NdFeB磁石
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焼結NdFeB磁石の製造工程

1. 原材料の準備と合金化

高純度元素（ネオジム（Nd: 25-35%）、鉄（Fe: 60-70%）、ホウ素（B: 1-2%）、および耐熱性のためのジスプロシウム（Dy）やテルビウム（Tb）などの添加剤）が供給されます。

• これを真空誘導炉で1,400～1,500℃で溶かしてインゴットにすることで酸化を防ぎます。
• インゴットは薄いリボン状にストリップキャスト（ホイール上で急速冷却）され、その後、水素分解またはジェットミル粉砕されて微粉末（2～10ミクロン）になります。

粉末の品質は最も重要であり、酸素汚染は性能を低下させる可能性があります。

2. 粉末の混合と整列の準備

粉末は均一になるように混合され、多くの場合、圧縮を容易にするために潤滑剤が加えられます。

• 異方性磁石（高性能の標準）の場合、粒子は後続のステップで磁場内で整列されます。
• 混合物は、空気や湿気との反応を避けるために不活性雰囲気で保管されます。

これにより、圧縮のための一貫した開始材料が確保されます。

3. 圧縮と圧縮

粉末は油圧プレスで500～1,000MPaの圧力でプレスされ、「グリーン」成形体を形成します。

• プレス中に強力な磁場（10,000～20,000 Oe）を適用して結晶粒を整列させ、異方性を生み出します。
• 均一な密度を得るために等方圧プレスを行うことで、理論上の密度 50 ～ 60% を達成できます。

ブロック、円筒、円弧などの形状はここで形成されますが、複雑な形状には後加工が必要です。

4. 焼結と緻密化

成形された成形体は真空炉で1,000～1,100℃で1～4時間焼結され、粒子が高密度の固体（7.4～7.6 g/cm³）に融合されます。

• 液相焼結は、低融点相が粒子の結合を助けることで発生します。
• 制御された冷却によりひび割れを防ぎ、酸化を最小限に抑えるためにアルゴンまたは真空下で処理が行われます。

このステップにより、結晶粒界が微細化され、高い保磁力が実現され、磁気特性が固定されます。

5. 熱処理と機械加工

焼結後、磁石は 500 ～ 900°C で焼鈍処理され、微細構造が最適化され、応力が緩和されます。

• 焼結NdFeBは非常に硬いため、機械加工ではダイヤモンド工具またはワイヤーEDMを使用して正確な形状を実現します。
• 腐食を防ぐために、電気メッキまたはスプレー塗装によって保護コーティング（ニッケル、亜鉛、エポキシ、パリレンなど）が適用されます。

要求の厳しいアプリケーションでは、許容誤差は ±0.01 mm まで狭くなります。

6. 磁化と品質試験

完成した磁石は、最大 50,000 Oe の磁場を持つパルス磁化装置で磁化されます。

• 試験には、Br、Hc、BHmax のヒステリシス ループ分析に加え、X 線または超音波法を使用した密度、微細構造、欠陥のチェックが含まれます。
• RoHS などの規格に準拠することで、有害物質が含まれていないことが保証されます。

承認された磁石は、安全のため、消磁された状態で出荷されることがよくあります。