
• Montage- und Betriebstemperaturen.
• Einwirkung von Feuchtigkeit, Wasser, Chemikalien, Vibrationen und Stößen.
• Erwartete Lebensdauer.
• Folgen einer Ablösung des Magneten.
• Ob die Verklebung vor oder nach der Magnetisierung erfolgt.
• Vorgesehener Klebstoff, Primer oder Aktivator, falls bereits ausgewählt.
• Produktionsstückzahl und angestrebte Prozesszeit.
• Erforderliches Prüf- und Validierungsverfahren.
• Notwendigkeit einer mechanischen Sicherung.
• Prototypenstückzahl.

Osenc prüft Zeichnungen und Anwendungsanforderungen für kundenspezifischen Neodym-Magneten, einschließlich Magnetgüte, Beschichtung, Abmessungen, Toleranz, Magnetisierungsrichtung und Baugruppenaufbau.

Diese Prüfung kann dazu beitragen, Risiken hinsichtlich Passung, Polarität, Beschichtung und Magnetanordnung vor der Bemusterung zu erkennen. Die Eignung des Klebstoffs, die Prozessfähigkeit der Verklebung und die Validierung der Verbindung müssen dennoch für jedes Projekt bestätigt werden.

Häufig gestellte Fragen