SmCo 1:5 e SmCo 2:17: Differenze tra le Due Famiglie di Gradi

Guide - 27 Ago , 2026

Nel panorama dei magneti permanenti industriali, i magneti al Samario-Cobalto (SmCo) occupano una posizione di rilievo. Grazie alla loro elevata stabilità termica, alla resistenza alla corrosione e alle prestazioni magnetiche affidabili anche in condizioni operative estreme, rappresentano una soluzione fondamentale per numerose applicazioni industriali. Per una panoramica completa sulle caratteristiche, proprietà, vantaggi e principali applicazioni di questa tecnologia, è utile partire dalla nostra guida completa ai magneti in Samario-Cobalto (SmCo). Quando si passa invece alla fase di progettazione, la scelta si divide principalmente tra due grandi famiglie di gradi: SmCo 1:5 e SmCo 2:17.

Comprendere la differenza tra questi due gradi di Samario-Cobalto è fondamentale per ottimizzare le prestazioni termiche, magnetiche ed economiche di un’applicazione.

Cosa Sono i Magneti al Samario-Cobalto?

I magneti al Samario-Cobalto sono composti intermetallici costituiti, come suggerisce il nome, dalla terra rara Samario (Sm) e dal metallo di transizione Cobalto (Co). Fanno parte della categoria dei magneti sinterizzati a terre rare, insieme ai più diffusi magneti in Neodimio (NdFeB).

Tuttavia, rispetto al Neodimio, i gradi samario cobalto offrono due vantaggi competitivi:

Stabilità termica: Possono lavorare a temperature ben superiori ai 200°C, raggiungendo in alcuni casi i 350°C o 400°C.
Resistenza alla corrosione e all’ossidazione: Spesso non richiedono rivestimenti protettivi galvanici o epossidici, riducendo i costi di post-lavorazione e i rischi di delaminazione.

Queste caratteristiche li rendono indispensabili nei settori aerospaziale, della difesa, dell’automotive da competizione, della sensoristica industriale e delle applicazioni marine.

I magneti al Samario-Cobalto si dividono in due generazioni metallurgiche distinte: la serie 1:5 e la serie 2:17.

La Famiglia SmCo 1:5

La serie SmCo 1:5 (spesso indicata chimicamente come SmCo5) rappresenta la prima generazione di questa tecnologia, sviluppata alla fine degli anni ’60.

La lega è composta approssimativamente dal 36% in peso di Samario e dal restante 64% di Cobalto. La struttura cristallina è di tipo esagonale. Questa combinazione elementare pura conferisce al magnete proprietà molto stabili, ma con margini di miglioramento sul piano della densità di energia complessiva.

I gradi appartenenti alla famiglia SmCo 1:5 si distinguono per un prodotto d’energia massimo, indicato come BHmax, che spazia generalmente tra i 15 e i 22 MGOe (MegaGauss-Oersted). Questa intensità energetica è supportata da una rimanenza (Br) solitamente compresa tra 0.8 e 0.95 Tesla, equivalente a 8000 – 9500 Gauss, e da una buona coercitività intrinseca (Hcj). Proprio quest’ultimo valore rende questi magneti resistenti alla smagnetizzazione causata da campi magnetici esterni contrari. Per quanto riguarda il comportamento termico, la temperatura massima di esercizio si attesta intorno ai 250°C, una soglia oltre la quale le perdite di flusso magnetico diventano irreversibili.

Analizzando i vantaggi spicca senza dubbio la facilità di magnetizzazione: questi materiali richiedono infatti un campo magnetico esterno di intensità inferiore rispetto alla serie 2:17 per raggiungere la saturazione completa, con valori generalmente compresi tra 20 e 30 kOe.
A questo si aggiunge una buona stabilità chimica, poiché la purezza intrinseca della lega riduce al minimo il rischio di corrosione interna.

Tuttavia, non mancano alcune limitazioni importanti. Il costo della materia prima risulta più elevato a causa dell’alta percentuale di Samario e della totale dipendenza dal Cobalto, data l’assenza di metalli meno costosi come il Ferro, elemento che rende questa lega economicamente più volatile sul mercato. Infine, occorre considerare una minore densità energetica complessiva, il che significa che, a parità di volume, il SmCo 1:5 genera un campo magnetico inferiore rispetto alla controparte 2:17

La Famiglia SmCo 2:17

La serie SmCo 2:17 (formula chimica generale Sm2Co,Fe,Cu,Zr17) rappresenta la seconda generazione, introdotta per superare i limiti di potenza e di costo della serie 1:5.

A differenza della formula precedente, la struttura cristallina qui è romboedrica e la lega è più complessa. Il Samario rappresenta circa il 25% del peso. Il Cobalto è parzialmente sostituito da altri metalli:

Ferro (Fe): Inserito per aumentare la magnetizzazione di rimanenza (Br) e ridurre i costi della materia prima.
Rame (Cu): Fondamentale per il meccanismo di “pinning” delle pareti dei domini magnetici, migliorando la coercitività.
Zirconio (Zr) o Afnio (Hf): Aggiunto in piccole percentuali come stabilizzatore delle fasi cristalline durante il trattamento termico.

La transizione verso la famiglia SmCo 2:17 introduce un’evoluzione tecnologica significativa, espressa da un incremento del prodotto d’energia massimo, BHmax, che si posiziona stabilmente in un range compreso tra i 22 e i 32 MGOe. Questo incremento prestazionale si riflette in una rimanenza (Br) capace di superare gli 1.15 Tesla (pari a 11500 Gauss) e in una coercitività intrinseca (Hcj) flessibile. Quest’ultimo valore può essere modulato accuratamente in fase di produzione attraverso il bilanciamento degli elementi dopanti, consentendo la creazione di gradi personalizzati ad alta resistenza. Il vero punto di forza di questa seconda generazione risiede però nel comportamento termico, con una temperatura massima di esercizio che spazia normalmente tra i 300°C e i 350°C, ma che può spingersi, in speciali gradi ingegnerizzati, fino a traguardi di 400°C o 500°C.

I vantaggi derivanti dall’adozione del SmCo 2:17 sono legati a queste proprietà fisiche. L’elevata densità energetica garantisce un rapporto tra prestazioni e volume nettamente superiore, un fattore cruciale che agevola la miniaturizzazione dei componenti nei progetti in cui lo spazio è limitato. A ciò si unisce una straordinaria stabilità di flusso anche in presenza di forti escursioni termiche, virtù dovuta a un coefficiente di temperatura della rimanenza basso. Non meno importante è il fattore economico: l’introduzione del Ferro e la contestuale riduzione della percentuale di Samario nella lega contribuiscono a mitigare l’impatto del costo delle terre rare sul prodotto finito.

D’altra parte, la complessità metallurgica della serie 2:17 porta con sé limitazioni ben precise, a cominciare da una maggiore difficoltà di magnetizzazione. La struttura romboedrica richiede infatti impulsi magnetici di saturazione estremamente elevati obbligando i produttori a utilizzare attrezzature industriali dedicate e di grande potenza. Infine, la coesistenza di più fasi metallurgiche accentua la fragilità meccanica del materiale. Questa tendenza a scheggiarsi rende il SmCo 2:17 più delicato da manipolare e vincola le lavorazioni successive a processi obbligatori di rettifica diamantata o elettroerosione.

Differenza tra i Gradi SmCo: Un Confronto Diretto

Per supportare al meglio la scelta del grado più idoneo di samario cobalto all’interno di un progetto industriale, è utile analizzare i punti di divergenza macroscopici che intercorrono tra le due famiglie.

Densità Energetica e Forza Magnetica

La differenza nelle prestazioni pure è netta. La struttura del SmCo 2:17 permette di incorporare atomi di Ferro all’interno del reticolo cristallino, aumentando la magnetizzazione di saturazione. Di conseguenza, un magnete SmCo 2:17 offre fino al 50% di energia magnetica in più rispetto a un magnete SmCo 1:5 di pari dimensioni.

Comportamento Termico

Sebbene entrambi siano eccellenti se confrontati con il Neodimio, il SmCo 2:17 vince la sfida delle alte temperature. Il punto di Curie (la temperatura alla quale il materiale perde totalmente le sue proprietà magnetiche) del SmCo 1:5 si attesta intorno ai 750°C, mentre quello del SmCo 2:17 supera gli 800°C. Questo si traduce in una temperatura operativa massima di 250°C per il primo e fino a 350°C-400°C per il secondo.

Magnetizzazione in Fase di Produzione ed Assemblaggio

Un aspetto pratico spesso sottovalutato dai progettisti riguarda la magnetizzazione in situ o post-assemblaggio. Il SmCo 1:5 risponde bene a campi di magnetizzazione moderati. Se il magnete deve essere inserito all’interno di un rotore o di un sensore complesso e poi magnetizzato, la serie 1:5 risulta molto più gestibile.
Il SmCo 2:17 richiede impulsi magnetici di alta intensità. Se i macchinari di magnetizzazione aziendali non sono dimensionati correttamente, il rischio è quello di ottenere un magnete parzialmente magnetizzato, con conseguente decadimento prestazionale.

Non sai quale grado SmCo scegliere per la tua applicazione?

La scelta tra SmCo 1:5 e SmCo 2:17 dipende da diversi fattori, tra cui temperatura di esercizio, densità energetica richiesta, spazio disponibile, condizioni di magnetizzazione e vincoli di progetto. Una valutazione tecnica preliminare permette di individuare il grado più adatto ed evitare sovradimensionamenti o prestazioni insufficienti.

Contatta il nostro team per analizzare le specifiche della tua applicazione e individuare la soluzione SmCo più adatta al tuo progetto.

Guida alla Scelta del Grado Samario Cobalto

La scelta grado di samario cobalto ideale non segue una regola fissa, ma dipende da un bilanciamento di requisiti tecnici. Ecco una guida pratica per orientarsi nella scelta durante la fase di design del prodotto.

Quando Scegliere il SmCo 1:5?

L’opzione 1:5, pur essendo una tecnologia più anziana, mantiene nicchie applicative insostituibili. È consigliabile sceglierla se:

I campi di magnetizzazione a disposizione sono limitati: Se l’applicazione prevede l’assemblaggio del magnete allo stato smagnetizzato e la successiva magnetizzazione all’interno di un circuito chiuso poco accessibile.
La stabilità chimica è la priorità assoluta: In ambienti chimicamente aggressivi o marini senza possibilità di rivestimento, la stabilità della formula cristallina pura 1:5 offre maggiori garanzie di durata.
L’applicazione opera rigorosamente sotto i 250°C: Se la temperatura di lavoro non supera questa soglia e non sono necessarie induzioni magnetiche esasperate.

Quando Scegliere il SmCo 2:17?

La serie 2:17 è lo standard moderno per la maggior parte delle applicazioni ad alte prestazioni. È la scelta obbligata se:

Lo spazio è limitato (Miniaturizzazione): Nei motori elettrici brushless ad alte prestazioni, nell’aerospazio o negli attuatori militari dove ogni millimetro e ogni grammo contano.
Le temperature superano i 250°C: Per applicazioni vicino a camere di combustione, sistemi di scarico automotive, o trivelle per la geotermia profunda (applicazioni Downhole).
Si ricerca il miglior rapporto costo/prestazioni magnetiche: A parità di flusso magnetico generato, il minor impiego di Samario e l’alta densità energetica rendono il 2:17 economicamente più efficiente su grandi volumi produttivi.

Entrambe le famiglie presentano un’ alta fragilità. Non devono mai essere utilizzati come elementi strutturali sottoposti a sforzi di flessione o impatti diretti. La progettazione deve sempre prevedere idonei sistemi di ritenzione meccanica o incollaggio.

Identificare precocemente il grado corretto evita costosi errori di sovradimensionamento o, al contrario, pericolosi cali di performance sul campo.

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