焼結ネオジム磁石はどのようにして作られるのか

Apr 22, 2024

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焼結ネオジム磁石永久磁石粉末冶金法を用いて製造されます。 材料の準備から完成品の納品まで、通常、さまざまな段階でのいくつかの検査や分析を含む十数のプロセスステップがあります。

制作プロセス全体は、相互に連動する体系的なプロジェクトです。 一般に磁石ブランクを製造する工程を前工程工程、ブランクを最終製品に加工する工程を後工程工程と呼びます。 磁性材料メーカーは、前工程から後工程までを行うメーカーと、後工程を中心とした加工メーカーに大きく分けられます。

 

1. 材料の準備

メーカーが原材料を選択するときは、通常、磁石の性能要件と対応する国家規格に従って購入します。 製錬前に原料を切断し、表面処理を行います。

2. 製錬

製錬は、焼結 NdFeB 永久磁石が生産プロセスに入る最初のプロセスです。 原料は溶解炉で加熱溶解され、冷却されて合金ストリップが形成されます。 このプロセスは炉の温度が約 1,300 度に達する必要があり、完了するまでに 4 時間以上かかります。

Smelting

3. 水素破壊 + 4。 ジェットミル

水素粉砕とジェットミリングの 2 つのプロセス ステップを総称して製粉と呼びます。これは、溶融した合金ベルト ストリップを粉砕して磁性粉末を作成するプロセスです。 配向性の高い磁石を得るには、粉末粒子のサイズが小さく(3-4 μm)、粒度分布が集中しており、粉末粒子が球形またはほぼ球形であることが必要です。

Smelting

5. プレス

粉砕した磁性粉末を金型に充填し、外部磁場を印加して配向し、配向後プレスする。 粉末磁場配向は、高性能焼結 NdFeB を製造するための重要なプロセス技術の 1 つです。 成形プロセスでは、現在業界で一般的に使用されている方法は、成形、成形+冷間静水圧プレス、ゴム型静水圧プレスの 3 つです。 同じネオジム含有量の下で、ゴム型静水圧プレスはより大きな磁気エネルギーを得ることができます。 製品。

pressing

6. 熱処理

プレス後の磁石成形体の相対密度は比較的高くなります。 磁石に高い永久磁気特性を持たせるためには、成形体を粉末の基本相の融点以下の温度に加熱し、一定時間熱処理する必要があります。 このプロセスは焼結とも呼ばれます。 高温焼入れ後、組織を最適化し、最高の磁気特性を得るために、一定の温度で焼き戻す必要もあります。 (焼き戻しとは、焼結磁性粉末ブランクを一定の温度まで冷却し、再度加熱することを指します)

Heat Treatment

7. 機械加工

焼結磁石は磁場配向形成プロセスの特性と技術的限界により、実用に耐える形状・寸法精度を一度に直接実現することが困難です。 完成した磁石の多くはサイズが小さく、形状が複雑であり、特定の形状のブランク磁石からしか加工できません。 NdFeB焼結材は硬くて脆いため、一般的な機械加工では切断、穴あけ、研削、転造しかできません。

Machining

8. 粒界拡散

希土類元素のジスプロシウムとテルビウムは、材料の保磁力と温度安定性を大幅に向上させることができます。 より高い保磁力と動作温度を必要とする焼結 NdFeB 材料の場合、多くの場合、ジスプロシウムとテルビウムを添加する必要がありますが、これら 2 つの元素の価格は非常に高価です。 非常に高いため、磁石の製造コストが大幅に増加します。 現在、粒界拡散技術は、重希土類元素の添加量を減らすために業界で一般的に使用されています。

9. 表面処理

焼結NdFeBは非常に強い化学活性を持つ粉末材料です。 内部には小さな孔や空洞があり、空気中で容易に腐食し、酸化します。 時間が経つと磁気特​​性が減衰したり、消失したりするため、使用前に厳密な表面検査を行う必要があります。 防錆処理。 現在、NdFeBの防食処理には、電気めっき、化学めっき、電気泳動、リン酸塩処理などの方法が一般的に採用されています。 電気めっきは、成熟した金属表面処理方法として広く使用されています。

Surface Treatment

10.磁化

磁化は、焼結 NdFeB 永久磁石が磁性を得るために重要なステップです。 マグネタイザーは、磁性材料や磁気デバイスを磁化するためのツールです。 磁化された NdFeB 磁石に磁場を加えます。 着磁磁界が技術的な飽和磁界に達しない場合、永久磁石の残留磁気Brや保磁力Hcjが期待値に達しません。 NdFeB焼結体は、通常の単極着磁のほかに、実際のニーズに応じて多極着磁することもできます。つまり、着磁後、平面上に複数のN極とS極を出現させることができます。

11. 梱包と発送

梱包と発送は、磁石が工場から出荷される前の最後のステップです。 磁石メーカーは購入者の要求に応じてパッケージ化することができます。 購入者が特別な梱包要件がある場合は、事前に供給者に通知することができます。 NdFeB焼結永久磁石は磁力が強いため、国内輸送は陸送が一般的です。 海外輸出の場合は、特殊な防磁梱包と専門機関による検査・鑑定を経て空輸可能です。

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