焼結NdFeB磁性鋼の配向と磁化

配向は焼結ネオジム鉄ボロン磁性鋼の製造において重要なプロセスである。

磁石の磁性は磁気秩序（磁区が一方向に整然と並ぶこと）に由来し、焼結ネオジム鉄ボロン磁石は磁性粉末を金型でプレスして形成されます。磁性粉末を所定の形状の金型に入れ、電磁石で強い磁場をかけ、プレス機で磁性粉末に一定の圧力をかけることで、磁性粉末の磁化容易軸が揃います。プレスが完了したらブランクを脱磁し、脱型することで、磁化容易方向の配向性の良いブランクが得られます。その後、ユーザーのニーズに応じて、指定サイズの磁性鋼製品に切断します。

粉末配向は、高性能ネオジム鉄ボロン永久磁石を製造するための重要なプロセスです。ブランク製造段階での磁石の良好な配向は、配向磁場の強さ、粉末粒子の形状とサイズ、成形方法、配向磁場と成形圧力の相対方向、配向粉末の緩い充填密度など、さまざまな要因の影響を受けます。

後処理段階で生成される磁気偏角は、磁石鋼の磁場分布に一定の影響を及ぼす。

磁気偏角とは、磁力線の方向と磁石の配向面との間の角度を指します。磁気偏角の理想的な状態は配向面に対して垂直ですが、後処理中に、接着および切断技術の操作により、切断方向と極性面との間に一定の角度が生じる場合があります。その後の磁化後、配向面の磁場強度は通常の磁場強度よりも低くなります。

磁化は、磁性を得るためにネオジム鉄ホウ素を焼結する最後のステップである。

磁石ブランクは、ユーザーが要求するサイズに切断され、電気メッキなどの防錆処理が施されて完成した磁性鋼製品になります。ただし、この時点では磁石自体は外部に対して磁性を示しておらず、磁石を磁化するために磁化する必要があります。

磁性鋼を磁化するために使用する装置は、磁化装置とも呼ばれる磁化装置です。磁化装置は、最初にコンデンサに高直流電圧を充電し（つまり、エネルギーを蓄え）、次に非常に小さな抵抗コイル（磁化固定具）を通して放電します。放電パルス電流のピーク値は非常に高く、数万アンペアに達します。この電流パルスは磁化固定具内に強力な磁場を発生させ、磁化固定具に配置された磁石を永久に磁化することができます。

磁化プロセス中に、磁化不飽和、磁化機極爆発、磁石破損などの予期しない状況が発生する可能性もあります。

🔸 磁化の不飽和は主に磁化電圧不足が原因で、コイルによって発生する磁場が磁石の飽和磁化強度の 1.5 ～ 2 倍に達することができません。

🔸 多極着磁の場合、配向方向が厚い磁石も、着磁器の上下の極間の距離が大きすぎるため、極によって発生する磁場の強度が弱くなり、通常の閉磁気回路を形成できないため、飽和まで着磁することが困難です。磁石を通過する磁場は磁石を貫通できないため、磁極の混乱や磁場強度不足を引き起こします。

🔸 磁化極の爆発は、主に設定電圧が高すぎて磁化機の安全電圧を超えたことが原因です。

不飽和磁石または脱磁磁石は、元の磁区が無秩序で外部に磁性を示さないため、飽和させることがより困難です。飽和するには、自身の磁区の変位と回転の抵抗を克服するだけで済みます。ただし、磁石が完全に飽和していない場合、または脱磁しているが完全に脱磁していない場合、その内部に逆磁場領域があります。順磁化でも逆磁化でも、逆方向に磁化する必要がある磁化領域がいくつかあり、逆磁場領域の固有の保磁力をさらに克服する必要があります。そのため、理論的な磁化場よりも強い磁場が必要です。